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中国农业科学 2008年第02期杂志 文档列表

中国农业科学杂志作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

水稻抽穗开花期耐热性QTL的定位分析315-321

摘要：【目的】通过对水稻抽穗开花期耐热性的遗传研究,为水稻耐热种质资源的利用及分子标记辅助选择育种提供理论和实践依据。【方法】以2个籼稻品种T219（对高温敏感）和T226（耐高温）为亲本构建的202个株系的重组自交系（RILs）,利用人工气候室进行了2年的高温处理试验,对RILs在抽穗开花期的耐热性状进行了主效应QTL以及QTL上位性分析。【结果】利用181个在亲本间具有多态性的SSR标记,构建了覆盖水稻全基因组1559.6cM、标记间平均距离为8.3cM的遗传连锁图谱。2年共检测到7个抽穗开花期耐热性主效应QTL以及7对上位性QTL。2004和2005年分别检测到3个和4个QTL,共解释29%和37.3%的表型变异。其中,qHt2、qHt3、qHt8和qHt12的耐热等位基因来自T226,而qHt9a和qHt9b的耐热等位基因来源于T219。位于第1、2、4、11和12染色体上4对QTL间以及位于第2、3、4、7、8和9染色体上的3对QTL间分别存在互作效应。【结论】水稻抽穗开花期耐热性受多个具有加性效应的基因控制,基因的效应比较小,基因间还存在互作效应。位于第3染色体的RM570-RM148标记位点（qHt3）在2年中同时检测到,可用于水稻耐热性分子标记辅助选择育种。

用单片段代换系对不同时期水稻分蘖数QTL的非条件和条件定位322-330

摘要：【目的】了解各个发育时期控制水稻分蘖数QTL的＂静态＂和＂动态＂信息。【方法】利用单片段代换系对不同时期的水稻分蘖数QTL同时进行非条件和条件定位分析。【结果】（1）水稻分蘖数至少受14个QTL影响,它们分布在第1、2、3、4、6、7和8号共7条染色体的相应代换片段上;（2）各个时期影响水稻分蘖数的QTL数量（变动在6～9之间）和效应（变动在1.49～3.49之间）均不相同;（3）水稻分蘖数QTL的表达具有很强的时序性,主要集中在移栽后0～7d（有6个正表达）,14～21d（有9个随机表达）和35～42d（有6个负表达）3个时间段内,正、负表达分别决定了最高分蘖和有效分蘖的数量;（4）每个QTL在整个生育期至少表达1次,有些可多次表达;（5）某个时期的分蘖数量取决于所有QTL的累积效应,而某个时间段内分蘖数的增减量则取决于所有QTL的净效应。【结论】用单片段代换系和条件QTL定位方法对发育性状进行QTL定位分析非常有效和准确。

小麦重要品质性状的QTL定位331-339

摘要：【目的】发掘重要性状的QTL及其分子标记进行小麦品质分子改良。【方法】采用PH82-2/内乡188杂交后代240个F5：6家系,按照Latinizedα-lattice设计,2004～2005年度分别种植在河南焦作、安阳和山东泰安。对籽粒蛋白质含量、Zeleny沉降值、和面时间、8分钟带宽、峰值粘度和稀懈值进行测定,利用188个SSR标记和4个蛋白标记构建遗传连锁图谱,采用复合区间作图法（CIM）对上述6个品质性状进行QTL定位。【结果】籽粒蛋白质含量检测出3个QTL,分布在3A、3B染色体上。在1B、1D和3B染色体上检测到3个控制Zeleny沉降值的QTL,其中位于1B和1D染色体上的QTL在3个地点均检测到,可解释5.5%～17.6%表型变异。发现3个控制和面时间的QTL,分布在1B和1D染色体上,在3个地点均能检测到,贡献率为7.9%～55.3%;检测出8分钟带宽的QTL5个,其中1B和1D染色体上的QTL在3种环境下均能检测到,贡献率为11.7%～33.9%。发现峰值粘度QTL4个,分布在1A、1B、3A和7B染色体上;检测出稀懈值QTL5个,位于1B、4A、5B、6B和7A染色体上。1B染色体上存在同时控制Zeleny沉降值、和面时间、8分钟带宽、峰值粘度和稀懈值的QTL,与最近标记Glu-B3j连锁距离为0.1～0.8cM,说明1BL/1RS易位对这些性状有重要影响;1D染色体上存在同时控制Zeleny沉降值、和面时间和8分钟带宽的QTL,与最近的标记Dx5＋Dy10连锁距离为2.5～3.3cM,表明Dx5＋Dy10高分子量谷蛋白亚基对这3个性状影响很大。和面时间和8分钟带宽位于1B和1D染色体的QTL以及稀懈值位于1B染色体上的QTL在3个地点均能检测到,具有环境稳定性。【结论】本研究定位的品质性状的标记可作为小麦品质分子育种的工具。

QTL精细定位影响因素的数学模型340-346

摘要：【目的】利用近等基因系构建的分离群体精细定位QTL。采用数量性状分析方法研究样本容量、QTL遗传率和分子标记密度如何影响其精度。【方法】通过Monte Carlo模拟方法,首先模拟了用近等基因系构建的BC、RIL及F2群体,然后用区间作图法定位了该QTL。通过不同样本容量、QTL遗传率和分子标记密度多种试验方案的模拟,【结果】QTL定位精度同上述三因素呈非线性关系,在Darvasi和Soller模型基础上拓展的新模型的拟合精度明显提高,且新模型包含了标记密度这个新变量。【结论】为制订QTL精细定位试验方案提供理论依据。

若干高白度小麦的色泽优势及形成因素分析347-353

摘要：【目的】以进口的高白度品种澳白麦和山东省现在主要推广的济麦21作对照,研究山东省最新育成的几个高自然白度的小麦品种优麦3号、山农12、山农8355及品系62008的色泽优势,对影响面粉及面制品色泽形成的各种因素进行研究,分析其色泽优势形成的主要影响因素,为面粉及其制品色泽性状的改良和高自然白度优质专用小麦品种的选育提供理论依据。【方法】运用智能白度仪和色彩色差计对面粉、面片和馒头的色泽进行评价。【结果】中国的高白度品种（系）具有很大的色泽优势,在面制品色泽上,和对照澳白麦相比,L＊值差异不显著,但b＊值极显著降低,特别是62008和山农12加工成馒头后L＊值比澳白麦高,b＊值比对照澳白麦低。加入增白剂后,中国的高白度品种（系）色泽变化的幅度比澳白麦小。对面粉色泽形成影响因素的研究结果表明,蛋白质含量高的品种,其色泽优势形成的主要原因是PPO活性和黄色素含量低;蛋白质含量低的品种,淀粉含量高是其形成高亮度的主要原因;PPO活性和黄色素含量越高,面粉及面制品黄度越大。【结论】在不用增白剂的情况下,通过选育高白度品种,可以满足人们对面制食品高白度的要求。对蛋白质含量高的材料,不过分追求面粉的白度和亮度,但可通过对低PPO活性和低黄色素含量的选择,培育食品色泽优良的高蛋白小麦新品种。对淀粉含量高的材料,既要重视面粉的白度和亮度,又要重视对低PPO活性和低黄色素含量的选择,培育用于加工中国传统食品的高白度小麦新品种。考虑到面食品的多样化,也可以选择蛋白质含量高、PPO活性低、黄色素含量高的特殊材料,培育加工亮黄色食品的品种,丰富中国的小麦品种类型。

利用离果山羊草3C染色体诱导簇毛麦2V染色体结构变异362-369

摘要：【目的】簇毛麦是普通小麦的一个近缘物种,它具有许多抗病基因,在小麦育种中起重要作用。抗白粉病基因Pm21已被南京农业大学细胞遗传所成功地转移到小麦背景中,并被广泛地用于小麦育种实践。为了进一步转移和利用定位于簇毛麦2V染色体上的有用基因,如抗眼斑病基因、抗条锈基因和护颖颖脊刚毛基因,为小麦育种创造新种质。【方法】通过普通小麦农林26-离果山羊草3C二体异附加系与小麦-簇毛麦2V（2D）二体代换系杂交,综合运用染色体C-分带、基因组原位杂交、染色体构型分析和分子标记分析。【结果】从杂种F2和F3中鉴定出涉及簇毛麦2V结构变异的异染色体系7份,包括纯合缺失系1份（Del2VS·2VL-）,易位系4份,其中纯合易位2份（初步推断为T3DS·2VL,T2VS·7DL）、小片段易位1份（T6BS·6BL-2VS）和中间插入易位1份（T2VS·2VL-W-2VL）,等臂染色体1份（2VS·2VS）和单端体1份（Mt2VS）。利用可分别追踪2VS和2VL的分子标记Xwmc25-120和NAU/STSBCD135-1进行PCR分析,进一步证明这7份异染色体系中涉及簇毛麦2V染色体片段。【结论】涉及2V短臂的单端体Mt2VS,等臂染色体2VS·2VS和易位系T2VS·7DL在护颖颖脊上有簇状分布的刚毛,而涉及2V长臂的易位系T3DS·2VL无刚毛,进一步证实簇毛麦护颖颖脊刚毛基因位于2VS。离果山羊草3C染色体可有效诱发簇毛麦2V染色体结构变异。

中国农业科学杂志耕作栽培·生理生化

水稻结实期不同粒位籽粒相关内源激素含量和关键酶活性的差异及其与品质的关系370-380

摘要：【目的】研究灌浆期水稻穗上不同粒位籽粒内源激素含量和关键酶活性的差异及其与籽粒品质形成的关系。【方法】以中熟籼稻扬稻6号和中熟粳稻扬粳9538为材料,按照一次枝梗数将稻穗分为上、中、下三个部位,以穗中部一、二次枝梗不同粒位籽粒为研究对象。【结果】灌浆前期开花较早的籽粒中玉米素（Z）＋玉米素核苷（ZR）、吲哚乙酸（IAA）、脱落酸（ABA）含量以及淀粉合成酶（SSase）、淀粉分支酶（Q酶）活性明显高于同枝梗上开花较迟的籽粒,灌浆后期则相反;籽粒开花越早,其内源激素含量以及酶活性到达最大值的时间越早,峰值也越高。灌浆前期ABA、Z＋ZR、IAA含量、ABA/（Z＋ZR＋IAA）比值以及SSase酶和Q-酶活性与千粒重、直链淀粉累积速率、直链淀粉含量呈显著或极显著正相关,与垩白度呈显著或极显著负相关,灌浆后期则相反;灌浆前期SSase和Q-酶活性与胶稠度呈负相关,中、后期则相反;与粗蛋白含量的相关两品种存在差异,与整精米率相关不显著。【结论】灌浆期水稻穗上不同粒位籽粒内源激素含量与关键酶活性存在差异;不同粒位间籽粒米质差异的形成与籽粒内源激素含量与关键酶活性密切相关。

小麦结实粒数、粒重和品质的小穗位和粒位效应381-390

摘要：【目的】研究小麦不同小穗位和粒位的穗结实粒数、粒重和品质变化规律。【方法】通过田间试验系统研究穗结实粒数相近,粒重和品质不同的3个小麦品种的结实粒数、粒重和品质的小穗位和粒位效应。【结果】3个小麦品种不同小穗位籽粒结实粒数、小穗千粒重、粒重、蛋白质含量、干面筋、沉降值、吸水率、稳定时间、评价值和软化度均呈现二次曲线变化趋势分布,第1粒位、第2粒位和第3粒位的粒重及品质也随小穗位的变化呈二次曲线形式,表现出籽粒发育的近中优势。第1粒位和第2粒位的粒重相近,都高于第3结实粒位;第2粒位增产潜力较大,是粒重变化的主要因素;临优2018和临优2069第2粒位,临优145第1粒位的蛋白质含量、干面筋和沉降值较高且变异较大,增质潜力较大,是品质变异的主要因素。【结论】在小麦育种和栽培中,对于每小穗最多结实3粒籽粒的品种,应尽量减少小花位数,来保持小麦籽粒品质的稳定性和一致性。

基于氮素胁迫的WCSODS模型订正与检验391-396

摘要：【目的】订正小麦栽培模拟优化决策系统（WCSODS）的部分模型,使其具有更强的普适性。【方法】通过构建施氮量与土壤供氮量模型,利用氮素因子订正WCSODS的群体光合生产模型。【结果】检验结果表明,订正后的群体光合生产模型能较好的模拟氮胁迫条件下小麦的生长与产量。在氮肥不足或过量条件下叶面积模拟值与实测值相关系数分别为0.9524～0.9790和0.9754～0.9865,干物质重相关系数分别为0.9347～0.9799和0.9108～0.9789,产量相关系数为0.8164＊＊。【结论】施氮不足或过量处理的LAI和干物质与适氮条件的变化趋势一致,说明对模型进行氮素订正结构合理,参数选值准确,经过氮素因子订正的模型更能适应小麦生产的需要。

中国保护性耕作试验研究的产量效应分析397-404

摘要：【目的】明确中国目前开展的保护性耕作研究的产量效应以及具体分布情况。【方法】收集公开发表的涉及保护性耕作的研究论文,对有关数据进行整理和分析。【结果】研究发现,中国保护性耕作研究具有明显的地域特色：少耕研究集中在东北地区,免耕研究集中在长江下游及东南地区,秸秆处理和综合型措施的研究以西北地区最多。中国保护性耕作的产量研究结果多为增产,但也有10.92%的减产数据见诸于各地的报道,其中黄淮海、华北平原、西北内陆、青藏高原、黄土高原区的减产概率比较高;少耕和免耕处理的减产概率较高;小麦减产概率最高,玉米减产概率最小。不同区域、不同作物对保护性耕作措施的反应不同：小麦在黄淮海、华北平原及西北地区的减产发生频率较高,少耕处理的减产概率最大,但在西南地区的稳产性能较好;水稻在西南地区减产概率高,在长江中下游和东南地区的稳产性能较好,秸秆处理减产概率高,而免耕稳产性能较好。少、免耕和秸秆处理相结合的综合型保护性耕作措施减产概率很低,且在所有区域对所有作物的表现相同,值得重点研究。【结论】保护性耕作是实现农业可持续发展的重要手段,但保护性耕作措施的选择应因地制宜,根据生产条件采用最具生产价值的耕作模式。本研究的结果能够为我国保护性耕作的稳产丰产研究和推广应用提供指导。

中国农业科学杂志植物保护

小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白（Imp）基因的克隆和分子特性分析405-411

摘要：【目的】探讨小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白在介体-病原-寄主互作的分子机理。【方法】通过植原体免疫膜蛋白基因序列两侧的保守区设计引物对Imp1051/Imp2265,用PCR方法扩增小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白基因;对扩增片段的最大开放阅读框和基因的同源矩阵、系统发育树分析;对克隆基因所编码蛋白进行跨膜区、亲疏水区和前导信号序列分析。【结果】从小麦蓝矮病病株和接种长春花中均扩增到约1.0kb的特异片段,其中小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白基因长495bp,推导的编码蛋白含有164个氨基酸。与10种植原体的免疫膜蛋白基因进行序列同源性分析,小麦蓝矮与三叶草绿变植原体同源性最高,核苷酸和编码的氨基酸序列的同源率分别为98.4%和95.1%。蛋白质结构分析结果表明：小麦蓝矮免疫膜蛋白N端有一个跨膜的前导信号序列,C端为跨膜锚定区,中间为膜外亲水区。【结论】小麦蓝矮植原体与三叶草绿变、翠菊黄化、洋葱黄化和泡桐丛枝植原体的免疫膜蛋白为同型蛋白。

转Bt基因玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白田间降解动态412-416

摘要：【目的】研究间苗后留在田间地表的转Bt基因玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白的降解规律,比较两种Bt玉米幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白的降解速度。【方法】以两种表达Cry1Ab杀虫蛋白的转Bt基因抗虫玉米MON810和Bt11为材料,采用ELISA方法测定各取样时期中幼苗残体中Cry1Ab杀虫蛋白残留量。【结果】转Bt基因玉米幼苗残体中杀虫蛋白降解是逐渐的,且降解速度较快,到50d时幼苗残体已经完全腐烂,Bt11幼苗残体中的杀虫蛋白已经完全降解,在MON810中还能检测到微量的杀虫蛋白。两种转基因玉米幼苗残体中的Bt杀虫蛋白的初始含量差异不显著,但在同一时间段的Bt杀虫蛋白降解速度存在差异均显著,在30d前MON810幼苗残体中Bt杀虫蛋白降解速度比Bt11降解的快,30d后,则降解趋势相反,到50d取样结束时MON810和Bt11分别降解了初始含量的99.81%和100%。【结论】两种转Bt基因玉米间苗后留在田间的幼苗残体中的Cry1Ab杀虫蛋白降解速度不同,在50d完全腐烂时,其中的杀虫蛋白完全降解或仅有微量残留。

望江南中核糖体失活蛋白新基因CassinⅠ的克隆及特征分析417-423

摘要：【目的】克隆在植物抗病虫过程中具有重要作用的核糖体失活蛋白新基因,为该类蛋白基因功能研究和有效利用创造条件。【方法】通过分析多种不同来源的植物核糖体失活蛋白的氨基酸序列,据其保守区域设计1对植物通用简并引物P1和P2,对药用植物望江南基因组进行PCR扩增,获得一种新的RIP基因片段。通过RACE法,获得了其全长cDNA序列-CassinⅠ。【结果】CassinⅠ基因全长为882bp,其推导的氨基酸序列与葫芦科两个代表核糖体失活蛋白β-luffin和Trichosanthin（TCS）的相似性分别为58.2%和34.7%,与GenBank中其它核糖体失活蛋白的序列无显著相似性。多重序列比对发现：CassinⅠ有9个氨基酸残基与TCS的N-糖苷酶活性位点的残基完全相同,另外两个残基发生了变化。所有的活性位点都在P1/P2扩增区段内。【结论】首次在望江南中克隆和报道一种新的核糖体失活蛋白基因,为进一步研究该基因的功能、并应用于作物转基因抗病虫害育种研究奠定了基础。

短时高温暴露对B型烟粉虱和温室白粉虱存活以及生殖适应性的影响424-430

摘要：【目的】研究短时高温暴露对B型烟粉虱和温室白粉虱成虫存活和生殖适应性影响的差异。【方法】将B型烟粉虱和温室白粉虱的成虫在不同温度（37℃、39℃、41℃、43℃、45℃）下暴露1h后比较两种粉虱存活、产卵量、后代存活情况的变化以及两者的差异。【结果】随着暴露温度的升高,B型烟粉虱成虫的存活率从99.1%下降到42.6%,温室白粉虱成虫的存活率从95.0%下降到13.5%。两种粉虱雌雄虫在45℃高温暴露1h后,B型烟粉虱成虫的寿命超过10d,而温室白粉虱成虫存活的时间不足24h,存在显著差异。高温暴露对B型烟粉虱成虫的产卵量没有显著影响,但后代的存活率随着暴露温度的升高由70.7%下降到25.1%。温室白粉虱成虫在37～43℃暴露1h后雌虫产卵量由62.4粒下降到1.5粒,45℃暴露1h后停止了产卵活动;导致B型烟粉虱和温室白粉虱成虫后代50%和90%个体死亡的温度分别相差1.6℃和4.1℃。【结论】B型烟粉虱成虫的耐热性高于温室白粉虱,高温对B型烟粉虱成虫存活和生殖适应性的影响要小于温室白粉虱,这有利于B型烟粉虱种群在夏季高温季节的发生。B型烟粉虱和温室白粉虱对高温适应性存在差异尤其是高温对两者生殖适应性的影响是导致它们种群季节动态格局和分布存在差异的重要原因。

中黑盲蝽在几种寄主植物上取食行为的比较研究431-436

摘要：【目的】明确中黑盲蝽在主要寄主植物上的取食刺探行为,为评价寄主抗虫性和寄主选择习性提供方法和依据。【方法】通过EPG技术研究中黑盲蝽在菜豆、苜蓿、甘蓝和小麦以及棉花的生长点、子叶、真叶等器官上的取食特征。【结果】中黑盲蝽在各寄主上的刺探电位波形由Ⅰ波、Ⅱ波、Ⅲ波和Ⅳ波4部分组成。Ⅰ波表示口针的刺入;Ⅱ波表示口针在撕裂植物组织和细胞,并向外分泌唾液;Ⅲ波表示取食;Ⅳ波表示口针的拔出。中黑盲蝽取食苜蓿和棉花生长点的每次刺探时间、每次刺探中的Ⅲ波时间均显著长于其它测试植物或器官。【结论】发现并定义了中黑盲蝽的四类刺探波（Ⅰ波、Ⅱ波、Ⅲ波、Ⅳ波）。通过比较EPG参数,发现在几种测试植物中,中黑盲蝽喜欢取食苜蓿,而在棉花植株上喜欢取食生长点。

松油烯-4-醇对粘虫几种代谢酶及酚氧化酶的影响437-442

摘要：【目的】探讨杀虫植物砂地柏Sabina vulgaris精油中主要杀虫成分松油烯-4-醇的作用机理。【方法】以点滴法处理粘虫5龄幼虫后,测定兴奋期、痉挛期、麻痹期及复苏期等4个中毒阶段试虫体内4种代谢酶及酚氧化酶（PPO）的活性。【结果】松油烯-4-醇仅在麻痹期对酸性磷酸酯酶（ACP）具有一定的抑制作用,而在其它时期均可明显激活ACP及碱性磷酸酯酶（AKP）;对谷胱甘肽S转移酶（GSTs）则表现出先抑制后恢复的趋势;可显著抑制细胞色素P450O-脱甲基活性,各中毒阶段酶抑制率分别为26.27%、46.03%、80.24%和90.22%;离体和活体条件下,均可显著抑制PPO活性。【结论】松油烯-4-醇对粘虫代谢酶系细胞色素P450、GSTs及PPO的抑制与其毒杀活性有关,而中毒试虫的复苏可能与GSTs活性的恢复有关。该化合物可开发为新型农药或增效剂,在害虫抗性治理中具有潜在的应用价值。

精喹禾灵酶联免疫吸咐分析（ELISA）研究443-449

摘要：【目的】制备精喹禾灵的特异性抗体并建立精喹禾灵的间接竞争ELISA测定方法。【方法】精喹禾灵在碱性条件下水解合成了半抗原精喹禾灵酸,并与载体蛋白BSA和OVA偶联,分别合成了免疫抗原和包被抗原,偶联比分别为29.23和7.87。将Hapten-BSA免疫兔子获得多克隆抗体。【结果】抗血清的效价为200000。经酶联免疫吸附反应分析（ELISA）测定,精喹禾灵的抑制中浓度（IC50）为0.03495μg·ml-1,最低检测浓度（IC10）为0.002μg·ml-1,检测范围为0.002～0.5μg·ml-1。其与结构相似的物质几乎没有交叉反应,表明该方法具有很强的特异性,且在水样中的添加回收率为89.02%～108.88%。【结论】成功获得精喹禾灵特异性抗体并建立了水样中精喹禾灵农药残留的ELISA测定方法。

中国农业科学杂志土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境

提高肥料利用率技术研究进展450-459

摘要：如何提高肥料利用率、减少由于肥料损失带来的环境污染是长期以来全球共同关注的课题。针对我国肥料利用率低、氮肥损失严重的现状,本文综述了除传统提高肥料利用率技术以外的几项其它技术的最新研究进展,主要包括应用实时、实地氮肥管理技术快速、无损检测作物氮素营养状况,进行作物推荐施肥;研发新型缓/控释肥料,调控肥料养分的供应;运用农田养分精准管理技术,因地制宜、精细准确地施用肥料;通过脲酶抑制剂或硝化抑制剂,有效地抑制NH3挥发和NO3--N淋溶损失等。并对今后提高肥料利用率技术进行了展望。