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作物学报 2007年第05期杂志 文档列表

作物学报杂志研究论文

对转蚕丝芯蛋白轻链基因棉花的分析697-702

摘要：利用根癌农杆菌介导转化法，将棉纤维特异表达启动子GAE6—3A驱动的蚕丝芯蛋白轻链基因（FBN）转入陆地棉R15中。T0代转基因再生株FBN基因PCR检测阳性率达70％。随机选取4个转基因株系T1代材料的Southern杂交显示，3个为双拷贝插入、1个为单拷贝插入；Northern分析结果证实FBN基因在转基因棉纤维中表达。转基因后代的纯合选育主要以田间卡那霉素检测结合实验室内GUS组织化学检测进行，其中4个株系已获得了T3代转基因材料，其他若干个转化子也获得T1代和T2代的不同材料。对6个转基因棉花株系后代纤维检测结果表明，蚕丝芯蛋白轻链基因对棉花纤维品质的影响主要体现于对纤维强度的改良。H18、H32、H34株系转基因棉花后代纤维强度较对照显著提高，其中H18纤维强度提高12．3％。

川麦42遗传背景中人工合成小麦导入位点的SSR标记检测703-707

摘要：硬粒小麦和节节麦是六倍体普通小麦的二级基因源，六倍体人工合成小麦遗传变异丰富、蕴藏着丰富的抗性基因，可供现代小麦改良利用。利用人工合成小麦基因资源与四川小麦杂交、回交，已育成了高产、优质、抗病小麦新品种“川麦42”。本文利用217对微卫星（SSR）引物检测“川麦42”遗传背景中人工合成小麦的导入位点，发现24个位点来源于人工合成小麦，占所用引物数的11．06％，远小于理论值25％。川麦42遗传背景中人工合成小麦导入位点在A、B和D染色体组分布频率不均衡，D组〉B组〉A组；人工合成小麦导入位点在川麦42各染色体间差异也很大，在1B、2B和5A染色体上分布较集中、片段较长，而在1A等11条染色体上则无导入位点；表明人工合成小麦的遗传位点并不按孟德尔遗传规律传至后代，人工选择压力导致遗传位点很大的偏分离行为。

不同水肥条件下二倍体、四倍体和六倍体小麦养分吸收、利用效率的研究708-716

摘要：试验选用了3个二倍体（Triticum boeoticum，AA；Aegilops speltoides，BB和Ae．tauschii，DD）、2个四倍体（T．dicoccoides，AABB和T．dicoccum，AABB）和1个六倍体（T．aestivum，AABBDD）的小麦进化材料，在不同水肥条件下研究小麦进化中养分效率的差异及水肥条件对小麦养分利用的影响。试验表明，随小麦的进化，养分（N、P和K）吸收量和吸收效率显著增加，但是籽粒养分含量却减少。水分胁迫和低肥处理减少小麦籽粒养分含量、（整株）养分吸收量和吸收效率。小麦的生物量养分利用效率和产量养分利用效率都存在显著的种间差异，而且后者的差异更大。随小麦的进化，生物量养分利用效率和产量养分利用效率均显著增加。6个小麦进化材料的生物量氮、磷利用效率（NUTEb和PUTEb）的大小顺序相同，均为：Ae．speltoides〉T．dicoccum、T．dicoccoides、Ae．tauschii、T．boeoticum〉T．aestivum，而生物量钾利用效率（KUTEb）是T．aestivum、Ae．tauschii、Ae．speltoides〉T．dicoccoides〉T．dicoccum〉T．boeoticum。Ae．tauschii的产量养分利用效率显著高于其他两个二倍体小麦（AA和BB），表明D组染色体上存在有控制高效利用养分的基因。产量氮、磷、钾利用效率（NUTEg、PUTEg、KUTEg）和收获指数（HI）的大小排序均为：T．aestivum〉T．dicoccum、T．dicoccoides、Ae．tauschii〉T．boeoticum、Ae．speltoides。水分与养分对生物量养分利用效率有显著影响，而对产量养分利用效率的作用却不显著，说明小麦产量养分利用效率是较为稳定的特性，主要由基因型决定。水分胁迫有利于提高小麦生物量养分利用效率，但是增加施肥量却对其有负作用。

玉米ppc基因过表达对转基因水稻光合速率的影响717-722

摘要：通过转基因技术将外源ppc基因导入水稻以期增加产量是国内外的重要研究领域。然而，关于ppc基因过表达能否提高转基因水稻的光合速率至今尚无定论。本研究将玉米ppc基因导入水稻中花8号，获得大量转基因水稻植株。经PCR筛选、PEPC活性测定、Southem和Westem杂交分析，表明玉米ppc基因已经整合到受体水稻基因组中，并得到了正确和高效的表达。测定了温室内种植的T1代6个PEPC活性不同的转基因水稻植株的光合速率，只有活性最高的株系的光合速率显著增加，增加的幅度为27．3％。在旱作栽培条件下测定了T3代33个转基因株系的光合速率，结果表明在高温、高光强下，绝大多数转基因水稻的光合速率增加，最大提高了68．8％。比较6个转基因株系的T1和T3代看到，逆境胁迫条件下转基因水稻光合速率明显提高。以上结果表明水稻中导入ppc基因可以提高其光合速率，特别是逆境条件下的光合速率。

水稻硝酸盐转运蛋白基因OsTNrt2．1的编码蛋白特征和表达723-730

摘要：根据Nipponbare的OsNrt2．1 cDNA序列，从氮效率较高的水稻品种TP309中克隆了与OsNrt2．1高度同源的硝酸盐转运蛋白（NRT）基因OsTNrt2．1。其开放阅读框为1602bp，编码533个氨基酸残基。OsTNrt2．1具有NRT共有的结构特征，与拟南芥、玉米、小麦、大麦和烟草的NRT基因高度同源。OsTNrt2．1的表达表现器官特异性，在根中高于在叶中。此外，OsTNrt2．1的表达受NH4^＋的抑制和NO3^-的诱导，并具典型的昼夜节律特征。在不同NO3^-浓度下，OsTNrt2．1的表达水平相近，表明OsTNrt2．1可能是具有双亲和特征的NRT基因。在不同氮源及不同介质氮浓度条件下，OsTNrt2．1在根中的表达均高于在叶中，表明OsTNrt2．1对于根系吸收NO3^-可能具有重要作用。

普通小麦籽粒DON含量的配合力分析731-737

摘要：为了选育抗赤霉病且籽粒毒素含量低的小麦品种以减轻赤霉病危害，在对我国南方麦区地方品种进行赤霉病抗性鉴定的基础上，选用8个籽粒中脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON）含量水平不同的小麦品种作亲本，按8×8半双列杂交配制28个杂交组合，以接种后成熟籽粒中DON含量、病小穗数、病小穗率和病粒率为指标，进行赤霉病抗性、一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）遗传分析，以及不同鉴定指标问比较和相关性分析。结果表明，8个品种中籽粒DON含量以苏麦3号最低（0．5715mgkg^-1），Alondra’s最高（13．5560mgkg^-1），各组合F1的籽粒DON含量均低于感病品种Alondra’s。品种间GCA和SCA存在显著差异，籽粒DON含量以加性效应为主，存在部分显性效应。苏麦3号、望水白和翻山小麦表现出较好的一般配合力效应。以苏麦3号为亲本的5个组合、望水白为亲本的4个组合特殊配合力效应较大。扬麦158一般配合力效应较小，但有4个组合表现较好的特殊配合力效应。籽粒DON含量和病小穗数、病小穗率、病粒率呈极显著的正相关关系。感病品种Alondra’s和绵阳8545的各个抗性鉴定指标的一般配合力在8个品种的排序中表现一致，抗病品种各个抗性指标的一般配合力在8个参试材料问的排序有所差异。DON含量的狭义遗传力为74．54％，因此以抗DON积累为指标的赤霉病抗性育种，可以在早期世代进行选择。

玉米自交系18-599（白）转化受体体系的建立和转barnase基因植株的获得738-743

摘要：以抗病优质综合性状优良的玉米自交系18—599（白）为试材，优化其遗传转化受体体系，并进行了barnase基因的转化。结果表明，在基于N6和MS培养基的8个方案中，N6—4培养基是转化受体系统建立的最佳培养基；幼胚的最佳接种长度为1．6mm；用于转化的幼胚愈伤组织继代次数最好控制在5次之内。利用18—599（白）优化受体体系进行了barnase基因的基因枪转化，用除草剂Basta作筛选剂，其致死浓度为8mg L^-1，3轮筛选的Basta浓度依次为6、8和6mgL^-1。对转化植株的分子检测和大田不育性状观察表明，获得了转barnase基因的雄性不育18—599（白）转化植株。

大豆不同生育时期叶绿素含量QTL的定位及其与产量的关联分析744-750

摘要：利用来自波高×南农94—156的151个RI家系检测与4个不同生育时期叶绿素含量（累积量、净增量）有关的QTL，并分析其与籽粒产量、表观生物学产量和表观收获指数的关系。结果表明，与叶绿素累积量有关的QTL位于Dla＋Q、F、G、H、L和M连锁群上，每个QTL可解释表型变异的6．9％～23．4％。V6和R2期没有检测到2个年份均表达的QTL，而在R4期检测到4个在2个年份均表达的QTL（qccF．1、qccG．2、qccH．1和qccM．1），R6期仅检测到1个QTL（qccH．1）在2个年份均表达，该QTL在R4也表达。与叶绿素含量净增量有关的QTL位于B2和L连锁群上，在V6～R2时期没有检测到与叶绿素净增量有关的QTL，在B2和L连锁群上的两个QTL（qccB2-1．1和qccL．1）在R2～R4和R4～R6时期均表达，qccB2-1．1可解释表型变异的6．4％～918％，而qccL．1所解释表型变异达29．5％～31．3％。但这两个QTL在R2～R4和R4～R6时期表达的性质不同，且与2年均表达的籽粒产量QTL共位。这印证了生育后期叶绿素含量与籽粒产量间存在的极显著正相关。

棉花胚性愈伤组织的转化及转基因胚状体的有效萌发与成苗技术研究751-756

摘要：以棉花胚性愈伤组织作受体，用农杆菌介导法（农杆菌菌株为A1）将质粒载体pSG529上的异戊烯基转移酶（讧）基因导入4个陆地棉品种，研究了不同基因型的遗传转化效率并建立了转基因再生植株的有效成苗技术体系。结果表明，在相同的转化条件下，不同基因型的转化效率差异较大，豫早1号和珂字201的遗传转化效率及植株再生能力显著高于豫棉4号和鄂棉23。降低培养基无机盐浓度，用Phylagel固化，能够提高胚萌发成苗率，降低畸形苗频率，在生根培养中添加少量活性炭提高了根系活力。再生植株长到3～5片真叶时，可以切除发褐根系，转移到新鲜的低盐培养基中，重新生根。在试管苗移栽过程中，采用逐步揭开封口膜进行炼苗的措施，可以提高试管苗的环境适应能力，显著提高移栽成活效率。

中国不同地理来源籼稻地方品种的亲缘关系研究757-762

摘要：利用61对SSR引物对原产于中国14个省的440份籼稻地方品种进行了SSR分析，并对各省、经度和纬度间的籼稻地方品种进行了遗传距离和聚类分析。结果表明，籼稻地方品种遗传距离变异范围在各省份问为0．0707～0．4076；经度间为0．0680～0．3032；纬度间为0．0385～0．2696。相邻的省份、经度、纬度的籼稻地方品种基本归为同一类群，遗传距离和亲缘关系较近，而地理位置相隔较远的省份、经度、纬度的籼稻地方品种基本归为不同类群，遗传距离和亲缘关系较远，说明籼稻地方品种的亲缘关系与地理位置有着密切的相关性。但按经度和纬度划分较按省份划分的品种间遗传距离更具有规律性。

棉花纤维品质指标的时空分布模型研究763-770

摘要：建立棉花纤维品质指标的时空分布模型，对预测我国不同生态区棉花纤维品质，指导我国原棉进出口和纺纱企业配棉都具有重要意义。本文在田间试验的基础上，系统分析了棉花花铃期生理生态因子对棉花纤维品质的影响，量化了棉花品种、棉株空间枝节、花铃期日均温、光照长度、土壤含水量、棉株含氮量与棉花纤维品质指标形成的关系，并结合已有的棉花纤维品质指标生态模型，构建了机理性较强的预测纤维长度、比强度、麦克隆值、长度整齐度等单一纤维品质指标的时空分布模型及综合指标模型。利用不同年份、不同品种类型、不同生态区域、不同肥水管理条件下的试验资料对棉花纤维品质指标的时空分布模型进行了检验，显示纤维长度、比强度、麦克隆值、长度整齐度的模拟值与观察值之间的均方差根（RMSE），在时间分布模型中分别为0．15mm、0．29cNtex^-1、0．18和0．36，在空间分布模型中分别为0．22mm、0．60cNtex^-1、0．15和0．86，与实际观察值间的误差皆小于5％，说明本模型具有较好的预测性、通用性和准确性。

适用于4种玉米基因型的农杆菌转化方法的探讨771-775

摘要：利用改良的农杆菌培养液、侵染液、共培养培养基和筛选培养基等技术体系，对4个玉米基因型Hi—Ⅱ、H99、国内2个优良自交系R18-599和齐319的新鲜幼胚、预培养幼胚、胚性愈伤组织进行了农杆菌转化研究，并比较了不同共培养方式对农杆菌侵染不同玉米组织的影响。结果表明，Hi—Ⅱ新鲜幼胚在固体培养基上共培养和滤纸上共培养后GUS基因瞬间表达率分别为83．7％和4．4％，前法优于后法；Hi-Ⅱ新鲜幼胚、预培养3d的幼胚愈伤组织经农杆菌侵染后GUS基因瞬间表达率分别为83．7％和12．1％，新鲜幼胚比预培养的幼胚愈伤组织更适合于农杆菌转化。用上述优化的条件对另外3个不同基因型的2种不同外植体H99、齐319（新鲜幼胚）和R18-599（胚性愈伤组织）进行遗传转化，共培养3d后的GUS基因瞬间表达率分别为65．2％、52．6％和58％，表明该转化体系适合于上述4种基因型的幼胚和胚性愈伤组织的遗传转化。此外农杆菌侵染Hi-Ⅱ新鲜幼胚后经在含巴龙霉素25～100mgL^-1培养基上3轮选择后，抗性愈伤组织获得率为2．4％，近似反映了本研究的遗传转化率。其他3个基因型的抗性愈伤也正在筛选中。结果初步表明，本研究建立的农杆菌介导的玉米遗传转化体系可能对4种基因型均适用。

局部灌水条件下不同根区在作物吸水中的作用776-781

摘要：采用分根装置，在均匀灌水、固定部分根区灌水和根系分区交替灌水3种方式下，分期测定玉米的耗水量、两个1／2根区及整个根区的土—根系统水分传导与土壤含水量，研究各个根区在作物水分吸收中的作用。结果表明，3种灌水方式下，玉米耗水量与全部根区和灌水区土—根系统水分传导间均存在密切的正相关关系。均匀灌水条件下，1／2根区水分传导约占全部根区水分传导的一半；固定灌水条件下，灌水区占全部根区水分传导的比例远大于非灌水区，与全部根区接近。交替灌水条件下，两个根区对全部根区水分传导的贡献呈交替变化，其非灌水区占全部根区水分传导的比例较之固定灌水明显增大。全部根区土—根系统水分传导与灌水区土壤含水量明显相关，灌水区土壤含水量决定了整株作物的水分吸收情况。交替灌水的非灌水区从土壤到根系仍有一定的水分传输作用，而固定灌水的非灌水区使全部根区的土—根系统水分传导降低。

氮胁迫与非胁迫条件下玉米不同时期株高的动态QTL定位782-789

摘要：以玉米杂交种农大108的203个F2：3家系为材料，在施氮（N＋）和不施氮（N-）2种条件下对拔节期到灌浆期的株高变化进行了动态QTL分析。结果表明，N胁迫条件对亲本许178影响较小，而对亲本黄C的影响较大，F2：3群体在不同时期的株高均值在2种施肥水平下没有显著差异，但变异范围存在一定的差异。利用包含199个SSR标记的遗传连锁图谱与复合区问作图法，在N-条件下，拔节期、小喇叭口期、大喇叭口期、灌浆期分别定位1、1、2和2个非条件QTL，可分别解释各时期株高表型变异的8．42％、13．86％、24．33％和22．66％；在N＋条件下，相应时期分别定位1、1、2和4个非条件QTL，可分别解释各时期株高表型变异的8．10％、12．92％、21．30％和44．41％。在N-条件下，拔节期至喇叭口期、开花期至灌浆期分别定位了1和5个条件QTL，可分别解释该时期株高动态变异的9．14％和50．98％；在N＋条件下，相应时期分别定位1和4个条件QTL，可分别解释该时期株高动态变异的13．33％和44．47％。这些非条件QTL和条件QTL多数表现以显性和部分显性为主。

木豆种质资源AFLP标记遗传多样性分析790-798

摘要：利用AFLP分子标记技术，以木豆野生种（Cajanus scarabaeiodes）为对照，对来自印度、中国、非洲和美洲的139份栽培木豆（Cajanus cajan）种质遗传多样性进行研究。17对引物共扩增出502条清晰可辨的带，其中多态性带494条。遗传相似性系数UPGMA聚类图，揭示木豆种内存在足够的遗传多样性，可用于种质资源的准确鉴别与分类。借助遗传距离的ME进化树又将参试种质分成8个组群。分析结果表明，印度地方资源遗传多样性广泛，育成品种遗传基础广阔；非洲、美洲资源遗传多样性较丰富，且与印度资源的亲缘关系较密切。中国地方资源遗传多样性独特，且与印度、非洲、美洲栽培木豆资源亲缘关系不明显。研究结果基本支持印度木豆起源和多样性中心、非洲次生多样性中心的观点，并提出中国次生起源中心和遗传多样性中心假说。研究还发现，木豆核质互作雄性不育系（A）和保持系（B）间存在独特的AFLP谱带差异，可能有助于分子标记辅助的木豆杂种优势利用和杂交种培育。

遗传搭车与方差分析在水稻定向选择群体的抗旱性位点分析中的初步应用799-804

摘要：水稻抗旱性属于复杂性状，近年的遗传研究日益关注胁迫下的产量相关位点。选用来自同一抗旱性较好的供体亲本（BG300），具有两种遗传背景（IR64和特青）和两种选择条件（低地和早地）的4个水稻高代回交（BC2）抗旱性定向选择导人系群体。通过SSR分子标记，检测群体中供体等位基因的导人频率，分析了选择条件和遗传背景对供体等位基因导入频率的影响。在此基础上，利用基于遗传搭车原理的卡方检验对等位基因导人频率的偏离进行检测，同时结合表型一基因型方差分析（ANOVA）的方法，对上述群体进行了和抗旱性相关位点的QTL分析。共检测到显著位点24个，其中卡方检验发现20个，方差分析检测到8个。有4个被这两种方法都检测到，很可能是与胁迫下的产量直接相关的位点。同时也对非胁迫下的产量位点进行了检测，发现上述抗旱性位点与非胁迫下产量的关系不大。还就选择条件和遗传背景的效应等对目标性状QTL定位的影响进行了讨论。研究结果将为进一步的水稻抗旱性分子育种研究提供有用的信息和材料。

小麦族物种线粒体基因rrn18-trnfM区域的序列多样性分析805-813

摘要：为了研究线粒体基因组在小麦族物种中的遗传变异与进化关系，选用小麦族的14个二倍体及7个多倍体物种，对其线粒体rrn18-trnfM基因区域进行PCR扩增并对扩增所得的片段进行克隆测序。获得大小不同的2种片段类型，大片段为513或515bp，小片段为447或449bp。其主要差异在trnfM区，即大片段存在trnfM基因，小片段缺失trnfM基因，再次证明以前报道的大麦属和小麦属间的分歧。而中间偃麦草同时存在两扩增片段类型，表明多倍体物种mtDNA具有双亲遗传现象。中间偃麦草的RT-PCR分析发现小片段没有转录，大片段能转录，因而考虑高频重组和选择性表达作为中间偃麦草的线粒体基因组独特的进化系统，这与核基因组进化系统不同。

钙影响花生胚胎发育／败育特异蛋白质的筛选与鉴定814-819

摘要：花生（Arachis hypogaea L．）缺钙造成严重空荚（胚胎败育），导致减产、降质，长期困扰南方花生生产。以大田足（施足钙）、缺（缺钙地大田本底）钙条件下花生的种植与观察为基础，利用改良的传统双向电泳、MALDI—TOF质谱和蛋白质数据库等手段，得到7个与受钙影响花生早期胚胎败育／发育有关的差异表达蛋白。4^#差异蛋白是与菠菜（Spinacia oleracea）的70kD的叶绿体被膜休克相关蛋白高度相似的缺钙组表达上调的特异蛋白；6^#差异蛋白与三叶胶（Hevea brasiliensis）的线粒体前体中ATP合酶的β链高度相似，该蛋白在缺钙幼胚缺失；7^#差异蛋白在低钙组缺失，其与马铃薯（Solanum tuberosum）的肌动蛋白97或100类似。研究结果提示，受钙胁迫花生幼胚败育可能与早期幼胚内能量转化、氧化还原系统、细胞内膜以及细胞骨架功能维持相关的功能基因的表达异常有关。初步揭示了受钙影响花生胚胎败育的分子机理。