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作物学报 2011年第12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

玉米抗粗缩病自交系种质的发掘和遗传多样性及其在育种中的应用2123-2129

摘要：玉米粗缩病是近十年来危害我国部分玉米产区的主要病害之一,挖掘抗粗缩病玉米种质,进而培育抗病品种是防治粗缩病危害最经济有效的途径。选用184份常用玉米自交系（包括111份普通玉米和73份糯玉米）于2009—2010年在玉米粗缩病重发区江苏沿江地区农业科学研究所试验田进行田间自然鉴定;同时利用117对SSR引物对供试的玉米自交系进行多态性检测,按UPGMA方法,利用Powermarker 3.0软件对184份自交系进行系统聚类分析。筛选出2份高抗（T877和YJ7）、6份抗病普通自交系和2份糯玉米抗性种质。基于644个SSR多态性位点,结合系谱资料和育种实践,将184份自交系划为9个杂种优势亚群。自交系4S及其衍生系（第VI亚群）和来源于美国杂交种78599的玉米自交系（第VIII亚群）为玉米抗粗缩病育种的重要种质。

利用分子标记定位普通菜豆抗炭疽病基因2130-2135

摘要：为了定位中国普通菜豆的抗炭疽病基因,选取抗炭疽病地方品种红芸豆（国家库编号F2322）与高感菜豆品种京豆（国家库编号F0777）配制杂交组合,构建F2抗感分离群体和F2：3家系,用菜豆炭疽菌81号生理小种鉴定抗病性并分析遗传性。结果表明,红芸豆对菜豆炭疽菌81号小种的抗性是由一显性单基因控制的,暂将该基因命名为Co-F2322。用分离群体分组分析法（BSA）和SSR、CAPs分子标记技术,将该基因定位在B1连锁群上,利用软件Mapmaker 3.0和Mapchart 3.0计算标记与目的基因间的遗传距离,检测到3个SSR标记BMc32、C871、Pvm98和2个CAPs标记g1224、g683与抗炭疽病基因连锁,遗传距离分别为26.06、3.58、13.56、3.81和12.75cM。

甘蓝自交不亲和信号转导元件ARC1与EXO70A1的相互作用2136-2144

摘要：从甘蓝型油菜与羽衣甘蓝柱头中克隆出ARC1与EXO70A1基因的编码区,序列分析显示推导的甘蓝型油菜ARC1比羽衣甘蓝ARC1少编码2个氨基酸,ARC1蛋白在羽衣甘蓝与甘蓝型油菜中存在45个氨基酸的差异,其序列相似度与一致性分别达到95.9%和93.9%;推导的EXO70A1在2种植物中仅有6个氨基酸的差异,其序列相似度与一致性分别达到99.4%和98.9%;EXO70A1蛋白在种内和物种间都保持着高度的保守性,其保守的程度高于ARC1。应用酵母双杂交系统检测2种蛋白质的相互作用,发现在二倍体酵母细胞中,全长的ARC1与EXO70A1之间存在较强的相互作用,能激活4个报告基因（ADE2、HIS3、AUR1-C和MEL1）的表达;去除C-端（包括臂重复区）316个氨基酸残基后的ARC1N与EXO70A1之间表现出较弱的相互作用,只能激活3个报告基因（ADE2、AUR1-C和MEL1）的表达,表明ARC1的臂重复区可能并不位于ARC1与EXO70A1的互作界面的核心区段,ARC1的N-端结构域对ARC1与EXO70A1互作起关键作用;同时发现不同ARC1-EXO70A1组合的互作强度相当,其可能原因是ARC1和EXO70A1在甘蓝与甘蓝型油菜中存在的这些序列差异并未影响ARC1-EXO70A1互作界面的构象。

小麦品种中梁21抗条锈病基因遗传分析与SSR标记定位2145-2151

摘要：用7个我国当前流行的条锈菌生理小种评价中梁21的苗期条锈抗性,结果表明该品种对我国优势流行小种具有良好的抗性。采用CYR30小种对中梁21与铭贤169杂交的F1、BC1、F2及F3代群体进行遗传分析,并利用SSR分子标记进行遗传作图,发现中梁21对CYR30的抗性由1个显性基因控制,暂命名为Yrzhong21。该基因与位于小麦5AL染色体上的10个SSR位点Xgwm186、Xbarc165、Xwmc795、Xbarc40、Xgwm156、Xgwm617、Xwmc415、Xbarc151、Xwmc338和Xgwm666连锁,其中最近的侧翼位点为Xgwm186和Xbarc165,其遗传距离分别是7.5cM和2.7cM。系谱分析结合分子标记结果表明,该基因可能来自Ciemenp。与已定位于5A染色体上的抗条锈病基因的比较表明,Yrzhong21可能是一个抗条锈病的新基因。用标记Xgwm186和Xbarc165检测中梁系列品种,其中仅17%扩增到与中梁21相同的位点,表明该基因在抗条锈病育种中可能有很大的应用潜力。

大豆逆境诱导基因GmPRP的克隆与表达2152-2157

摘要：通过对大豆吉林32未成熟胚表达谱的分析,利用RT-PCR技术从大豆中克隆了一个新的脯氨酸富集蛋白基因,命名为GmPRP。GmPRP的开放阅读框长396bp,其分子量13.79kD,具有131个氨基酸残基,等电点8.96,其DNA序列无内含子。GmPRP蛋白序列N端含有一段信号肽,中间为脯氨酸富集区,C端为半胱氨酸富集区。该蛋白与四季豆和木豆的PRP同源性最高,具有较近的亲缘关系。GmPRP的683bp启动子序列含有10种与逆境相关的顺式作用元件,分别为ABRE-like、G-box、W-box、GT-1、MYB、MYC、BIHD10s、DPBF、SEBF和WRKY。实时荧光定量PCR分析表明,该基因表达量在大豆的根和叶中最高,在茎和胚中其次,在花中最低,且受干旱、高盐、低温、机械伤害及SA（水杨酸）、ETH（乙烯）、ABA（脱落酸）、MeJA（茉莉酸甲酯）的诱导上调表达。

14个小麦品种（系）抗叶锈性分析2158-2166

摘要：选用16个小麦叶锈菌菌系对14个小麦品种（系）进行抗叶锈性鉴定和苗期抗叶锈基因推导,初步分析这些品种（系）的抗性和携带的抗病基因;进一步利用21个与Lr基因紧密连锁或共分离的分子标记,对这14个品种（系）中可能含的抗叶锈基因进行鉴定。结果表明,s98351-2-2-2-1可能含Lr3a、Lr28和Lr50;9629-03A-4-1-1可能含Lr37;97167-1-2-1-1-2-1、919-20-2c2、9589、免中438、9916-8-6和9916-8-18含Lr26;96104-1-5-1c2可能含Lr28;00-55-3-1-1含Lr1;1R13可能含Lr24、Lr37和Lr38;1R17可能含Lr24和Lr38;1R35含Lr10和Lr34,还可能含Lr3a和Lr50;9524-1-2-2-1含未知抗叶锈基因或本试验使用的已知抗病基因以外的抗叶锈基因。所有品种（系）均不含Lr9、Lr19、Lr20、Lr21、Lr29、Lr35、Lr42和Lr47基因。测试的14个品种（系）中有比较丰富的抗叶锈病基因,可为育种提供丰富的抗源。

一种新的快速鉴定蛋白与靶DNA结合位点的方法2167-2172

摘要：DREB转录因子在植物逆境胁迫响应中起非常重要的作用,对植物的生长发育起重要的调控作用。传统的DNA酶I足迹法应用同位素标记DNA,采用序列胶分离DNaseI酶切片段,操作较复杂,分辨率较低,不适用于高通量的样品检测。为阐明植物体内DREB转录因子的调控机制,本研究利用改进的DNA酶I足迹法（DNase I foot-printing）结合凝胶阻滞法（electrophoretic mobility shiftassay,EMSA）,选用荧光色素代替同位素标记,毛细管电泳技术代替序列胶检测DNaseI酶切片段,判定GmMYB1蛋白与GmDREB3启动子DNA结合的区域。采用限制性内切酶酶切GmDREB3启动子DNA验证以上结果。同时,在判定的GmMYB1结合区域的基础上,选择可能的DNA结合元件与GmMYB1进行EMSA试验,证明GmMYB1可以与相应元件结合。该方法比传统的DNA酶I足迹法快速、简便、准确并可靠,作为一种高通量的鉴定方法可用于大规模鉴定蛋白质的DNA结合位点。

中国不同省份籼稻地方品种的遗传结构分析2173-2178

摘要：利用78对SSR引物,对原产于中国14个省份的280份籼稻地方品种进行遗传多样性分析。在此基础上,采用Powermarker、Structure 2.2和Popgen 32软件分析其遗传结构。基于Nei’s遗传距离的聚类结果显示,供试材料可分为6个类群,相邻省份的品种基本聚在同一类群中,且在每个类群中各省份籼稻地方品种单独形成一个小类群,说明同一省份内品种的遗传基础较相似。而陕西籼稻地方品种聚在2个类群中,台湾籼稻地方品种聚在3个类群中,这2个省的籼稻地方品种遗传背景较复杂。按Structure 2.2软件分析结果,供试材料可分为4大类群,地理位置较近的省份籼稻地方品种基本聚在同一类群中,而陕西和台湾籼稻地方品种较分散聚于不同类群,与基于Nei’s遗传距离的聚类结果类似。按Popgen 32软件分析结果,供试材料各省份也分为4大类群。除个别省份外,相隔较近的多数省份基本聚在同一小类群或大类群中。3种软件的分析结果虽有一些差异,但基本趋于一致,并互为补充。总体而言,同一个省份的籼稻地方品种基本聚在同一小类群;相隔较近省份的籼稻地方品种多数聚类在同一个类群中,聚类结果与品种所处的地理位置相关。陕西和台湾籼稻地方品种的遗传基础较复杂。

人工神经网络在作物基因组选择中的应用2179-2186

摘要：目前,基因组选择育种主要采用线性模型估计遗传育种值指导作物遗传育种的筛选过程,但是生物体内的基因以及遗传位点的关系主要是复杂的非线性调控。本研究将人工神经网络技术应用到作物基因组选择育种中,对现有的作物基因组选择育种模型进行优化,建立了高效的作物基因组选择预测系统,并与其他线性回归预测模型进行比较。通过分析小麦的育种数据发现,基于人工神经网络的遗传育种估计效果优于其他线性回归预测模型,预测育种值与实际育种值间的相关系数平均值达0.6636,相应的岭回归BLUP、贝叶斯线性回归模型和基于系谱信息的贝叶斯回归模型的预测能力分别为0.6422、0.6294和0.6573;最优预测效果达0.8379,远高于其他2种模型的最优结果。同时,基于人工神经网络的基因组选择模型的预测效果稳定,与传统的统计模型相近。因此,利用人工神经网络技术建立基因组选择是可行的。

木豆CGMS杂交种生产中的传粉昆虫2187-2193

摘要：木豆是世界上唯一的木本食用豆类作物,具有较强的抗旱性。木豆杂交制种需昆虫传粉,制种地传粉昆虫的种类及数量是制种产量的决定性因素。本文调查了云南省元谋县CGMS木豆[Cajanus cajan（L.） Millspaugh]杂交种ICPH2671制种田访花昆虫种类、数量、访花频次及杂交种制种产量。结果表明,在云南元谋,木豆访花昆虫共有5目15科25种,其中主要5种传粉媒介为绒切叶蜂（Megachile velutina）、切叶蜂属1种（Megachile sp5）、圆柄木蜂（Xylocopa tenuiscapa）、蜜蜂亚科1种（Apinae sp1）和切叶蜂属1种（Megachile sp2）。木豆盛花期,制种亲本不育系每个分枝昆虫访花频次为每10min 2.8次,而恢复系植株上的访花频次为每10min 5.2次,表明昆虫对恢复系花朵有明显偏好;在前述昆虫访花频次下,不育系单株干籽粒产量达383.7g,恢复系单株产量为357.0g,二者无显著差异,说明这样的昆虫访问频次已能满足杂交制种中将花粉由恢复系传至不育系的需要。

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

“三定”栽培对双季超级稻养分吸收积累及氮肥利用率的影响2194-2207

摘要：为探讨南方双季超级稻对氮、磷、钾养分的吸收积累及利用规律,于2008—2010年在湖南长沙和浏阳以超级早稻陆两优996、陵两优268和超级晚稻丰源优299、天优华占为材料进行大田定位试验,比较了＂三定＂栽培、免耕摆栽和传统栽培条件下双季超级稻不同生育期植株体内氮、磷、钾吸收积累特点及氮肥利用率。与传统栽培相比,＂三定＂栽培双季超级稻生长前期（分蘖中期）氮、磷、钾的吸收量较低,幼穗分化期差异小,而齐穗期（早季平均为10.71、2.23和11.82gm？2,晚季平均为12.25、2.69和16.37gm？2）和成熟期（早季平均为13.61、3.01和13.71gm？2,晚季平均为17.16、3.31和18.31gm？2）较高;氮肥的偏生产力（平均为53.40kgkg？1）、吸收利用率（平均为55.98%）、农学利用率（平均为22.27kgkg？1）较高,分别提高29.00%、88.92%和46.67%。免耕摆栽双季超级稻不同生育时期氮、磷、钾的吸收特点与＂三定＂栽培相似,但其氮肥的偏生产力、吸收利用率和农学利用率（平均为50.24kgkg？1、52.75%和19.33kgkg？1）分别比＂三定＂栽培降低6.29%、6.12%和15.19%。由此可见,双季超级稻生产采用＂三定＂栽培技术有利于提高氮肥利用率。

高产栽培条件下种植方式对超级稻根系形态生理特征的影响2208-2220

摘要：为探明高产栽培条件下不同种植方式对超级稻根系形态生理特征的影响,以超级稻品种淮稻9号和徐稻3号为材料,对旱育中苗壮秧精量手栽、小苗机插、直播3种种植方式水稻的根系形态生理特征进行了比较研究。结果表明：（1）不同种植方式超级稻产量差异极显著,与手栽相比,机插和直播分别减产5.05%和13.68%。（2）群体根数,直播〉机插〉手栽,但随生育进程差异越来越小,总根长拔节期直播〉机插〉手栽,抽穗期和成熟期,机插〉手栽〉直播;单茎根数不同种植方式间差异较小,总根长手栽〉机插〉直播,不同方式间差异大都达到显著水平;每条根长手栽和机插间差异不显著,均显著高于直播,根直径手栽〉机插〉直播,不同方式间差异显著。（3）群体根系干重拔节期机插和直播间差异不显著,均极显著高于手栽,抽穗期不同方式间差异均不显著,成熟期手栽〉机插〉直播,不同方式间差异极显著,抽穗后根系干重衰减率直播〉机插〉手栽,不同方式间差异显著;单茎根系干重拔节期、抽穗期和成熟期均手栽〉机插〉直播,不同方式间差异大都达到极显著水平,抽穗后根系干重衰减率直播与机插间差异不显著,均显著高于手栽;地上部干重手栽、机插、直播依次减小,根冠比则依次增大。（4）与手栽相比,机插和直播根系主要分布在0～10cm的土层内,特别是直播,65%的根系分布在0～5cm的土层内;0～5cm土层根系干重占根系总干重的比例手栽、机插、直播依次增大,5～10cm、10～15cm和15cm以下均依次减小。（5）群体根系吸收面积拔节期差异不显著,抽穗期手栽〉机插〉直播,不同方式间差异极显著,成熟期手栽和机插间差异不显著,均极显著高于直播;单茎根系吸收面积拔节期和成熟期手栽与机插间差异不显著,均极显著高于直播,抽穗期手栽〉机插〉直播,不同方式间差异极显著�

水分管理和氮肥运筹对水稻养分吸收、转运及分配的影响2221-2232

摘要：在高产施氮量180kghm？2条件下,以杂交稻冈优527为材料,通过＂淹水灌溉＂（W1）、＂湿润灌溉（前期）＋浅水灌溉（孕穗期）＋干湿交替灌溉（抽穗至成熟期）＂（W2）和＂旱种＂（W3）3种灌水及不同的氮肥运筹处理,研究水分管理和氮肥运筹对水稻养分吸收、转运、分配及产量的影响,并探讨各养分间及其与产量的相互关系。结果表明,水分管理和氮肥运筹对水稻主要生育期氮、磷、钾的累积、转运、分配及产量的影响均存在显著的互作效应,水氮互作条件下各生育期氮、磷、钾间的吸收存在显著的协同效应;抽穗期氮、磷、钾的累积与各养分在结实期转运总量间,以及结实期各养分转运间均呈极显著正相关,且氮、钾在抽穗前期的累积对促进结实期各养分向籽粒的转运和提高产量影响显著,但氮肥后移比例过重（N4处理）及W3处理均会导致结实期叶片和茎鞘各养分转运总量的显著降低,氮、磷、钾降幅分别达2.73%～18.00%、8.03%～19.70%、6.52%～17.02%。据产量及其与养分吸收、转运间关系的表现,W1模式下氮肥后移量以占总施氮量的40%～60%为宜,W2模式与氮肥运筹方式为基肥：蘖肥：孕穗肥（倒四、二叶龄期分2次等量施入）=3：3：4组合是本试验最佳的水氮耦合运筹模式,W3模式下,应减少氮肥的后移量,氮肥后移量占总施氮量的20%～40%为宜。

不同地力水平下控释尿素对玉米物质生产及光合特性的影响2233-2240

摘要：氮肥是玉米生产中最重要的增产要素之一。为探明不同地力水平下控释尿素对玉米物质生产及光合特性的影响,采用盆栽试验研究了释放期不同的2种控释尿素（CRU30,释放期为30d;CRU60,释放期为60d）的作用效果,以普通尿素为对照（U）。结果表明,控释尿素处理显著增加玉米干物质积累量,但释放期不同的控释尿素在不同地力水平下增产效果不同,低地力水平下增产效果为CRU30〉CRU60〉U（P〈0.05）,CRU30处理比施用普通尿素增产18.9%;高地力水平下增产效果为CRU60〉CRU30〉U（P〈0.05）,CRU60处理比U增产18.2%。与对照相比,控释尿素使干物质向开花后分配比例增加,氮肥偏生产力（PFPN）显著提高,低地力时CRU30最高,而高地力时CRU60最高。控释尿素处理的单株干物质积累量、穗粒数及千粒重显著增加,主要因为生育中后期叶面积、光合速率、叶绿素及叶片氮含量维持较高水平。所以,在等氮量做基肥一次性施入时,低地力水平下施用释放期较短的控释尿素为宜,而高地力水平下应施用释放期较长的控释尿素。

施氮时期对小麦籽粒HMW-GS积累及GMP粒度分布的影响2241-2250

摘要：在225kghm？2施氮水平下,设置起身肥（SE,GS30）、拔节肥（JT,GS32）和孕穗肥（BT,GS41）3个追施氮肥处理（底追比1：1）,研究了追肥时期对强筋小麦济南17和弱筋小麦鲁麦21籽粒HMW-GS积累和GMP粒度分布的影响。结果表明,两品种籽粒HMW-GS于花后14d均已形成,济南17籽粒HMW-GS和GMP含量均高于鲁麦21,说明强筋小麦具有较强的谷蛋白积累能力。济南17成熟期籽粒HMW-GS和GMP含量以SE处理最高,施氮时期后移其含量呈下降趋势。JT处理显著提高鲁麦21灌浆中后期HMW-GS的积累速度,延长HMW-GS的快速积累期。济南17SE处理和鲁麦21JT处理的籽粒x型亚基（1、4或5、7）在灌浆中后期的积累速率显著提高。追肥时期对y型亚基的积累速率无显著影响。追氮时期后移均提高两品种籽粒GMP小颗粒的（粒径〈12μm）体积和表面积百分比,降低大颗粒（粒径〉100μm）体积和表面积百分比。济南17粒径〉12μm的GMP颗粒数目百分比因追氮时期后移而增加,鲁麦21粒径〉12μm的GMP颗粒数目百分比则降低。含4＋12亚基的强筋小麦济南17比含5＋10亚基的弱筋小麦鲁麦21偏向于更高的大颗粒体积比例,说明亚基间的聚合和GMP颗粒的分布不仅与亚基类型有关,而且与单位面粉中亚基的含量密切相关。

水稻单胚多芽突变体多芽发生的胚胎学基础2251-2260

摘要：植物胚胎发育过程中茎端分生组织的正常形成与发育是产生叶片、侧芽和茎的重要前提。水稻突变体4001的籽粒萌发时产生多个芽,为重要的茎端分生组织分化异常突变体。利用整体染色透明激光扫描共聚焦显微术（WE-CLSM）、塑料半薄切片术和扫描电子显微镜观察表明,突变体4001的胚囊结构和双受精过程正常,但胚胎发育和分化迟于野生型水稻,胚胎分化产生多个茎端分生组织,且位置异常。多个茎端分生组织的分化是4001多芽的胚胎学基础,与其相关的基因在调控水稻茎端分生组织分化的时间、未分化细胞数目以及背腹轴性建立等方面起着重要的作用。

氮肥运筹对稻茬免耕油菜农艺性状及产量的影响2261-2268

摘要：为探讨与稻茬免耕油菜栽培模式相配套的氮肥运筹技术,实现轻简高效栽培,于2006—2010年以华杂9号油菜品种为材料,在稻茬免耕栽培模式下分别设计小区试验,研究不同的氮肥追肥处理、氮肥基肥与追肥比例及不同氮肥用量对免耕直播和移栽油菜农艺性状及小区产量的影响。结果表明：（1）在不同底肥条件下,如采用一次追肥模式,免耕油菜均以薹肥的施用效果最好;（2）采用二次追肥模式,当底肥偏低时,免耕油菜以薹肥及花肥的配合施用效果较好,当底肥较高时,则以腊肥及薹肥的配合施用效果较好;（3）在不同供氮条件下,免耕移栽及直播油菜基肥与追肥比例均以5：5效果较好;（4）采用上述氮肥运筹模式,可显著降低免耕移栽及直播油菜的氮肥用量、提高油菜产量。

镉胁迫对花生生理特性、产量和品质的影响2269-2276

摘要：选用高油花生品种豫花15和高蛋白品种XB023,研究了土壤不同浓度镉胁迫对花生生理特性和产量品质的影响。结果表明,轻、中度镉胁迫（1.0mgkg？1和2.5mgkg？1）促进花生营养生长,重、高度镉胁迫（7.5mgkg？1和15.0mgkg？1）抑制营养生长;轻、中度镉胁迫增加XB023的叶绿素含量,重、高度镉胁迫降低两品种叶片叶绿素含量和净光合速率。镉胁迫降低了两品种荚果和籽仁产量,豫花15在中度镉胁迫（2.5mgkg？1）下产量即开始明显降低,而XB023在重度镉胁迫（7.5mgkg？1）时产量才开始显著下降。镉胁迫对花生不同品质类型品种的影响不同,镉胁迫增加了豫花15的籽仁可溶性总糖含量,降低了脂肪、蛋白质含量及油酸/亚油酸（O/L）比值;降低了XB023籽仁中可溶性糖含量、脂肪含量及O/L比值,轻、中度镉胁迫可增加籽仁蛋白质含量及赖氨酸和苏氨酸等氨基酸组分。镉胁迫导致花生体内镉含量增加,豫花15植株内镉含量高于XB023,但籽仁中镉含量小于XB023。