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2008年 第34卷 第02期 刊出日期：2008-02-12

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作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

1923—2005年中国大豆育成品种种质的地理来源及其遗传贡献

熊冬金;赵团结;盖钧镒

作物学报. 2008, (02):  175-183.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00175

摘要 ( 2341 )   PDF (452KB) ( 1617 )  

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中国大豆育成品种的种质构成可通过追溯其祖先亲本的遗传贡献来估计。本研究搜集1923—2005年全国育成的1 300个大豆育成品种系谱资料, 追溯其祖先亲本, 计算每一育成品种祖先亲本的细胞核和细胞质遗传贡献值, 并分析其种质的地理来源及其年代演变特点。结果表明, 全国1 300个大豆育成品种来源于670个细胞核、344个细胞质终端祖先亲本, 其地理来源按国内I、II、III、IV、V、VI生态区和国外归类, 地理来源不详的另归一类, 相应的核(质)遗传贡献率分别为45.44 (49.77) %、23.23 (26.31) %、7.33 (9.62) %、4.40 (4.62) %、0.87 (1.08) %、0.55 (0.77) %、17.75 (7.00) %和0.45 (0.85) %; 各生态区育成品种的核(质)种质主要来自本区祖先亲本。近十年(1996—2005)全国育成的592个品种中, 国外、VI区和地理来源不详者祖先亲本核(质)贡献率分别增加了11.96 (8.85) %、0.89 (1.07) %和0.22 (0.62) %, I、II、III、IV和V区祖先亲本核(质)贡献率分别下降了7.83 (4.22) %、3.66 (6.13) %、0.66 (0.34) %、0.64 (0.41) %和0.27 (0.12) %; 归纳出了这期间育成品种的46个重要祖先亲本; 各生态区间种质交流虽有增加, 但所在区种质仍占绝大部分。整体上说, 十年来我国大豆育成品种种质的地理来源有所增宽, 但仍主要局限在本生态区,为了拓宽未来品种的遗传基础需进一步加强各生态区间的种质交流与利用。

玉米非生物逆境响应基因ZmASK1的克隆及表达特性分析

邹华文;吴忠义;张秀海;王永勤;杨清;曹鸣庆;黄丛林

作物学报. 2008, (02):  184-191.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00184

摘要 ( 2136 )   PDF (511KB) ( 1726 )  

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类Shaggy/GSK-3蛋白激酶基因在植物发育和逆境应答中起着十分重要的作用。通过RT-PCR方法从玉米中克隆了一个与Shaggy/GSK-3蛋白激酶基因同源的全长cDNA, 命名为ZmASK1(abiotic stress-induced kinase)(GenBank accession No., AY722707)。推测ZmASK1蛋白含有426个氨基酸, 分子量为48.5 kD, 等电点为8.7。半定量RT-PCR分析表明, ZmASK1可以被甘露醇、高盐和脱落酸(ABA)诱导。另外, 在不同的组织中, ZmASK1的表达模式也不一样, 在子房中的表达量最高。这些结果表明, ZmASK1可能在植物逆境反应及生殖生育过程中起多重作用。本文是玉米类Shaggy/GSK-3蛋白激酶基因参与胁迫和发育过程的首次报道。

油菜cDNA表达文库构建及核盘菌致病因子互作蛋白的筛选和鉴定

王心宇;杨恩东;戚存扣;陈松;张洁夫;杨清

作物学报. 2008, (02):  192-197.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00192

摘要 ( 1925 )   PDF (550KB) ( 1950 )  

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核盘菌 [Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary] 是引起油菜菌核病的病原真菌。核盘菌侵染植物细胞早期,可分泌一些细胞壁降解酶, 如不同类型的多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase, PG)。这些酶对病菌在植物组织上的定植起关键作用, 同时酶活性的高低也决定病原菌的毒性或致病性。PG可以激活细胞的防卫反应而与其酶活性无关。为了解PG的信号转导途径, 利用RT-PCR方法克隆了核盘菌的PG基因, 将PG的编码区与酵母GAL4的DNA结合功能区融合, 构建到酵母诱饵蛋白表达载体PGBKT7中; 然后在酵母中构建了油菜cDNA表达文库。通过酵母双杂交方法在油菜cDNA表达文库中对与PG互作的蛋白进行了筛选, 分离到一个与PG互作的蛋白, 测序及BLAST分析表明该蛋白含有一个与钙离子结合的结构域, 称为C2结构域(C2-domain), 推测该蛋白是一种钙依赖的膜结合蛋白。该蛋白与拟南芥中一个含C2结构域功能未知蛋白的氨基酸同源性高达80.24%。利用半定量PCR分析了核盘菌诱导后该基因在油菜花、茎、叶中的表达, 结果表明该基因在叶片中表达量最高。克隆到的C2蛋白与其他物种中的C2蛋白比较发现, 与钙离子结合的天冬氨酸残基很保守。

水、旱栽培条件下水稻叶片水势与抗旱性的相关分析及其QTL定位

曲延英;穆平;李雪琴;田玉秀;文峰;张洪亮;李自超

作物学报. 2008, (02):  198-206.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00198

摘要 ( 2079 )   PDF (257KB) ( 1428 )  

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为了揭示叶片水势在水稻抗旱中所起的作用及其遗传机制, 以越富和IRAT109为亲本构建了120个重组自交系, 开展叶片水势与抗旱相关性及QTL定位的研究。重组自交系及亲本群体在旱田和水田两种条件下种植, 于始穗期测量叶片凌晨水势和中午水势; 以抗旱系数作为抗旱鉴定指标。结果表明, 叶片水势在重组自交系间变异显著。相关性分析表明旱田中午叶片水势与抗旱系数及旱田单株产量呈极显著正相关, 旱田叶片水势变化与抗旱系数及旱田单株产量呈极显著负相关, 说明旱田中午叶片水势高且能保持凌晨基础叶片水势的品种更具抗旱性。共检测到6个叶片水势加性QTL, 其中旱田凌晨叶片水势2个, 分别解释表型变异的5.4%和7.9%, 旱田中午叶片水势1个, 解释表型变异的10.0%, 旱田叶片水势变化2个, 分别解释表型变异的11.6%和9.5%, 水田叶片水势变化1个。未检测到水田叶片水势加性QTL。共检测到5对上位性效应QTL, 其中旱田中午和凌晨叶片水势各检测到1对上位性QTL, 水田凌晨叶片水势上位性QTL 1对, 水田中午叶片水势上位性QTL 2对。抗旱系数共检测到3个加性QTL和2对上位性QTL。叶片水势遗传力较低, 田间直观选择效果差, 利用分子标记辅助选择将会提高选择效率。

一个新的棉花MYB类基因(GhTF1)的克隆及染色体定位分析

房栋;吕俊宏;郭旺珍;张天真

作物学报. 2008, (02):  207-211.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00207

摘要 ( 2034 )   PDF (585KB) ( 1442 )  

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MYB类转录因子是指含有MYB结构域的一类转录因子, 广泛参与植物发育和代谢调节。含2个MYB结构域的R2R3类MYB转录因子在植物体内主要参与次生代谢的调节和控制细胞的形态发生。从优质材料7235不同发育时期的棉纤维混合cDNA文库中克隆了一个棉花MYB转录因子基因GhTF1(GenBank登录号: EF651783)。该cDNA序列长1 115 bp, 其开放读码框长度为771 bp, 编码256个氨基酸。表达特征分析表明, 该基因在陆地棉7235不同组织中均表达, 但表达量不同, 特别在开花前1 d, 开花后8 d和11 d的纤维细胞中优势表达。该基因在二倍体棉种非洲棉和雷蒙德氏棉中开放读码框区的序列较保守, 但在非编码区差异较大, 在内含子区存在大片段插失和碱基替换现象。Southern杂交结果表明该基因在陆地棉基因组中存在2个拷贝, 推测A、D亚组中各有1个拷贝。利用海7124和TM-1两亲本配置的BC₁作图群体, 将GhTF1定位在染色体10上。

小麦抗叶锈病基因Lr24的一个新STS标记

张娜;陈玉婷;李亚宁;张立荣;孟庆芳;张汀;杨文香;刘大群

作物学报. 2008, (02):  212-216.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00212

摘要 ( 2206 )   PDF (721KB) ( 1814 )  

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来源于长穗偃麦草的基因Lr24对小麦叶锈病具有很高的抗性, 本研究旨在开发用于Lr24基因分子标记辅助育种的新的分子标记。从定位于小麦3D染色体的22对SSR、EST-SSR引物中筛选出4对揭示TcLr24多态性的引物, 用468株F2抗感群体对这4对引物进一步检测, 得到1个与Lr24共分离的EST-SSR标记Xcwem17。对该标记进行测序, 并设计了STS引物。用该STS引物及已知的Lr24 SCAR引物对试验群体进行验证, 两对引物在该F2群体中均表现共分离, 且Xcwem17可在TcLr24单基因系和已知含Lr24的农家品种泰山1号中可扩增出180 bp单一条带, 感病对照及其余7个近等基因系无扩增。该EST-SSR标记可直接用于分子标记辅助选择。

关于Mapmaker/Exp遗传作图中标记分群和排序操作技术的讨论

邢光南;赵团结;盖钧镒

作物学报. 2008, (02):  217-223.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00217

摘要 ( 3456 )   PDF (579KB) ( 5038 )  

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Mapmaker/Exp (3.0)是国内外广泛使用的遗传连锁数据分析软件, 在分子标记数量大时(多于500个)往往出现所绘制连锁图谱图距偏大的现象。本文从标记分群和标记排序两个遗传作图环节分析原因并概括出以下两个实施要点：(1)标记分群不应强求同一LOD值, 对特殊的连锁群可试用不同LOD值; (2)在标记排序时, 一次order命令后用ripple命令反复梳理有时并不能获得最佳排列顺序, 而应多次使用order, 每次order后用ripple反复梳理, 经反复比较才能得出最佳排列顺序, 必要时还须结合人工调整。通过大豆遗传作图实例比较了软件推荐思路2的通常用法和作者建议的新用法所构建的遗传图谱及相应QTL定位的差异, 认为新用法具有更好的效果。

棉花高效体细胞胚发生及同步控制培养体系研究

曹景林;张献龙;金双侠;杨细燕;朱华国;付莉莉

作物学报. 2008, (02):  224-231.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00224

摘要 ( 2162 )   PDF (1877KB) ( 1427 )  

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棉花体细胞胚胎发生的频率低, 且体细胞胚的发育存在着不同步性, 给体细胞胚胎发生发育过程的生理学、生物化学和分子生物学的研究带来许多困难。本研究以陆地棉品种Coker201为材料, 建立了一种简单有效的棉花体细胞胚高频率发生和同步发育的培养体系。经过多次继代获得的胚性愈伤, 首先在液体培养基中振荡培养2 d使其分散, 然后过30目筛去除大的颗粒, 重新悬浮于同样的液体培养基中。悬浮培养14 d后, 过50目筛, 将筛上的胚性愈伤重悬浮于新鲜的培养基中, 并用吸管吸取悬浮液, 将其均匀地接种在表面垫有滤纸的同成分固体培养基(附加2.46 mmol L^-1 IBA和0.70 mmol L^-1 kinetin)上。培养21 d后, 用垫有滤纸的相同的固体培养基继代培养。利用这种培养体系, 获得的体细胞胚数量分别是单纯悬浮培养和固体培养(不垫滤纸)的16.5倍和4.0倍。其中, 球形胚、鱼雷形胚和子叶胚的同步发生率分别为70.2%、52.3%和73.0%。

玉米C型细胞质雄性不育系C48-2及其保持系线粒体差异蛋白分析

许珂;曹墨菊;朱英国;潘光堂;荣廷昭

作物学报. 2008, (02):  232-237.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00232

摘要 ( 2217 )   PDF (1238KB) ( 1536 )  

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采用固相pH梯度-SDS PAGE双向电泳, 对玉米C型细胞质雄性不育系(C48-2)及其保持系(N48-2)单核期花药线粒体蛋白质进行了分离, 经考马斯亮蓝染色, 得到重复性较好的双向电泳图谱。PDQUEST软件可识别约260个蛋白质点, 对其中10个重复性比较好且差异表达在2倍以上的蛋白质点, 采用基质辅助激光解析分离飞行时间质谱进行肽指纹图谱分析, 然后用Mascot软件对NCBI数据库搜索, 其中2个蛋白质点被鉴定为谷氨酸脱氢酶(GDH)和依赖电压阴离子通道蛋白-1(VDAC1)。GDH的高表达会影响正常的氮代谢, 导致细胞的能量供应发生障碍, 有可能导致雄性不育; VDAC1是线粒体外膜上控制细胞通透性的蛋白, 与植物的程序性死亡密切相关。

PSⅡ抑制型除草剂Atrazine诱导白菜幼苗叶绿体蛋白质组的变化

李雪梅;张维佳;王艳;王振英;彭永康

作物学报. 2008, (02):  238-242.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00238

摘要 ( 1936 )   PDF (348KB) ( 1301 )  

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为了分析除草剂的作用机理, 用PSⅡ抑制型除草剂阿特拉津处理白菜幼苗, 用2-DE技术和生物质谱方法分析叶绿体蛋白质组的变化, 结果表明, 23种叶绿体蛋白质斑点表现出明显且可重复的改变, 其中4个下调, 5个上调, 14个表现出质的变化；在被处理植株中10个蛋白质斑点是新合成的; 14个蛋白质斑点中的4个在高浓度(10 mg L^-1) Atrazine处理后消失了, 但在低浓度 (0.01、 0.1和1 mg L^-1) Atrazine处理下没有变化。对14个发生了质变的蛋白质斑点进行了MALDI-TOF MS分析, 其中7个分别被鉴定是糖基转移酶-Ⅰ、异戊二烯合成酶、一个经推测的蛋白质、脯氨酸脱氢酶、推测的6-果糖磷酸激酶异构酶Ⅱ、钙转运ATP酶和尿素酶K。同时也分析了阿特拉津处理对白菜幼苗叶绿素含量和可溶性蛋白质含量的影响, 结果表明, 经阿特拉津处理后叶绿素a含量下降, 叶绿素b含量有上升趋势, 但不显著。可溶性蛋白质含量随阿特拉津浓度的增加呈上升趋势。

利用等位基因特异扩增快速检测水稻香味基因

陆艳婷;刘庆龙;王俊敏;严文潮;俞法明;金庆生

作物学报. 2008, (02):  243-246.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00243

摘要 ( 2014 )   PDF (324KB) ( 1930 )  

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水稻香味受隐性基因控制, 杂合材料不表现出香味, 因此在香稻选育中需要寻找一种快速、简便的香味基因检测方法。本试验通过等位基因特异扩增(ASA)方法对9个香稻和3个非香稻品种 (品系), 以及3个香稻/非香稻组合的F1的香味基因, 进行快速检测。结果显示, 纯合非香稻可获得长度为585和355 bp的两条带, 纯合香稻可获得长度为577和257 bp的两条带, 杂种F1可获得长度为355、257和580 bp左右的3条带。供试材料的分子检测结果与香味基因型完全相符, 所用方法快速有效, 可应用于香稻育种实践。

耕作栽培·生理生化

攀西地区水稻生育期的垂直变化特点及其积温效应

袁继超;杨世民;王明田;吴永诚;朱庆森;杨建昌

作物学报. 2008, (02):  247-253.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00247

摘要 ( 2105 )   PDF (453KB) ( 1464 )  

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为了研究水稻生育期的垂直变化特点及其积温效应, 本文选用杂交籼稻、常规籼稻和常规粳稻3个类型5个代表性品种为供试材料, 在攀西地区海拔540~1 800 m范围内进行了多点分期播种试验。结果表明, 供试材料从播种至抽穗所经历的天数(以下简称播抽期)及其所需要的有效积温在不同种植地点和播期之间有较大的不稳定性; 播抽期及其所需有效积温与海拔高度和纬度之间存在一定的数量关系, 播抽期和全生育期与种植地的海拔高度和纬度呈线性正相关, 播抽期所需有效积温与海拔高度和纬度呈二次函数关系; 播抽期和全生育期随着海拔和纬度的升高而延长, 播抽期所需有效积温随海拔的升高先增后减, 中海拔地区(1 200~1 300 m)需要的有效积温最多。

棉铃对位叶C/N的变化及其与棉铃干物质积累和分配的关系

胡宏标;张文静;陈兵林;王友华;束红梅;周治国

作物学报. 2008, (02):  254-260.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00254

摘要 ( 2028 )   PDF (281KB) ( 1284 )  

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以产量差异显著的14个棉花品种为材料, 研究棉铃对位叶C/N的变化特征及其与棉铃干物质积累与分配的关系。结果表明, 棉铃对位叶C/N随铃龄的变化可用y=at²+bt+c拟合[ y为C/N, t为铃龄(d), a、b、c为常数], 其主要特征值(a、b、c和C/N最大值)与单铃干物重(即单个棉铃的铃壳、棉籽和纤维3部分干重之和)和铃重(即棉籽和纤维两部分干重之和)存在极显著相关关系, 而与衣分和铃壳率无显著相关关系。以a、b、c和C/N最大值为变量可将14个棉花品种聚类为Ⅰ(美棉33B等6个品种)、Ⅱ(科棉1号等6个品种)和Ⅲ(中棉所35和中棉所38) 3个类群, 三者棉铃对位叶C/N及单铃干物重的变化特征差异显著, 其中类群Ⅲ铃龄10~17 d期间的棉铃对位叶C/N显著高于类群Ⅰ和类群Ⅱ, 铃龄24 d之后仍保持在2.5左右, 整个铃期内变幅最大, 平均值最高, 其单铃干物重快速增长期最长, 平均增长速率最小, 最终单铃干物重和铃重均最大, 但3个类群棉花棉铃干物质在棉铃各部分分配率的动态变化无明显差异, 最终衣分和皮棉产量与棉铃对位叶C/N变化特性无明显相关性。棉铃对位叶C/N变化的基因型差异显著, 棉铃对位叶C/N在铃龄10~17 d期间高、铃龄24 d之后仍维持在相对较高的水平, 有利于棉铃干物质的积累。

多胺对玉米种子吸胀期间耐冷性和种子发芽能力的影响

郑昀晔;曹栋栋;张胜;关亚静;胡晋

作物学报. 2008, (02):  261-267.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00261

摘要 ( 2471 )   PDF (323KB) ( 1610 )  

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以玉米耐寒自交系黄C和低温敏感自交系Mo17为材料, 研究了亚精胺(Spd)和精胺(Spm)引发对玉米种子吸胀中的耐冷性和种子发芽能力的影响。种子经0.25 mmol L^-1的Spd和Spm引发72 h后, 在5℃下低温吸胀不同时间(12、24、36和48 h)。结果表明, Spd和Spm引发提高了胁迫期间两自交系胚内过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性, 以及可溶性蛋白质和脯氨酸(Pro)含量, 降低了胚渗出液的核苷酸含量, 同时显著提高发芽率, 并显著缩短平均发芽时间。低温吸胀48 h后, 与对照相比, Spd和Spm处理分别提高两自交系种子的平均发芽率18.5%和14.0%, 分别缩短平均发芽时间1.21 d和1.14 d。黄C在种子吸胀期间的耐冷性强于Mo17。总之, Spd和Spm处理能提高玉米种子吸胀期间的耐冷性, 提高低温胁迫下种子发芽能力。

结实期土壤水分和灌溉方式对水稻产量与品质的影响及其生理原因

刘凯;张耗;张慎凤;王志琴;杨建昌

作物学报. 2008, (02):  268-276.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00268

摘要 ( 2272 )   PDF (480KB) ( 1820 )  

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以水稻品种武育粳3号(粳稻)和扬稻6号(籼稻)为材料, 研究了结实期土壤水分和灌溉方式对产量、米质、籽粒中淀粉合成关键酶活性和内源乙烯释放速率的影响及它们之间的关系。结果表明, 与WW(保持水层, well-watered)或CI(常规灌溉, conventional irrigation)相比, 土壤轻度落干(MD, moderate soil-drying, 土壤水势保持在–10 ~ –30 kPa)和轻干湿交替灌溉(W-MD, alternate wetting and moderate-drying irrigation, 土壤落干至土水势为–25 kPa时复水)显著提高了千粒重、稻米的最高黏度和崩解值, 显著降低了垩白度和消减值; 土壤干旱(SD, severe soil-drying, 土壤水势保持在– 40~ – 60 kPa)和重干湿交替灌溉(W-SD, alternate wetting and severe-drying irrigation, 土壤落干至土水势为– 50 kPa时复水)则使稻米品质变劣。MD和W-MD处理显著降低了籽粒乙烯释放速率, 增加了灌浆中后期籽粒中蔗糖合酶(SuS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGP)、淀粉合酶(StS)和淀粉分支酶(SBE)活性, SD和W-SD处理则提高了籽粒内源乙烯释放速率, 降低了上述各酶的活性。说明结实期土壤轻度落干或轻干－湿交替灌溉可以改善稻米品质, 籽粒SuS、AGP、StS和SBE活性的增强和内源乙烯水平的降低是稻米品质改善的重要生理原因。

不同物候型茶树内源GA3和ABA的变化及其对腋芽萌发调控的影响

禹利君;史云峰;肖海云;刘富知;刘仲华

作物学报. 2008, (02):  277-283.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00277

摘要 ( 2221 )   PDF (226KB) ( 1276 )  

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运用酶联免疫吸附分析法(Enzyme Linked Immunity Absorb Assay, ELISA), 研究5个不同物候型茶树栽培品种在2003年3月至2006年3月生育周期及春季腋芽萌发前后茶梢叶片内源GA₃(gibberellic acid)、ABA(abscisic acid)的动态变化。结果表明, 在2003年3月至2006年3月期间, 各品种成熟叶片GA₃的含量在各年度均随着茶树生长呈现“快速降低—略有上升—下降—快速升高”两度上升、两度下降的变化趋势, GA₃含量第一次上升的时间呈早生种早、晚生种迟的趋势; ABA最低值出现的时间呈早生种早、晚生种迟的趋势。5个供试品种成熟叶片GA₃的年平均含量总体为早生种高于中生种, 中生种高于晚生种。冬季茶树休眠期间, 成熟叶片GA₃的含量处于整个生长周期的最低点, ABA的含量处于整个生长周期的最高点。11月至翌年1月, GA₃的平均含量和GA₃ /ABA值与其越冬芽的萌发期呈显著相关。春季茶树腋芽萌发进程中, 嫩梢GA₃的含量总体高于成熟叶片, ABA的含量总体低于成熟叶片。

水稻白化转绿基因对农艺性状和外观米质的影响

张毅;吕俊;李云峰;杨昆;沈福成;张巧玲;彭其莲;周亚林;何光华

作物学报. 2008, (02):  284-289.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00284

摘要 ( 2061 )   PDF (329KB) ( 1631 )  

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在籼粳交后代中发现一个表现白化转绿(green-revertible albino)的变异材料, 通过连续多代选留杂合株, 最终育成一对白化转绿近等基因系Gra和gra。用120个InDel标记进行的多态性分析表明Gra和gra的近等性良好。通过比较近等基因系间叶绿素含量、农艺性状、外观米质发现, 白化转绿基因gra(t)直接降低4叶1心期叶绿素含量近半, 使苗期叶色失绿, 间接影响移栽期白根数、出叶速度、分蘖能力, 最终使有效穗降低, 单株产量降低过半; 近等基因系间, 叶片长宽差异有的显著有的不显著, 株高、穗实粒数、结实率、千粒重未受明显影响; 白化转绿基因对米粒长、宽和垩白率无显著影响。

华北平原免耕冬小麦生长发育特征研究

李素娟;陈继康;陈阜;李琳;张海林

作物学报. 2008, (02):  290-296.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00290

摘要 ( 2275 )   PDF (260KB) ( 1238 )  

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2004—2006年在河北栾城中国科学院农业生态试验站开展了不同耕作方式下冬小麦生长发育特征及其影响因素的比较研究。冬小麦基本苗数和分蘖率在不同耕作方式间差异显著, 表现为免耕<旋耕<翻耕。免耕处理冬小麦分蘖成穗率高于翻耕和免耕处理, 但基本苗数低, 2004—2005生长季比翻耕和旋耕处理分别低28.9%和29.7%, 2005—2006生长季分别低11.7%和10.0%; 免耕处理冬小麦株高、叶面积指数、地上部干物质积累和产量均低于翻耕和旋耕处理, 其中叶面积指数在2004—2005和2005—2006生长季的最高值分别为2.9和6.0, 产量比翻耕降低30.1%和27.19%、比旋耕降低15.3%和25.20%。免耕可保持耕层较高的土壤水分含量, 总体上高于翻耕和旋耕处理; 免耕处理在冬小麦苗期和返青期表现出明显的“降温效应”, 耕层土壤日均温度低于翻耕和旋耕, 冬小麦出苗和返青较翻耕和旋耕分别晚1~3 d和4~5 d。

机插稻超秧龄秧苗的生长特点研究

张祖建;王君;郎有忠;于林惠;薛艳凤;朱庆森

作物学报. 2008, (02):  297-304.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00297

摘要 ( 2157 )   PDF (461KB) ( 1336 )  

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水稻机插移栽中秧苗不能及时机插而生长过度, 形成超秧龄秧苗。本试验以扬粳9538为供试品种, 在不同床土培肥条件下, 观测了超秧龄秧苗的生长特征。在超秧龄初期阶段(至播种后28 d), 秧苗地上部仍维持一定的生长, 秧苗干重和单位苗高干重尚有一定增加, 尚能维持糖氮代谢。但秧苗叶色(SPAD值)迅速下降, 地下部生长停滞, 根长、根数停止增加, 根系活力迅速下降, 根冠比明显降低。在严重超秧龄阶段(至播种后36 d), 苗高依然快速增加, 单位苗高干重大幅下降, 秧苗叶色维持在较低水平。根系活力低, 根系生长处于最低水平。超秧龄生长过程中秧苗糖代谢反应敏感, 氮代谢相对稳定, 糖氮比在严重超秧龄时大幅下降。床土肥力显著影响超秧龄秧苗生长, 高培肥水平下的秧苗茎基粗没有显著变化, 但苗高迅速增加, 单位苗高干重大幅降低, 地下部生长较低培肥处理更弱, 根数和根长较低, 根系活力下降迅速, 根冠比与低培肥处理相比大幅减小。床土培肥水平对秧苗的碳氮代谢影响显著, 高培肥处理的超龄秧苗营养状态更为劣化。以上结果表明, 超秧龄阶段特别是在严重超秧龄阶段的秧苗生长, 很大程度上取决于育秧阶段(适栽期)的育秧条件和生长状况, 低培肥处理的秧苗在超秧龄生长中糖氮比能维持相对较高的水平, 从而维持秧苗相对较好的营养状态。

甜菜碱浸种对棉苗耐盐性的影响

李玉静;宋宪亮;杨兴洪;刘娟;李学刚;朱玉庆;孙学振;王振林

作物学报. 2008, (02):  305-310.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00305

摘要 ( 2176 )   PDF (431KB) ( 1388 )  

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选用目前生产上主推的抗虫棉品种99B和鲁棉研28, 用400 mg mL^-1甜菜碱浸种, 及用含或不含0.4% NaCl的Hoagland营养液盆栽培养, 以研究其对棉花幼苗生理特性的影响。结果表明, 无论在盐胁迫还是非盐胁迫条件下, 甜菜碱浸种对棉花幼苗生理特性均有显著影响, 可促进棉花苗期叶片叶绿素合成, 降低叶绿素的a/b值, 增加叶绿素荧光动力学参数F_v/F_m、F_v/F_o、光合电子传递速率(ETR)和光系统Ⅱ的实际量子效率(Φ_PSⅡ)值, 从而提高棉花苗期叶片的光合能力; 并提高棉花苗期叶片和茎秆可溶性糖含量及叶片脯氨酸含量, 降低棉花苗期子叶相对电导率, 提高棉花苗期渗透调节能力, 缓解盐胁迫伤害; 同时还增强棉苗子叶硝酸还原酶活性, 促进棉苗氮素代谢。两种品种对甜菜碱的反应趋势一致, 但99B比鲁棉研28更敏感一些。

水稻叶片伸长过程的模拟模型

常丽英;顾东祥;张文宇;杨杰;曹卫星;朱艳

作物学报. 2008, (02):  311-317.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00311

摘要 ( 2283 )   PDF (544KB) ( 1382 )  

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水稻叶片生长过程的动态模拟, 对于实现水稻生长的数字化和可视化表达具有重要的理论意义和应用价值。本研究以4个不同株型的水稻品种为试验材料, 通过对水分试验、氮素试验条件下不同叶位叶片的叶长、叶宽特征进行连续观测, 综合分析了水稻叶片几何形态指标随生育进程和环境条件的变化规律, 进而构建了水稻叶片生长过程的动态模拟模型。模型采用Logistic方程描述了水稻主茎及分蘖叶片随生长度日(GDD)的动态伸长过程; 利用二次曲线描述了叶宽随GDD的动态变化过程; 分别用幂函数和一元二次方程描述了叶形(不同叶长处的叶宽)的动态变化过程; 另外, 以叶片氮素和水分因子分别描述了不同水氮水平对叶片形态建成过程的定量影响。同时利用独立的水稻田间试验资料对所建模型进行了测试和检验, 主茎和分蘖动态变化叶长、叶宽的均方根差(RMSE)分别为3.6 cm、3.96 cm以及3.15 cm、3.56 cm。表明本模型对水稻叶片的动态伸长过程具有较好的预测性和解释性。

边缘细胞对大豆根尖铝毒害的缓解

李荣峰;蔡妙珍;刘鹏;徐根娣;梁和;周主贵

作物学报. 2008, (02):  318-325.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00318

摘要 ( 2151 )   PDF (388KB) ( 1549 )  

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以大豆[Glycine max (L.) Merrill]浙春3号为试验材料, 采用静置培养(保持边缘细胞附于根尖)和振荡培养(移除根尖边缘细胞), 测定边缘细胞数目和活性、根相对伸长率和根内酶的活性, 研究了边缘细胞对大豆根尖铝毒害的缓解效应。结果显示, 大豆发育过程中存活的边缘细胞数与总数之比达60%~80%, 50~400 mmol L^-1 Al³⁺胁迫12 h能诱导边缘细胞从根尖脱落, 200~400 μmol L^-1 Al³⁺胁迫24 h对边缘细胞的发育有抑制作用。Al³⁺处理抑制根伸长, 移除边缘细胞的根相对伸长率低于保留边缘细胞的根。0~100 mmol L^-1 Al³⁺胁迫12 h, 0和50 mmol L^-1Al³⁺胁迫24 h, 具有边缘细胞的大豆根系的POD、SOD活性及蛋白质含量显著高于移除边缘细胞的根内酶活性和蛋白质含量, 但200和400 mmol L^-1 Al³⁺处理12 h, 100~400 mmol L^-1 Al³⁺处理24 h时, 根尖有无边缘细胞对根系的酶活性及蛋白质含量影响不显著。说明低浓度Al³⁺胁迫下, 大豆通过增加边缘细胞数目、提高根尖蛋白质含量, 维持较高水平的POD、CAT和SOD活性来对抗铝毒胁迫, 以缓解植物的铝毒害。

壳寡糖对干旱胁迫下油菜光合参数的影响

李艳;赵小明;夏秀英;栾雨时;杜昱光;李凤兰

作物学报. 2008, (02):  326-329.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00326

摘要 ( 2337 )   PDF (383KB) ( 1831 )  

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采用酶解法获得壳寡糖, 利用CIRAS-2型便携式光合仪测定干旱胁迫下油菜光合参数。其叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)显著降低; 气孔限制值(L_s)显著提高。说明气孔限制是油菜在干旱胁迫下P_n降低的主要原因。用50 mg L^-1壳寡糖溶液喷施油菜的幼苗叶片后发现干旱胁迫下油菜叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)显著提高; 气孔限制值(L_s)显著降低。说明壳寡糖有助于减轻气孔限制引起的净光合速率的降低。壳寡糖还能促进幼苗根系生长。

研究简报

MADS-box基因GmAGL15在大豆种子发育过程中的表达

汪潇琳;陈艳萍;喻德跃

作物学报. 2008, (02):  330-332.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00330

摘要 ( 2260 )   PDF (341KB) ( 1712 )  

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以同源序列法克隆了大豆MADS-box基因GmAGL15, 序列分析表明, 该基因编码的氨基酸与拟南芥AGL15蛋白的同源性为61%, 其中在MADS区的同源性为84.3%, K区的同源性为63.2%。半定量RT-PCR分析表明, GmAGL15在幼胚中高度表达, 而没有检测到在根、茎、叶和花中的表达。荧光定量RT-PCR分析发现, GmAGL15在大豆种子发育的不同时期均有不同程度的表达, 其中在开花后15 d的幼胚中表达量较高, 而在开花后30 d的幼胚中表达量最高。以上结果显示, 基因GmAGL15对于大豆种子发育的调控可能有重要作用。

玉米种子萌发过程中Na⁺、K⁺和Ca²⁺含量变化与耐盐性的关系

商学芳;董树亭;郑世英;王丽燕

作物学报. 2008, (02):  333-336.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00333

摘要 ( 2199 )   PDF (292KB) ( 1079 )  

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玉米耐盐品种登海9号和盐敏感品种浚单18在含0、50、100、150和200 mmol L^-1 NaCl的营养液中萌发生长, 采用等离子质谱分别测定其萌动种子种皮、胚、胚乳和幼苗根、根颈、叶中Na⁺、K⁺、Ca²⁺的含量。结果表明, 随着培养液中NaCl浓度的增加, 玉米体内Na⁺含量逐渐升高, 在幼苗中表现地下部(根和根颈)显著高于地上部(叶); 在萌动种子中, 胚中Na⁺积累量显著高于种皮和胚乳。根系积累Na⁺能力较强, 胚拒Na⁺能力较弱, 种皮具有一定的Na⁺累积能力。随NaCl浓度的增加, K⁺和Ca²⁺含量逐渐降低, 尤其是Ca²⁺含量急剧减少, 达38.4%~55.9%(登海9号)和65.6%~78.2%(浚单18)。玉米根、根颈、种皮的Na⁺积累能力、叶的拒Na+能力和幼苗选择吸收Ca²⁺的能力可能与品种耐盐性有关。

亚麻木质素合成途径中关键酶基因片段的克隆与序列分析

高原;陈信波;龙松华;邓欣;邹杰;刘爱玲

作物学报. 2008, (02):  337-340.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00337

摘要 ( 2266 )   PDF (280KB) ( 1746 )  

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亚麻是一种重要的韧皮纤维作物, 木质素对亚麻纤维的性能和品质具有较大影响。以亚麻(Linum usitatissimum L.)茎秆表皮细胞的mRNA为模板, 利用木质素合成途径中关键酶基因的同源基因保守序列设计简并引物, 通过RT-PCR扩增, 电泳获得13个特异带。分别将这些DNA片段连接到T载体后转化大肠杆菌, 从重组质粒转化菌分别挑取5~8个单菌落测定插入片段序列, 得到关键酶基因新的片段序列8个。生物信息学分析结果表明, 这些新片段分别属于3个基因家族。其中, 2个CCoAOMT基因片段(GenBank登录号为EF214740, EF214741), 3个4CL基因片段(GenBank登录号为EF214737, EF214738, EF214739), 3个F5H基因片段(GenBank登录号为EF214745, EF214746, EF214747), 推测亚麻中这几个木质素代谢关键调控酶基因存在多基因家族。新获得的基因片段序列为进一步克隆全序列和了解调控亚麻木质素的生物合成奠定了基础。

甘薯近缘野生种Ipomoea trifida(4x) GISH分析

向素琼;汪卫星;李晓林;陈瑶;郭启高;何桥;梁国鲁

作物学报. 2008, (02):  341-343.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00341

摘要 ( 2304 )   PDF (299KB) ( 1286 )  

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以甘薯近缘野生种I. trifida (2x)为探针, 与I. trifida (4x) 2个株系“695104”和“697288”的体细胞染色体进行基因组荧光原位杂交, 结果显示, 2株系都与I. trifida (2x)有很近的亲缘关系, 但2株系的信号存在差异。“695104”几乎所有染色体整条都有均匀明亮的信号, 应为I. trifida (2x)基因组直接加倍而来；而 “697288”与“695104”不同, 虽然各条染色体也均有杂交信号, 但信号的区域与亮度有差异, 较为复杂, 可分为三种情况。第1种是整条染色体有均匀明亮的信号, 亮度与分布区域同“695104” , 有41条；第2种是几乎整条染色体有信号, 但亮度较第一种暗, 有14条；第3种为染色体部分区域有信号, 亮度较前二者更暗, 有5条。推测 “697288”是在加倍同时或之后又发生了基因组重组与部分变异。

水分胁迫下一氧化氮对小麦幼苗根系生长和吸收的影响

闻玉;赵翔;张骁

作物学报. 2008, (02):  344-348.  doi:10.3724/SP.J.1006.2008.00344

摘要 ( 2160 )   PDF (294KB) ( 1931 )  

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以25%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱, 利用一氧化氮(nitric oxide, NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP) 处理小麦幼苗, 探讨外源NO对水分胁迫下小麦幼苗根系生长和吸收的影响。结果表明, 50 mol L^-1 SNP可增加小麦主根长度及侧根数目, 分别比对照增加11.94%和83.78%。同时, SNP可使水分胁迫下小麦的根系活力提高55.88%, 根系K⁺ 的含量提高42.52%。膜片钳全细胞电流显示, SNP处理可增强小麦根细胞质膜内向K⁺ 电流, 而NO的专一清除剂c-PTIO可以逆转SNP的上述效应。因此认为, 外源NO可通过提高小麦根系活力, 增强根细胞质膜内向K⁺ 通道的活性, 从而促进根细胞对K⁺ 的吸收以适应水分胁迫。