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作物学报 2007年第07期杂志 文档列表

作物学报杂志研究论文

硬粒小麦-粗山羊草人工合成小麦CI108抗条锈病新基因的鉴定、基因推导与分子标记定位1045-1050

摘要：利用我国流行的小麦条锈菌生理小种CY28、CY29、CY30、CY31、CY32和水源11致病型4对102份硬粒小麦-粗山羊草人工合成小麦材料进行抗病鉴定,其中CI108（组合为GAN/Aegilops squarrosa 201）对上述6个流行生理小种均表现免疫。利用CY31对杂交组合CI108/铭贤169正交、反交的F1材料以及F2代群体进行抗病鉴定,结果表明其抗性受细胞核显性单基因控制。基因推导表明,CI108对30个条锈菌生理小种均表现抗性,其抗谱与23份已知抗条锈病基因品种（系）不同,与K733（含有Yr24）和洛夫林13（含Yr9＋未知基因）相似,但CI108与洛夫林13、K733对多个条锈菌生理小种的抗性程度不同,洛夫林13、K733与CI108系谱不同,且缺乏CI108特异的SSR标记Xgwm456的抗病特异带。所以,CI108中抗条锈基因应该是不同于其他基因的抗条锈病新基因,暂命名为YrC108。进一步利用CI108/铭贤169的F2群体、抗感分离分析池（BSA）筛选YrC108的SSR分子标记,找到了3个紧密连锁的标记,其中Xgwm456和Wmc419位于YrC108的一侧,与YrC108间遗传距离分别为0.6cM和1.8cM,Wmc413位于YrC108的另一侧,遗传距离为0.6cM。本研究为小麦抗条锈病育种提供了高抗、广谱的新抗源和进行高效检测的分子标记。

水稻品种“佳辐占”应答细菌性条斑病病原菌侵染的蛋白质组学分析1051-1058

摘要：运用双向电泳分析高抗水稻品种“佳辐占”受强毒力细菌性条斑病病原菌侵染2d后的叶片蛋白质组变化,共发现38个蛋白质发生差异表达,其中32个上调,5个下调,1个新增。用MALDI-TOF-MS分析和数据库检索鉴定出其中的33个差异表达蛋白质,并将它们分为4个功能类群,即信号转导相关蛋白、防卫相关蛋白、代谢相关蛋白和蛋白质稳定相关蛋白。这些蛋白分别参与了信号识别、信号传递、抗氧化、糖代谢、细胞壁加固、植保素合成等抗病生理反应。研究表明,水稻对细菌性条斑病病原菌的侵染存在着一个复杂的抗病信号应答和代谢调控网络,其作用机理可以通过差异表达的蛋白质（酶）反映出来,其中差异表达的8个R蛋白和3个PR蛋白可能与水稻对细菌性条斑病的抗病性密切相关。本研究为进一步揭示水稻对细菌性条斑病的抗性机理及相关抗病基因的功能克隆提供了依据。

小麦Wx基因突变体的建立及其淀粉特性的研究1059-1066

摘要：以小麦品种藁城8901为母本,糯麦1号为父本,用“单粒传”法构建了一个含有8种Wx基因突变类型的重组自交系群体（RIL）。应用改良的SDS-PAGE方法对RIL-7的Wx基因突变类型进行检测,发现在228个株系中,正常类型的株系有34个,Wx-A1突变体为26个,Wx-B1突变体为32个,Wx-D1突变体30个,Wx-A1和Wx-B1位点同时突变的有28个,Wx-A1和Wx-D1位点同时突变的有20个,Wx-B1和Wx-D1位点同时突变的为28个,3个Wx基因位点均突变的为16个。卡方测验证明,3个Wx基因位点的突变符合孟德尔遗传规律,属于质量性状遗传。田间试验表明,8种类型之间在初花期、株高和穗粒数上无显著差异,但在穗长、每穗小穗数和千粒重上Wx-A1突变型显著低于其他7种类型,而7种类型间无显著差异。淀粉特性研究表明,不同Wx蛋白缺失显著影响直链淀粉含量、淀粉糊化特性和淀粉凝胶的质构剖面分析（TPA）特性。正常类型的直链淀粉含量最高（20.8%）,糯麦的最低（1.1%）。糯麦淀粉的峰值黏度和稀澥值较高,但其低谷黏度、最终黏度和反弹值较低,与其他缺失类型间差异达5%显著水平。凝胶的TPA测试表明,随着直链淀粉含量的降低,凝胶的硬度、黏着性、弹性、胶着性和咀嚼性显著降低,而黏聚性和回复性显著升高。直链淀粉含量与糊化特性的低谷黏度、最终黏度、反弹值、峰值时间和糊化温度之间正相关达1%显著水平（r=0.892-0.965）,与峰值黏度、稀澥值呈1%水平负相关（r=-0.892,r=-0.945）;直链淀粉含量与凝胶TPA参数的黏聚性、回复性呈极显著负相关（r=-0.928,r=-0.829）,与凝胶的硬度、黏着性、弹性、胶着性和咀嚼性呈极显著正相关（r=0.869-0.979）。

转根癌农杆菌介导的AtNHX1基因马铃薯的获得1067-1072

摘要：构建重组表达质粒pBI12135-GZ＋AtNHX1（带有CaMV35S启动子）,通过农杆菌将其携带的液泡膜Na＋/H＋逆向转运蛋白基因（AtNHX）转化马铃薯栽培品种“甘农薯2号”试管薯薄片和“克新2号”茎段。经根癌农杆菌侵染和共培养后,用50mgL^-1卡那霉素＋300mgL^-1头孢霉素筛选抗性芽,试管薯薄片获得30株抗性植株,抗性植株再生率为37%;茎段未获得抗性植株。抗性植株的总DNA用AtNHX1基因的特异性引物进行PCR检测,结果27株为阳性,占90%。Southern杂交结果证实,外源基因多以双拷贝整合到马铃薯的基因组中。Northern杂交结果表明,转基因植株可以进行AtNHX1基因mRNA的正常转录,但植株间存在着转录量的差异。该研究为耐盐马铃薯的培育奠定了良好的基础。

山菠菜胆碱单加氧酶基因对棉花的遗传转化和耐盐性表达1073-1078

摘要：胆碱单加氧酶（CMO）是渗透保护剂甜菜碱生物合成的关键酶之一。以棉花（Gossypium hirsutium L.）泗棉3号的下胚轴切段为外植体,利用农杆菌介导法将克隆自山菠菜（Atriplex hortensis）的AhCMO基因导入其中,通过组织培养胚状体发生途径获得转基因再生植株。以0.5%卡那霉素对再生苗筛选后,PCR检测抗卡那霉素棉苗确认阳性转化株,Southern和Northern杂交结果进一步证实外源基因已导入棉花并得到表达。在温室盆栽条件下,于2片真叶期对转AhCMO基因棉花及其转化受体泗棉3号施加0.5%的NaCl胁迫,15d后发现其光合作用和植株生长被显著抑制,非转基因棉花泗棉3号的株高、鲜重和光合速率分别降低了57.6%、65.6%和69.9%,而转AhCMO基因的棉株分别降低了37.3%、54.6%和47.9%。转AhCMO棉花所受盐害程度显著小于非转基因的棉株,说明AhCMO基因的导入和表达提高了转基因棉花的耐盐性。

黄淮地区不同粳稻品种株型、产量与品质的比较分析1079-1085

摘要：对黄淮稻区的129个粳稻品种（品系）进行了株型、产量和品质的观察测定。通过产量聚类分析,将供试品种分成超高产、高产、中产、中低产及低产5种类型。超高产类型品种占3.1%,低产类型品种占14.7%,其他3类品种占82.2%。超高产水稻品种多为半直立大穗型、叶片挺立,具有较高的干物质生产能力、较高的粒重、结实率和经济系数。优质米品种在高产和中高产类型中较多,在超高产和低产类型中很少。垩白米率高是超高产品种米质的主要问题。提出了黄淮地区超高产（〉12thm^-2）中粳水稻品种的株型和产量构成指标,即株高1.00-1.08m,全生育期150-155d,穗型半直立,有效穗320-340个m-2,穗长0.17-0.18m,一次枝梗12-15个,二次枝梗30-38个;每穗160-180粒,结实率〉85%,千粒重26-27g;倒1、2、3叶叶长分别为0.26-0.28、0.35-0.40和0.32-0.38m,剑叶角度〈20°,收获指数〉0.50。

盐胁迫及La^3＋对不同耐盐性水稻根中抗氧化酶及质膜H^＋-ATPase的影响1086-1093

摘要：用盐敏感的武运粳8号和强耐盐的韭菜青两个粳稻品种,比较了盐胁迫条件下根中抗氧化酶类和质膜H＋-ATPase活性的变化以及La^3＋对其变化的影响。结果表明,两个品种根中SOD和APX活性无显著区别,但耐盐品种的CAT和POD活性强于盐敏感品种。盐胁迫不同程度地提高了两者抗氧化酶活性。La^3＋对其影响最显著的差异出现在高盐条件下（200-300mmolL^-1NaCl）,对耐盐品种添加La^3＋可以提高上述4种酶的活力,而对盐敏感品种,La^3＋的作用不明显。对盐敏感品种,盐胁迫导致其质膜H＋-ATPase活性持续下降,添加La^3＋明显提高其H＋-ATPase活性,而对耐盐品种,盐胁迫导致其质膜H＋-ATPase活性呈现先降后升的趋势,La^3＋对其活性影响不大。进一步分析表明,上述H＋-ATPase活性变化及La^3＋对其影响均发生在转录水平上。据此推测,以上2个品种可能具有完全不同的盐胁迫响应机制。

大豆籽粒维生素E含量与生态因子关系的研究1094-1099

摘要：大豆籽粒富含VE,是人类重要的VE来源之一。为了研究生态因子对大豆籽粒中VE含量的影响,2001—2002年在河南省夏大豆主产区的5个试点,以豫豆25为材料,分13期播种,将109个大豆样本籽粒的VE含量与气象、土壤养分和海拔等33个生态因子进行了统计分析。诸样本VE总量的变异范围为500.99-2353.68μgg^-1。逐步回归筛选出9个生态因子与大豆VE含量显著相关。与VE含量呈负相关的因子有幼苗期（P〈0.01）、分枝期（P〈0.001）和花荚期（P〈0.001）降水、花荚期昼夜温差（P〈0.05）、鼓粒成熟期日照（P〈0.001）及土壤速效氮含量（P〈0.001）;与VE含量呈正相关的因子有：土壤磷含量（P〈0.001）和海拔（P〈0.001）。另外,VE含量与花荚期日照呈正相关（P〈0.001）,与花荚期日照的平方呈负相关（P〈0.01）。这些结果对高VE含量品种选育和配套栽培技术研究有重要的参考价值。

海南三种野生稻遗传多样性的比较研究1100-1107

摘要：利用39对SSR引物对海南114份普通野生稻、146份疣粒野生稻和81份药用野生稻进行扩增,从多态位点比率、平均等位基因数、香农指数等多个指标比较了3种野生稻遗传多样性的差异。结果表明,普通野生稻的遗传多样性最高,疣粒野生稻次之;在所检测的53个位点中,药用野生稻和疣粒野生稻的多态位点数分别为普通野生稻的1/7和2/7,等位基因数分别为普通野生稻的37%和39%;平均每个位点的实际杂合度,以普通野生稻杂合度最高（60%）,分别是疣粒野生稻和药用野生稻的4.6倍和6.6倍。Wright-统计量和聚类分析结果表明,普通野生稻群体的遗传多样性主要来自群间,当遗传一致度I等于0.53时,3个居群分别属于不同类群,因此建议将3个普通野生稻居群都纳入原生境保护点建设范围。同时,药用野生稻和疣粒野生稻无论居群间还是居群内遗传变异都很小,各居群个体间出现部分交叉,只有当I大于0.9时才分别聚为不同的类群,因此,在进行原生境保护时只需保护遗传多样性水平高的居群即可。

水稻叶色变化动态的模拟模型研究1108-1115

摘要：定量描述叶片颜色变化的动态过程是植物生长数字化和可视化的重要内容。本研究通过对不同水稻品种和不同水氮处理条件下主茎和分蘖不同叶位叶色变化过程的连续观测和定量分析,构建了水稻叶片颜色随生长度日变化的动态模拟模型。水稻叶片颜色变化的基本过程可以用3个阶段的SPAD值分别表达,第一阶段为基于幂函数的伸长期,叶色逐渐增强,第二阶段为相对稳定的功能期,叶色基本不变,第三阶段为基于二次曲线的衰老期,叶色逐渐减弱;并基于二次曲线方程分别描述了叶片含氮量和含水量对叶色变化过程的调控效应。在此基础上,进一步建立了叶片SPAD值与叶色组分（RGB）值的关系模型。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,显示主茎不同叶位叶色变化3个阶段模拟值的均方根差分别为2.58、3.69和3.82,4个分蘖不同叶位叶色变化模拟值的均方根差分别为4.65、4.39、3.51和4.25;SPAD值与叶色组分间模拟值的均方根差分别为2.98和3.25。表明本模型可较好地模拟不同生长条件下水稻不同茎蘖上不同叶位叶色的动态变化过程,从而为实现水稻生长系统的数字化模拟和可视化显示奠定了基础。

硫对不同氮水平下小麦旗叶氮硫同化关键酶活性及产量的影响1116-1121

摘要：在大田条件下,以豫麦34为试材,研究了2个施氮水平（330和240kghm^-2）下施用纯硫0、60、100kghm^-2对小麦旗叶氮、硫同化关键酶活性及其产量的影响。结果表明,两种氮素水平下施硫对小麦旗叶中硝酸还原酶（NR）、谷胺酰氨合成酶（GS）、谷氨酸-丙酮酸转氨酶（GPT）活性均有影响。高氮水平下随施硫量的增加NR活性降低,GS活性提高,GPT活性在灌浆中期也表现出与GS活性相同的趋势;中氮水平下表现为随施硫量的增加NR活性提高,GS活性S60处理显著高于其他处理,GPT活性不同施硫处理间差异不明显。表明高氮条件下施硫抑制了NR活性,但提高了GS、GPT活性,中氮条件下施硫提高了NR和GS活性。两种施氮水平下乙酰丝氨酸水解酶（OASS）活性均随施硫量的增加而降低,尤其高氮和低硫条件下OASS活性升高。两种施氮水平下干物质积累量和产量均随施硫量的增加而提高。氮和氮硫互作对籽粒产量的影响达到显著水平,硫对籽粒产量的影响达到极显著水平,N330水平显著低于N240水平,N330水平下S100和S60与对照相比达显著水平,N240水平下,施硫处理籽粒产量均显著高于对照。两种氮素水平下施硫处理千粒重均较对照显著提高,但穗数和穗粒数差异不显著,无论何种施氮水平下,千粒重提高是产量增加的主要原因。

小麦灌浆期蔗糖代谢关键酶活性变化及其与籽粒淀粉积累的关系1122-1128

摘要：在池栽条件下,研究了藁城8901（强筋品种）、豫麦49（中筋品种）和洛麦1号（弱筋品种）小麦灌浆期旗叶、叶鞘、穗茎、籽粒蔗糖磷酸合酶（SPS）、蔗糖合酶（SS）活性变化及其与淀粉及组分积累的关系。结果表明,其SPS和SS活性变化均呈单峰曲线。豫麦49旗叶、旗叶鞘和籽粒中及洛麦1号穗茎中SPS酶活性较高。豫麦49的旗叶、旗叶鞘、穗茎和籽粒中SS活性高于其他两品种,表明豫麦49和洛麦1号营养器官和籽粒中蔗糖合成和降解代谢比较活跃。相关分析表明,豫麦49和洛麦1号籽粒中淀粉和支链淀粉积累对SPS催化的蔗糖合成过程具有较强的反馈调节作用。豫麦49和洛麦1号籽粒中SS活性均与总淀粉与支链淀粉积累速率极显著正相关,而在藁城8901中无此相关性。

不同小麦品种籽粒淀粉理化特性的差异及其相关1129-1134

摘要：选用非糯性强筋、中筋、弱筋小麦品种和糯性小麦品种（系）,研究了淀粉理化特性的差异。结果表明,糯性与非糯性小麦RVA图谱具有明显的差异。峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、峰值时间、糊化温度等黏度特征值,糯小麦均显著低于非糯性品种,同一类型不同品种间RVA图谱差异主要是在峰值黏度之后的曲线变化;破损淀粉含量为强筋〉中筋〉弱筋〉糯小麦。糯性与非糯性小麦品种面粉的X-衍射图谱均呈现A型特征,晶体结构差异主要表现在峰值的大小,结晶度变化范围为28.97%-36.97%。相关分析表明,直链淀粉含量、直/支比、破损淀粉含量对淀粉黏度特性有重要的影响,而结晶度对黏度特性影响不显著。

影响农杆菌介导旱稻转化效率主要因素的研究1135-1140

摘要：针对旱稻在基因工程中转化效率低这一难题,以4个旱稻品种为对象,对农杆菌介导的遗传转化的各个步骤进行了优化试验,结果表明NB（N6 macro elements;B5 microelements and vitamins;proline 500mg L^-1,L-Glutamine 500mg L^-1,casamino acid 300mg L^-1,sucrose 30 gL^-1,2,4-D2mg L^-1,agar8g L^-1,pH5.8）培养基适合于旱稻愈伤组织诱导;AAM-AS（Na2HPO4.2H2O339.2mg L^-1;KCl2.95g L^-1;MgSO4·7H2O500mg L^-1;CaCl2114.4mg L^-1;MnSO4·4H2O10mg L^-1;H3BO33mg L^-1;ZnSO4·7H2O2mg L^-1;KI0.75mg L^-1;NaMO40.25mg L^-1;CuSO4.5H2O0.0387mg L^-1;CoCl2.6H2O0.025mg L^-1;VB10.5mg L^-1;VB60.5mg L^-1;烟酸0.5mg L^-1;肌醇100mg L^-1;甘氨酸7.5mg L^-1;精氨酸174mg L^-1;谷氨酰铵876mg L^-1;casamino acid 500mg L^-1;蔗糖68.5g L^-1;葡萄糖35g L^-1;AS200μmol L^-1pH5.2）是农杆菌的最佳重悬液;对NPT（new plant type,NPT）这种侵染后易水渍化品种,滤纸法共培养可将其抗性愈伤发生率提高15倍以上;筛选及分化前对抗性愈伤组织进行2d的干燥培养可显著加快愈伤组织分化进程;在分化培养基中加入AgNO3有助于提高分化率;而短期高浓度的CuSO4处理可显著提高分化率。利用此体系获得了一大批PCR鉴定阳性的转基因植株;Southern blot检测证明外源基因大多数以单拷贝形式整合在转基因植株中。

基于多视角反射光谱的冬小麦冠层叶片氮素营养监测研究1141-1145

摘要：通过2个蛋白质含量不同的冬小麦品种和4个氮素水平的试验,研究传感器在垂直冬小麦垄平面上,冠层不同观测角度的反射光谱与叶片氮素营养的关系,改进小麦冠层氮素光谱诊断的理论与方法。结果表明,在本试验选择的7种植被指数光谱特征参量中,2个小麦品种均表现为比值植被指数（RVI[670,890]）与冠层叶片氮素含量（CLNC）相关性最高;不同视角的RVI与冠层叶片氮素含量关系中,0°、30°和90°的相关性最高;利用0°、30°和90°的RVI与CLNC进行模型拟合,其模型的决定系数是0°〉30°〉90°;在建立的0°模型中,京411小麦模型RMSE为0.2915,预测准确率为90.2%,中优9507模型RMSE为0.3827,预测准确率为87.2%。本研究证明改变反射光谱观测角度,能够提高冠层叶片氮素含量的光谱预测精度,不同小麦品种其光谱特征与冠层叶片氮素含量关系不同,在应用中要根据不同的小麦品种建立相应的模型。

两个棉花HyPRP基因的分子鉴定与初步表达分析1146-1153

摘要：从棉花胚珠和纤维cDNA文库中分离了2个编码杂合的富含脯氨酸的细胞壁蛋白（hybrid proline-rich protein,HyPRP）基因,命名为GhHyPRP1和GhHyPRP2,其编码蛋白分别含有327和137个氨基酸。蛋白质结构分析表明,二者都含有：N-端信号肽区、富含脯氨酸结构域、C-端含有特定排列顺序和数目的半胱氨酸结构域。根据蛋白质结构域组成特点及与其他多结构域的富含脯氨酸蛋白质序列的同源性比较分析,将GhHyPRP1归为HyPRP A类蛋白质,将GhHyPRP2归为HyPRP B类蛋白质。RT-PCR分析显示GhHyPRP1在幼苗下胚轴中大量表达,而GhHyPRP2在胚珠中优势表达,暗示这2个基因可能分别在棉花不同组织发育中具有一定的生物学功能。

不同基因型绿豆叶片光合性能研究1154-1161

摘要：以夏播区高产绿豆品种（系）冀绿2号、安9910和低产品种（系）赤峰绿豆、泰来绿豆为材料,对其衰老过程中开花节功能叶片的光合参数变化进行了研究。结果表明,绿豆开花后,随着叶片的衰老,各功能叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量逐渐下降,叶质重表现出降低—增大—降低的变化趋势,同一时期不同开花节叶片的光合性能自上而下逐渐降低。不同品种间存在显著差异,冀绿2号和安9910叶片功能期长,叶绿素和可溶性蛋白质降解较慢,生育后期仍具有相对较高的光合性能,这为其积累较多的光合产物提供了生理基础。进一步分析表明,绿豆产量与花后开花节叶片的平均净光合速率呈极显著正相关,叶片净光合速率又与叶绿素、可溶性蛋白质含量呈极显著正相关。综合分析表明,在绿豆开花结荚期间,保持较高的叶绿素含量和功能叶片的光合生产能力,延缓叶片衰老,对籽粒产量形成具有重要作用。

基于图像特征的收获前籽棉品级聚类融合分析1162-1167

摘要：为客观评价收获前籽棉品级,依据籽棉品级国家标准,基于机器视觉在3个颜色空间中选取棉瓣大小、色泽特征用K-均值、竞争学习网络方法对7个品级的样本进行聚类融合分析。结果表明,亮度修正后特征之间极显著相关,Hunter颜色空间较好。肉眼对第1、2、7品级的识别率为73%-100%,3-6品级为26%-46%,总计47.7%;聚类融合对各品级的识别率为65%-100%,总计78.6%。聚类融合方法基于人类的先验知识,在更宽的视觉范围内更均衡所有特征,可克服个体聚类器的过度训练,能够客观地识别收获前籽棉品级,提高其采摘、收购质量。