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作物学报 2008年第12期杂志 文档列表

作物学报杂志作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

大豆育成品种农艺性状QTL与SSR标记的关联分析2059-2069

摘要：利用85个SSR标记，对大豆育成品种群体（190份代表性材料）的基因组进行扫描，在检测群体结构基础上搜索连锁不平衡位点，并采用TASSEL软件的GLM方法对11个大豆农艺性状QTL进行关联分析。结果表明：（1）在公共图谱上共线性或非共线性的SSR位点组合均广泛存在连锁不平衡（LD），但不平衡程度D’〉0．5的组合数只占总位点组合的1．71％，共线位点D值随遗传距离衰减较快；（2）SSR数据遗传结构分析表明，育成品种群体由7个亚群体组成，矫正后全群体共有45个位点累计136个位点（次）与11个大豆农艺性状QTL关联，其中22个位点（次）与家系连锁定位的QTL区间相重，有43个位点（次）2年重复出现；（3）一些标记同时与2个或多个性状关联，可能是性状相关或一因多效的遗传基础；（4）育成品种群体关联位点与地方品种群体和野生群体只有少数相同，群体间育种性状的遗传结构有相当大差异；（5）发掘出农艺性状优异等位变异及其载体品种，包括增效最大的产量等位变异Satt347-300（＋932kg hm^-2，中豆26），生物量等位变异Satt365．294（＋3123kg hm^-2，黄毛豆），蛋白质含量等位变异Be475343—198（＋0．41％，淮豆4号），脂肪含量等位变异Satt150-273（＋2．32％，科丰15）等。在此基础上作了设计育种的探讨。

欢迎订阅2009年《作物学报》2069-2069

蛋白激发子基因pemG1转化三生烟及其对TMV抗性的提高2070-2076

摘要：通过根癌农杆菌（Agrobactrium tumefaciens）介导转化法，将含有稻瘟菌蛋白激发子基因pemGl的植物表达载体pCAMBIA2300-Ubi-pemG1-Ocs转化三生烟（Nicotiana tobacum cv．Samsun NN），获得了转基因植株。用PCR检测抗卡那霉素烟苗确认阳性转化株，用Southern、Northern和Western杂交进一步证实了pemG1基因的整合、转录和表达。对T2代转基因阳性株进行烟草花叶病毒（Tobacco Mosaic Virus）接种试验。接种5d后发现，与非转基因对照相比，表达pemG1的烟草叶片枯斑数量减少，表明稻瘟菌蛋白激发子基因pemG1的表达提高了转基因烟草对TMV的抗性。

芝麻EST-SSR标记的开发和初步研究2077-2084

摘要：为加速分子标记在芝麻研究中的应用，利用网上现有的芝麻EST（expressed sequence tags）数据信息，开展了芝麻EST-SSR功能性标记的开发和利用研究。在所有的3328条芝麻EST序列中共确认得到1785条非冗余EST序列。其中，在含有微卫星重复的148条序列中共检测有155个EST-SSR。非冗余EST序列总长为774．27kb，平均每4．99kb含有一个EST-SSR。EST-SSR的分布频率和特征分析表明，以AG/TC为重复基元（motif）的SSR出现最多，占总SSR的37．42％。利用这些序列，设计开发了50对EST-SSR引物，并分别选用36个芝麻、2个棉花、2个大豆和2个油葵进行多态性和通用性研究。其中44对引物在供试芝麻材料中扩增出条带，共产生108个位点，平均每对引物产生2．45个位点，多态信息含量（polymorphism information content，PIC）平均值为0．390。根据遗传相似性系数进行聚类，有26个芝麻材料聚类在两个大的亚类（Ⅲ和Ⅳ）中，聚类结果表明芝麻的基因型与地理来源之间没有必然的联系。此外，分别有2对、3对和4对引物可以在棉花、大豆和油葵中进行通用性扩增。本研究证实这种全新开发的芝麻EST-SSR标记在芝麻遗传多样性分析、遗传图谱构建以及比较基因组等研究方面有广阔的利用前景。

草棉EST-SSRs的遗传评价2085-2091

摘要：根据GenBank中公布的247条草棉EST序列，搜索SSR并进行引物设计。其中的25条序列含有27个SSR，1～6碱基重复类型都存在，二碱基和三碱基重复的频率较高。为了明确在A、D和AD基因组中的可转移性，依据25条序列共设计25对EST—SSR引物，其中22对引物扩增出清晰可辨的DNA条带，产生92个多态性片段，平均每对引物产生3．64个多态性片段。引物的多态性信息含量（PIC）在0．49～0．91之间，平均为0．81。6对引物在BC．种间作图群体[（鄂棉22×Pima3—79）×鄂棉22]中表现多态性，产生7个多态性位点，其中5个为共显性，2个为显性。除HAU230b标记在BC1分离群体中不符合孟德尔式分离比例，其余引物表现正常分离。6个位点被整合到陆地棉和海岛棉种间BC1遗传连锁图谱上的6条染色体：有4个位于A亚基因组的4条染色体上（Chr．6、10、11和12），2个位于D亚基因组的2条染色体（Chr．19和20）。

烟草绒毡层特异启动子pTA29在棉花中的表达特性2092-2098

摘要：烟草绒毡层特异启动子pTA29（TA29 promoter）已用于多种植物雄性不育和花粉发育的研究。作为外源特异表达启动子pTA29在棉花中的表达特性尚不清楚，为了研究该启动子在棉花中的表达特异性，本文构建了pTA29：gus融合基因，并将其转入棉花。研究发现在GUS染液中添加10％的乙醇可以抑制棉花花药内源GUS活性。用改良的GUS染液进行组织化学染色表明，pTA29：gus转化植株的GUS活性主要存在于花药中，并在花蕾长为6mm和15mm的花药中有2个活性高峰，而在根、茎、胚珠、花瓣、苞叶中未被检测到。与烟草不同，在pTA29：gus棉花转化植株的叶片表皮毛和花粉中也能检测到GUS活性。定量RT-PCR分析表明转化子中gus基因的转录水平与GUS活性一致。上述结果表明，烟草绒毡层特异启动子pTA29可以控制下游基因在棉花花药中优势表达；在利用该启动子进行棉花基因功能以及雄性不育研究时，应注意该启动子在棉花中的表达范围和组织特异性。

用磁珠富集法分离亚麻基因组微卫星分子标记2099-2105

摘要：应用Dynal磁珠一生物素标记的微卫星探针（CT）15与亚麻基因组DNA酶切片段杂交，捕获300～1500bp含有微卫星序列的DN段，连接到pMD18．T载体中，构建富集微卫星序列的小片段插入文库。利用接头引物和根据微卫星核心序列设计的引物VRV（CT）15使用PCR方法直接对文库筛选，从422个转化子中获得了104个阳性克隆，对其进行测序分析，获得了97个微卫星序列，微卫星序列的富集效率达到22．99％，PCR扩增筛选效率93．27％。对97个微卫星序列进行比对分析，其中51个重复序列的两端序列高度相似，据其设计的特异引物对阳性克隆进行2次筛选，能淘汰相似度高的同类序列，提高筛选亚麻微卫星标记的效率。

光敏核不育水稻农垦58S花粉败育过程中Ca^2＋-ATPase的变化2106-2111

摘要：运用电镜细胞化学技术（铅盐沉淀法），对长日照条件下光敏核不育水稻农垦58S和可育株系58N花药发育的不同时期进行了Ca^2＋-ATPase定位研究。结果表明，Ca^2＋-ATPase颗粒在可育与不育水稻的花药壁、花粉及药隔中的出现时间和数量具有明显差异。可育花药在花粉母细胞时期，药壁细胞内出现Ca^2＋-ATPase颗粒，至单核花粉后期，解体的绒毡层细胞和乌氏体表面分布大量的Ca^2＋-ATPase颗粒；与可育材料相比，不育花药在花粉发育的同时期，Ca^2＋-ATPase颗粒在药壁各层细胞内不仅出现的时间滞后，且分布的数量较少，到二核花粉时期（花粉已畸形空瘪），药壁表皮细胞的液泡膜上、绒毡层细胞质中及乌氏体表面才出现明显的Ca^2＋-ATPase颗粒。可育花粉单核早期，花粉细胞内线粒体膜上有少量的Ca^2＋-ATPase分布；单核花粉中期，花粉外壁上有少量的Ca^2＋-ATPase分布；到单核花粉后期，Ca2^＋-ATPase颗粒大量分布在花粉外壁、内壁及细胞质膜和细胞核中。而不育花粉在单核花粉发育中都未见Ca^2＋-ATPase的分布，到花粉败育空瘪时才出现明显的Ca^2＋-ATPase颗粒，但数量较可育花粉同期同部位少。可育花药药隔细胞中Ca^2＋-ATPase在花粉母细胞减数分裂期就有分布，而不育花药到单核花粉早期药隔中才有少量的Ca^2＋-ATPase分布。由此推测，水稻不育系在其花粉发育中，由于细胞壁和质膜上Ca^2＋-ATPase颗粒出现时间滞后和数量减少影响到细胞膜钙泵将Ca^2＋由胞质向胞外转运的功能，致使胞质内Ca^2＋过多积累，导致花粉败育。

温敏核不育系株1S籼粳的属性研究2112-2120

摘要：温敏核不育系株1S是生产上广泛应用的水稻优良早籼型不育系品种。以典型籼稻和粳稻为对照，采用ISSR、SRAP和TRAP三种分子标记方法对株1S核DNA进行分子遗传学分析。结果表明，株1S核DNA以籼型基因为主，但含有部分粳型特异性片段，具有一定的粳型血缘；3种分子标记方法都能建立株1S所特有的分子指纹。对株1S叶绿体DNA中ORF100、ORF29-TrnC^GCA、TrnT^UGU-TrnL^UAA、rps16基因内含子等序列分析表明，株1S为籼型叶绿体，对照材料培矮64S、准S为粳型叶绿体；株1S在TrnT^UGU-TrnL^UA段中存在2个特异碱基。利用籼型细胞质和含有适量粳稻血缘的两用核不育系可能是长江中下游双季稻区高产稳产早稻组合的育种途径。

小麦抗白粉病SSH-cDNA文库中差异基因的表达模式2121-2125

摘要：为了解白粉菌诱导下抗白粉病小麦的抗病机制，构建了白粉菌接种初期的抑制性消减杂交cDNA（SSH—cDNA）文库。从中随机挑取140个阳性克隆进行测序，去除冗余序列和重复序列后，得到94条EST，利用NCBI的BLAST在线序列比对工具对GenBank的蛋白质数据库进行同源性比对及功能分类。结果表明，49个EST与已知功能蛋白同源性较高，主要涉及初级代谢（2％）、能量代谢（24％）、细胞结构（2％）、转录（2％）、蛋白质合成加工与储藏（16％）、转运（4％）、信号转导（4％）和抗病与防御（30％）。经文库比较，筛选出与病程相关蛋白基因同源的EST（Z25—1）和与谷胱甘肽硫转移酶同源的EST（Z440—1），GenBank登录号为EX567369和EX567360。以其EST序列为依据设计引物，通过RT-PCR分析它们在白粉菌诱导下的表达模式，结果该2基因表达存在明显差异。其中，Z25—1在未接种白粉菌时具有一定的表达量，白粉菌侵染后表达量开始上升，侵染72h时表达量最高，然后下降；Z440—1在未接种时也具有一定的表达量，但在接种初期表达微弱，甚至不表达，24h后表达开始上升，到72h时达最高，然后下降。本研究表明，病程相关蛋白和谷胱甘肽硫转移酶属于诱导型表达基因，且参与白粉病抗病反应，在白粉菌诱导72h时表达量最高。

水分胁迫条件下“洛旱2号”小麦根系的基因表达谱2126-2133

摘要：为探讨小麦水分胁迫反应的分子调控机制，以抗旱小麦品种“洛旱2号”根系为材料，采用Affymetrix小麦基因芯片比较了20％PEG6000溶液处理后根系及对照的基因表达谱。结果表明，洛旱2号根系中受水分胁迫诱导而上调和下调表达的基因分别有3743个（4074个探针组）和4573个（5043个探针组），下调表达的基因远远多于上调表达的基因，其中上调2倍以上的1593个（1716个探针组），下调2倍以上的2238个（2451个探针组）。通过Affymetrix的NetAffx Analysis Center查询和NCBI的BLASTx分析，差异表达2倍以上的基因中有619个已注释了功能，利用MIPS数据库将注释基因分为10类，包括生物代谢、逆境胁迫反应、细胞组分生成、蛋白合成、细胞信号交流、细胞运输、转录相关、细胞分裂和蛋白质加工等。差异表达16倍以上的基因中有32个已注释了功能，其中与逆境胁迫反应相关的基因16个，与生物代谢相关的基因5个。利用实时定量RT-PCR对8个代表性候选基因在水分胁迫条件下的差异表达特性分析表明，其结果和芯片杂交分析的结果基本一致。

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

减数分裂期高温胁迫对耐热性不同水稻品种产量的影响及其生理原因2134-2142

摘要：以两个耐热性不同的籼稻品种为材料，在减数分裂期进行高温（白天温度〉35℃）处理，以同期自然温度（白天温度〈33℃）为对照，研究减数分裂期高温对产量的影响及其生理机制。结果表明，与对照相比，高温处理显著降低了热敏感品种双桂1号的花药开裂率及花粉育性，对耐热品种黄华占影响较小；明显降低了每穗颖花数、结实率和千粒重，从而使产量显著下降，其中耐热品种下降幅度小于热敏感品种；热敏感品种粒宽显著缩短，长宽比显著增大，而对耐热型品种影响不大；明显降低了水稻的根系活力和幼穗的核糖核酸（RNA）含量，显著增加了叶片丙二醛（MDA）含量和幼穗的乙烯释放速率，热敏感品种变化幅度大于耐热品种；显著增加了耐热品种叶片的抗氧化酶活性，对热敏感品种无显著影响。总之，根系活力和抗氧化保护系统能力强、RNA含量高、MDA含量低及乙烯合成少是耐热性品种在高温胁迫下保持较高产量的重要生理原因。

氮素调控棉花纤维蔗糖代谢及纤维比强度的生理机制2143-2151

摘要：以棉纤维比强度高（科棉1号，平均比强度为35cNtex一）和中等（美棉33B，平均比强度为32cN tex^-1）的2个基因型为材料，于2005年在江苏省农业科学院（长江流域下游棉区）和江苏省邳州县宿羊山镇（黄河流域黄淮棉区）设置氮素水平（零氮为0kghm^-2，适氮为240kghm^-2，高氮为480kghm^-2）试验，研究氮素调控棉纤维蔗糖代谢及纤维比强度的生理机制。结果表明，棉铃对位叶氮浓度随铃龄变化的趋势符合幂函数曲线【YN=at^-b，YN为棉铃对位叶氮浓度（％），t为铃龄（d），a、b为参数】。高氮水平下的a值显著增加，导致铃龄24d前纤维中蔗糖代谢相关酶（蔗糖酶、蔗糖合成酶和磷酸蔗糖合成酶）活性和蔗糖转化量、纤维素最大累积速率以及铃龄24d纤维比强度降低；零氮水平下的b值显著增加，与铃龄24d后纤维蔗糖代谢相关酶活性和蔗糖含量峰值降低、纤维素快速累积持续期缩短以及铃龄24d后纤维比强度增幅减小的关系密切。上述变化特征在品种间一致，是棉纤维发育对棉铃对位叶氮浓度做出的重要生理响应，进而导致高氮、零氮水平下的成熟纤维比强度显著降低。铃龄24d是氮素调控棉纤维蔗糖代谢及纤维比强度的转折期，该时期的棉铃对位叶氮浓度分别为3．15％（南京）和2．75％（徐州）时有利于高强纤维的形成。

甘蓝型油菜重组自交系苗期磷效率的评价2152-2159

摘要：设置低磷P1（5gmol L^-1）和高磷P2（1000umolL^-1）处理水培甘蓝型油菜重组自交系群体的135个株系及亲本的幼苗，以地上部干重（SDW）、根干重（RDW）、根冠比（R／S）、主根长（AMRL）、地上部磷积累量（SPU）、总磷吸收量（TPU）、磷利用效率（PUE）作为耐性指标，调查群体各株系和亲本间对缺磷反应的差异，并对各性状参数与磷吸收、利用效率进行相关性分析。结果表明：（1）低磷胁迫严重抑制甘蓝型油菜苗期生长，所调查的各性状均表现出显著差异，其中地上部干重和根干重的变异系数较大；（2）2种处理条件下，各株系的地上部干重、根干重、根冠比和主根长4个性状均表现出显著分离，并呈现正态分布，低磷处理的分离更为明显；（3）相关性分析表明，相对地上部干重和根干重可以作为磷效率的主要评价指标，为了避免遗传因素影响，还应考虑低磷处理下基因型各性状的绝对差异；（4）通过上述筛选指标，确定065、102、070为候选的极端磷高效基因型，105、076、011等为候选的极端磷低效基因型。

不同土壤条件下山农12小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布特征2160-2167

摘要：在沙壤、中壤和黏壤3种质地土壤条件下，以优质强筋小麦品种山农12为材料研究了小麦强势与弱势籽粒高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）积累特征及其与谷蛋白大聚合体（GMP）粒度分布的关系。结果表明，3种质地土壤上，小麦强、弱势籽粒HMW-GS花后14d均已形成，强势粒HMW-GS含量明显高于弱势粒，说明强势粒具有较强的HMW-GS积累能力、小麦籽粒HMW-GS含量和GMP含量均表现为黏壤土〉中壤土〉沙壤土，说明黏壤土有利于HMW-GS的积累。小麦GMP粒径分布范围在0．37—245um之间：数目分布呈单峰曲线，体积和表面积分布呈双峰曲线。小麦强势粒GMP〉100um颗粒数目百分比和体积百分比均显著高于弱势粒，强势粒具有更多的大粒径GMP颗粒。小麦HMW-GS含量和GMP含量与〈10um和〈100umGMP颗粒体积百分比均呈显著或极显著负相关，与〉100umGMP颗粒体积百分比呈显著或极显著正相关，说明大粒径GMP颗粒具有较高的HMW-GS含量。

施氮处理对水稻颖果淀粉积累和相关酶活性的影响2168-2175

摘要：以扬稻6号和粳稻941为材料，通过盆栽试验，研究了不同施氮处理对水稻颖果淀粉积累和相关酶活性的影响。结果表明，增加穗肥施氮量显著降低颖果中的可溶性糖含量，淀粉含量有降低的趋势，但不明显。颖果中直链淀粉和支链淀粉含量随粒重的增加而上升，二者积累具有同步性；增加穗肥施氮量能显著降低颖果中直链淀粉含量，并使颖果中直链／总淀粉的比例降低，其效果要好于分蘖期施氮。分蘖期或孕穗期增施氮肥可以显著提高灌浆中、后期颖果中的ADPG焦磷酸化酶（AGP）、可溶性淀粉合酶（SSS）和淀粉分支酶（SBE）的活性，降低颖果中淀粉粒结合型淀粉合酶（GBSS）的活性。就施氮时期来看，孕穗期施氮（LH）对这些酶的促进或抑制效果好于分蘖期施氮（HL）。

穗肥施量对水稻植株形态、群体生态及穗叶温度的影响2176-2183

摘要：以2个籼、粳稻品种为材料，设置高、中、低3个穗肥处理，以空白为对照，构建不同的群体结构，研究穗肥施量对植株形态和群体生态及穗叶温度的影响。结果表明，穗肥施量对穗长、穗弯曲度、叶长和叶角有明显影响；不同穗肥处理群体内部温度、譬显度、光照强度和CO2浓度等微气象因子具有一定差异，中肥处理具有良好的群体微气象环境；此外，中肥处理群体具有适宜的LAI、净光合速率和蒸腾速率，冠层温度较低；施肥水平显著影响植株器官的温度，穗叶的温度随穗肥施量的增加而降低，中肥与高肥处理植株穗叶的温度差异不显著，但与低肥和空白处理差异显著。研究结果说明通过优化田间管理如合理的施肥来构建良好的群体，对降低植株穗叶和冠层温度以提高水稻抗热害能力效果显著。

氮素穗肥对水稻幼穗细胞分裂素和生长素浓度的影响及其与颖花发育的关系2184-2189

摘要：以粳稻品种武育粳3号和2401为研究材料，在盆栽条件下，设高（HN）、低（LN）两个穗肥施氮水平，对幼穗发育过程中（颖花分化至抽穗后7d）细胞分裂素（ZRs、iPAs）和生长素（IAA）含量及其动态分别进行测定和比较分析。结果表明，幼穗发育过程中穗中细胞分裂素和生长素含量均表现先降后升的趋势，穗肥的施用（HN处理）提高了各个时期细胞分裂素的含量，尤其是颖花分化期效果最为明显。而生长素的变化情况较为复杂，从颖花分化期到花粉母细胞减数分裂期前LN处理稍高于HN处理，之后HN处理又逐渐超过LN处理。穗发育期间HN处理的ZRs/IAA和iPAs／IAA均高于LN处理，颖花分化期差距最大，随后逐渐减小，到花粉母细胞减数分裂期差异最小，抽穗时比值差距又再次扩大，两个品种表现相似。水稻氮素穗肥的施用具有延长颖花分化时间、增加每穗颖花数的作用，这可能与其提高幼穗分化期尤其是颖花分化期的细胞分裂素含量及其与生长素的比值有关。