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作物学报 2011年第07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

CIMMYT小麦材料的苗期和成株抗叶锈病鉴定1125-1133

摘要：选择来自CIMMYT的103个小麦品种（系）及35个含有已知抗叶锈基因的对照品种,苗期接种17个中国小麦叶锈菌小种以鉴定这些品种中可能含有的抗叶锈病基因,并于2008—2009和2009—2010连续2年对这些材料进行成株抗叶锈病鉴定。通过苗期鉴定结合系谱分析和分子检测,在46个品种中鉴定出Lr26、Lr34、Lr42和Lr47共4个抗叶锈病基因,其中9个品种携带Lr26基因,28个品种含有成株抗叶锈病基因Lr34基因,Lr42可能存在于11个品种中,还有2个材料可能含有Lr47,其他57个品种（系）对供试的15个小种多数表现为高抗,没有鉴定出已知的抗叶锈病基因。通过2年的田间抗叶锈病鉴定共筛选出46个表现慢锈的品种。苗期和田间结果表明,CIMMYT材料中含有丰富的对我国叶锈菌小种有效的苗期和成株抗叶锈基因,这些材料均可应用于我国小麦的抗叶锈病育种。

小麦生理型和遗传型雄性不育系及其保持系小花完整叶绿体蛋白质组分比较研究1134-1143

摘要：采用固相pH梯度SDS聚丙烯酰胺双向凝胶电泳技术,以小麦遗传型雄性不育系ms（S）-1376、杀雄剂SQ-1诱导的生理型雄性不育系ms（A）-1376,以及对应的保持系（A）-1376（杀雄剂诱导前的正常可育系）所构建的等基因和等生理差异系为试材,比较分析了2种分离纯化完整叶绿体的方法。在确立了一套适用的技术方法的基础上,研究了三者在花粉小孢子萌发单核早期小花完整叶绿体蛋白之间的差异。采用30%、45%和60%的不连续蔗糖密度梯度离心的方法能够获得完整且纯度较高的叶绿体,经TCA-丙酮提取蛋白质后,PDQuest软件分析,在分子量14.4～66.2kD,等电点4～7的线性范围内可分辨出2-DE图谱上239个较为清晰的蛋白质点,对其中的6个差异表达蛋白质点进行MALDI-TOF肽质量指纹图谱分析,从生物信息学数据库检索鉴定出6个差异蛋白质点分别是酰基辅酶A脱氢酶结构域蛋白、钙调结合蛋白磷酸酶、多催化功能肽酶、热休克蛋白60、光受体蛋白2及1个未知功能的表达蛋白质。这些蛋白质在供试小麦叶绿体物质能量代谢、叶绿体防卫抵御机制、叶绿体细胞内信号转导及植物极性生长等生理应答反应中起调控作用,它们能在本研究供试两不育系和对应可育系中差异表达,可能与雄性不育相关。

抗纹枯病、赤霉病的转TaPIEP1基因小麦的分子鉴定与选育1144-1150

摘要：小麦纹枯病（主要病原为禾谷丝核菌）和赤霉病（主要病原为禾谷镰刀菌）已成为我国小麦生产的重要病害。TaPIEP1是从小麦中分离到的1个病原诱导的基因,其编码蛋白是可与GCC-box顺式元件结合、转录激活型的ERF转录因子。本研究以8个转TaPIEP1基因小麦株系的T4和T5代植株为试材,进行了外源转TaPIEP1基因的PCR检测、Southern杂交、RT-PCR与Q-RT-PCR的分析以及纹枯病菌、赤霉病菌接种与抗性鉴定。结果表明,外源TaPIEP1基因在转基因小麦中能够稳定遗传,以单拷贝或双拷贝整合到7个转基因小麦株系基因组的不同位点;外源TaPIEP1基因在转基因小麦中能超量表达;与受体扬麦12相比,TaPIEP1表达水平高的8个转基因小麦株系对纹枯病抗性显著提高,4个株系中一些材料对赤霉病抗性显著提高,3个株系中一些材料兼抗纹枯病和赤霉病,说明TaPIEP1正向参与了小麦对纹枯病和赤霉病抗性反应,利用该基因通过基因工程可创制抗纹枯病、赤霉病的小麦新种质。

大豆幼苗根系性状的QTL分析1151-1158

摘要：为研究大豆幼苗期根系性状的遗传规律,以中豆29和中豆32构建的RIL群体为材料,在V2期测定水培幼苗根系性状（主根长、侧根数、根重、根体积和根冠比等）及相关性状（株重、茎叶重和下胚轴重等）,以方差分析方法估算遗传参数,并采用复合区间作图法对大豆幼苗期根系等性状进行QTL定位。结果表明,在8个染色体上检测到20个根系及相关性状QTL,其中9个主效QTL位于第11和第14染色体,表型贡献率在10.5%～26.1%之间。在第11和第14染色体上,部分根系性状QTL与地上部性状QTL处于同一位置,其QTL的共位性与形态性状表型相关分析结果一致,反映了根系性状与地上部性状存在一定的关联。

水稻细卷叶突变体nrl2（t）的遗传分析和基因定位1159-1166

摘要：研究调控水稻叶片发育基因对水稻功能基因组学和株型改良有着重要的意义。本研究从籼稻恢复系缙恢10号的EMS突变体库中发现一个水稻新型突变体,命名为nrl2（t）。该突变体叶片卷曲、变细、伸长,茎秆变细,抽穗期提前,叶绿素含量增高,孕穗期剑叶生长素含量降低,而幼穗中生长素含量有所提高。遗传分析表明该性状受一对隐性基因控制。利用SSR标记将该基因定位于第3染色体SSR标记s3RM1和s3RM3之间,物理距离约为114kb。研究结果为该基因的克隆及进一步揭示细叶卷曲形成的分子机理奠定了基础。

引自美国的大豆资源抗疫霉根腐病基因分析1167-1174

摘要：大豆疫霉根腐病是影响中国大豆生产的主要病害之一,利用抗病品种是防治该病最经济有效的方法。本研究通过下胚轴创伤接种鉴定了13个大豆疫霉菌株在从美国引进的85个大豆品种（系）上的反应,结果表明,72个品种（系）抗1～12个大豆疫霉菌株。通过与14个含有单个已知抗疫霉根腐病基因的大豆品种（系）的反应型比较并结合系谱分析,明确35个品种（系）分别含有Rps1a、Rps1c、Rps1k、Rps2、Rps3c、Rps4、Rps5、Rps6和Rps7抗病基因或基因组合,其中有14个品种（系）含有Rps1a,1个含有Rps1c,2个含有Rps1k。这3个基因能够有效抵御我国大豆疫霉种群,可以直接用于抗病育种。

影响水稻穗部性状及籽粒碾磨品质的QTL及其环境互作分析1175-1185

摘要：利用优质恢复系测258为轮回亲本与粳型糯稻新品系IR75862杂交创制的BC1F7回交导入系群体,在广西南宁和海南三亚定位了产量相关性状（二次枝梗数、穗总粒数、穗实粒数、粒重和穗重）、粒型（粒长、宽、厚）和碾磨品质（糙米率、精米率和整精米率）的主效QTL并剖析其环境互作效应。双亲在穗实粒数、千粒重、粒长和粒宽及整精米率等性状上存在显著差异。各产量相关性状间呈极显著正相关,而与千粒重和粒长呈极显著负相关。多数产量及粒型相关性状与3种碾磨品质相关不显著。在南宁和三亚环境下检测到影响产量相关性状、粒型及碾磨品质的主效QTL共计57个,包括二次枝梗数6个,穗实粒数4个,穗总粒数、粒重和穗重各5个,粒长9个,粒宽7个,粒厚1个,糙米率4个,精米率5个和整精米率6个,分布在除第11染色体外的所有染色体上。多数影响枝梗数、穗粒数和粒重的QTL成簇分布,而且与影响糙米率、精米率和整精米率的QTL分布在不同染色体区域。在第2、第3、第4、第5和第6染色体上鉴定出影响穗粒数、粒重、粒型及碾磨品质的重要QTL,这些QTL在以往不同遗传背景和环境下被多次检测到。在第8染色体RM152～RM310区间鉴定到1个影响粒长和粒宽的新的QTL,能同步增加粒宽和粒长。鉴定出的这些稳定表达的QTL具有标记辅助选择育种的应用价值。整精米率是受环境影响最大的性状,其QTL的环境互作效应明显。对QTL的环境互作效应特点及其在品种标记辅助改良中的作用进行了深入探讨。

利用三重测交群体剖析玉米株高与穗位高杂种优势的遗传学基础1186-1195

摘要：以玉米强优势杂交种组合豫玉22及其重组近交系为材料,按照TTC（triple testcross）遗传交配设计,组配了270个测交后代的TTC群体。利用复合区间作图法,对控制株高与穗位高的QTL进行了分析,分别检测到20和17个主效QTL,其中超显性位点最多（11个和8个）,加性位点次之（5个和6个）,显性位点（2个和0个）和部分显性位点较少（2个和3个）。分析发现,存在同时控制株高与穗位高杂种优势的QTL区域,即Bin1.06区域（umc2151～umc1122）、Bin3.05区域（umc2127～umc2166～umc1539）以及Bin7.03区域（umc1865～umc1888）,这也与在各个环境中株高与穗位高的相关性吻合。另外,还分别检测到两性状4个和7个QTL与遗传背景之间的互作,22对和12对标记间的互作,分别解释表型变异的3.26%～16.58%和3.44%～22.41%,说明上位性也可能与这两个性状及其杂种优势的形成有重要关系。

DOF转录因子AtDof1．7RNA干扰载体的构建及拟南芥的遗传转化1196-1204

摘要：DOF（DNA binding with one finger）转录因子是植物特有的转录因子家族,含有一个独特的富含Cys残基的单锌指DNA结合区域,在植物生长发育中参与多种生物学过程。本研究根据拟南芥AtDof1.7基因（GenBank登录号为AT1G51700）序列设计含有不同酶切位点的特异性扩增引物,以拟南芥总DNA为模板,扩增AtDof1.7基因片段,将AtDof1.7基因正向反向分别插入表达载体的相应位置,构建成AtDof1.7基因的RNA干扰载体pADOF1。利用改良的floral-dip方法将干扰载体pADOF1成功转入野生型拟南芥,经草甘膦抗性筛选和PCR检测获得5株阳性转基因植株。利用RT-PCR技术和气相色谱法分别分析了AtDof1.7基因的表达和种子脂肪酸组成,结果表明,5株转基因植株中AtDof1.7基因的表达量不同程度低于野生型植株,种子油酸含量明显上升,亚麻酸含量明显下降,说明AtDof1.7转录因子与拟南芥种子脂肪酸代谢途径有一定的关系,为进一步研究其在脂肪酸代谢过程中的调控作用以及在油菜中研究该类转录因子的功能奠定了基础。

大豆硬脂酸-ACP脱饱和酶基因启动子的克隆及其表达活性分析1205-1211

摘要：以吉豆2号基因组为模板,通过TAILPCR方法,扩增得到大豆硬脂酸-ACP脱饱和酶基因启动子片段SACPD-Cp。PLACE在线启动子预测分析表明,该序列中含有多种典型的种子特异性表达序列元件。将SACPD-Cp片段取代pCAMBIA1301质粒中的CaMV35S启动子,构建表达载体pCAM-SACPD-Cp,通过农杆菌介导法在大豆组织中进行瞬时表达,GUS组织化学染色和荧光定量研究其表达特性。结果表明,SACPD-Cp驱动GUS基因在种子中的表达活性是CaMV35S启动子的93.01%;SACPD-Cp启动子与现已知启动子无同源性,仅在大豆种子中检测到GUS活性,而在根、茎和叶组织中均未检测到GUS活性,证实SACPD-Cp是一个新的种子特异性启动子。

玉米异交不亲和基因Ga1-S的蛋白质组分析1212-1218

摘要：为了研究玉米异交不亲和的蛋白表达机制,以玉米（Zea mays L.）异交不亲和基因Gal-S的一对近等基因系W22（GG）与w22（gg）为材料,组配自交（GG×GG）、正交（gg×GG）与反交（GG×gg）3个组合。首先采用荧光显微技术,观察比较了3个组合中花粉管在花丝中的生长过程;其次采用IEF/SDS-PAGE双向凝胶电泳与基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）技术,比较研究了授粉后10h自交与反交母本W22（GG）花丝蛋白质组的特异表达差异。结果表明,授粉后10h,自交与正交花粉管伸长可达花丝基部,而反交花丝基部未观察到花粉管;自交与反交母本W22（GG）花丝蛋白质组共检测到25个差异蛋白质点,其中15个在自交中特异表达,10个在反交中特异表达。通过MALDI-TOF-MS质谱测序和MASCOT序列分析,注释了12个蛋白质点,其中自交中特异表达的蛋白质点11、12、14和异交中特异表达的蛋白质点18、22、24可能与玉米异交不亲和密切相关。

病原侵染早期小麦抗白粉病性状的构成因素剖析和QTL定位分析1219-1228

摘要：以国际小麦作图组织提供的W7984×Opata85重组近交群体为材料,将白粉病抗性分解为互作早期不同时间点的乳突指数、乳突级别、吸器指数和二级菌丝指数等成分性状,在成分性状鉴定和统计的基础上,进行遗传分析和相关QTL定位。白粉菌侵染早期乳突指数和吸器指数随时间的变化趋势均受主效单基因的调控。数量性状分析共找到34个与抗白粉病相关的QTL（21个主效QTL）,分布于小麦1B、1D、2B、3A、3B、3D、4A、4B、4D、5B、6A、6B、6D、7B和7D染色体上。位于7B染色体上的QTL（QPmPI16.tn-7B）对乳突形成的影响极为显著,贡献率达48.7%,促进乳突形成的等位变异来自Opata85。不同成分性状存在共定位的QTL。成分性状的特异QTL提供了更多有关抗白粉病遗传机制的信息。

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

黄淮海双季玉米产量性能与资源效率的研究1229-1234

摘要：冬小麦-夏玉米一直是黄淮海两熟区的主要种植模式,近年来由于气候变化,冬季冻害和干旱时有发生,为了充分发挥玉米C4作物高光效、高资源利用效率的特点,探索了双季玉米的新型种植模式。于2009年和2010年在河南新乡以冬小麦-夏玉米传统种植为对照,进行了双季籽粒玉米产量性能与资源效率测定,结果表明,双季玉米与传统冬小麦-夏玉米模式相比,周年产量略高,两年平均增幅2.3%;周年光、温生产效率平均增加26.1%和6.5%,周年经济效益显著增加,平均为1628元hm？2,还有140d农田休闲期。说明双季玉米模式是光温生产效率高、经济效益好的高效和简化的种植模式,也是一种有利于土壤休闲和避开冬季冻害和干旱的生态安全的模式,该模式将成为黄淮海地区长期冬小麦/夏玉米模式的补充,也是冬小麦冬季受灾的一种补救技术。

不同种植方式水稻高产栽培条件下的光合物质生产特征研究1235-1248

摘要：为探明不同种植方式水稻在长江下游稻-麦两熟制条件下的干物质及光合生产特征,以早熟晚粳、迟熟中粳和中熟中粳3种类型水稻品种（含常规粳稻和杂交粳稻两种）为材料,对旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种种植方式水稻的干物质积累、分配、运转及叶面积、光合势、群体生长率、净同化率等方面进行了系统的比较研究。结果表明：（1）不同种植方式水稻产量与总干物质积累量和抽穗至成熟期干物质积累量呈极显著正相关,与拔节至抽穗期的干物质积累量（在确保抽穗期干物质积累量适宜的前提下）也呈极显著正相关,与播种至拔节期干物质积累量和收获指数相关不显著;（2）群体干物重拔节前无明显差异,拔节后均是手栽稻最高,机插稻次之,直播稻最小,并随生育进程差异越来越大,而单茎干物重整个生育期都是手栽稻最大,直播稻最小;（3）阶段干物质积累上,播种至拔节期差异较小,拔节至抽穗期和抽穗至成熟期都是手栽稻极显著高于机插稻,机插稻极显著高于直播稻,占总干物重的比例播种至拔节期手栽、机插、直播依次增大,拔节至抽穗期大体相当,抽穗至成熟期依次降低;（4）干物质分配上,成熟期穗和茎干物重占总干物重的比例手栽、机插、直播依次降低,而叶和鞘的比例依次增大,但叶的比例在孕穗、抽穗、蜡熟3个时期手栽、机插、直播依次降低;（5）物质输出和转化上,叶、茎物质输出率和转化率手栽、机插、直播依次降低,且蜡熟期后茎都有物质回运现象,手栽回运的最多,直播最少;鞘物质输出率相当,转化率手栽和机插低于直播;（6）光合生产上,拔节前不同种植方式水稻叶面积指数相当,光合势手栽、机插、直播依次降低,群体生长率和净同化率依次增大;拔节至抽穗期,光合势也是依次降低,群体生长率和净同化率差异较小;

不同材料覆盖的土壤水温效应及对玉米生长的影响1249-1258

摘要：在渭北旱塬区采用随机区组试验,对比研究了生物降解膜（S）、塑料地膜（D）、秸秆（J）、液态膜（Y）覆盖和裸地平作种植玉米的土壤水温效应及玉米生长状况。结果表明,玉米进入抽雄期和灌浆期后,不同覆盖材料间土壤水分出现较大差异,40～160cmJ覆盖土壤平均含水量显著（P〈0.05）高于对照和其他覆盖;S和D覆盖对较深土层（60～120cm）的水分利用加强。J覆盖保墒效果好于其他处理,玉米生长前期主要提高0～100cm土壤含水量,后期提高100～200cm土壤含水量;S和D覆盖的保墒效果主要表现在玉米营养生长阶段的浅层土壤。玉米营养生长阶段5～25cm平均地温,S和D覆盖分别提高1.4℃和2.6℃,J和Y覆盖分别降低3.0℃和0.8℃。S和D覆盖水温协同,延长了玉米营养生长时间,使玉米全生育期提前11d,J覆盖由于降低地温使全生育期延长3d,液态膜不影响生育进程。S和D覆盖显著（P〈0.05）提高了玉米穗长、穗粗和行粒数及地上部干重,Y覆盖显著（P〈0.05）增加玉米的百粒重,J覆盖显著（P〈0.05）降低了玉米穗长、行粒数和百粒重。4种覆盖均不同程度降低了玉米的经济系数,S、D和Y覆盖玉米分别增产26.9%（P〈0.05）、34.7%（P〈0.05）和2.4%,J覆盖造成玉米减产10.5%。

不同水氮处理对玉米氮素诊断指标的影响1259-1265

摘要：SPAD-502叶绿素仪与Dualex-3多酚仪均可诊断作物的氮素营养状况,为了探讨不同水分条件下该指标对作物施氮量的响应,以玉米品种Pioneer 38B84为研究对象,在温室盆栽条件下,研究3个土壤水分水平（干旱、干旱后复水和水分良好）和4个施氮水平（0、50、50＋75和200kghm-2）,即12个处理对植物含氮量、SPAD值、Dualex值以及SPAD/Dualex比值的影响。结果表明,植物含氮量、SPAD值和SPAD/Dualex比值均随施氮量的增加而增加,Dualex值随施氮量的增加而减少。干旱胁迫初期,植物含氮量、SPAD值和SPAD/Dualex比值迅速下降,Dualex值迅速增加;随着干旱胁迫时间的推进,各指标逐渐呈相反趋势变化。干旱复水后,植物含氮量、Dualex值和SPAD/Dualex比值逐渐恢复,然而SPAD值恢复较小。SPAD值（r=0.92）、Dualex值（r=-0.86）及SPAD/Dualex值（r=0.63）与植物含氮量呈极显著的相关性,但试验后期,由于生长阶段的不同,SPAD值和Dualex值与植物含氮量在干旱条件下（SPAD：r=0.90;Dualex：r=-0.83）的相关性高于在水分良好条件下（SPAD：r=0.39;Dualex：r=-0.44）。通过比较不同水分条件下,SPAD值、Dualex值和SPAD/Dualex值对不同施氮量的响应,发现Dualex值在不同水分条件下均能较好地反应施氮水平。

大豆不同器官Na^＋含量与苗期耐盐性的相关分析1266-1273

摘要：29个大豆品种用1/2 Hoagland营养液培养,待真叶完全展开后加入100mmolL-1NaCl胁迫处理。叶片盐害症状明显时（第8天）,根据盐害症状划分大豆苗期耐盐级别,并分别取根、茎、叶和子叶,用原子吸收光谱仪测定其Na＋含量。结果表明,大豆茎、叶和子叶Na＋含量与耐盐级别呈极显著正相关。利用不同器官Na＋含量聚类,发现I级和II级苗期耐盐品种可聚为一类,而III～V级苗期盐敏感品种可聚为一类。耐盐品种叶片和子叶的Na＋平均含量极显著（P≤0.01）低于盐敏感品种,茎Na＋平均含量差异达显著水平（P≤0.05）,而根Na＋平均含量差异不显著。这表明叶片和子叶Na＋含量能有效区分苗期耐盐和盐敏感大豆品种。本研究建立了水培条件下以叶片或子叶Na＋含量作为生理指标对大豆苗期耐盐性的鉴定方法,为大豆苗期耐盐种质鉴定、耐盐基因挖掘和品种培育奠定了基础。

基于YCbCr颜色空间和Fisher判别分析的棉花图像分割研究1274-1279

摘要：棉花的分割是采棉机器人研究的关键技术。本文分别在HSV、HIS和YCbCr颜色空间下,首先根据棉花的颜色信息与背景颜色信息的差距,对样本图像中的各个对象（棉絮、棉枝、土壤等）分类;其次根据分类结果分别提取各类在各颜色空间下的样本像素值;再根据类间离散度最大和类内离散度最小的准则计算出Fisher判别向量和各类的质心;最后按照像素值离各质心最近的准则进行图像分割。结果表明,在YCbCr颜色空间下产生的分割噪声最小,选取此颜色空间,采用贴标签的方法自适应去噪。实验仿真表明,本方法可有效避免阳光直射和阴影的干扰,对各种情况都能准确分割,分割准确率达90.44%。