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作物学报 2008年第06期杂志 文档列表

作物学报杂志综述

新模式植物短柄草模式特性研究进展919-925

摘要：短柄草（Brachypodium distachyon）是一种广泛分布于温带地区的禾本科植物,基因组小、染色体少、DNA重复序列少、植株较矮、生育期短、种子数量多,与小麦族植物一样具有二倍体、四倍体和六倍体,且不需要严格的生长条件和栽培措施,是小麦等早熟禾谷类理想的模式植物。近几年来,国际上对短柄草开展了较多研究,而国内对短柄草的研究尚属空白。本文综述了短柄草细胞遗传学、分子生物学、基因组学、组织培养和遗传转化等方面的研究进展,对今后的研究和应用趋势进行了简要展望,以促进国内对短柄草模式特性,以及小麦等植物结构基因组学和功能基因组学的研究。

作物学报杂志作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

小麦EST-SSR标记的开发和染色体定位及其在追踪黑麦染色体中的应用926-933

摘要：根据小麦盐胁迫诱导和茎秆组织相关EST序列开发了81对EST-SSR引物,其中67、46、18和61对分别在小麦、黑麦、簇毛麦和大麦基因组中稳定扩增,在不同小麦和大麦品种间具有多态性的引物分别有22和23对。利用小麦缺体-四体系共定位了43对引物的81个位点,其中A、B和D染色体组上分别有29、30和22个位点,涉及除4B、3D和6D外的18条染色体。此外30对引物在黑麦基因组中具有特异扩增,其中8对分别在黑麦1R、4R、5R和R7染色体上具有特异扩增,7对在多条黑麦染色体具有相同扩增。这些新标记可有效用于小麦及其近缘物种的遗传作图与比较遗传研究。

甘蓝自交不亲和信号传导中THL1和SRK相互作用的体外检测934-943

摘要：在甘蓝自交不亲和信号传导中SRK和THL1之间可能存在相互作用。为进一步证实该相互作用,以甘蓝E1为材料,采用RT-PCR技术扩增了THL1和SRK激酶结构域（记为SRKE1）编码序列,构建了THL1原核表达质粒pET43.1-THL1,SRKE1原核表达质粒pET431-SRKE1和真核表达质粒pPIC9K-SRKE1,分别在宿主菌大肠杆菌BL21和毕赤酵母GS115中进行表达。THL1融合蛋白经胰岛素检测,表明表达的THL1有氧化还原活性。建立了体外检测蛋白质相互作用的新方法,并用该方法对THL1与SRKE1的相互作用进行了检测,结果表明THL1可与SRKE1相互作用并形成稳定的复合体,这为深入分析THL1与SRK相互作用机理提供了理论和技术基础。

大豆生物量积累、收获指数及产量间的相关与QTL分析944-951

摘要：利用亲本间生物量、收获指数和产量有较大差异的南农1138-2和科丰1号杂交衍生的大豆重组自交家系（NJRIKY）,研究始花期（R1）、始荚期（R3）、始粒期（R5）、收获期生物量以及表观收获指数和产量间的相关,并进行QTL定位,分析相关的遗传基础。结果表明,（1）生物量与产量显著相关,相关程度随生长进程逐渐增加,收获期生物量与产量相关最高,R^2=0.76。R1、R3、R5期生物量与产量的相关呈负指数曲线相关,生物量分别达到1000、2300和5500kghm^-2时,产量不再随生物量的增加而增加。收获期生物量与产量呈直线正相关,在试验范围内未发现高产的收获期生物量上限。表观收获指数与产量呈指数曲线相关,小于0.42时与产量具正变关系,大于0.42时与产量具负变关系。收获期生物量与表观收获指数呈指数曲线相关,表观收获指数增加生物量降低。（2）检测到产量、表观收获指数、收获期生物量有关的QTL分别为9、10和10个,其中两年稳定的QTL分别有2、3、3个。检测到R1、R3和R5期生物量有关的QTL分别有6、9和6个,其中3个时期在两年均能稳定表达的有2个。（3）在9个产量QTL中的6个区间,还同时检测到生物量和表观收获指数有关的QTL,该3性状有部分QTL共享同一连锁区间,表明有其共同的遗传基础,同时也解释了性状间相关的遗传原因。

大豆油分含量相关的QTL间的上位效应和QE互作效应952-957

摘要：利用Charleston ×东农594重组自交系构建的SSR遗传图谱,及混合线性模型方法对2002年到2006年连续5年的大豆油分含量进行QTL定位,并作加性效应,加性×加性上位互作效应及环境互作效应分析。共检测到11个控制油分含量的QTL,分别位于第A1、A2、B1、C2、D1a、D1b、F、H和O连锁群上,其中2个表现为遗传正效应,9个表现为遗传负效应,另检测到15对影响油分含量的加性×加性上位互作效应的QTL,解释该性状总变异的17.84%。发现9个QTL与环境存在互作,贡献率达到5.76%。

棉花腺苷高半胱氨酸水解酶cDNA的克隆、表达及染色体定位958-964

摘要：腺苷高半胱氨酸水解酶是调节细胞内甲基反应的一个关键酶。通过对高品质纤维陆地棉品系7235的棉纤维混合cDNA文库随机测序,得到一个棉花腺苷高半胱氨酸水解酶（编号：g073a03a,GhSAHH）的cDNA序列。该cDNA序列长1598bp,利用5′RACE技术得到上游318bp的片段,序列拼接获得全长为1916bp的cDNA序列,ORF为1458bp,编码485个氨基酸,其理论上的等电点pI=5.69,分子量MW=53.2kD。该基因在不同组织、器官中均表达,在根、下胚轴和纤维发育早期优势表达。根据Southern杂交结果推测GhSAHH基因在陆地棉基因组中为单拷贝。利用本实验室陆地棉遗传标准系TM-1和海岛棉海7124培育的含140个单株的BC1作图群体,将GhSAHH基因定位在第20号染色体上。

黏类小麦育性相关基因SSH文库的构建965-971

摘要：为了深入研究黏类小麦雄性不育的分子遗传机制,利用抑制差减杂交技术构建了黏类小麦育性相关基因的cDNA文库。文库质量检测表明,差减杂交效率较高,质量较好。在不育和可育cDNA文库中随机挑选120个阳性克隆进行测序,获得100余条高质量的表达序列标签（EST）。对序列进行BLAST比对及功能注释,比较了不育和可育cDNA文库的基因表达谱,发现在可育cDNA文库中参与能量代谢的基因出现频率较高,在不育cDNA文库中检测到了与花发育调控相关的MADS-box转录因子、细胞凋亡相关的泛素结合酶及阻遏淀粉合成的腺苷二磷酸葡萄糖磷酸化酶等相关基因。这些基因很可能与育性相关。

中国甘薯主要亲本遗传多样性的ISSR分析972-977

摘要：用ISSR标记分析了中国62份甘薯主要亲本的遗传多样性,明确了其遗传差异。结果表明,17个ISSR引物共检测出490条多态性谱带,平均每条引物检测出28.8条多态性谱带,说明ISSR标记是评价甘薯遗传多样性的有效途径之一。62份中国甘薯主要亲本遗传距离为0.158-0.924,平均为0.574,通过UPGMA法,可以聚为2大类,一类为国内自育亲本,一类为外引亲本,说明中国甘薯主要亲本遗传多样性较丰富,其中自育亲本与外引亲本之间遗传距离较远;亚洲亲本遗传多样性高于非洲和美洲亲本,并且与其他亲本间遗传距离较远;亚洲品种中,中国大陆亲本遗传距离最小,为0.419,与来自中国台湾的亲本差异较小,但与外引亚洲亲本遗传距离较远。因此,中国在未来甘薯育种中,可以国内自育亲本与外引亲本以及外引亚洲亲本与外引其他亲本配制组合,拓宽中国甘薯品种的遗传背景。

马铃薯质体表达载体构建及GFP基因在块茎中的瞬时表达978-983

摘要：利用高等植物质体基因组在进化中高度保守的特点,根据烟草质体基因组全序列设计合成引物,PCR扩增并克隆了马铃薯质体的trnI-trnA基因片段。将测序正确的trnI基因和trnA基因作为定点整合外源基因的同源重组片段,构建成包含Prrn-gfp-aadA-TpsbA表达盒的马铃薯质体定点转化载体pBMLSIA-GFP,酶切鉴定表明,所构建载体符合预期设计。采用该载体对马铃薯块茎进行基因枪法转化,结果表明,GFP基因可在质体特异性启动子Prrn及终止子TpsbA的调控下在马铃薯块茎中瞬时高量表达,经基因枪轰击后马铃薯块茎在紫外投射仪下产生很强的绿色荧光,在距离为6cm,压力1100psi轰击2枪的条件下产生的绿色荧光最强。马铃薯块茎可溶性蛋白SDS-PAGE电泳分析表明,GFP蛋白表达量约占总可溶性蛋白的15.4%-30.2%,均达到了较高的表达水平。该载体对后期马铃薯质体转化体系的建立和其他功能基因导入马铃薯质体进行性状改良具有重要应用价值。

W6基因的过表达提高转基因烟草的耐盐性984-990

摘要：W6基因是由普通小麦地方品种小白麦cDNA文库中克隆获得的ERF类转录因子,属于ERF IV家族。将W6基因构建在由组成型CaMV35S强启动子控制的双子叶转化载体pBI121上,通过农杆菌介导法将其转入烟草新华1号。利用RT-PCR技术分析W6基因的过量表达对下游抗性基因表达水平的影响,并测定高盐胁迫下转基因烟草的SOD酶活性和叶绿素含量。结果显示,所检测的转基因烟草阳性株中W6基因均有不同程度的表达,其耐盐性明显提高。W6基因的表达诱导并增强了含有GCC box的PR（pathogenesis-related）基因和含有DRE/CRT元件的COR/RD基因的表达。在高盐胁迫下,转基因烟草的SOD酶活性和叶绿素含量明显高于对照。W6基因既能诱导抗病相关的PR基因表达又能诱导与提高非生物胁迫能力的COR/RD基因表达,可能与生物胁迫和非生物胁迫相关,证实转录因子W6参与了耐盐胁迫相关基因的调节,W6基因的过表达提高了转基因烟草的耐盐性。

基于玉米区试的籽粒产量抽样方法研究991-998

摘要：选用夏播玉米京玉11,在北京市昌平区建立面积1209.60m^2、7200株的研究总体,利用金文林、李淼设计制作的“抽样软件”,对已知总体进行针对普通玉米区域试验籽粒产量的抽样方法研究,重点对抽样行数和样本容量进行了探讨。结果表明,以4个样本容量进行1-6行及10行片状随机抽样,样本平均数方差比较显示,3-6行抽样效果优于1-2和10行。500次抽样样本平均数次数分布显示,样本容量为60、120、240和420时,分别采用3、4、5和6行的片状抽样方法较好。结合精确度与工作量两方面考虑,4-6行抽样优于3行抽样;采取工作量较少、精确度较低的抽样策略时,4-6行抽样采用120样本容量较好;采取精确度较高策略时,4、6行抽样采用420样本容量较好,5行抽样采用480样本容量较好。几个方面结果叠加分析认为,精确度要求较高时,应采取6行420样本容量的抽样方法;精确度要求较低时,应采取4行120样本容量的抽样方法。

花生重组近交系群体的遗传变异与高油种质的创新999-1004

摘要：花生是世界上食用植物油脂的重要来源之一,提高含油量是花生育种的重要目标。以不同遗传背景的亲本远杂9102与中花5号杂交构建的花生重组近交系（recombined inbreed lines,RIL）群体,进行含油量的系统测试和DNA多样性分析。结果表明,RIL群体家系的含油量范围（50.85%-62.11%）大于两个亲本的差异,最高含油量家系比高油亲本中花5号高5个百分点以上。通过SSR技术分析RIL群体的DNA多样性,发现家系间存在较大的遗传变异,杂交重组产生的超亲高油种质分布在不同类群中,含油量高低与荚果大小和青枯病抗性无明显连锁关系。鉴定获得了3组SSR遗传距离为0、含油量和主要农艺性状相似但青枯病抗性不同的家系。农艺性状和抗病性等鉴定试验筛选出了3份含油量高、农艺性状优良、高抗青枯病的新种质并已进入品种比较试验。

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

不同种植方式下氮素营养对陆稻和水稻产量的影响1005-1013

摘要：以粳型陆稻中旱3号和粳型水稻扬粳9538为材料,设置裸地旱种和水种两种方式及低氮（LN,100kg hm^-2）、中氮（NN,200kg hm^-2）和高氮（HN,300kg hm^-2）3种N素水平,比较研究了氮素营养对陆稻和水稻产量形成的影响。结果表明,旱种HN处理下陆稻和水稻的产量以及水种HN处理下水稻的产量较NN有所下降;但水种HN处理下陆稻的产量较NN增加;随施N量增加,水、陆稻在两种种植方式下穗数均增加,每穗粒数表现不一,结实率均下降,但陆稻降幅小于水稻,陆稻千粒重差异不显著,而水稻则显著下降。与水种相比,旱种条件下陆稻的千粒重无显著变化,而水稻千粒重则显著下降,水、陆稻旱种的结实率均有所提高,但陆稻的提高幅度大于水稻。与水稻相比,陆稻不定根数少,吸N能力低,分蘖能力弱,成穗数少、穗型小,产量较低。拔节至抽穗期不定根数的增幅大,叶片含N率下降慢,花后叶片含N率和剑叶叶绿素（SPAD）值下降快。陆稻光合生产力对水分胁迫的负响应小,对增施N素正响应大。表明陆稻和水稻对种植方式和N素的响应有明显差异。对陆稻和水稻的产量增产途径进行了讨论。

秸秆还田配施化学氮肥对冬小麦氮效率和产量的影响1014-1018

摘要：2006—2007年生长季,通过田间定位试验,研究了秸秆还田配施化学氮肥对冬小麦产量干物质积累、氮效率和产量的影响。结果表明,与单施氮肥相比,秸秆还田配施氮肥的冬小麦全生育期干物质积累总量较高,干物质积累量及其占全生育期干物质积累量的百分比抽穗前阶段较低,而抽穗到成熟阶段则较高。秸秆还田配施纯氮90、180、270和360kghm^-2比单施同量氮肥分别增产7.1%、8.4%、11.1%和10.2%,其中秸秆还田配施纯氮270kghm-2的产量最高,显著高于其他各处理。秸秆还田配施氮肥比单施氮肥提高冬小麦的氮效率,氮肥表观利用率、氮素生产效率和氮肥农学效率分别提高3.3%-9.2%、0.7-4.0和2.7-7.3kgkg^-1。

强、弱筋小麦籽粒形成期蔗糖、淀粉合成相关酶活性及其与氮代谢的关系1019-1026

摘要：2005—2006年生长季,以小麦强筋品种藁城8901和弱筋品种豫麦50为材料,研究了灌浆期籽粒和旗叶氮代谢底物含量与相关酶活性变化、蔗糖淀粉合成相关酶活性及籽粒淀粉积累特征,分析了氮代谢与籽粒淀粉积累的关系。结果表明,旗叶蔗糖合酶（SS）和磷酸蔗糖合酶（SPS）、籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、可溶性淀粉合酶（SSS）、束缚态淀粉合酶（GBSS）和淀粉分支酶（SBE）活性均呈单峰曲线变化。两品种比较,除AGPP活性峰值豫麦50低于藁城8901外,其他酶活性峰值均是豫麦50高于藁城8901。相关分析表明,藁城8901支链淀粉积累速率与SS、SPS、AGPP和SBE活性呈极显著正相关,相关系数分别为0.9377^＊＊、0.8857^＊＊、0.6489^＊＊和0.5980^＊＊;直链淀粉积累速率与SS、SPS活性呈极显著正相关,相关系数分别为0.7616^＊＊和0.7750^＊＊。豫麦50支链淀粉积累速率与SS、SPS、AGPP、GBSS和SBE活性呈极显著或显著正相关,相关系数分别为0.8182^＊＊、0.6762^＊＊、0.7028^＊＊、0.8749^＊＊和0.5433^＊;直链淀粉积累速率与SS、SPS和SBE活性呈极显著正相关,相关系数分别为0.8528^＊＊、0.8428^＊＊和0.8603^＊＊。两品种硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）活性在开花后逐渐降低,且藁城8901的NR活性一直高于豫麦50。硝态氮和氨态氮含量与NR、GS活性呈极显著正相关;藁城8901的NR、GS活性与SS、SPS活性呈显著负相关,而豫麦50只有GS与SPS达显著负相关（r=-0.5212^＊）。上述结果表明,不同品质类型小麦籽粒淀粉合成积累受氮代谢相关酶活性的影响,藁城8901较高的NR活性抑制与蔗糖合成有关酶SS、SPS的活性,导致淀粉合成积累速率降低。由此可见,SPS/NR比值对淀粉合成具有重要调节作用。

施氮量对冬小麦灌浆期光合产物积累、转运及分配的影响1027-1033

摘要：采用花前14C-同位素标记旗叶的方法,研究了盆栽条件下不同施氮量对两种穗型冬小麦品种光合产物转运及14C同化物积累、分配的影响。结果表明,冬小麦成熟期14C-同化物主要分配在茎鞘中,其分配率为44.31%-60.96%;其次在籽粒中,分配率为31.81%-40.67%;其中大穗型品种兰考矮早八茎鞘、叶片中的分配率高于多穗型品种豫麦49-198,表明成熟时大穗型品种有更多的同化物滞留在茎鞘和叶片中。施氮量对14C-同化物分配率有影响,在施氮量36gm-2处理的茎鞘中分配率下降,而籽粒中的分配率增加,表明增施氮肥促进花前同化物向籽粒中分配。随着籽粒灌浆进程,光合产物在营养器官中的分配率逐渐下降,在籽粒中的分配率逐渐增加,表明营养器官的同化物逐渐向籽粒转运。小麦籽粒的同化物有34.94%来自花前贮藏物质的转运,65.06%来自开花后同化量,但不同品种、不同氮素水平处理之间有较大差异。施氮量36gm^-2处理的花前转运量、转运率、花前贮藏物质对籽粒贡献率均下降,但花后同化量、对籽粒贡献率以及单穗粒重均增加;其中兰考矮早八和豫麦49-198的花后贡献率分别为77.84%和56.29%,表明兰考矮早八花后同化量对籽粒的贡献大于豫麦49-198。两品种籽粒产量均表现为施氮量36gm-2处理高于18gm^-2处理,并且大穗型品种的增产幅度大于多穗型品种,表明增施氮肥对不同冬小麦品种的增产效应存在差异。

生长素、细胞分裂素对黑暗和ABA诱导蚕豆气孔关闭的抑制效应1034-1041

摘要：以蚕豆（Vicia faba L.）为材料,借助表皮条实验和激光扫描共聚焦显微镜技术研究合成和天然生长素、细胞分裂素吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）、2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）、玉米素（ZT）、激动素（KT）和6-苄基腺嘌呤（6-BA）对黑暗和脱落酸（ABA）诱导气孔关闭的效应及其机制。结果表明,黑暗和ABA均诱导气孔关闭,与NO清除剂羧基-2-苯-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物（c-PTIO）、牛血红蛋白（Hb）和NO合酶（NOS）抑制剂NG-N-L-精氨酸甲酯（L-NAME）以及过氧化氢（H2O2）清除剂抗坏血酸（AsA）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化氢产生酶NADPH氧化酶抑制剂二苯基碘（DPI）一样,供试合成和天然生长素、细胞分裂素均显著逆转黑暗和ABA诱导的气孔关闭,暗示生长素、细胞分裂素可能通过降低NO和H2O2水平起作用。保卫细胞内源NO和H2O2检测结果显示,合成和天然生长素、细胞分裂素确实均显著降低暗和ABA诱导的NO和H2O2水平。考虑到IAA、ZT分别为天然生长素、细胞分裂素的典型代表而且供试生长素、细胞分裂素均包括了合成和天然种类,可以认为供试生长素、细胞分裂素逆转暗和ABA诱导的气孔关闭及降低NO、H2O2水平的作用可能是所有生长素类、细胞分裂素类植物生长物质均具备的效应。

吉林省大豆品种遗传改良过程中主要农艺性状的变化1042-1050

摘要：以吉林省1923-2005年间育成的30个大豆品种为材料,两年的研究结果表明,大豆种子产量随育成年代呈线性增加,根据回归方程计算,产量从1923年的1197.80kg hm^-2到2005年的2305.54kg hm^-2,82年来增加了1107.73kg hm^-2,平均每年增加14.60kg hm^-2。随着产量的提高,株高降低,主茎直径增加,节数增多,节间缩短,分枝减少。相关和通径分析表明,产量与单株荚数、单株粒数、单株叶面积、叶面积指数和单株复叶数目呈显著正相关（P〈0.05）,单株荚数和单株粒数对于产量的提高贡献最大;产量与株高、单株分枝数和倒伏指数呈显著负相关（P〈0.05）,表明大豆产量的遗传改良过程中,植株抗倒伏能力提高,库容量增加,源器官叶片的同化能力增强。