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作物学报 2010年第12期杂志 文档列表

作物学报杂志综述

水稻弱势粒灌浆机理与调控途径2011-2019

摘要：水稻籽粒充实优劣和粒重高低与颖花在穗上着生的部位有密切关系。通常,着生在稻穗中上部早开花的强势粒,灌浆快、充实好、粒重高;着生在稻穗下部迟开花的弱势粒,灌浆慢、充实差、粒重低。这种强、弱势粒灌浆的差异在大穗型超级稻品种上表现更为突出。弱势粒充实差和粒重低不仅阻碍了水稻产量潜力的发挥,而且还会降低稻米品质,尤其是加工品质和外观品质。关于弱势粒灌浆差的机理有许多假设,包括同化物供应限制、库容限制、激素间不平衡、蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性或基因表达量低、＂流＂不畅等。最近研究表明,灌浆始期籽粒库生理活性低和活跃灌浆期蔗糖转化为淀粉的生化效率低是弱势粒灌浆差的重要原因;增加抽穗期糖花比（抽穗期茎与鞘中非结构性碳水化合物与颖花数之比）及灌浆期脱落酸与乙烯比值可以显著提高籽粒库生理活性和籽粒灌浆速率。从环境（含栽培）、植株整体水平以及籽粒内在因素等不同层次上深入研究水稻弱势粒灌浆差的机理及其调控途径,对于破解弱势粒灌浆差的科学难题、挖掘水稻生产潜力具有十分重要的意义。

作物学报杂志作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

陆地棉Li1纯合显性不致死重组体的遗传分析2020-2027

摘要：极短纤维突变体Li1自国外引入本实验室后,出现了纯合致死现象。而在杂交组合（Li1×XZ142 FLM）的后代中意外发现了一些Li1基因纯合的突变体株系,其自交后代均为极短纤维。这种Li1基因显性纯合不致死突变体被命名为Li-R重组体。本实验利用Li-R重组体分别与TM-1、海7124及突变体Li1新组配了3个F2群体,对Li-R重组体进行遗传分析。组合Li-R×XZ142 FLM、Li-R×TM-1、Li-R×海7124及Li-R×Li1的F2后代的分离结果均表明,Li-R重组体的纯合显性不致死表型是由2对基因控制的,一个是显性基因Li1,另一个是来自XZ142 FLM的隐性基因lia。其中的lia基因是本实验室新提出的一个基因。因而Li-R的基因型就是lialiaLi1Li1;并由此推断,Li1纯合致死突变体的基因型是LiaLiaLi1Li1,XZ142 FLM的基因型为lialiali1li1,1929年发现的Li1显性杂合突变体的基因型为LiaLiaLi1li1。利用（Li-R×TM-1）F2：3进一步分析Li-R中的新基因lia的等位性,发现lia与控制纤维起始发育的基因li3、n2均不等位。新基因lia的提出,进一步丰富了纤维发育基因资源。

小麦与叶锈菌互作体系中G蛋白α、β亚基的表达及其与抗病蛋白和活性氧代谢的关系2028-2034

摘要：为了从基因表达水平和抗病生理水平上了解小麦与叶锈菌互作过程中G蛋白的α、β亚基的作用,进一步揭示小麦的抗叶锈病分子机制和信号转导途径,以小麦抗叶锈病近等基因系TcLr1和叶锈菌05-22-64/05-8-63①为材料,构建了小麦与叶锈菌互作的亲和与非亲和组合,利用实时定量PCR技术对小麦G蛋白α、β亚基的基因表达量进行了检测。另外,以清水为对照,检测亲和与非亲和互作组合中,以及G蛋白抑制剂百日咳毒素PTX处理后再接种无毒性菌株的处理中,几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶以及活性氧产生速率的变化。结果发现,G蛋白的α亚基和β亚基都参与了小麦抗叶锈病的反应,并且可能在信号传递过程中起重要作用。无毒性叶锈菌可诱导G蛋白基因表达量的升高,而毒性叶锈菌会抑制G蛋白基因的表达。G蛋白α、β亚基在抗病反应信号传递过程中先后次序不同,β亚基基因的表达先于α亚基基因且表达量高于α亚基基因。另外,G蛋白可能通过诱导防卫酶和活性氧产生的增加来提高小麦对叶锈病的抗性。

干旱胁迫下棉花SSH文库构建及其抗旱相关基因分析2035-2044

摘要：以耐旱自交系邯郸177为材料,利用抑制性差减杂交技术（SSH）,构建棉花苗期叶片的正向差减文库。挑取300个阳性克隆进行PCR验证,并对验证后的单克隆进行测序和分析,共获得284个有效序列。聚类后得到202条uniESTs序列,其中174条singlets,28条contigs。经过BlastN分析,156个unigene可以在GenBank中找到同源序列,46个unigene未能找到同源匹配。经BlastX分析,40个unigene与未知功能蛋白或假定蛋白有较高相似性,116条unigene与已知功能蛋白有较高同源性。用KOBAS系统将33个unigene定位到55个Pathways中,其中P值小于0.5的Pathway有23条。初步分析发现,丙酮酸盐代谢（pyruvate metabolism）途径、乙醛酸和二羧酸代谢（glyoxylate and dicarboxylate metabolism）途径与棉花抗旱相关性较大。这些unigene基因涉及信号传导、能量代谢、蛋白质代谢、核酸代谢、光合作用及膜运输等代谢过程。发现了苹果酸合成酶基因（Ms1,001_B03;Ms2,003_E04）、苹果酸脱氢酶基因（Md1,001_C12;Md2,002_F01）;NAC（001_C08）、锌指蛋白（zfp,003_C06）、BZR1/BES1（003_G04）等转录调节因子,以及翻译控制肿瘤蛋白基因（TCTP,002_C04）等耐旱相关基因。

YM型小麦温敏雄性不育系不育基因的QTL定位2045-2054

摘要：YM型小麦温敏雄性不育系的不育基因被定位在1Bs染色体片段上,但已发现的相邻分子标记与该基因的遗传距离较大,达10 cM以上。为寻找与该基因连锁更紧密的分子标记,以YM型温敏雄性不育系ATM3314与恢复系中国春杂交的F2代200株为作图群体,从1Bs的22个SSR引物中筛选出5个在亲本和F2代中分离的SSR引物,构建了1个包含5个标记的1Bs局部遗传连锁图谱。结合F2代个体的育性调查,采用复合区间作图法在YM型温敏雄性不育系的1Bs染色体上检测到不育基因的1个主效QTL rfv1-1和1个微效QTL rfv1-2。rfv1-1位于SSR标记Xgwm18和Xwmc406之间,与两标记的遗传距离分别为6.0 cM和4.6 cM,LOD值为8.80,加性效应23.87,显性效应10.44,可解释表型变异的23.91%;rfv1-2位于Xwmc406和Xbarc8之间,与两标记的遗传距离分别为4.0 cM和3.4 cM,LOD值为3.10,加性效应17.59,显性效应5.99,可解释表型变异的7.78%。本研究初步定位了YM型小麦温敏雄性不育系1Bs染色体片段上不育基因的QTL,为进一步准确定位该基因奠定了基础。

目标起始密码子多态性（SCoT）分子标记技术在花生属中的应用2055-2061

摘要：花生属分子标记领域的研究远落后于其他物种,而栽培种花生因其遗传基础狭窄,用大多数分子标记技术都难以检测到丰富的分子标记,因此限制了花生属野生种在改良花生栽培种方面的利用以及建立花生分子标记辅助育种技术体系。本文分别对花生属4个区组的16份种质资源和8份花生栽培种资源采用与功能基因相关的SCoT分子标记技术研究了花生属种间和栽培种内遗传多样性和亲缘关系。23条SCoT引物在花生属试材基因组中的扩增位点共194个,其中多态性位点130个,多态性达67.01%,通过聚类分析研究了它们之间的亲缘关系;在栽培种内筛选出19条多态性引物,在8份试材基因组中扩增位点198个,其中多态性位点67个,多态性为33.84%,表明SCoT分子标记技术能在花生栽培种内检测出一定程度的DNA多态性。

大豆异黄酮组分HPLC快速分析技术及其在豆腐加工中的应用2062-2072

摘要：大豆异黄酮育种与大豆制品加工研究需要进行大批量样品12种异黄酮组分的快速定量分析。在前人研究基础上利用Agilent 1100高效液相色谱（HPLC）系统,以大豆品种南农95C-13为材料,研究大豆苷元、大豆苷、乙酰基大豆苷、丙二酰基大豆苷、染料木苷元、染料木苷、乙酰基染料木苷、丙二酰基染料木苷、黄豆苷元、黄豆苷、乙酰基黄豆苷、丙二酰基黄豆苷等12种标准品外标法快速定量技术。从样品制备与色谱条件对分析12种异黄酮组分的准确度和分离度入手,确定分析流程,以（科丰1号×南农1138-2）的184个重组自交系（NJRIKY）为材料,研究豆腐加工中总量和各组分的变化特点。（1）样品以80%甲醇水溶液50℃超声1 h提取;色谱条件为,检测波长254 nm,柱温36℃,流速2.0 mL min^-1,进样量10μL,流动相0.1%（V/V）乙酸水溶液（A）和100%甲醇（B）,02 min,27%B（V/V）→2-3 min,27%-38%B→310 min,38%B→1012 min,38%-39%B→1214 min,39%B→1415 min,39-27%B梯度洗脱;在15 min内将12个组分良好分离,各组分峰面积与其相应浓度均呈良好线性关系（R^2为0.99760.9999）;加标回收率均大于99%,变异系数低于2%。（2）NJRIKY群体籽粒、豆乳、豆腐异黄酮总量和组分的大量分析验证了HPLC快速技术的效果。籽粒异黄酮总含量（3 695.00μg g^-1）在豆乳加工中平均85.15%转入豆乳（3 146.12μg g^-1）,14.85%（548.88μg g^-1）进入豆渣。传统豆腐加工通过硫酸钙絮凝,只有17.32%（639.89μg g^-1）转入豆腐,67.83%（2 506.23μg g^-1）留在黄浆水中。豆乳中12种组分含量比籽粒中稍低,均以丙酰基染料木苷含量最高;而豆腐中乙酰基染料木苷和乙酰基黄豆苷缺失,以染料木苷元与大豆苷元含量较高。大豆科丰1号与南农1138-2杂交重组后家系间的异黄酮遗传变异增大,增加了对其遗传改良的潜力。

一个玉米类ABC1基因ZmABC1-10的克隆及其对镉等非生物胁迫的应答2073-2083

摘要：镉是一种非必需的重金属元素,对动植物有严重毒害作用。几个与ABC1（activity of the bc1 complex）家族有关的基因参与植物镉胁迫的应答。本研究从玉米中克隆并鉴定了一个类ABC1基因,命名为ZmABC1-10。该基因cDNA全长2 519 bp,包含一个2 250 bp的开放阅读框,编码一个预测的叶绿体膜蛋白。启动子顺式元件扫描发现该基因含有大量的非生物胁迫、光以及植物激素应答元件。表达模式分析表明,该基因主要在叶片、茎秆等绿色组织中表达。镉处理实验表明,该基因能够被诱导并且受植物发育时期的调控。除镉之外,该基因还受多种非生物因素包括ABA、H2O2、干旱和黑暗的共同调控。此外,本研究利用基因组序列信息共鉴定出19个玉米ABC1基因。对植物界8个代表性物种中148个ABC1蛋白进行系统发育分析表明,在长期进化过程中植物ABC1蛋白已经发生了分化;物种特异性扩张是植物中该家族进化的主要动力。这些结果表明ZmAbc1-10是一个镉应答因子并且可能在植物对非生物胁迫的适应中发挥重要作用。

棉花4个脂肪酸合成相关基因的克隆和表达特征分析2084-2090

摘要：脂肪酸合成相关代谢在控制油的合成和抗非生物胁迫中均起着重要作用,其脂肪酸合成相关基因的时空表达水平直接影响油的含量和脂肪酸合成相关酶的活性。本研究克隆了4个脂肪酸合成相关基因,分别命名为GhKASII、GhKASIII、GhFAD和GhGPAT,其中GhKASIII、GhFAD和GhGPAT基因cDNA全长通过电子克隆和同源克隆得到。而GhKASII通过筛库和5′RACE途径得到。组织表达分析表明,上述4个基因在根、茎、叶及纤维发育不同时期均有表达,属于组成性表达基因。其中GhKASII、GhKASIII在25 DPA种子中表达量最高,GhGPAT在0 DPA胚珠和15 DPA纤维中表达量很高,GhFAD在0 DPA胚珠,15 DPA种子,20 DPA纤维中表达量均很高。不同非生物胁迫的诱导表达分析表明,上述4个基因均不同程度被茉莉酸甲酯,ABA,创伤和冷害等逆境诱导表达。

含CBS结构域的小麦TaCDCP1基因的克隆及其表达分析2091-2098

摘要：利用电子克隆和RT-PCR技术,在本实验室前期构建的非亲和互作的SSH文库基础上,从条锈菌侵染的小麦水原11叶片中首次分离出一个含CBS结构域蛋白的基因,暂命名为TaCDCP1（Triticum aestivum CBS domain containing protein 1）。TaCDCP1包含一个完整的654 bp的开放阅读框,编码217个氨基酸。推测该基因拟编码的蛋白具有2个CBS保守结构域,不含跨膜区且无信号肽,定位在叶绿体基质内;经过同源比对,小麦TaCDCP1氨基酸序列与大麦、水稻和玉米等的同源序列的相似性较高;该基因表达量在小麦叶中显著高于在根和茎中;在小麦与条锈菌的非亲和、亲和组合中,TaCDCP1基因均受到条锈菌诱导,分别在接种后18 h和96 h达到表达高峰,非亲和组合表达量在侵染前期（接种后1848 h）高于亲和组合,而在侵染后期（接种后96120 h）低于亲和组合;外源植物激素脱落酸诱导该基因上调表达,苄基腺嘌呤,乙烯,赤霉素,茉莉酸甲酯和水杨酸处理后其表达量在不同程度上受到抑制;TaCDCP1在低温和干旱条件下表达量上升,在机械伤害和高盐处理下表达量无明显差异。表明TaCDCP1可能通过脱落酸等信号途径参与小麦对条锈菌的防御反应,同时参与低温和干旱环境下的信号转导途径。这些结果对于明确CBS结构域的功能以及CBS结构域蛋白尤其是TaCDCP1在小麦与条锈菌互作中的作用奠定了基础。

苎麻核心种质构建方法2099-2106

摘要：选用国家长沙苎麻圃的790份种质资源,在已有的25个性状数据的基础上,采用不同取样方法、不同系统聚类方法、不同遗传距离方法构建苎麻核心种质,用质量性状的多样性指数均值、表型保留比率均值和数量性状均值差异百分率、方差差异百分率、极差符合率和变异系数变化率等6个指标评价不同方法组合（取样方法、聚类方法、遗传距离）构建核心种质的优劣。选出合适的构建方法,构建苎麻核心种质。结果表明,不同的取样方法对质量性状和数量性状的遗传多样性影响不同,就质量性状的最大遗传多样性而言,选择优先取样＋多次聚类随机取样方法比较适宜,而对数量性状的最大遗传多样性而言,选择优先取样＋多次聚类变异度取样方法则较适宜。用优先取样＋多次聚类随机取样方法取样时,采用最短距离法和重心法构建的核心种质最好,用优先取样＋多次聚类变异度取样时,采用离差平方和法则是构建苎麻核心种质的最佳聚类方法。苎麻核心种质构建与质量性状的不同遗传距离无关,但数量性状以欧氏距离最佳。

甘肃省主要小麦生产品种（系）及抗源材料抗白粉病基因推导分析2107-2115

摘要：选用17个致病力不同的小麦白粉病菌菌系,对64个甘肃省主要生产品种（系）及抗源材料进行了苗期白粉病抗性鉴定,并结合系谱分析推导这些品种（系）所含抗病基因。初步判断陇原932含有Pm5及未知抗病基因;西峰20含有Pm6及未知抗病基因;98保1-2含有Pm8及未知抗病基因;863-13和石7816含有Pm19;天选43等6个品种（系）含有Pm21;兰天13等18个品种（系）对所有供试菌系均表现感病,与其他35个供试品种（系）一致,可能含有未知抗病基因或基因组合。聚类分析支持基因推导结果。

小麦品系M8003-5抗条锈病基因遗传分析和分子作图2116-2123

摘要：为了利用小麦抗条锈病品系M8003-5中的抗病基因,用当前7个流行的条锈菌生理小种对小麦品系M8003-5的抗条锈性进行了鉴定,发现该品种对当前的各优势小种均有良好抗性。在温室内以病菌小种Su11-4对M8003-5在进行苗期抗条锈性鉴定和遗传分析,初步确定M8003-5对Su11-4的抗性由1对显性基因控制,位于7DS上的SSR标记Xbarc5、Xwmc463、Xwmc405、Xbarc126、Xgwm295、Xgwm44、Xwmc702、Xwmc438、Xwmc121、Xgwm111和Xbarc121与该基因连锁,最近的为Xwmc702和Xwmc438,遗传距离分别为3.5 cM和4.3 cM。分子标记及其相关分析表明,此基因可能来自黑麦,与已定位于7D染色体上的抗病基因不同,暂命名为YrM8003。利用与其紧密连锁的标记Xwmc702和Xwmc438测黄淮麦区43个主栽品种,结果显示,有20%的品种具有与YrM8003基因相同的标记位点。这一结果有助于YrM8003在抗条锈病育种的应用。

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

北方旱寒区北移冬油菜生长发育特性2124-2134

摘要：采用多点试验,对冬油菜在原种植区（天水）与北移种植区（张掖等）的主要气候因子、越冬率、生育时期及经济性状进行分析比较。研究结果表明,冬油菜北移后越冬率由原种植区的93.0%-100.0%降为40.0%-95.0%;生育期由280-284 d延至287-289 d,其冬前与冬后生长期缩短,而越冬期延长1倍左右,即140 d左右,整个生长期呈＂短-长-短＂的特点,即营养生长有效期缩短及营养生长至生殖生长的过渡期均缩短;株高与分枝部位降低,分枝数减少,单株角果数减少,但千粒重、角粒数等相对增加。冬油菜北移后产量发生了较大变化,抗寒性弱的早熟品种天油8号由原种植区的2 518.8 kg hm^-2降为1 666.5 kg hm^-2,减产34.0%,而抗寒性强的晚熟品种陇油6号等由原种植区的741 kg hm^-2增加到3 333 kg hm^-2,增幅349.5%。由于生长在相对恶劣的气候生态条件下,越冬期漫长而极端低温低,北移冬油菜栽培品种必须具备优异的抗寒性,同时采用合理播期和密度,保证冬前营养生长期和营养生长量,以确保安全越冬。

旱稻297非结构性碳水化合物的生产与产量构成因子的关系2135-2142

摘要：以旱稻297为试验材料,比较了在不施氮肥和150 kg hm^-2的施氮量下旱稻297非结构性碳水化合物的生产能力、运转特点及其与产量构成因子的关系,分析了旱稻297氮肥投入与碳水化合物生产和产量形成间的关系。试验结果表明,开花前储藏的非结构性碳水化合物对产量的贡献率为32%-54%,施氮降低了开花前非结构性碳水化合物对产量的贡献率,相对而言开花后光合产物对产量的贡献率略有提高;开花前非结构性碳水化合物的转移效率为48%-65%,施氮后转移效率略有降低;总体而言,施氮降低了开花前后分配给单个籽粒的非结构性碳水化合物的数量,导致千粒重降低;在一定的范围内,随着开花期叶片中可溶性糖浓度的提高,结实率显著提高,但是随着穗中淀粉浓度的提高,结实率显著降低。因此,施氮后非结构性碳水化合物积累不足和转移效率降低同时限制了千粒重和结实率的提高,而叶片中可溶性糖浓度偏低和穗中淀粉浓度偏高限制了结实率的提高,是限制产量提高的主要原因。此外,旱稻297花后光合产物生产能力较低,是限制产量提高的又一原因。

播期和密度对玉米干物质积累动态的影响及其模型的建立2143-2153

摘要：在大田条件下,以益农103、先玉335和登海661为材料,设置3个播种期（5月3日、5月28日和6月22日）和4个密度处理（4.5、6.0、7.5和9.0万株hm^-2）,测定其干物质积累动态和产量,分析播期、密度和玉米群体干物质积累动态特征的关系及其积温关模型。结果表明：（1）将3个播期玉米不同处理的最大群体干物质积累和出苗至成熟的积温分别定为1,建立了相对群体干物质积累和相对积温关系的Richards模拟,方程为y=a/（1＋e^b-cx）^1/d。（2）方程参数a值（终极生长量参数）基本为1;b值（初值生长量参数）和c值（生长速率参数）在播期、品种间变异较大,密度间变异较小;d值（形状参数）在播期、品种和密度间变异较小,可见播期主要通过调节参数b、c值来实现对整个方程的调控。应用2008年本试验和另一试验的数据对模型进行验证,模拟准确度（以k表示）均在1.0486^＊＊以上;精确度（以R^2表示）均在0.9534^＊＊以上。（3）拔节期至蜡熟期是玉米群体干物质积累变化速率对密度的敏感反应期;晚播玉米所需积温在群体干物质积累变化速率的缓慢增加和下降阶段逐渐减少,在快速增加阶段逐渐增加。全生育期的群体干物质积累平均速率表现为先玉335〉登海661〉益农103;且早播〉中播〉晚播;密度越高群体干物质积累平均速率越大,达到显著水平。

Cd^2＋对番茄幼苗生长和蛋白质组的影响2154-2161

摘要：以3 d龄番茄幼苗为试验材料,从生理、生化和蛋白质组角度,分析0.011.00 mmol L^-1 Cd^2＋处理72 h后对幼苗的影响。结果表明,Cd^2＋处理导致幼苗生长严重受抑,幼苗高度从对照组的4.76±0.50 cm分别降至3.79±0.05 cm（0.01 mmol L^-1 Cd^2＋处理,P〈0.01）和1.77±0.15 cm（0.03 mmol L^-1 Cd^2＋处理,P〈0.01）。根长度从对照组的6.07±0.04 cm降至4.77±0.58 cm（0.01 mmol L^-1 Cd^2＋处理,P〈0.01）和3.65±0.66 cm（0.03 mmol L^-1 Cd^2＋处理,P〈0.01）。叶绿素含量在0.1 mmol L^-1 Cd^2＋处理后开始下降。当幼苗用0.05 mmol L^-1 Cd^2＋处理时,根系中有10个蛋白质斑点,叶片中有21个蛋白质斑点产生变化。利用MS/MS技术,根系中有4个蛋白质斑点得以鉴别,它们是ribosomal protein L 20（斑点1）、F-box/LRR repeat protein（斑点2）、ribosomal protein small submit 4（斑点4）和CBL-interacting protein kinase（斑点5）。在叶片中,有2个蛋白质斑点消失,4个蛋白质斑点合成,它们是ABC transporter（斑点16）、maturase-like protein（斑点17）、chalcone synthase（斑点1）、a hypothetical protein（斑点3）、an unknown protein（斑点4）和a predicated protein（斑点6）。这些被鉴别的Cd^2＋反应蛋白参与生物合成、mRNA转录调控和蛋白质转运。

种植密度对棉籽生物量和脂肪与蛋白质含量的影响2162-2169

摘要：以科棉1号和美棉33B为材料,2008年在江苏南京（118o50′E,32o02′N,长江流域下游棉区）和河南安阳（114°13′E,36°04′N,黄河流域黄淮棉区）设置密度试验,研究种植密度对棉籽生物量和脂肪与蛋白质含量的影响。结果表明,不同种植密度条件下,棉籽生物量和脂肪含量的变化过程均符合Logistic生长曲线。随种植密度的增大,籽指和脂肪含量降低,且存在显著的线性负相关关系。而各密度处理棉籽蛋白质含量的变化过程均近似于V字型,随种植密度的增大,棉籽蛋白质含量呈开口向下的抛物线变化趋势,南京、安阳试点分别以每公顷3.3和5.1万株密度处理的棉籽蛋白质含量最高。品种、生态点和开花期对棉籽生物量和脂肪与蛋白质含量的形成动态及其对种植密度的响应趋势没有明显影响。不同种植密度对棉籽生物量和脂肪与蛋白质含量的影响与群体冠层光照条件变化密切相关。稀植强光有利于提高棉籽生物量和脂肪含量,而过高和过低密度均不利于棉籽蛋白质的合成与累积。