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作物学报 2007年第08期杂志 文档列表

作物学报杂志研究论文

基于水稻冠层光谱特征构建粳型水稻籽粒蛋白质含量预测模型1219-1225

摘要：水稻籽粒蛋白质含量是评价稻米品质的主要指标之一。本文以不同施氮水平下的4年田间试验为基础，系统分析了水稻成熟籽粒蛋白质含量与不同时期冠层反射光谱的相关性。结果显示，籽粒蛋白质含量与可见光波段（460～710nm）反射率呈负相关，与近红外波段（760～1220n／n）反射率呈正相关，其中孕穗期冠层单波段反射率与成熟籽粒蛋白质含量的相关性最高，在16个波段中以760nm波段反射率与籽粒蛋白质含量的拟合效果最好，复相关系数达0．795。进一步分析比值植被指数、差值植被指数、归一化植被指数和红边参数等光谱参数与成熟籽粒蛋白质含量的相关性，运用线性逐步回归分析方法对相关拟合较好的16个参数进行筛选，建立了水稻成熟籽粒蛋白质含量（GPC）监测模型，GPC=-0．15×DVI（1500，950）＋3．130。利用不同年份不同品种及不同施氮水平下的观测数据对模型进行检验，预测值和实测值的精确度为0．56～0．86，准确度为0．85～1．18，根均方差（RMSE）为3．51％～19．91％，表明模型预测值与实测值之间符合度较高，对水稻成熟籽粒蛋白质含量具有较好的预测性。

棉花ADP-ribosylationfactor基因（GhARF1）的克隆与表达分析1226-1231

摘要：ADP-fibosylation factor（ARt）是GTP结合蛋白，属于小G蛋白超家族中的ARF亚家族成员，在高尔基体小囊泡形成以及细胞信号传导中起重要作用。棉花纤维的发育需要有高尔基体参与，但ARF基因在棉花纤维发育中的功能尚不清楚。本文利用GHA27作探针，筛选棉花花药的cDNA文库，得到两个序列相同的阳性克隆。核苷酸序列分析表明该基因编码一个有181个氨基酸残基，分子量约20．7kD的蛋白，与动物、酵母及其他植物的ARF基因有很高的相似性，命名为GbARF1。采用PCR技术获得该基因序列，该基因含有5个外显子和4个内含子。进化树分析表明该基因更接近人类的classⅠ类ARF基因，在编码的氨基酸序列中具有保守的GTP结合区域，即P（GLDAAGKT）、G（NKQD）以及G＇（DVGGQ）。Northern杂交结果显示GbARFI基因在棉花的纤维、花冠和根中表达量较高，特别是在纤维中的表达量最高，在茎、花蕾中也有表达，而在真叶、子叶和胚珠中的表达较微弱。Southern杂交分析表明，ARF基因在二倍体草棉和四倍体陆地棉基因组中均以多拷贝存在。

普通小麦中国春-百萨偃麦草异染色体系的分子标记分析1232-1239

摘要：综合利用HMW-Glu亚基、STS、SSR和RFLP等分子标记对普通小麦中国春、百萨偃麦草、中国春-百萨偃麦草双二倍体和11个中国春．百萨偃麦草异染色体系进行了分析。结果表明，14对SSR、10对SIS引物和6个RFLP标记可以特异追踪百萨偃麦草染色质。C7．17及其后代株系C7-17．2等编码百萨偃麦草特异HMW-Glu亚基，添加染色体涉及与小麦第1部分同源群染色体部分同源的1J；1对SIS、3对SSR和1个RFLP探针可以特异追踪二体附加系CH05中的百萨偃麦草染色体，并揭示最初根据分带核型确定的J3与小麦第2部分同源群染色体具有较高的部分同源性；2对SIS、1个RFLP探针和1对SSR可以追踪CH09的外源染色体，并揭示最初确定的L与小麦第3部分同源群染色体具有较高的部分同源性；1对STS和1个RFLP探针在CH03、CH04和CH34中具有相同的多态，3个附加系可能添加了相同染色体，最初确定的J1、J2和J7与小麦第7部分同源群染色体具有较高的部分同源性；3对SSR引物可以特异追踪CH12中附加的大片段易位染色体和CH11中的小片段易位染色体，推测易位可能涉及同一条百萨偃麦草染色体。发现13个标记（5个STS、3个RFLP探针和5个SSR）可以追踪未涉及到的4J和5J等染色体。

不同小麦品种支链淀粉链长分配及其与淀粉理化特性的关系1240-1245

摘要：以糯性与非糯性小麦品种（系）为材料，研究直、支链淀粉蓝值、支链淀粉链长分配及其与淀粉理化特性的关系。结果表明，直链淀粉的蓝值和最大吸收波长均显著大于支链淀粉；支链淀粉蓝值和最大吸收波长表现为中筋小麦〉弱筋小麦〉强筋小麦〉糯小麦，蓝值和最大吸收峰间呈极显著正相关，蓝值和吸收波长越大，说明支链淀粉含较长的支链。经SephadexG75分离支链淀粉的支链，可得到3个组分，非糯小麦长B链（DP≥65．8）组分占支链淀粉百分含量最低，中等B链（29〈DP〈65．8）组分其次，短B链和A链（DP≤29）组分高达65％左右，前两个组分含量表现为弱筋小麦〉强筋小麦〉中筋小麦，且同一类型不同品种间也存在差异；而糯小麦未能洗脱出长B链。相关分析表明，除崩解值外，长B链与黏度各特征值均呈极显著正相关，与结晶度呈显著正相关，说明长B链含量显著影响淀粉的理化特性。

甘蓝型油菜遗传图谱构建与无花瓣性状QTL定位1246-1254

摘要：以无花瓣油菜APL01与正常有花瓣品种M083杂交的BC，F1为基础群体，利用RAPD、SSR和SRAP技术获得251个分子标记，包括219个SRAP、25个SSR和7个RAPD标记，构建了由19个连锁群组成的分子标记遗传图谱，根据共同的分子标记，建立该图谱与甘蓝型油菜高密度图谱的对应关系。利用WinQTLCart2．0软件对无花瓣性状进行QTL扫描，获得4个与无花瓣性状相关的QTL，QAP5位于N5连锁群的A0226Bbl52一m31e40b区间，解释花瓣度表型变异的3．71％；QAP6位于N6连锁群的m25e7～OPY9区间，解释花瓣度表型变异的3．02％；QAP8位于N8连锁群的A0226Gb468～m29e20区间，解释花瓣度表型变异的30．94％；QAPl5位于N15连锁群的m21e4b～A0225Bb201区间，解释花瓣度表型变异的21．96％。QAP8和QAP15为2个主效QTL，可用于无花瓣性状的标记辅助选择，QAP5和QAP6为修饰基因位点。

小冰麦（Triticum aestivum-Agropyron intermedium）对盐胁迫和碱胁迫的生理响应1255-1261

摘要：将两种中性盐（NaCl和Na2SO4）和两种碱性盐（NmCO3和Na2CO3）按摩尔质量比1：1混合，在60—300mmolL^-1盐浓度内模拟出5种强度的盐胁迫条件，在30—180mmolL^-1盐浓度内模拟出6种强度的碱胁迫条件，并以此对小冰麦苗胁迫处理12d。测定相对生长率（RGR）、含水量、丙二醛（MDA）、电解质外渗率、叶绿素、类胡萝卜素6项胁变指标和Na^＋、K^＋、脯氨酸、甜菜碱、有机酸5种溶质含量。结果表明，碱胁迫下小冰麦的各项胁变反应均明显大于盐胁迫下。在本试验条件下，小冰麦可耐受的最高盐胁迫浓度为300mmolL^-1，而碱胁迫仅为150mmolL^-1。碱胁迫造成小冰麦光合色素含量急剧下降，可能是其危害甚于盐胁迫的原因之一。碱胁迫下有机酸大量积累可能是小冰麦响应碱胁迫的特殊生理机制。试验结果证明盐、碱胁迫是两种性质不同的胁迫，不仅对植物的作用机制不同，而且植物的适应机制也不同。

小麦突变体D51抗秆锈性遗传分析及其抗性基因SSR标记1262-1266

摘要：D51是优良品系龙6239经辐射诱变和组织培养相结合获得的高产优质抗秆锈突变体材料，对我国优势秆锈病21C3CPH、21C3CKH和21C3CTR小种均表现免疫。利用来自D51／龙6239、D51／中国春的2个F2群体和来自D51／龙6239的1个F2群体分别在苗期和成株期进行21C3CPH小种接种，抗病反应型鉴定表明，3个F2群体中抗感分离比例均为3：1，说明1351抗秆锈性受一对显性基因控制，全生育期表达，部分D51／龙6239F2植株的F3株系的抗病鉴定进一步验证F2鉴定的可靠性。利用675对小麦SSR引物和185株D51／龙6239F2分离群体对SrD51基因进行标记定位，将SrD51定位在5D染色体的短臂上。其中SSR标记Xgm190和Xwmc150与SrD51基因的遗传距离分别为18．58和21．33cM，并分别位于目的基因的两侧。由于已知的秆锈抗性基因仅有Sr30被定位在小麦5DL上，且Sr30不抗34C2MKK和34C2MFK，而突变体D51的原亲本龙6239不抗21C3CPH、21C3CKH和21C3CTR，却对34C2MKK和34C2MFK表现免疫抗性。因而推断此突变体的秆锈抗性基因可能是一个新基因，暂命名为SrD51。

不同小麦雄性不育类型光合、生理参数日变化的研究1267-1271

摘要：利用2套同核异质的K、T、V、CHA型不育系及其保持系，对其不同生育时期净光合速率（Pn）、气孔导度（Ga）、蒸腾速率（r）、水分利用率（WUE）、光量子通量密度（PFD）和细胞间隙CO2浓度（Ci）、气孔限制值（Ls）等光合、生理参数的日变化及其差异进行比较研究，探讨不同小麦雄性不育类型的胞质效应。结果表明，供试材料净光合速率的日变化均呈双峰曲线，有明显的光合“午休”现象，Pn与Gs、Ci的相关系数分别为0．8187、0．8136，呈显著正相关（r0.05=0．8110），与Ls的相关系数为-0．8496，呈显著负相关（r0.05=0．8110），Pn的午间下降伴随着Gs、Ci，的下降和Ls的升高，表明其主要受气孔因素限制；与保持系的Pn值相比，CHA型和K、T、V型不育系分别降低0．88、2．76、3．30和2．04pmolCO2m^-2s^-1，产生不同程度的负效应，尤以T型和K型最明显。在水分利用率上，K、T、V型不育系较保持系降低0．94—1．54μmol CO2mmol～H2O，负效应显著；CHA型不育系较保持系低0．36μmolCO2mmol^-1H2O,差异不显著，说明CHA对旗叶水分利用率无明显的不良影响。Pn值因母本基因型的不同而异，冀5418及相应不育系的Pn值较太911289的高，差异达显著或极显著水平。因此，选择优势效应大的保持系回交，有利于降低不育胞质对小麦光合功能的负效应。

盐胁迫条件下甜高梁幼苗的光合特性及光系统Ⅱ功能调节1272-1278

摘要：通过气体交换和叶绿素荧光猝灭动力学研究了盐胁迫对甜高粱幼苗碳同化能力和光系统Ⅱ光化学效率的影响。结果表明，50和100mmol L^-1的盐（NaO）处理对叶绿素含量、相对含水量和膜质过氧化程度影响很小；200mmol L^-1 NaCl处理导致叶绿素含量和相对含水量明显下降、膜质过氧化程度增加。50mmol L^-1 NaCl处理未影响甜高粱幼苗的净光合速率；NaCl浓度大于50mmol L^-1时，净光合速率开始迅速降低；同时，气孔限制值（Ls）也减小；而且，光合能力的下降未能通过增加CO2浓度得以恢复。甜高粱幼苗的初始荧光（Fo）、最大荧光产量（Fm）和最大光化学效率（Fv/Fm）只在200mmol L^-1 NaCl处理时有较大程度的下降。此外，50mmol L^-1 NaCl胁迫也没有影响甜高粱幼苗的荧光猝灭动力学参数；当NaCl浓度大于50mmol L^-1时，光系统Ⅱ开放反应中心转化效率（Fv，F’m），光化学猝灭系数（qp）和光系统Ⅱ实际光化学效率（ΦPSⅡ）开始下降，而非光化学猝灭（NPQ）提高。因此认为，盐胁迫导致的碳同化能力的降低属于非气孔限制；碳同化能力的降低改变了甜高粱光系统Ⅱ的激发能利用和分配。100mmol L^-1盐胁迫条件下，甜高粱幼苗主要通过增加热耗散来消耗过多的激发能，而200mmol L^-1盐胁迫条件下通过减少光能吸收和增加热耗散来维持光能捕获和利用的平衡。

棉属G染色体组野生棉种的体细胞胚胎发生与植株再生研究1279-1285

摘要：通过培养基激素配比、碳源种类等培养条件的筛选，对2个G染色体组棉种（纳尔逊氏棉，Gossypium nelsonii Fryx．；澳洲棉，Gossypium australe F．Muell．）进行体细胞培养并获得了体细胞胚，其中纳尔逊氏棉获得了再生植株，澳洲棉获得了大量的胚状体。与D染色体组棉种克劳茨基棉（Gossypium klotzschianum Anderss）相比，G染色体组棉种再生时间长，且体细胞胚畸形严重、萌发困难，但通过培养条件的调控可以得到大量胚状体和少量再生植株。激素组合0．1mg L^-1＋0．1mgL^-1 2，4-D诱导的愈伤组织较松软，分化潜力高；胚性愈伤组织的增殖使用0．2mg L^-1 KT＋0．5mg L^-1 IBA的激素组合；组合0．25mg L^-1 IBA＋0．3mg L^-1 KT有 利于体细胞胚胎发生，而含激素组合MSB5＋0．15mg L^-1 KT＋0．5mg L^-1 NAA的培养基适合体细胞胚胎的萌发和植株再生。此外，愈伤组织诱导宜用葡萄糖作为碳源，而在胚性愈伤组织的增殖及保存和胚状体的萌发过程中用麦芽糖作碳源的效果更佳。

小麦叶片叶绿素荧光参数与反射光谱特征的关系1286-1292

摘要：以宁麦9号（低蛋白质含量）、淮麦20（中蛋白质含量）和豫麦34（高蛋白质含量）为试材，设0—300kghm^-2不同施氮水平，经2003-2004年和2004-2005年田间试验，对小麦顶部4张叶片叶绿素荧光参数和反射光谱特征的变化规律及其相互关系进行了分析。结果表明，小麦叶片叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/Fo随施氮水平提高呈上升趋势，同时叶片光谱反射率在不同施氮水平、叶位和生育期均有明显差异。小麦植株顶1叶和顶2叶反射光谱在可见光区（520-680rim）和近红外区（750—850rim）与叶绿素荧光参数稳定相关。顶端2张叶片的植被指数DVI（750，550）、DVI（735，690）和TVI（750，670，550）与荧光参数Fn、Fm、Fv，Fv/Fm、Fv/Fo、Fm、Fa′、Fv′、Fv′/Fm′的相关性均较好，其中DVI（750，550）的相关性最好，且回归系数在不同品种和不同生育期之间没有显著差异。表明利用小麦叶片反射光谱监测其叶绿素荧光参数是可行的。

水稻小孢子形成和发育过程中胼胝质的动态变化1293-1298

摘要：利用活体荧光显微术，PEG切片荧光显微术，半薄切片光学显微术和透射电镜观察了粳稻台中65小孢子形成和发育过程中胼胝质的动态变化。结果发现，胼胝质最早于小孢子母细胞形成期出现于花粉囊中。进入小孢子母细胞减数分裂期，胼胝质首先在小孢子母细胞靠近药室中央的初生细胞壁上沉积，并于减数分裂工终变期形成完整的胼胝质壁；随后胼胝质在小孢子母细胞中央开始沉积，并向四周扩展形成第1个赤道板，随后形成第2个赤道板；减数分裂后，四分体周围的胼胝质解体释放出小孢子。小孢子早期，绒毡层细胞中积累胼胝质类物质，小孢子核周围也开始沉积胼胝质，逐渐形成完整胼胝质壁；小胞子晚期，绒毡层细胞开始解体，药室内壁细胞开始加厚，其加厚的物质为胼胝质类物质。二胞花粉早期，小孢子进行不均等分裂，形成营养细胞和具有胼胝质壁的生殖细胞，随后营养细胞的细胞质中积累胼胝质，生殖细胞的胼胝质壁开始解体；二胞花粉晚期，药室内壁加厚完成，营养细胞的细胞质中继续积累胼胝质，花粉成熟期，营养细胞的细胞质中积累了大量胼胝质。对胼胝质在小孢子形成和发育过程中的功能进行了讨论。

利用“永久F2”群体剖析玉米产量及其相关性状的遗传机制1299-1303

摘要：利用RIL群体构建了一套包含441个杂交组合的玉米“永久F2”群体，通过253个SSR标记的等位基因频率分析，发现“永久F2”群体的遗传组成与基因频率与F2群体相似，理论上可以代替F2群体进行相关遗传研究。通过两年一点的田间试验，利用复合区间作图法对玉米产量及其3个主要构成因子进行了遗传分析。结果表明，玉米产量与穗长、穗行数及百粒重呈显著或极显著正相关，而穗长与穗行数和百粒重显著负相关。共定位3个产量QTL、8个穗长QTL，11个穗行数QTL和5个百粒重QTL。

连作对花生光合特性和活性氧代谢的影响1304-1309

摘要：大田和池栽试验结果表明，连作显著降低花生单叶光合速率（Po）、群体光合强度（CAP）和叶面积系数（LAI），并随生育期的推进而降低更甚；LAI与CAP和作物生长速率（CGR）呈极显著正相关，Ch1含量与Pn相关密切。LAI的降低是导致连作花生干物质积累少、荚果产量低的主要原因；不同品种类型对连作障碍的敏感性不同，鲁花12最敏感，而8130耐性最好。连作花生叶片的SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白质含量显著降低，MDA含量明显增加，且其变化随连作年限延长而加大；CGR与叶片中POD和SOD相关密切。植株中POD、SOD等叶片保护酶活性降低是导致花生生育不良和后期早衰的主要原因之一。

一个棉花β-1，3-葡聚糖酶基因全长cDNA的克隆与特征分析1310-1315

摘要：利用本实验室分离的防卫基因类似物片段，通过5′和3′RACE，从海岛棉海7124中克隆了一个β-1，3-葡聚糖酶基因全长cDNA，命名为GbGLU。其全长1266bp，含一个编码361个氨基酸残基的开放阅读框。该基因编码产物理论分子量和等电点为MW：39．66kD，pI=9．15，含有糖基水解酶家族17的保守结构域，N端有26个氨基酸残基组成的信号肽。Southem结果显示，GbCLU在棉花基因组中以单拷贝形式存在，研究发现，GbGLU的表达受黄萎病菌的诱导。聚类分析表明，棉花葡聚糖酶基因可分为3类，分别含有糖基水解酶家族3、9、17的保守结构域。无论棉花中的还是本研究中参考的其他作物中，受病菌诱导的葡聚糖酶基因都含有糖基水解酶家族17的保守结构域，故推断其为此类基因参与抗病反应的功能域。

双季青贮玉米模式物质生产及资源利用效率研究1316-1323

摘要：随着畜牧业产品需求不断增加，“节粮型”草食牲畜的高效舍饲畜牧业已向农区转移。为建立与农区畜牧业发展相适应的资源高效利用的新型饲料生产技术体系，2004-2005年在热量资源限制的两熟北缘区北京地区进行了双季青贮玉米周年高产技术探索，对双季青贮玉米与冬小麦．夏玉米和单季春玉米不同模式的物质积累量和生育过程的光、温、水资源的实际利用效率进行系统测定分析。结果表明，双季青贮地膜玉米-玉米模式优于传统模式冬小麦-夏玉米，其全年干物质生产率提高10．3％，能量提高12％，总辐射利用效率提高12．5％，热量资源生产效率提高22．5％，水分生产效率增加36．3％。与单季春玉米模式相比，在干物质生产率、能量、总辐射利用效率、光能生产效率上更具有明显优势。由此可见，通过利用全年两季C4玉米的高光效，早春覆膜栽培以及两季品种有效配置，不但可以充分利用两熟区的自然资源，而且为该区畜牧业发展提供了一条新型的高产高效种植模式。

甘蓝型油菜成熟角果内源激素对带壳种子发芽的影响1324-1328

摘要：以甘蓝型油菜品系832、780、1-1、1-13、8-6为材料，进行了田间带壳种子发芽调查、室内模拟降雨带壳种子发芽试验、种子发芽试验、不同浓度ABA处理的种子发芽试验，并利用HPLC测定了鲜果壳和种子的吲哚乙酸（IAA）、细胞分裂素（CK）和脱落酸（ABA）的含量。结果表明，各供试甘蓝型油菜品系带壳种子发芽率存在极显著差异，而不带壳种子的发芽率在第5天以后没有显著差异。油菜成熟角果的果壳ABA含量与带壳种子发芽存在显著负相关（r=-0．8941），带壳种子发芽主要受果壳所含ABA的抑制；外源ABA能明显抑制种子发芽。

氮素胁迫下强、弱化感水稻萜类代谢途径中关键酶基因差异表达的FQ-PCR分析1329-1334

摘要：运用实时荧光定量PCR技术研究低氮条件下化感与非化感水稻异戊二烯代谢途径中关键酶基因的表达差异。结果表明，与正常氮条件下相比，低氮条件下化感和非化感水稻与萜类物质合成相关的12个关键酶基因表达发生了不同程度的变化，其中，化感水稻P1312777有6个基因表达下调，6个基因则上调；而非化感水稻Lemont有7个基因表达下调，5个基因表达上调。在供氮条件从高向低改变的过程中，两水稻中有11个基因的表达行为（上调或下调）相同，从分子水平上，证实了它们萜类代谢相关基因在响应供氮环境变化的行为生态上是相同或相似的。低氮引起两水稻催化生成与化感物质相关的单萜、倍半萜、二萜、三萜类物质的合成酶基因表达量均显著下降，从而认为营养胁迫引起水稻化感抑草作用增强与萜类物质代谢变化无关。还讨论了营养胁迫引起萜类物质代谢变化与内源激素合成和生长速率减缓的关系，认为水稻甲羟戊酸代谢途径支路中3-羟基-3-甲基戊二单酰CoA合酶、3-羟基-3-甲基戊二单酰CoA还原酶和甲羟戊酸激酶相关基因表达量不同程度的上调，维持了生长所必需的激素水平。