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作物学报 2011年第04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

GmCHS8和GmIFS2基因共同决定大豆中异黄酮的积累571-578

摘要：大豆异黄酮受多基因控制,采用传统育种方法提高大豆异黄酮含量比较困难。我们之前的研究表明,CHS8基因在异黄酮生物合成过程中发挥着重要作用,但CHS8基因过量表达并不能显著提高异黄酮含量。本研究利用Microarray技术,检测了高异黄酮品种RCATAngra（RCAT）和低异黄酮品种Harovinton（HVNT）的18362基因在种子发育过程中表达水平的变化以及大豆种子中异黄酮累积的趋势,利用RT-PCR证实CHS8和IFS2分别是CHSs和IFSs基因家族中的主要基因;证实CHS8是类苯基丙醇主路径中的主基因,并发现异黄酮支路中的IFS2基因在RCAT和HVNT品种中表达差异亦达到显著水平。进一步利用发根农杆菌转化系统,在大豆上分别过量表达CHS8、IFS2和CHS8＋IFS2,前两者异黄酮含量较对照分别提高65.9%和34.4%,但增幅未达显著水平;而后者则提高了82.3%,增幅达极显著水平（P〈0.0001）,因而证实大豆中异黄酮的积累由CHS8和IFS2基因共同决定。

利用酵母双杂交法检测甘蓝SCR与SRK之间的相互作用579-586

摘要：为深入研究甘蓝S位点受体激酶（SRK）和S位点富含半胱氨酸蛋白（SCR）间相互识别的分子机理,以具有典型自交不亲和性的甘蓝D3为材料,利用巢式PCR分别扩增SRK胞外域（eSRK）和SCR,通过酵母双杂交检测二者之间的相互作用,并利用同源重组技术将eSRK与GAL4报告基因DNA活化域融合（pGADT7eSRK）以及SCR与GAL4报告基因DNA结合域融合（pGBKT7SCR）。两种重组质粒分别转化酵母Y187和Y2HGold后未出现自激活现象。融合的二倍体酵母（pGADT7eSRK×pGBKT7SCR）能在选择性固体培养基（SD/–Ade/–His/–Leu/–Trp/X-a-Gal/AbA）上生长,并且菌落呈蓝色。结果表明,eSRK与SCR蛋白能够相互结合,为深入研究二者作用位点成功建立了一个技术平台。

番茄冷诱导基因SlCMYB1的克隆及其在水稻中异源表达研究587-594

摘要：从番茄中克隆了一个编码MYB转录因子家族R2R3-MYB亚类基因SlCMYB1。不同逆境胁迫下的表达模式分析结果表明,该基因受低温、高盐、干旱和ABA胁迫诱导表达。洋葱表皮亚细胞定位研究表明,SlCMYB1为核定位蛋白。为深入了解SlCMYB1基因与非生物逆境应答的关系,我们构建了SlCMYB1基因过表达载体来转化水稻,获得了16个转基因水稻株系。SlCMYB1在水稻中异源表达能显著提高转基因水稻植株的苗期抗冷性,增加脯氨酸合成的关键酶基因OsP5CS1,膜转运蛋白基因OsWCOR413等低温胁迫应答基因的表达水平,这暗示着SlCMYB1与OsP5CS1、OsWCOR413基因处于同一低温调控信号转导路径。本研究结果为通过遗传工程操控低温信号通路的方法改良冷敏感植物抗冷性提供了理论基础。

中国蚕豆种质资源ISSR标记遗传多样性分析595-602

摘要：利用ISSR标记对中国18个省（区）的527份春播区和秋播区蚕豆资源的遗传多样性与亲缘关系进行了分析。结果表明,11个ISSR引物共扩增出278条清晰的条带,其中多态性条带268条（占96%）。不同地理来源蚕豆资源群间的基因多样性指数在0.1267~0.2509之间,平均为0.1716;Shannon指数范围为0.1932~0.3767,平均为0.2608。两指数均以内蒙古资源群最高,云南和甘肃资源群次之,江西资源群体最低。非加权配对算术平均法（UPGMA）的聚类分析和二维主成分分析（PCA）结果表明,中国春播区和秋播区蚕豆资源明显不同,浙江和四川的资源形成独立的组群,明显不同于其他省份,其遗传背景独特,有待进一步研究。中国蚕豆种质资源遗传多样性差异和遗传关系与其生长习性、生态分布及地理来源密切相关。

大豆耐旱选择群体QTL定位603-611

摘要：以红丰11为轮回亲本、Clark为供体亲本构建回交群体进行耐旱性鉴定,对获得选择群体进行全基因组SSR标记扫描,计算供体基因型导入频率,利用卡方测验检测偏分离SSR位点,并结合GGT软件对各连锁群分析,对5个耐旱相关性状进行QTL定位。以卡方测验检测到23个SSR偏分离位点（超导入）,分布于10条连锁群。方差分析表明,8个叶片持水能力QTL分布于A1、B1、C2、E、L和N连锁群;9个根长QTL分布于C2、F、G和I连锁群;11个根干重QTL分布于A2、B1、B2、E、F、K、L、M和O连锁群;12个产量QTL分布于B1、D1a、E、F、G、I、L、M和O连锁群;7个生物量QTL分布于E、F、G、K、L和N连锁群。在E连锁群的Sat_136位点,对于叶片持水能力、根干重、产量和生物量具有一致性;在F连锁群的GMRUBP位点,对于根干重和生物量具有一致性,Satt586位点,对于根长、根干重和产量具有一致性;在K连锁群的Satt167位点,对于根干重和生物量具有一致性,SOYPRP1位点,对于根长和生物量具有一致性;在L连锁群的Satt398位点,对于根长和产量具有一致性,Satt694位点对于叶片持水能力和生物量具有一致性;在M连锁群的GMSL514位点,对于根干重和产量具有一致性;以上位点均与卡方测验检测到的＂超导入＂位点具有一致性。经过供体等位基因卡方测验和耐旱QTL定位,共检测到33个QTL,其中有17个同时被检测到。这些位点可能是控制大豆耐旱性的重要位点。

拟南芥bZIP1转录因子通过与ABRE元件结合调节ABA信号传导612-619

摘要：ABA作为一种重要的植物激素和生长调节剂,介导了高等植物在营养生长阶段对各种外界环境的响应和适应。bZIP类转录因子可以通过ABA依赖途径和ABA非依赖途径调节植物的生长发育和对非生物胁迫的耐性。本研究通过AtbZIP1T-DNA插入突变的拟南芥植株ko-1（SALK_059343）和ko-2（SALK_069489C）在ABA处理后的表型实验,验证了AtbZIP1参与ABA依赖的信号传导通路。采用＂三引物法＂,分别在DNA水平和RNA水平通过PCR和RT-PCR验证了AtbZIP1基因在拟南芥突变体中的沉默效果。定量分析数据表明,在种子萌发阶段,经过0.6μmolL–1ABA和0.8μmolL–1ABA处理后,AtbZIP1缺失突变体拟南芥植株萌发率和叶片展开/绿色率比野生型植株高,在幼苗生长阶段,经过50μmolL–1ABA处理后,AtbZIP1缺失突变体拟南芥植株根长比野生型植株长。为了确定AtbZIP1基因参与ABA信号传导是否依赖于ABRE元件,在大肠杆菌中表达了AtbZIP1HIS6融合蛋白,并设计了核心序列为CACGTG的ABRE元件。凝胶阻滞电泳结果表明AtbZIP1融合蛋白可以与ABRE元件特异性结合。半定量RT-PCR分析表明,AtbZIP1基因的缺失改变了下游的ABA响应基因的表达。该结果表明,AtbZIP1可以通过与ABRE元件结合调节植物对ABA处理的敏感性和下游ABA响应基因的表达,从而参与植物的ABA信号传导通路。

小麦雄性不育系中TaPDC-E1α及其调节酶基因的表达特征620-628

摘要：为进一步研究杀雄剂SQ-1诱导小麦雄性不育的机制,采用电子克隆的方法分离TaPDC-E1α基因,并利用半定量RT-PCR技术分析该基因及其调节酶基因PDK和PDP的表达特性。结果表明,TaPDC-E1α基因编码388个氨基酸,具有TPP保守结构域,可能存在2个丝氨酸磷酸化位点;与可育系相比,TaPDC-E1α基因在生理型不育系和遗传型不育系中表达下调;PDK基因在生理型不育系中表达下调,而在遗传型不育系中表达上调;PDP基因在可育系及不育系中的表达趋势无明显变化。表明经杀雄剂SQ-1诱导形成的生理型不育系在败育过程中其能量代谢途径更容易受到影响,推测对PDK基因进行调节的上游信号机制在小麦生理型不育系与遗传型不育系中可能不一致。

水稻颖壳和浆片异常突变体ahl的基因定位629-634

摘要：研究水稻花发育基因对于水稻相关性状的分子育种具有十分重要的意义。本研究报道了一个水稻颖壳和浆片异常突变体ahl（abnormal hull and lodicule）,来源于优良恢复系缙恢10号的EMS诱变群体。该突变体内外稃变小并发生严重扭曲,浆片顶端伸长。内外稃异常导致灌浆后米粒变小、畸形,千粒重下降。该性状遗传稳定,受1对隐性基因控制,利用群体分离分析法（bulked segregation analysis,BSA）将AHL基因定位在第2染色体上的SSR标记RM14153与RM14167之间,遗传距离分别为1.19cM和1.34cM,物理距离为226kb。研究结果为AHL基因的图位克隆和功能研究奠定了基础。

亚麻种质资源遗传多样性与亲缘关系的AFLP分析635-640

摘要：选取18个中国品种和67份来自世界各地的亚麻材料（包括油用亚麻、农家种和野生种）,采用7对引物通过扩增片段长度多态性（AFLP）分子标记分析,获得168个具有多态性位点,平均每对引物可扩增出24条带。利用NTSYS2.1采用非加权配对算术平均法（UPGMA）聚类分析,计算遗传距离和构建遗传系统进化树。结果显示,85份材料在遗传相似系数0.53处分为4类,可以将栽培种和3个野生种区分开来;在遗传相似系数0.67处可以将纤维亚麻划为1类,而绝大多数油用亚麻分成4类,油用亚麻的遗传多样性远高于纤维亚麻;国产纤维亚麻中黑字号品种相似度极高,遗传背景狭窄,而双字号品种多样性稍好。还证明Linum bienne与亚麻栽培种（Linum usitatissimum L.）关系密切,并支持纤维亚麻来自油用亚麻的假说。

三个桑树肌动蛋白基因的克隆与组织表达分析641-649

摘要：肌动蛋白基因在植物各种生理活动中具有极其重要的作用。通过同源克隆与反向PCR的方法,克隆了3个肌动蛋白基因的核心片段,其中一个为已报道的MaACT1,另2个分别被命名为MaACT2和MaACT3,进而PCR扩增获得MaACT1和MaACT2肌动蛋白全长CDS,其中MaACT2基因全长1704bp,由4个外显子和3个内含子组成,CDS为1134bp,编码377个氨基酸残基。采用RT-PCR的方法分析了3个基因在叶、茎、果、根等组织的表达情况以及在茎、叶和托叶的生长过程中的表达变化。MaACT1在茎中表达量较弱但有随着茎的生长逐渐增强的趋势,在幼叶中有较高的表达,MaACT2与MaACT3在根、茎、叶等组织中都有较高表达,MaACT3在叶、托叶和茎的各个发育时期表达都很稳定,可以作为桑树基因表达研究的内参基因。

作物学报杂志耕作裁培·生理生化

大豆嫁接体系中砧木或接穗保留叶片数对接穗生长发育的影响650-660

摘要：以早熟品种黑河27为砧木,晚熟品种自贡冬豆为接穗,通过嫁接并结合去叶处理,创造砧木和接穗叶片数各不相同的嫁接体,观察砧木及接穗的叶片数目对接穗发育的效应,分析大豆叶片中可传导开花诱导物质和抑制物质的有无、作用方式及其对植株发育的影响。结果表明,在长日照（16h）条件下,与黑河27嫁接,导致自贡冬豆在嫁接后第30天（出苗后第41天）开花,而自体嫁接的自贡冬豆在试验结束前（〉120d）仍未开花,说明在非诱导光照条件（长日照）下,早熟品种黑河27的叶片产生可传导的开花促进物质,并通过嫁接传导至晚熟品种自贡冬豆的顶端分生组织,诱导其实现成花转变。砧木诱导接穗开花的效应大小与其所保留的叶片数目呈正比,说明上述可传导物质对大豆开花的促进作用存在剂量效应。接穗去叶可导致自身花期提前,花数增加,显示晚熟接穗的叶片在长日照下可产生开花抑制物质。接穗上的花朵和荚果数目与其保留叶片数呈反比,说明开花抑制物质阻止生殖器官的发育,且其作用也具有剂量效应。接穗去叶部位对其成花发育状态亦有一定影响。试验表明,在大豆生长发育过程中,叶片根据光周期信号的变化,调节开花促进物质和开花抑制物质的多少和比例,进而协调营养生长和生殖生长的进度,保证生命周期的完成。

结实期钾、钙对水稻根系分泌物与稻米品质的影响661-669

摘要：以扬稻6号（籼稻）和扬粳9538（粳稻）为材料,在水培条件下自抽穗至成熟设0K（不施K）、1/2K（标准Espino营养液的1/2K）、0Ca（不施Ca）、1/2Ca（标准Espino营养液的1/2Ca）以及对照（全K、Ca,标准Espino营养液的K、Ca量）5种处理,研究了水稻根系及根系分泌物的变化及其与稻米外观品质、蒸煮食味品质的关系。结果表明,与对照相比,结实期无钾处理（0K）明显降低水稻根系活力、根系ATP酶活性和根系柠檬酸及Ca2＋、K＋和NH4＋的分泌量,加速根系的衰老;无钙处理（0Ca）显著降低根系草酸及Ca2＋、K＋和NH4＋的分泌。相关分析表明,根系分泌的草酸与稻米的垩白米率、垩白度和胶稠度均呈极显著正相关;根系分泌的柠檬酸与垩白米率、垩白度、崩解值呈极显著负相关,而与消减值呈极显著正相关;结实前中期（花后10d,20d）根系分泌的[K＋]、[Ca2＋]与稻米垩白米率、垩白度和直链淀粉含量均呈显著或极显著负相关;根系分泌的[NH4＋]与直链淀粉含量也呈极显著负相关。表明根系分泌物与稻米品质有密切的关系,K、Ca营养水平对根系分泌物有调控作用,进而影响稻米品质。

植物生长调节剂对水稻分蘖芽生长和内源激素变化的调控效应670-676

摘要：以扬稻6号和南粳44为材料,研究了外源ABA、GA3和NAA对水稻分蘖芽生长的影响及其与内源激素的关系。结果表明,外源GA3和NAA可以完全抑制分蘖芽的生长,而外源ABA只是减缓了分蘖芽的生长速率而没有完全抑制其生长。外源GA3和NAA均提高了分蘖节和分蘖芽中ABA含量,抑制了分蘖节和分蘖芽中Z＋ZR含量的提高,而且外源GA3还提高了分蘖节中IAA含量,另外,IAA和Z＋ZR含量的变化早于ABA含量的变化。分析试验结果表明,IAA、ABA和Z＋ZR三种内源激素与水稻分蘖芽生长密切相关,IAA和Z＋ZR是生长的主要调控因素,而ABA不是,外界因素对分蘖芽生长的调控主要通过调控这3种激素实现。

苏中地区直播水稻的群体生产力及氮肥运筹的效应677-685

摘要：近年来直播水稻在江苏等地区扩展迅速,但其栽培和育种的专项研究很少。本研究对江苏省苏中地区直播稻生产力水平进行了调查,在此基础上进一步实施水稻直播栽培模式下氮肥施用量和运筹比例试验,探讨直播水稻群体生长和产量形成对氮肥施用的反应特征。调查结果显示,苏中地区普通农户直播水稻的产量平均为7716kghm？2,显著低于机插和人工移栽稻,直播稻氮肥施用量一般在270kgNhm？2以上,氮肥不合理施用的现象普遍存在。小区试验表明,施氮量和氮肥运筹比例均对直播稻产量有显著影响,氮肥施用量主要通过有效穗数和每穗粒数对产量发挥作用,而氮肥运筹比例主要对每穗粒数产生影响。在本试验条件下,氮肥施用量270kgNhm？2,基肥∶分蘖肥∶穗肥=4∶3∶3的产量最高。在上述施肥条件下,直播水稻群体结构较为合理,个体和群体的物质生产量均处于较高水平,结实期物质生产能力较强,经济系数表现合理的较高水平（0.53左右）,同时有相对较好的抗倒性能。对直播水稻的增产途径和高产群体特征进行了较深入的讨论。

西部黄土高原苜蓿终止时间对苜蓿-小麦轮作系统生产力及土壤水分的影响（英文）686-693

摘要：旱作春小麦（Triticum aestivum L.）是西部黄土高原最重要的禾谷类作物,该区苜蓿（Medicago sativa L.）分布也非常广泛。持续的作物连作和多年苜蓿种植系统都存在很多问题。雨养农业系统发展的关键是最佳水分利用策略的应用。发展合理的苜蓿-小麦轮作系统对该区农业的发展有十分重要的意义。由于苜蓿终止时间严重影响土壤水分,所以在适宜的时间终止苜蓿就显得十分重要。然而,关于苜蓿-小麦轮作中老苜蓿在一年中适宜终止时间的研究鲜见报道。本研究利用黄土高原西部典型的半干旱雨养农业区30年老苜蓿布设田间试验,旨在探索老苜蓿地土壤水分状况、苜蓿终止时间和少量氮肥施用对系统生产力及土壤水分的影响。结果表明,长期种植苜蓿后0~3m土壤水分很少,即便遇到丰水年（2003年）,3年的时间都不足以恢复土壤水分。30年苜蓿在一年中春季还是秋季终止对土壤水分状况无显著影响。种植苜蓿30年后杂草竞争力增强,苜蓿干物质和产量水平都相当低,且对1kg hm-2的氮肥使用无明显响应。由于土壤水分含量太低,后茬春小麦对1kg hm-2的氮肥使用和苜蓿终止时间也无明显响应。因此,苜蓿持续种植时间太长会耗竭土壤水分,使后茬春小麦对苜蓿在一年中的终止时间及少量的氮肥使用无响应,需要3年以上时间才有可能恢复土壤含水量。

湖北双季稻区免耕直播油菜生长及产量形成694-702

摘要：长江流域双季稻区因茬口紧、土壤黏重,晚稻收获后大都未种植下茬作物而形成冬闲田。本研究以华双5号油菜品种为材料,在湖北双季稻区三试验点进行裂区试验,测定油菜各生育期在不同氮素及密度水平下的个体及群体指标,成熟期考察经济性状及产量构成,为双季稻区免耕直播油菜示范及管理提供依据。结果表明：（1）双季稻区免耕直播油菜全生育期尤其是苗期显著缩短,苗期生长量严重不足,蕾薹期至开花期油菜生长快,春发特性明显;（2）氮肥及种植密度水平对双季稻区免耕直播油菜生长及产量有着显著影响,增施氮肥可改善个体素质、增加产量,提高密度可提高群体素质、增加产量;（3）湖北各试点每公顷纯氮用量270kg、种植密度为45万株及60万株处理的产量均接近或达到2250kghm？2,超湖北平均单产,说明油菜免耕直播栽培模式可在湖北双季稻区试验示范;（4）生产实践中,应重视氮肥与密度的双重调节,以肥促长、以密补迟,相互配合。

吉林省不同年代育成水稻品种上三叶光合特性的变化703-710

摘要：为了解不同年代育成水稻品种上三叶光合特性的变化及其与产量的关系,以吉林省1958—2005年间育成的33个水稻品种为材料,研究了植株上三叶净光合速率（Pn）、光合能力及叶源量的变化。结果表明,抽穗期剑叶的Pn、光合能力和叶源量对植株的光合能力贡献最大,占单株总光合能力的42.45%,倒二叶占28.27%,倒三叶占15.69%。剑叶Pn、光合能力和叶源量的增加最小,倒二叶次之,倒三叶最大。相关分析表明,倒三叶的Pn、光合能力和叶源量与育成年代和产量呈显著正相关,剑叶和倒二叶的Pn、光合能力和叶源量与育成年代和产量的关系并没有达到显著水平。吉林省47年来水稻品种产量的遗传改良显著提高了植株倒三叶光合能力,但对剑叶光合能力的影响并不大。

腐植酸提高食用型甘薯块根可溶性糖含量的生理基础711-716

摘要：选用典型的食用型甘薯品种北京553,设置施用腐植酸和对照处理,于2008—2009年2个生长季在山东农业大学农学试验站进行试验。在甘薯块根膨大过程中定期取样,测定块根可溶性糖和淀粉含量及相关酶活性、功能叶蔗糖含量及相关酶活性变化。结果表明,与对照比较,施用腐植酸显著提高了功能叶磷酸蔗糖合酶活性和蔗糖含量,生育期内平均增幅分别为30.90%和9.48%,显著降低了块根蔗糖合酶活性,平均降幅为11.04%,促进了蔗糖、果聚糖等在块根中的积累;同时,施用腐植酸还显著提高了块根中淀粉酶活性,α-淀粉酶和β-淀粉酶平均增幅分别为11.33%、15.70%,促进了后期葡萄糖、果糖等在块根中的积累。在甘薯收获期,块根可溶性总糖含量提高了15.49%、淀粉含量降低了3.56%。总之,施用腐植酸能够增加块根中蔗糖的供应量、抑制可溶性糖向淀粉转化、促进淀粉水解,这些是提高块根可溶性总糖含量的生理基础。