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作物学报 2009年第04期杂志 文档列表

作物学报杂志综述

大豆核心种质和微核心种质的构建、验证与研究进展571-579

摘要：我国作物种质资源长期库中保存大豆资源2．3万余份，数量居世界之首。然而，大豆资源在新品种培育中的利用率仅为1％左右，导致大豆育成品种的遗传基础趋于狭窄。主要原因是缺少对其重要经济性状的鉴定，尤其是缺少多年多点的评价，难以定向选择有重要价值的育种亲本。为了加速大豆资源的评价并促进其利用，在国家基础研究项目（973）的连续资助下，开展了“大豆核心种质构建（1998-2003）”和“大豆微核心种质基因多样性（2004-2009）”研究，目的是浓缩大豆资源的遗传多样性，强化其表型和基因型鉴定，为发掘和利用大豆资源中的优异基因提供指导。本文在研究构建不同比例（占总体2％-5％）大豆核心种质和大豆微核心种质（占总体1％）的同时，介绍了核心种质补充和完善的研究进展。为了验证核心种质的代表性，从SSR位点、样本组成、取样比例、低频率等位变异4个方面对代表性进行了分析，并用随机抽样方法对核心种质代表性进行了检测和验证。文中还介绍了利用核心种质和微核心种质在新基因发掘、种质创新和育种利用方面的研究进展，尤其介绍了与育种单位密切合作，建立基于核心种质的种质创新与利用体系的研究成效。围绕遗传多样性、核心种质利用方式进行了讨论，指出大豆核心种质为性状鉴定、新基因发掘、新种质创造和新品种培育等理论研究和实际应用提供材料基础，具有潜在的应用前景。实践证明，大豆种质资源的系统研究与利用，将促进我国大豆种质资源由数量保存型向研究应用型转变。

作物学报杂志作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

水稻染色体片段代换系对氮、磷胁迫反应差异及其QTL分析580-587

摘要：利用来源于9311（籼稻）与日本晴（粳稻）杂交后代衍生的遗传背景为9311的染色体片段代换系群体，分析其在大田正常、低氮和低磷条件下的单株有效穗和单株产量的差异。结果表明，低磷、低氮胁迫对单株有效穗和单株产量影响较大。代换系对低磷和低氮的反应存在明显差异。在低氮（磷）水平下共检测到26个单株有效穗和单株产量片段或QTL，以及12个相对单株有效穗和相对单株产量QTL。源于日本晴的等位基因均呈减效作用。低磷和低氮下共同检测到5个导入片段影响单株有效穗或单株产量。而大部分（约81％）QTL只在单胁迫处理下被检测到。表明水稻对磷胁迫和氮胁迫的反应既存在不同的遗传基础，也存在共同的遗传机制。

盐胁迫下棉花基因组DNA表观遗传变化的MSAP分析588-596

摘要：盐胁迫是非生物逆境中对作物危害比较严重的自然灾害之一，严重影响和制约作物的产量和种植面积。本研究以陆地棉品系YZ1为材料，调查不同NaCl浓度下棉花幼苗生长及根基因组DNA的甲基化水平和变化模式。结果表明，对棉花幼苗的株高和根长生长100mmol L^-1 NaCl有促进作用，200mmol L^-1 NaCl有显著抑制作用；100-200mmol L^-1 NaCl胁迫严重抑制棉花幼苗的侧根数量。甲基化敏感扩增多态性（methylation-sensitive amplification polymorphism，MSAP）分析表明，经100、150和200mmol L^-1 NaCl处理后根基因组DNA甲基化比率分别为38．1％、35．2％和34．5％，均低于对照（41．2％），同时棉花幼苗根DNA的甲基化水平与NaCl处理浓度呈显著负相关（r=-0．986）。与对照相比，100、150和200mmol L^-1 NaCl胁迫下棉花幼苗根基因组DNA的甲基化和去甲基化分别为6．4％、7．6％、11．3％和12．7％、11．1％、8．2％。此外，序列和RT-PCR分析表明，与MSAP差异片段高度同源的基因的表达在处理与对照间差异显著。

水稻抗条纹叶枯病基因Stv-b^i的分子标记辅助选择597-601

摘要：水稻条纹叶枯病是我国黄淮及长江流域粳稻区重要的病害。由于水稻条纹叶枯病的发病受外界条件影响较大，人工接种抗性鉴定比较困难，利用与抗病基因紧密连锁的分子标记进行标记辅助选择对提高抗性育种效率具有重要意义。来自籼稻抗源Modan的Stv-b^i是水稻育种中广泛应用的条纹叶枯病抗性基因。本研究设计了与Stv-b^i紧密连锁的SSR及STS分子标记，用3个抗条纹叶枯病混合群体F30718（圣稻13／镇稻88）、F50701（武优34／T022／／圣稻806）、F60702（V6／T022／／镇稻88）进行分子标记检测和田间条纹叶枯病抗性鉴定，其结果的符合率分别为99．3％、87．7％和91．8％。表明这些分子标记可以用于条纹叶枯病抗性基因Stv-b^i分子标记辅助选择。

中棉所36均一化全长cDNA文库的构建与鉴定602-607

摘要：以短季棉中棉所36（CCRI36）顶端分生组织和花蕾为材料，以DSN（duplex-specific nuclease）均一化技术与SMART（switching mechanism at 5’end of RNA transcript）建库技术相结合，构建CCRI 36花发育期均一化全长cDNA文库。经检测原始文库滴度为1．7×10^6 cfu mL^-1。随机挑取100个克隆，利用PCR方法测得文库重组率达100％，插入片段平均长度为1．2kb。以两个高丰度表达基因Histon3和UBQ7为探针，进行虚拟Northern blot检测显示，其丰度在均一化cDNA中均明显降低，说明均一化效果显著，为节约筛库成本和EST有效测序奠定了基础；同时，利用常规PCR扩增技术从cDNA文库中筛选阳性信号，获得了花发育相关蛋白基因。初步证实CCRI36花发育期均一化全长cDNA文库构建成功，为深入研究棉花花发育机理及发掘与早熟相关的功能基因奠定了基础。

水稻纹枯病改良新抗源YSBR1的抗性评价608-614

摘要：从籼粳交后代群体中筛选到一份抗纹枯病水稻新种质YSBR1。多年的大田和温室接种鉴定以及市枯丝核菌毒素对水稻胚根伸长抑制率试验结果均表明，YSBR1的抗性水平极显著高于其他参试品种（系），且稳定、可靠，在大田接种试验中的纹枯病平均病级为2．39-0．23级（按0～9级评价标准），达“抗病”水平。YSBR1的株高为（102±4．32）cm，叶片稍内卷而挺拔，株形优良，生育期适中，在水稻抗纹枯病遗传育种中可有较大研究价值和利用前景。

阿夫及其衍生小麦品种（系）的SSR分析615-619

摘要：为了研究小麦骨干亲本阿夫（Funo）遗传物质在其衍生品种（系）的传递规律，用247对SSR引物对阿夫和8个阿夫子一代衍生品种（系）的亲本进行分析，发现有3个标记Xwmc398（178bp，151bp）、Xgwm400（180bp，149bp）和Xgwm268（191bp）在阿夫上有稳定、清晰的特异带。以筛选的特异引物对5个阿夫系选品种和255个阿夫衍生品种（系）进行了SSR分析。结果表明，Xwmc398在5个系选品种中均有阿夫的特异带，而Xgwm400只在安选2号，Xgwm268只在扬麦1号具有阿夫特异带。Xwmc398在阿夫子一代至子六代衍生品种（系）中的遗传频率分别为52．8％、38.4％、16．7％、0．0％、0．0％和0．0％，平均为32．2％；Xgwm400的相应遗传频率分别为32．1％、19．2％、41．7％、33．3％、20．0％和0．0％，平均为26．7％；Xgwm268的相应传递率分别为22．6％、34.4％、11．1％、12．1％、0．0％和0．0％，平均为24．7％。表明SSR位点Xwmc398、Xgwm400和Xgwm268在阿夫衍生品种（系）中有明显的传递。

黄淮地区大豆重要亲本间产量的杂种优势、配合力及其遗传基础620-630

摘要：2003-2005年以选自黄淮地区及美国的8个大豆重要亲本品种（系）及其组配的28个双列杂交组合为材料，分析大豆亲本间的产量杂种优势及其配合力，探讨高优势组合的遗传基础，包括杂种优势与亲本系数、SSR标记遗传距离的相关。结果表明：（1）黄淮地区大豆亲本间存在产量超亲优势，平均20．39％，组合间差异甚大，变幅为-5．34％-76．88％，优选出豫豆22×晋豆27、淮豆4号×晋豆27、诱变30×蒙90-24，超亲优势分别为76．88％、29．90％和34．42％，超标率均在25．00％以上，晋豆27和诱变30为优秀亲本材料。单株荚数及单株粒数的优势和产量优势相对一致。（2）大豆亲本间产量杂种优势既与双亲一般配合力之和及特殊配合力有关，又不完全相关。高优势高产组合的亲本产量配合力特点为亲本之一具有较高的一般配合力，或双亲具有较高的一般配合力之和，兼有较高的特殊配合力。单株荚数和单株粒数的情况和产量一致。（3）按亲本系数聚类和按SSR标记遗传相似系数聚类揭示的8个亲本间的遗传关系相对一致，均分为两组，一组包含6个黄淮中、南部品种（系），另一组包含1个山西和1个美国品种。要获得高优势高产组合，亲本间必须具有一定的遗传距离，但遗传距离大并不一定都高产高优势，还有其他因素决定杂种优势。

甘蔗NBS-LRR类抗病基因同源序列的分离与鉴定631-639

摘要：根据已知植物（拟南芥、烟草和亚麻）抗病基因（RGAs）保守序列设计简并引物，从甘蔗高抗黑穗病品种NCo376的基因组DNA和cDNA中扩增出11条抗病基因同源序列，其中5条来自基因组DNA（EF059973、EF059974、EF059975、EF059976和EF059977），6条来自cDNA（EF155648、EF155649、EF155650、EF155651、EF155652和EF155653）。序列分析表明，这些RGAs均含有典型的NBS-LRR类抗病基因所拥有的保守结构域P-loop、Kinase-2a、Kinase-3a和疏水结构域。聚类分析表明，11条RGA同RPS2和XA1聚为一类，而N和L6则单独聚为一类。所有11条抗病基因同源序列中，kinase-2（LLVLDDVW／D）最后一个氨基酸皆为色氨酸。定量PCR分析表明，编号为EF059974的P／C基因的表达不仅受黑穗病菌胁迫的影响，而且受水杨酸的诱导和过氧化氢的抑制，也具有抗病基因组织特异性和组成型表达特性。

转Rs-AFP2基因小麦的分子分析及其纹枯病抗性640-646

摘要：Rs-AFP2属于r-硫堇类抗菌肽，主要通过形成离子通道直接破坏细胞来杀灭病原菌。本研究通过基因枪介导法结合对目标基因的分子检测，证明已将外源Rs-AFP2基因转入小麦推广品种扬麦12中。通过逐株抗纹枯病接种鉴定、PCR、PCR-Southern blot、Southern blot和RT-PCR／荧光定量RT-PCR（Q-RT-PCR）分析，对转Rs-AFP2基因小麦T1至T4代植株跟踪检测。结果表明，Rs-AFP2在转基因小麦中能够稳定遗传，以单拷贝整合到小麦基因组中，遗传方式符合盂德尔遗传规律，并能在转录水平上表达。对转Rs-AFP2基因小麦的抗病性、主要农艺性状以及Rs-AFP2表达活性分析结果表明，与受体扬麦12相比，Rs-AFP2表达活性高的转基因小麦植株对纹枯病抗性有明显提高，其抗病性可以遗传，而主要农艺性状没有明显差异，证明可以利用Rs-AFP2基因和基因工程途径创制抗纹枯病小麦新种质。

新疆小麦品种高分子量谷蛋白亚基及相关品质基因的分子标记检测647-661

摘要：高分子量麦谷蛋白亚基、1B-1R易位系、多酚氧化酶（PPO）活性及黄色素含量等基因对小麦加工品质有重要影响，准确、快速鉴定这些基因对品质改良有重要意义。本研究对新疆当地及国内外引进的321份小麦品种进行SDS-PAGE分析，利用特异性分子标记对高分子量谷蛋白亚基中的Dx5、Bx7、By8、By9亚基、1B-1R易位系、PPO和黄色素含量基因进行鉴定，进一步验证分子标记检测的可靠性和准确性，为优质小麦分子标记辅助育种提供材料和方法。SDS-PAGE分析表明，供试材料有21种亚基类型，其中Glu-Al位点有3种类型，以null为主；Glu-B1位点有10种类型，Bx7＋By8和Bx7＋By9亚基占主导地位；Glu-D1位点有8种类型，Dx2＋Dy12和Dx5＋Dy10占主导地位。分子标记检测表明，Dx5亚基的频率为38．3％，Bx7亚基的频率为85．7％，By8亚基的频率为38．9％，Bx9亚基的频率为42．7％；特异性PCR标记扩增与SDS-PAGE鉴定结果的吻合率分别为97．2％、98．4％、93．4％和97．2％。在新疆当地品种、其他国内品种和国外品种中，1B-1R易位系材料的频率分别为22．0％、31．5％和25．0％，Psy-Alb的频率分别为9．0％、10．8％和5．4％，Ppo-Alb的频率分别为38．0％、43．8％和45．7％，Ppo-Dla的频率分别为48．0％、66．9％和40．2％。同时含Ppo-Alb和Ppo-Dla的材料有74份，占23．0％。本试验中采用的基因特异性标记重复性好、准确率高，可有效用于小麦品质分子标记辅助选择。

温光敏核不育小麦C412S的育性转换及其APRT基因的表达662-671

摘要：以选育的小麦（Triticum aestivum L．）温光敏核不育系C412S为试材，以C412S回交转育时的受体亲本C412为常规品系对照，通过分期播种试验研究了其育性转换特性。用涂抹压片法观察减数分裂和小孢子发育进程，用半定量RT-PCR技术分析不育与可育条件下不同发育时期的幼穗中腺嘌呤磷酸核糖基转移酶基因（APRT）的表达水平。结果表明，通过调整播种期改变雄性发育的温光条件，C412S表现出完全不育-高不育-半不育-正常可育的育性转换特性。C412S花粉败育的高峰在单核小孢子晚期，主要表现圆败型不育。C412S的育性敏感期是从花粉母细胞形成期到成熟花粉期，其中最敏感的时段是花粉母细胞形成期到减数分裂期。与对照相比，C412S的APRT1基因序列有个别碱基变异，但编码氨基酸序列没有变化。在花粉母细胞形成期至单核期，与晚播可育条件相比，早播不育的C412S幼穗中APRT基因转录水平下调，因此认为，其育性转换与幼穗中APRT基因转录水平有一定关系。

小麦品种陕253低分子量谷蛋白亚基基因的克隆及原核表达672-678

摘要：利用LMW-GS特异引物，从强筋小麦品种陕253中克隆了1个1498bp的片段（GenBank登录号为FJ172533），该片段包含全长为912bp的低分子量谷蛋白亚基的完整编码序列。经比较推导氨基酸序列的同源性，发现该基因属于Glu-D3位点编码低分子量谷蛋白亚基的基因，编码产物N-端具有LMW-m型低分子量谷蛋白亚基的典型特征，系统演化分析也支持这一结果。构建了该基因的表达载体pET32a-GluD3-S253，在宿主菌E.coli Rosetta-gami B（DE3）中经IPTG诱导表达融合蛋白。SDS-PAGE和Western blot检测表达产物，证实融合蛋白表达成功。

中国与东南亚三国（越、老、柬）普通野生稻遗传多样性的比较研究679-684

摘要：利用24对SSR引物，对来自中国10个代表性居群和越南、老挝、柬埔寨的5个居群共计282份普通野生稻材料进行遗传多样性比较研究。结果表明：（1）24个微卫星位点共检测到等位基因289个，平均等位基因数（A）为12，有效等位基因数（Ae）为7；期望杂合度（He）平均为0．812，观察杂合度（Ho）平均为0．543，香农指数（I）平均为1．99；（2）4个国家中，中国普通野生稻的遗传多样性最丰富，老挝次之，越南和柬埔寨最低，香农指数（I）分别为1．92、1．69、1．47和1．45；（3）采用UPGMA方法对供试15个居群进行聚类分析。老挝和柬埔寨2个居群的亲缘关系最近，二者与越南居群有着较近的亲缘关系；（4）在中国所有参试居群中，广西武宣和贺州居群与东南亚3国亲缘关系最近。

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

麦秸还田与实地氮肥管理对直播水稻生长的影响685-694

摘要：大田直播粳稻品种扬粳9538，设置麦秸还田与不还田、不施氮肥、习惯施肥法（FFP）和基于叶绿素仪（SPAD）测定值的实地氮肥管理（SSNM）处理。结果表明，SSNM的氮肥施用量较FFP减少30．0％～31．3％，产量较FFP平均增加7．61％，施氮区秸秆还田的产量较秸秆未还田的平均增加2．65％。与秸秆未还田或FFP相比，秸秆还田和SSNM降低生育前期的分蘖数、叶面积指数和干物质积累，但抽穗及以后各处理间差异较小。秸秆还田增加了叶片中有机酸含量，增大了田间昼夜温湿度差；秸秆还田和SSNM处理提高了茎蘖成穗率与ATP酶活性，增加了结实期叶片的光合速率以及根系活力，有利于直播水稻生育后期群体的光合生产和提高物质生产效率。对秸秆还田和SSNM的产量和生育特性进行了讨论。

铝胁迫下大豆根尖细胞铝的微区分布与耐铝性分析695-703

摘要：以浙春3号为实验材料，利用透射电镜（TEM：Transmission Electron Microscope）-X-射线能谱（EDS：Energy Dispersive X-ray），调查铝胁迫下大豆根尖铝的微区分布及耐铝性。结果表明，Al^3＋胁迫导致根尖细胞细胞壁不规则加厚，线粒体数量增多，核膜膨胀，液泡中存在较多的电子致密沉淀物。90mg L^-1 Al^3＋处理的根尖细胞内含物完全降解消失，仅剩细胞壁。10mg L^-1 Al^3＋处理的线粒体、细胞壁和液泡电子致密沉淀物中均检测到Al；随着Al^3＋处理浓度的增大，各细胞器中Al的质量和原子数百分比逐渐增大。线粒体在60mg L^-1和90mg L^-1 Al^3＋处理下，液泡电子致密沉淀物在90mg L^-1 Al^3＋处理下，均未被检测出Al。在60mg L^-1 Al^3＋处理下唯一一次在细胞核中检测到Al。Al^3＋抑制了根系生长，根系细胞中细胞壁的Al^3＋含量受影响最明显。P/Al在细胞壁和线粒体中的相对原子数随Al^3＋浓度的增大而下降。研究结果表明X-射线能谱对铝在亚显微结构上的定位是一种快速、有效的方法。铝最先积累在细胞壁上，随Al^3＋处理浓度增大逐渐积累于部分细胞器和细胞核中，且含量在细胞中的分布亦由外向里呈递减趋势。

钾对不同类型水稻氮素吸收利用的影响704-710

摘要：以常规粳稻武运粳7号、武香粳14和杂交粳稻86优8号、泗优422为材料，研究了钾对水稻氮素吸收、分配和利用的影响。结果表明，钾对水稻有明显增产效应，增产率4．56％～14．77％；钾提高了水稻不同生育阶段植株吸氮量，以拔节期到抽穗期氮素积累增量最大，但吸氮比例下降；钾促进了抽穗后氮素转运量和转运率，提高了氮素在不同器官分配量及叶片、穗分配比例，但降低了茎鞘分配比例；钾增强了植株对肥料氮吸收，基肥氮素利用率、全生育期氮素利用率和氮素收获指数显著增长，但降低了植株氮生产效率；以180kg hm^-2 K2O处理产量最高，氮素积累量、转运量和转运率以及不同器官分配量最大，基肥氮素利用效率、植株对肥料氮吸收量和全生育期氮素利用率最大，但拔节期到抽穗期氮素吸收比例、茎鞘氮素分配比例和植株氮生产效率最低；常规粳稻产量高于杂交粳稻．其氮素利用率相对较大。

黑龙江省大豆籽粒异黄酮含量生态差异711-717

摘要：大豆异黄酮由于其特有的生理保健功能而受到日益广泛的关注。为了明确黑龙江省大豆籽粒异黄酮含量的生态差异规律，2005年选定5个生态条件差异明显的试验点及4个大豆品种进行试验。结果表明，年份、地点、基因型及基因型×环境互作对大豆籽粒异黄酮总含量及3种酸解处理后所得苷元的含量具有显著效应。2006年的大豆异黄酮总含量及3种苷元组分含量的平均值显著高于其他2年；大豆籽粒异黄酮含量不同基因型间及不同地点间均差异显著，大豆籽粒异黄酮总含量及其3种酸解后所得苷元含量与纬度呈极显著正相关。据此认为，大豆籽粒异黄酮含量在黑龙江省存在优势生产区，对大豆籽粒异黄酮含量进行品质区划是可行的。