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摘要:甜菜碱是细胞内重要的渗透调节物质,其积累能有效提高植物对非生物逆境的抗性。以转betA基因小麦和未转基因的野生型为材料,在灌浆期模拟干热风胁迫处理植株3d,研究干热风对植株生长和籽粒产量的影响。胁迫处理后,转基因植株保持较好长势,叶片青枯失水较少,旗叶持绿面积显著大于野生型。各株系植株的光合作用能力和蔗糖磷酸合成酶(SPS)及蔗糖合成酶(SS)活性在胁迫处理后均有所下降,转基因植株的净光合速率下降到2.3~3.7μmolCO2m-2s-1,而野生型下降到1.2μmolCO2m-2s-1;野生型植株的SPS和SS活性的下降幅度分别为处理前56.8%和53.9%,而转基因株系的下降幅度分别为62.3%~69.8%和56.5%~64.5%。干热风胁迫使得各株系植株的旗叶甜菜碱含量升高,但转基因株系的叶片甜菜碱含量比野生型的高18%~87%。在甜菜碱保护作用下,转基因植株在胁迫条件下能够维持较高的光合速率,合成较多的碳水化合物,使得百粒重和单株产量均高于野生型。因此,通过转betA基因可显著提高小麦在干热风处理条件下的甜菜碱含量从而增强其抗干热风能力。
摘要:前期调查研究表明,江苏是中国杂草稻危害最严重的省份之一,尤其以苏中地区最甚。本文利用具有多态性的33个共显性SSR标记,分析苏中地区的11个杂草稻种群以及苏南苏北部分杂草稻样品,以揭示江苏省主要杂草稻的遗传多样性及其来源。结果表明,苏中地区11个杂草稻群体总的遗传多样性(He)为0.1661,Shannon指数(I)为0.2872;多态位点百分率达到87.88%,等位基因数(Na)为2.1515,有效等位基因数(Ne)为1.2887。其中,泰州的遗传多样性最高而南通地区的最低。杂草稻在地区之间的遗传分化(1%)显著小于杂草稻种群之间的遗传分化(39%),更小于种群内的遗传分化(60%)。聚类分析和主成分分析结果表明,苏中和苏南地区杂草稻以籼型为主,苏北地区存在少量粳型杂草稻;苏中地区的杂草稻与现有栽培稻品种和普通野生稻没有明显的亲缘关系,但与曾经栽培过的杂交水稻品种有关。因此,本研究相对支持江苏省杂草稻可能主要来自栽培稻的基因重组或回复突变等产生野生性状即返祖遗传的假说。苏北地区的杂草稻可能来源于稻与现今栽培稻杂交的后代。
摘要:采用田间试验鉴定和基因组分子标记分析相结合的方法,对冬小麦种质"矮孟牛"7个类型的性状和基因组遗传差异比较分析。结果表明,7个类型在调查的株高、穗长、穗粒数、粒长、粒宽、单株穗数等16个性状方面存在差异,其中矮孟牛V型的主要产量构成因素等性状比较协调,总体优于其他6个类型。在检测的2210对SSR、EST-SSR和STS标记中,有656对标记可在矮孟牛三亲本中显示多态性,将其用于矮孟牛7个类型全基因组遗传差异分析,并利用GGT2.0绘制7个类型的遗传差异图谱。在矮孟牛V型的1A、1B、2D、3A、4D、7A染色体上检测到8个特异位点,利用矮丰3号/牛朱特和孟县201/牛朱特构建的2个F2分离群体,经IciMappingV3.0单标记QTL作图分析,发现矮孟牛V型部分特异位点附近存在与产量构成因素等重要性状相关的QTL。矮孟牛V型的基因组特异位点可能是它作为骨干亲本区别于其他姊妹系的重要基因组特征。
摘要:用无芥酸的高油酸油菜品系HOP和低油酸油菜品种湘油15为父母本构建含189单株的F2代作图群体。F2代单粒种子播种前采用半粒取样,F2代单株种子采用混合取样,进行脂肪酸含量的气相色谱分析。统计检测显示,这两种方法测定结果极显著相关,各种脂肪酸含量之间大部分也呈显著相关。用该群体构建含342个SSR标记的遗传连锁图并对18碳不饱和脂肪酸含量进行了QTL定位。在A5和C5连锁群上各检测到1个油酸含量主效QTL,其中位于A5连锁群的QTL效应值较大,且与FAD2基因紧密连锁;位于C5连锁群的QTL为首次报道,与之紧密连锁的标记在A5连锁群QTL区域有同源标记,说明可能与位于C5的FAD2基因有关。用两种方法测定性状值都能检测到这2个QTL,且效应值比较接近,共能解释60%~70%油酸含量变异。由于油酸含量与亚油酸之间高度相关,定位在A5和C5的油酸含量QTL也被确认为亚油酸含量主效QTL,但利用单株法测定的性状值能在A4连锁群上再发现1个LOD值较低的亚油酸含量QTL。两种测定法能比较一致地在A4、A5和C4连锁群上检测到3个亚麻酸含量主效QTL,共能解释72%~80%亚麻酸含量变异。用半粒法能在A4连锁群还能检测到1个解释变异度为12.42%的较小LOD值的亚麻酸含量QTL。
摘要:NAC(NAM,ATAF1/2,CUC2)转录因子作为一类新型转录因子已成为非生物胁迫基因工程领域的研究热点。本研究以野生大豆(Glycine soja)为材料,利用酵母单杂交的方法筛选到一个能够与MYB1AT元件(核心序列为AAACCA)结合的转录因子基因,该基因与大豆NAC20(EU440353.1)基因具有99%的相似性,命名为GsNAC20。GsNAC20蛋白含有典型的NAC结构域和转录激活区。酵母试验表明,GsNAC20转录因子能够与耐逆相关顺式元件MYB1AT特异结合,但不具有自激活功能。细胞定位分析证明该基因位于细胞核中,符合转录因子的特征。GsNAC20能够响应高盐、干旱和低温胁迫,并且在根和叶中具有不同的表达模式。超量表达GsNAC20基因的拟南芥对盐胁迫的敏感性提高。以上结果表明GsNAC20参与植物非生物胁迫反应过程,该基因在非生物胁迫基因工程研究领域具有良好的理论研究和实际应用价值。
摘要:选用26个来自国内外具有不同毒性谱的条锈菌菌系,对50个甘肃省主要生产品种(系)及抗源材料进行苗期条锈病抗性鉴定,结合系谱分析,分析推导其所含抗条锈基因,同时对43个品种(系)进行了分子检测。推导分析结果表明,中梁25含有Yr3及未知抗病基因;兰天20含有Yr3a+Yr4a+Yr16及未知抗病基因;Y9220-12含有Yr9+YrCle及未知抗病基因;兰天14、陇原932、陇育216及陇原992含有Yr9及未知抗病基因;陇鉴9343、93保4-4、天选43、贵农22含有Yr10+YrMor;兰天19含有Yr12及未知抗病基因;兰天17、95-111-3、98-178-3-2-4、92R137含有Yr26。分子检测结果发现兰天21等14个品种(系)含有Yr9,兰天17、92R178含有Yr26。其余品种(系)含有未知抗病基因。田间抗性鉴定及监测结果显示,供试品种苗期抗条锈性和成株期抗条锈性结果不完全一致,兰天16等10个品种(系)可能具有成株抗性,兰天14等10个品种(系)可能具有慢条锈性。
摘要:脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种重要的植物激素,与作物的抗干旱胁迫密切相关。本试验以灌浆期的豫麦949和陕麦5号小麦品种为试材,PEG干旱处理72h后,比较了脱落酸对小麦相对水分含量、叶绿素、丙二醛含量以及产量的影响,并采用反转录半定量PCR方法测定PSII中psbA基因转录水平的变化。结果表明,干旱胁迫明显降低小麦叶片中相对水分和叶绿素含量,增加丙二醛含量,抑制psbA基因的转录,降低小麦的产量,而外源脱落酸能明显缓解这些胁迫反应。与豫麦949相比,陕麦5号中质膜损伤较小,相对水分和叶绿素含量、产量以及psbA基因转录水平的下降也较小,外源脱落酸处理后,各参数也能够恢复到对照水平,说明不同小麦品种的抗干旱胁迫能力与psbA基因的表达水平密切相关。本研究首次发现外源ABA能够调控干旱胁迫下灌浆期小麦psbA基因的表达,稳定PSII系统中重要基因的转录水平,从而提高灌浆期小麦的抗干旱胁迫能力。
摘要:利用高密度花生基因表达谱芯片比较遗传背景相似而在产量上存在显著差异的2个南方花生品种粤油7号和汕油523荚果与叶片的基因表达谱。结果表明,汕油523与粤油7号荚果差异表达基因高达1383个,其中上调表达基因662个,下调表达基因721个。叶片中差异表达基因有647个,其中上调表达基因234个,下调表达基因413个。基因表达差异在10倍以上的上调和下调基因在荚果中分别有52个和105个,而在叶片中只有2个和5个。功能注释结果表明,差异表达基因集中在细胞内和膜上,而其分子功能主要为结合和催化活性,主要参与代谢、细胞和生物调控等生物过程。在花生荚果和叶片中,还有近一半的差异表达基因的功能未知,表明这2个器官中还有大量的基因尚待发掘。为验证基因芯片数据的可靠性和重复性,选择4个差异表达基因进行实时定量PCR分析,其结果与芯片检测结果吻合。
摘要:通过RT-PCR方法从小麦cDNA中扩增获得1个锌指蛋白基因TaCRF2,该基因的cDNA长度为843bp,序列分析表明它编码1个含有280个氨基酸的蛋白质。在线软件预测该蛋白质的相对分子质量为30.97kD,等电点为7.03,且在C-末端含有1个典型的RING-H2型锌指蛋白结构域,在N-末端含有2个跨膜结构域。氨基酸序列比对发现,TaCRF2与水稻中1个RING型锌指蛋白(ABF95226)的相似度为82%。亚细胞定位分析显示,该蛋白分布在细胞核和细胞膜上。real-time RT-PCR表达特性分析显示,TaCRF2基因的表达受干旱、高盐和外源ABA的强烈诱导,低温对该基因的表达量影响不明显。初步功能验证发现过表达TaCRF2基因增强了转基因烟草对干旱和高盐胁迫的耐性。
摘要:以甘蓝型黄籽油菜GH06和甘蓝型黑籽油菜中油821为亲本杂交,后代通过"一粒传法"连续自交7代构建重组自交系,2007年分别在重庆市北碚区和万州区2个试验基地种植重组自交系群体,利用本实验室已构建的遗传连锁图谱和复合区间作图法(CIM),对种皮木质素含量进行测定及QTL定位分析。结果表明,在2个环境中共检测到12个种皮木质素含量相关的QTL,分别位于4个不同的连锁群,单个QTL可解释性状表型变异的4.50%~8.79%;在第3连锁群上检测到1个QTL与同一标记EM19ME23/130连锁,其余10个QTL位置不同;在北碚检测到的QTL主要分布于第20连锁群,在万州检测到的QTL主要位于第3连锁群;部分种皮木质素的QTL与种胚类黄酮和种皮色泽的QTL位于相近区间,在北碚和万州种皮木质素含量与种胚类黄酮存在极显著和显著正相关关系。甘蓝型油菜种皮木质素含量表现为多基因控制的数量性状,基因表达受环境影响较大;油菜种皮木质素合成和类黄酮的积累可能受相同关键基因调控或者具有部分相同的合成代谢途径。
摘要:以甜菜品种甜研7号叶片的cDNA为模板,采用RT-PCR和3′/5′RACE技术,获得了编码亚硝酸还原酶基因(NiR)的cDNA全序列2014bp,包含有1830bp的开放阅读框,编码599个氨基酸。所推导的氨基酸序列与菠菜及拟南芥NiR编码的氨基酸序列均具93%的同源性。生物信息学分析表明,甜菜NiR具有完整的NiR蛋白结构,含血红素蛋白β-化合物区域和4Fe-4S区域,并利用分析软件预测其三维结构。实时荧光定量结果显示,在以0、10、20、30、40、50、80和160mmol L-1NO3–-N处理72h的试验中,50mmol L-1处理可使甜菜NiR的表达量达到最大;以0、2、4、8、16、32、64和128mmol L-1NH4+-N处理48h的试验表明,8mmol L-1和64mmol L-1处理条件下甜菜NiR表达量相对较高。硝态氮和铵态氮不同配比处理48h的试验中,NO3–-N和NH4+-N比例为80∶20可使甜菜NiR的表达量达到最大;在氮素诱导的基础上,蛋白抑制剂放线菌酮处理9h,随着处理浓度的增大,NiR的表达量逐渐下降;不同浓度NO2–处理的试验中,40mmol L–1处理下NiR的表达量最大。
摘要:以郑单958和超试1号为材料,通过控制玉米果穗底部花丝不受粉使顶部籽粒正常结实,比较了玉米籽粒早期碳、氮含量动态变化及其与败育的关系。结果表明,控制底部花丝不受粉,提高了顶部穗轴的可溶性糖浓度,增加了对顶部籽粒的物质供应,顶部籽粒的可溶性糖、蔗糖含量提高,淀粉快速积累,顶部籽粒的氮含量增加,籽粒C/N比值提高,籽粒重量快速增加,发育转为正常,表现出与中部籽粒一致的碳、氮变化动态特征以及籽粒生长动态;相反,统一完全授粉处理顶部穗轴的可溶性糖浓度低,顶部籽粒的物质供应少,可溶性糖、蔗糖含量低,淀粉含量提高缓慢,氮含量也较低,籽粒的C/N比值偏低,表现为粒重增加缓慢,最后败育。2个品种表现出一致的规律性。总之,玉米顶部籽粒的正常发育伴随着碳、氮等物质的充足供应,物质供应不足可能是顶部籽粒不能正常发育的根本原因。
摘要:以粳型陆稻中旱3号和粳型水稻扬辐粳8号为材料,设置裸地旱种和水种2种种植方式及3种磷素(P2O5)水平:低磷(LP),45kg hm-2;常磷(NP),90kg hm-2;高磷(HP),135kg hm-2。结果表明,在旱种条件下,增加施磷量,陆稻和水稻HP和NP的产量和磷素累积量均较LP显著增加,陆稻HP和NP的磷素物质生产效率和磷素籽粒生产效率较LP显著下降,而水稻的差异不显著;在水种条件下,陆稻的产量、磷素累积量和磷素籽粒生产效率HP较NP差异不显著,但较LP显著增加,磷素物质生产效率HP较NP显著下降,水稻产量、磷素累积量HP较NP有下降趋势,磷素物质生产效率和磷素籽粒生产效率HP和NP之间差异不显著。旱种使稻株不定根数减少,磷素累积量降低,磷素物质生产效率增加,磷素籽粒生产效率下降,产量下降,但水稻产量下降幅度比陆稻更大。与水稻相比,陆稻不定根数少,磷素累积量少,成穗数少,结实率和千粒重高,产量较低,磷素物质生产效率和磷素籽粒生产效率增加。种植方式×磷素水平的互作对水稻和陆稻花后磷素累积量、磷素籽粒生产效率和不定根数、磷素物质生产效率有显著和极显著影响。花后磷素累积量与产量和不定根数呈极显著正相关,与磷素利用率呈极显著负相关。在旱种条件下,增加施磷量可以增加陆稻和水稻的产量,但无论旱种还是水种,水稻和陆稻产量对磷素响应有差异。
摘要:2007—2010小麦生长季,以高产小麦品种济麦22为材料,利用测墒补灌技术确定灌水量,研究高产条件下条旋耕、深松+条旋耕、旋耕、深松+旋耕和翻耕5种耕作方式对小麦的耗水特性、干物质积累与分配、籽粒产量及水分利用效率的影响。结果表明,深松+条旋耕和深松+旋耕的农田耗水量和0~200cm土层的土壤贮水消耗量高于条旋耕和旋耕处理,深松+条旋耕的小麦株间蒸发量低于深松+旋耕和翻耕处理。深松+条旋耕和深松+旋耕成熟期的干物质积累总量、籽粒的干物质分配量及分配比例和开花后干物质同化量对籽粒的贡献率均高于翻耕处理,翻耕高于旋耕和条旋耕处理,条旋耕最低。深松+条旋耕3个生长季均获得高的籽粒产量,分别为9409.01kg hm-2、9613.86kg hm-2和9698.42kghm-2,与深松+旋耕处理无显著差异,翻耕处理次之,条旋耕和旋耕低于上述处理,条旋耕最低。深松+条旋耕处理的水分利用效率在2007—2008生长季与深松+旋耕处理无显著差异;在2008—2010生长季最高,分别为21.39kg hm-2mm-1和22.09kg hm-2mm-1,深松+旋耕处理次之,旋耕和条旋耕低于翻耕处理。在本试验条件下,深松+条旋耕是兼顾高产节水的最优耕作方式。
摘要:快速准确的评价方法对面条品质遗传改良至关重要。法国肖邦公司(Chopin Technologies,France)最新推出的混合实验仪(Mixolab)可以同时测定面粉加水后恒温揉混及面团升温后蛋白质弱化和淀粉糊化特性,明确其与现有类似仪器如和面仪和快速黏度测试仪等的关系对小麦品质评价具有重要意义。利用混合实验仪、和面仪、快速黏度测试仪测定了60份小麦品种的有关参数,并对面条品质进行感官评价,分析了相关参数间的关系及预测面条品质的可靠性。结果表明,可以用混合实验仪的稳定时间很好地预测和面仪参数峰值曲线面积、峰值时间和8min带宽,可分别解释其变异的75.7%、74.6%和56.5%;混合实验仪的C3值、C4值、C5值和吸水率是预测淀粉糊化特性的重要参数,C3值、C4值和C5值与峰值黏度、低谷黏度和最终黏度的相关系数在0.57~0.62之间,吸水率与峰值黏度和最终黏度的相关系数分别是-0.62(P〈0.01)和-0.55(P〈0.01)。混合实验仪对面条色泽预测的准确性高达75.7%,但预测面条软硬度、黏弹性、光滑性等口感品质性状的准确性较低,只能解释变异的13.2%~30.5%,因此,面条口感质地特性还应以感官评价为主。
摘要:油菜套播模式是利用双季稻区冬闲田的有效手段,共生期与播量是影响套播油菜产量的关键因素。为探讨其对套播油菜产量的影响规律,设计共生期及播量裂区试验,调查油菜生长及产量形成。结果表明:(1)各处理条件下油菜密度随生育期推迟而下降,油菜套播有利于提高出苗期密度,但其他生育期的密度降幅随共生期延长而增加;(2)共生期与播量显著影响着油菜各生育期密度,且对三叶期密度存在极显著正互作效应,两试点成熟期密度在共生10d、播量为9.0kg hm–2的处理达最高值。(3)共生期及播量均影响着油菜各生育期的生长发育状况,延长共生时间可增加叶面积指数,但易线苗、油菜叶面积指数等指标随播量增加而增加,导致其产量构成因素、单株产量及小区产量改变。与CK比,套播可显著提高油菜产量,且以共生10d、播量9.0kg hm–2为宜。
摘要:为了寻求消减土壤重金属的种植模式,确保食物安全,以6年定位试验,研究了5种不同种植模式对稻田土壤重金属Cd、Pb、Hg、As含量、晚稻植株重金属的积累与分配、稻米品质及产量的影响。结果表明,与冬闲-双季稻(CK)相比,黑麦草-双季稻(T1)、紫云英-双季稻(T2)、油菜-双季稻(T3)和马铃薯-双季稻(T4)4种冬种模式对土壤重金属含量表现出明显差异,其中T1土壤As,T2土壤Cd、Hg、As,T3土壤Cd、Hg,T4土壤Pb、Hg含量均显著低于CK,但T1土壤Hg,T3土壤As,T4土壤Cd、As含量显著高于CK。不同种植模式晚稻植株重金属含量均为根〉茎叶〉糙米,冬种模式根重金属含量均低于CK,茎叶Cd含量均高于CK,茎叶Pb、Hg、As含量表现不稳定,糙米Cd、Pb含量除T4Cd外,其余均显著低于CK。冬种模式均增加了稻米出糙率、整精米率、胶稠度和直链淀粉含量,降低了垩白米率和垩白大小。冬种模式增加了晚稻产量,其中T4比CK显著增产17.52%。上述结果说明,冬种模式有促进消减土壤部分重金属污染趋势,但其作用有限,并能一定程度降低糙米Cd、Pb含量,改善稻米品质和提高水稻产量。
摘要:为探讨大气CO2浓度升高对冬小麦花前贮存碳氮转运的影响及氮素营养的调节作用,以小偃22和小偃6号为材料,于2007-2009连续2个生长季,利用开顶式气室进行盆栽试验,对背景CO2浓度(375μLL-1)和高CO2浓度(2007-2008年度680μLL-1,2008-2009年度750μLL-1)条件下不同施氮处理的干物质和氮素在籽粒、花前地上部中的累积以及花后营养器官的转运进行了评价。2007—2008年度设4个施氮水平,分别是0、0.1、0.2和0.3gkg-1土;2008—2009年度设3个施氮水平,分别是0、0.15和0.30gkg-1土。结果表明,施氮和CO2浓度升高促进了干物质和氮素在籽粒和花前营养器官的积累,增加了花前营养器官和地上部贮存干物质和氮素向籽粒的转运量,适量施氮提高了CO2浓度升高对花前营养器官干物质和氮素累积以及花后向籽粒转运的正向效应。与背景CO2浓度相比,高CO2浓度提高了花前营养器官和地上部干物质对籽粒产量的贡献率和转运率,但CO2浓度升高对花前氮素的贡献率和转运率的影响因年份和品种而异。CO2浓度升高后,2007-2008年度各营养器官和地上部,以及2008-2009年度茎鞘和穗的氮素贡献率和转运率均增加,但2008-2009年度2个品种叶片和地上部氮素贡献率在施氮时均显著降低,小偃22叶片和地上部氮素转运率在各施氮水平下以及小偃6号地上部氮素转运率在0.13gkg-1土施氮水平下均明显增加。适量施氮也在大多数情况下增强了CO2浓度升高对营养器官干物质和氮素的贡献率和转运率的正向效应。说明CO2浓度升高后小麦产量和氮素积累增加与其促进花前干物质和氮素积累及花后向籽粒的转运密切相关。