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作物学报 2010年第05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

水稻白条纹叶Gws基因的精细定位与遗传分析713-720

摘要：叶色突变是一类十分明显的性状突变，在高等植物的叶绿素合成、叶绿体结构、功能、遗传、分化与发育等基础研究中均具有重要意义。到目前为止，已鉴定多个重要的水稻功能基因，据不完全统计，水稻中至少已定位了79个叶色突变位点，并已成功克隆出多个叶色相关基因，其中OsCHLH、OsCAO1、OsCAO2、chlorina 1、chlorina 9、ygl等直接参与编码叶绿素合成,其余基因均参与叶绿体发育调控。在日本晴（Nipponbare） T-DNA插入突变体库中筛选到一例对温度敏感的白条纹突变体gws （green-white-stripe），遗传分析表明它来自组织培养过程中的单隐性基因突变。利用gws与培矮64杂交组合的F2代群体，将Gws精细定位于第六染色体标记InDel 15和InDel 16之间，物理距离为73 kb，此区间内包含13个基因。基因组序列分析发现，突变体在核糖核苷二磷酸还原酶小亚基（ribonucleoside-diphosphate reductase small chain, RNRS1）编码区第314～315碱基发生缺失，第316～317碱基由GC变为TT，导致该基因阅读框移码突变，蛋白质翻译提前终止。该基因是已经报道的水稻白条纹叶基因St1 （Stripe 1）的等位基因，gws突变体较st1突变体的白条纹出现早且明显，gws白条纹表型出现在第2片叶之后，而st1的白条纹表型仅出现在第四或五片叶之后。

人工合成小麦CI191抗条锈病基因的鉴定及分子标记定位721-727

摘要：抗病性鉴定结果表明，硬粒小麦–粗山羊草人工合成小麦CI191（CPI/GEDIZ/3/GOO//JO69/CRA/4/AE.SQ629），对我国曾经或现在流行的小麦条锈菌生理小种 CY28、CY29、CY30、CY31、CY32和水源11致病类型4表现免疫或近免疫。基因推导结果显示，CI191对条锈菌的反应型不同于24份已知抗条锈病基因品种（系），对21个条锈菌生理小种表现抗性，对条锈病菌生理小种86107表现感病反应型（IT 3）。对CI191/铭贤169杂交组合的正交、反交的F1材料以及F2代群体进行抗病鉴定与遗传分析，结果表明,CI191对条锈菌小种CY31的抗性受细胞核内的显性单基因控制。利用集群分离分析法（BSA）和简单重复序列（SSR）分子标记分析，发现7个SSR标记与YrC191连锁。构建了包含YrC191的SSR标记遗传图谱，其中Xbarc240与YrC191共分离，Xcfd65、Xbarc187、Xgwm18、Xgwm11位于Xbarc8与YrC191的同侧，与YrC191间遗传距离3.2 cM，Xbarc8与YrC191间遗传距离为1.6 cM，Xwmc419位于YrC191另一侧、遗传距离为3.1 cM。根据SSR分子标记的遗传图谱和在中国春的缺体－四体和双端体的定位结果，将YrC191定位到小麦染色体1BS上。YrC191基因的4个SSR标记和Yr26的1个STS标记可以明显地区分YrC191与染色体1BS上的其他抗条锈病基因，如Yr24、Yr26/YrCH42、Yr10、Yr15 和YrC142等。

水稻淀粉脱分支酶基因PUL对稻米理化品质的影响728-735

摘要：为了研究PUL基因的变异对稻米蒸煮食味品质的影响，分别以籼稻品种桂朝2号和粳型糯稻品种苏御糯互为供体和轮回亲本，通过分子标记辅助选择，经过多代回交构建了PUL基因的近等基因系，分析了各近等基因系和轮回亲本的蒸煮品质指标。结果表明，近等基因系与轮回亲本在直链淀粉含量、胶稠度和淀粉晶体结构等指标上没有显著差异，而淀粉的热力学特性和淀粉黏滞性等指标存在显著的变化。说明PUL基因是影响稻米蒸煮品质的重要基因之一。来源于籼稻桂朝2号和粳稻苏御糯的PUL等位基因在功能上已经发生明显的分化。本研究中基于PUL基因序列差异设计的分子标记可以直接用于水稻品质的改良。

棉花霜前皮棉产量主位点组遗传分析736-743

摘要：选用不同来源的6个棉花品种作亲本, 按照Griffing P（P–1）/2不完全双列杂交方法配制15个杂交组合。应用QTL检测体系的主位点组基因型和基因效应, 估计主位点组霜前皮棉产量杂种优势并分析有利位点组与杂种优势的关系。结果表明, 霜前皮棉产量主位点组解释的变异占表型变异的36.79%, 主位点组与环境互作解释的变异占表型变异的33.46%, 环境解释的变异占表型变异的10.37%, 微位点组解释的变异很低, 占表型变异的3.27%。6个棉花品种的霜前皮棉产量的遗传受5个主位点组基因控制, 其加性效应（aJ）分别为5.99^＊＊、-1.26^＊＊、-0.92^＊＊、-0.75和3.01, 显性效应（dJ）分别为2.55^＊＊、4.16^＊＊、7.95^＊＊、5.32^＊＊和-7.71^＊＊各主位点组基因的效应方向、大小不等。主位点组中亲优势变幅15.55%～133.56%, 平均63.34%, 高亲优势变幅15.39%～93.82%, 平均44.56%。棉花霜前皮棉产量杂种优势主要取决于主位点组基因的杂合性。在棉花育种实践中, 通过分析亲本及组合的主位点组基因型, 能够得到有价值信息。配制早熟、高产杂交组合的同时, 结合分子聚合设计育种, 把优质、抗病虫、抗逆等性状集于一体, 可培育出综合性状优良的常规品种, 从而提高育种效率。

浙江省茶树地方品种与选育品种遗传多样性和群体结构的EST-SSR分析744-753

摘要：以茶树品种龙井43幼根为材料，构建cDNA文库并测序，获得4833条EST序列，拼接后得到3482条无冗余EST，总长2290 kb。对其进行SSR搜索，共检测到577个SSR位点，分布于500条茶树幼根EST中，其中含有EST-SSR的序列占14.36%，平均每3.97 kb出现一个SSR。利用Primer premier 5.0，对含有SSR的EST设计引物416对, 通过退火温度和多态性筛选，确定可用的引物及其最佳退火温度，并从筛到的引物中选取63对及1对已发表引物作为核心引物，对浙江省茶树地方品种和选育品种进行遗传多样性和遗传结构分析。结果显示64对引物均在供试材料中表现出多态性，共检测到232个等位位点，平均每对引物3.6个；每对引物可鉴定的基因型为2～13个，平均4.3个。供试材料多态性信息量（PIC）介于0.02～0.84，平均0.44；扩增位点的观测杂合度平均为0.44，期望杂合度平均为0.48。地方品种的遗传多样性水平略高于选育品种（系）。不同地方资源群体多态性信息量为0.24～0.36，举岩群体的多样性最高，惠明群体的多样性最低。浙江各地区以杭州资源的多态性最高，PIC达0.41；丽水的多态性最低，PIC为0.24。Structure 2.2群体结构分析和UPGMA聚类分析表明，地方品种、选育品种（系）具有相对独立的群体结构，选育品种（系）根据亲缘关系的不同形成不同的类群。

太湖流域粳稻两类群体种子活力性状有利等位变异的发掘754-763

摘要：发掘粳稻种子活力性状的优异等位变异和携带优异等位变异的载体材料可为培育适于直播的高活力粳稻品种提供遗传信息和育种材料。以太湖流域粳稻94个品种构成的自然群体和粳稻品种秀水79与粳稻恢复系C堡衍生的247个重组自交家系（RIL）群体为试验材料，利用斜板发芽法发芽，调查生长7 d的幼苗根长、苗高和干重3个种子活力性状，采用Tassel软件中的GLM方法和Win QTL Cartographer 2.5软件中的CIM方法进行种子活力性状的QTL分析，发掘有利等位变异和相应载体品种。结果表明：（1） 在太湖流域粳稻自然群体中共检测到11个与种子活力性状相关联的SSR标记位点，共发掘出42个控制种子活力性状的优异等位变异，其中控制根长的17个，控制苗高的13个，控制幼苗干重的12个。携带种子活力性状优异等位变异且效应值较大的载体材料有滇屯502选早、扬稻6号、开青、籼恢429和C堡等。（2） 在RIL群体中共检测到9个与种子活力性状相关的QTL，其中2个控制根长，4个控制苗高，3个控制幼苗干重。除控制幼苗干重的qDW-2a的有利等位变异RM525-143 bp来自秀水79以外，其余8个位点的有利等位变异均来自C堡。（3） 两类群体均在第1染色体上检测到与根长关联的SSR标记位点，均在第2、第8和第11染色体上检测到与苗高关联的位点，均在第2染色体上检测到与幼苗干重关联的位点，且在自然群体中检测到优于和多于家系群体的等位变异。

实践八号卫星飞行环境中不同因素对小麦的诱变效应764-770

摘要：以实践八号育种卫星1×g离心机、铅屏蔽室和卫星舱内同时搭载处理的3个小麦品种为材料，分别分析同一飞行环境下空间辐射、空间微重力和空间综合环境作用对小麦的损伤特点，比较研究其对小麦品种的诱变效应。结果表明，空间综合因素处理抑制了小麦轮选987和新麦18当代（SP1代）的苗期生长，而对周麦18没有显著影响，空间辐射单因素处理只对轮选987有显著的抑制作用，而空间微重力对3品种的抑制作用都不显著；成熟后3种处理对各农艺性状的影响都不存在显著差异。3个小麦品种SP2代均出现株高、穗长、千粒重等多种表型性状突变；轮选987和新麦18都表现空间综合环境因素诱发的突变频率高于其他2个单一因素，而空间微重力的突变效应最小。在新麦18空间综合因素处理的群体中，还发现了叶片条纹状白化突变体（0.48%）并可以遗传到后代。上述结果证实，在空间条件下宇宙射线和微重力的共同作用具有累加的效应，宇宙射线是产生变异的主要因素，空间微重力的单独作用也可以导致变异的产生。

基于QTL定位分析小麦株高的杂种优势771-778

摘要：为探讨小麦株高杂种优势的分子遗传基础，以小麦品种花培3号和豫麦57杂交F1经染色体加倍获得的DH群体168个株系为材料，构建了一套含168个杂交组合的“永久F2”群体。利用复合区间作图法，在3个环境中进行了基于QTL定位的株高杂种优势分析，共检测到3个加性效应位点、2个显性效应位点、4对上位效应位点（包括加性×加性、加性×显性、显性×加性和显性×显性）和20个杂种优势位点。位于2D、4D和5B2染色体上的Qph2D、Qph4D和QPh5B2在3个环境中同时被检验到，受环境影响小，表达稳定。在2D染色体上相近的区域定位出多个杂种优势位点, 其中Qph2D-2和Qph2D-7可解释杂种优势表型变异的29.77%和55.77%。在7D染色体的Xwmc273.2–Xcfd175之间定位出同一个杂种优势位点Qph7D-2。结果表明，在2D、4D和7D染色体上这些区域存在一些对小麦株高的杂种优势起重要作用的位点。

小麦光敏色素基因TaPhyB3的克隆和表达分析779-787

摘要：从小麦品种中国春中克隆了编码光敏色素基因B的脱辅基蛋白，将其定位于4D染色体的长臂上，并命名为TaPhyB3。TaPhyB3的开放阅读框为3 501 bp，编码一个具有1 165个氨基酸、128 kD的蛋白质。它与水稻、玉米和拟南芥在氨基酸水平上的一致性分别为93%、90%和73%。对不同光线处理7 d小麦植株表达的分析表明，TaPhyB3在黑暗中表达最低、在白光下的表达水平最高，在远红光、红光、蓝光和白光下的表达水平分别是黑暗中的2.2、7.7、7.4和37.3倍。组织特异性表达分析表明，TaPhyB3在小麦幼苗所有组织中都表达，叶片中的表达水平是根的11.4倍。推测TaPhyB3的表达水平与小麦的光形态建成的程度呈正相关。

根癌农杆菌介导的转双价抗虫基因（CryIA＋CpTI）苎麻788-793

摘要：利用苎麻下胚轴高频再生体系，将携带人工合成的CryIA杀虫基因和CpTI基因的高效双价杀虫基因的植物表达载体pGBI4ABC转化到苎麻主栽品种中苎1号中。经根癌农杆菌侵染和共培养后，用50 mg L^–1卡那霉素＋ 300 mg L^–1头孢霉素筛选共获得32株抗性植株; PCR检测显示26株为阳性, 占80%。Southern杂交结果证实, 外源基因已经整合到苎麻的基因组中。这项研究为最终创造兼抗鳞翅目及鞘翅目等害虫的苎麻种质材料奠定了基础。

芥菜型油菜FAE1基因序列特征及其与芥酸含量关系的初步分析794-800

摘要：采用同源序列法对6个芥菜型油菜（Brassica juncea）品种（高芥酸、中芥酸、低芥酸）、2份白菜型油菜品种（高芥酸和低芥酸）和1份黑芥品种的FAE1基因进行克隆和测序表明，9个品种的FAE1基因编码区全长均为1 522 bp，不含内含子，均编码507个氨基酸残基。序列比较表明，芥菜型油菜中有两种FAE1基因序列（BjFAE1.1和BjFAE1.2），其亲缘种白菜型油菜和黑芥中各有一种FAE1基因序列（BrFAE1和BnFAE1）, BjFAE1.1对应于白菜型油菜的BrFAE1, BjFAE1.2对应于黑芥BnFAE1；BjFAE1.1和BjFAE1.2之间存在71处核苷酸变异和Hind III不同的酶切位点（第1415位和第1144位）, 蛋白质水平上存在15处氨基酸变异。比较不同芥酸含量品种的FAE1基因序列表明，BjFAE1.1基因存在2个SNP位点（第968位和第1265位）, BjFAE1.2基因也有2个SNP位点（第49位和第237位），这4个SNP位点中有3个位点（第49位、第968位和第1 265位）导致蛋白质水平上氨基酸的差异。其中BjFAE1.1基因第968位的碱基变化（C→T）引起的第323位氨基酸变化（Thr→Ile），能够解释芥菜型油菜和白菜型油菜高芥酸到低芥酸（中芥酸）的转变；第1265位的碱基变化（T→C）引起的第422位的氨基酸变化（Phe→Ser），能够部分解释芥菜型油菜的高芥酸到低芥酸（中芥酸）的转变，白菜型油菜的高芥酸和低芥酸品种在该位点的碱基没有变化。BjFAE1.2基因第49位的碱基变化（T→C）引起的第17位氨基酸的变化（Phe→Leu），可以解释芥菜型油菜的中芥酸变成高芥酸（低芥酸）。陕西黄芥低芥酸突变株1278-3的FAE1基因序列和国外低芥酸品种比较，只在第1 265位出现变异。

粳稻三系亲本的性状特征与杂种优势分析801-809

摘要：收集具有代表性的BT型粳稻不育系、保持系及恢复系各16个，共配制229个杂交粳稻组合，就三系亲本的性状特征、粳稻的杂种优势、不同性状亲子间的相关性进行了研究。结果表明：（1） 恢复系和保持系的潜在库容相近，但恢复系分蘖性较弱、结实率和千粒重较低，单株产量显著低于保持系。恢复系的垩白度显著高于保持系，直链淀粉含量极显著低于保持系。改良外观品质和提高结实率是今后恢复系选育的主要目标。（2） 杂交粳稻普遍存在较强的中亲优势，多数性状的超亲优势不强，但在生长势上则表现非常明显的竞争优势。杂交粳稻大穗优势突出，但结实率多表现负向优势，是目前制约杂交粳稻产量优势发挥的主要限制因素。（3） 杂种的多数性状由不育系和恢复系共同决定，杂种与中亲值的相关性最好。比较而言，抽穗期、穗总粒数等性状与不育系关系较为密切，株高、穗实粒数、结实率、品质性状与恢复系关系较为密切。

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

基于图像分析方法的水稻根系形态特征指标的定量分析810-817

摘要：利用图像分析方法定量研究水稻根系形态特征指标的变化规律。通过实施不同水氮处理和不同品种的水稻桶栽试验，选用WinRhizo （WR）软件的不同模式（LM和T200）分析根系图像，分别提取根直径范围0～0.30 mm和0.25～1.80 mm的根系形态数据，并与基于Image-Pro Plus 6.0软件（IP）的根直径和不定根长的测量结果进行比较分析；确定了3种水稻品种不同类型根直径的范围；对不同生育时期水稻根长、根体积、根表面积、根系干重和不定根数量等水稻根系形态特征指标变化差异，以及分枝特征进行了分析。结果表明：（1）基于WR软件LM和T200模式下的根直径测量结果与基于IP软件的测量结果之间NRMSE分别为5.44%和10.95%。（2）界定细分枝根直径范围为0.03～0.10 mm，扬稻6号（V3）粗分枝根和不定根分别为0.10～0.30 mm和0.30～1.65 mm，而日本晴（V1）和武香粳14（V2）分别为0.10～0.25 mm和0.25～1.40 mm，不定根长与IP测量结果进行比较，其NRMSE为10.78%～12.01%。（3）各指标抽穗前增长迅速，之后增长减缓或衰老下降；不同氮肥处理间各指标分蘖至成熟均差异显著，增施氮肥可促进根系生长，明显提高不定根比例；适当控水可促进根系生长，明显提高分枝根比例；品种V3自分蘖期到成熟期各指标均显著高于V1和V2，V1与V2间差异不显著。本研究表明，本方法具有较好的精度和可行性，为推进水稻或其他作物根系的定量研究提供了参考。

不同基因型玉米籽粒类胡萝卜素与花色苷色素积累规律818-825

摘要：以黄色（特爆2号）、红色（西星赤糯1号）、紫色（紫糯香）和黑色（西星黑糯1号） 4种颜色的玉米为材料，通过徒手切片以及分光光度法，研究了玉米籽粒色素的组成、分布和积累规律。结果显示，西星赤糯1号玉米籽粒色素主要由花色苷和类胡萝卜素构成，花色苷主要存在于果种皮中，类胡萝卜素主要存在于胚与胚乳中；特爆2号玉米籽粒色素主要由类胡萝卜素构成，分布于胚与胚乳中；紫糯香及西星黑糯1号玉米籽粒色素主要由花色苷构成，主要存在于糊粉层中。除西星赤糯1号的花色苷积累首先出现于胚上方的花柱遗迹附近外，其余品种色素均首先在籽粒顶端出现，随后向四周延伸。玉米籽粒色素（除紫糯香）吸收峰随时间的变化先升高后降低。灌浆前期玉米果穗色素含量上部〉中部 〉下部，到灌浆后期，中部色素含量大于其他两部分色素含量。

双季稻区稻田不同土壤类型的微生物群落多样性分析826-832

摘要：土壤微生物在地球化学循环、土壤有机质周转以及土壤肥力与质量方面发挥重要作用。选取双季稻区6种主要的水稻土类型，应用磷脂脂肪酸（PLFAs）分析方法，研究土壤类型对土壤微生物的结构和多样性的影响。结果表明，6种不同的土壤类型中共检测出了21种不同的磷脂脂肪酸类型，其中紫色土磷脂脂肪酸总量最高，达到107.05 ng g^-1干土，河沙泥磷脂脂肪酸含量最低，为59.75 ng g^-1干土。从革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌及相互间的比值变化看，6种土壤类型间差异较大。主成分分析结果表明，第一主成分和第二主成分可以解释总变异的76.7%，除C16：0外，大部分的非饱和脂肪酸和环式脂肪酸的变异可以在第一主成分中反映出来，第二主成分主要反映含羟基的脂肪酸变异。

胞内钙库对小麦叶锈菌侵染之过敏反应的影响833-839

摘要：使用影响胞内Ca^2＋库和钙通道的药物预注射小麦叶片，观察其对小麦受叶锈菌侵染诱发的过敏反应（HR）的影响。结果表明，对小麦叶片预注射不同浓度的胞内Ca^2＋螯合剂（BAPTA-AM）后接种叶锈菌小种260，随着注射药物浓度的增高，寄主细胞发生HR的面积逐渐减小。而注射胞内Ca^2＋激活剂（caffiene）后接种，HR的面积有所增加。进一步用胞内Ca^2＋通道抑制剂（herapin、RR和8-Br-cADPR）预处理，结果herapin对HR的影响呈浓度依赖型，而RR和8-Br-cADPR对HR没有明显作用。据此提出，胞内Ca^2＋可能参与小麦抵抗叶锈菌侵染过程中钙信号的形成，且这一过程主要通过IP3途径完成。

利用SPAD和Dualex快速、无损诊断玉米氮素营养状况840-847

摘要：为了探讨玉米生长过程中适宜的施氮量，以加拿大玉米品种Pioneer 38B84为试验材料，在底施氮为45 kg hm^-2和基本苗7.9万株 hm^-2条件下，研究追氮量0、34、68、101、135、169和203 kg hm^-2以及氮饱和参考小区等8个处理对吐丝后玉米穗位叶SPAD值、Dualex值、地上部生物量及产量的影响。结果表明，SPAD值、地上部生物量以及产量均随追氮量增加而增加，Dualex值随追氮量增加而降低。追氮101、135、169和203 kg hm^-2处理的SPAD-氮饱和指数（SPAD-NSI）在各测定日期均大于0.95。追氮101 kg hm^-2处理的Dualex-NSI在吐丝后18~46 d大于0.95；追氮135、169和203 kg hm^-2各处理的Dualex-NSI在各测定日期均大于0.95。SPAD 值、Dualex 值、SPAD-NSI和Dulaex-NSI均与追氮量显著相关。在拔节期追氮101 kg hm^-2 或135 kg hm^-2即可满足玉米生长对氮素的需求，获得最大的经济产量。当超过最大产量施肥量时，氮肥用量的增加对SPAD值、Dualex值、地上部生物量以及产量均无显著影响。追肥不仅可达到与氮饱和参考小区同样的产量效果，而且还可减少氮肥的施用量，减少种植者的经济投入。在本试验条件下，基施氮45 kg hm^-2，在拔节期适宜的追氮量为101 kg hm^-2或135 kg hm^-2。SPAD叶绿素仪与Dualex仪均可用来诊断玉米的氮素营养状况。

不同品质类型玉米籽粒充实期的胚乳细胞增殖与生理活性比较848-855

摘要：以普通玉米、糯玉米和爆裂玉米为试材，比较研究了籽粒胚乳细胞数目、物质积累特点、激素含量变化和淀粉合成相关酶活性等方面的类型间差异。结果表明，3种类型玉米籽粒胚乳细胞增殖进程早于干物质的增加进程，普、糯、爆籽粒胚乳细胞数目分别在授粉后24、18和13 d达到最大值，粒重分别在授粉后45、40和30 d达最大值；在籽粒淀粉积累全程，糯玉米总淀粉含量高于同时期普通玉米和爆裂玉米，尤其是在授粉后30 d内差异最明显，普通玉米与爆裂玉米间差异不大；籽粒淀粉积累速率的类型间差异主要表现在积累速率极值大小及其出现时间的早晚两个方面，糯玉米淀粉积累速率最大值分别是普通玉米和爆裂玉米的1.61倍和1.34倍，糯玉米淀粉积累速率最大值出现在授粉后10 d，普通玉米和爆裂玉米则在授粉后20 d。普通玉米的胚乳细胞数目与籽粒灌浆速率极显著正相关，糯玉米显著正相关，爆裂玉米相关不显著。在整个籽粒充实期，普通玉米籽粒的玉米素（ZR）含量都高于同时期的糯玉米和爆裂玉米，而糯玉米又高于爆裂玉米；籽粒生长素（IAA）、脱落酸（ABA）和赤霉素（GA3）含量在3个类型间的差异规律则与ZR刚好相反。3个品质类型的籽粒蔗糖合成酶（SS）活性类型间差异不显著，但在籽粒充实后期普通玉米SS活性下降最慢，而爆裂玉米下降最快；糯玉米的可溶性淀粉合成酶（SSS）和ADPG焦磷酸化酶（ADPGPPase）的籽粒充实期平均活性明显高于普通玉米和爆裂玉米；爆裂玉米的束缚态淀粉合成酶（GBSS）的籽粒充实期平均活性高于普通玉米和糯玉米。