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作物学报 2012年第02期杂志 文档列表

作物学报杂志综述

植物组织培养再生相关基因鉴定、克隆和应用研究进展191-201

摘要：离体植物组织体细胞胚胎发生是一个复杂的无性繁殖过程,依次经历外源植物激素信号应答、已分化细胞的脱分化、静止细胞的再分裂以及特定组织、器官原基或分生组织的形成等,是多个基因在外界因素刺激下协调、有序表达和互作的结果,不但受培养基中植物激素和营养成分的影响,也与外植体的生理状态关系密切。本文综述了外源激素和内源激素在植物组织培养中的作用,以及外源激素对内源激素的调节功能;重点介绍了5类与植物体细胞胚胎发生有关的候选基因,包括体细胞胚胎发生相关类受体蛋白激酶、阿拉伯葡聚糖酶、亚硝酸还原酶、生长素结合蛋白和抗氧化酶。再生相关基因的利用不但有助于提高植物组织培养植株再生率和遗传转化率,而且有助于获得安全型转基因植物,在基因工程育种中具有潜在应用前景。不同植物和同种植物不同外植体组织培养中调控体细胞胚胎发生的主效基因可能不同,关键再生相关基因的克隆和功能鉴定是今后需要加强的方向。

作物学报杂志作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

大豆花叶病毒（SMV）株系SC4和SC8的抗性遗传分析202-209

摘要：选用我国黄淮和长江流域大豆产区发生频繁的SMV株系SC4和SC8,利用大豆抗病材料和感病材料配制抗感和抗抗杂交组合,研究抗病材料对SC4和SC8株系的遗传方式以及不同大豆材料对SMV抗性基因位点间的等位性关系。结果表明,接种SC4株系后,由冀LD42、徐豆1号、跃进4号、科丰1号、PI96983、晋大74、汾豆56、大白麻和齐黄22为抗源配制的9个抗感组合的F1均表现抗病,经卡方测验,F2抗感分离比例3：1,F2：3家系分离比例为1（抗）：2（分离）：1（感）,表明这些抗源均有1对基因控制对SC4株系的抗性,且抗病表现为显性;5个抗抗组合的F1均表现抗病,F2群体分离比例15（抗）：1（感）,表明大白麻与汾豆56、科丰1号和齐黄1号携带抗SC4的基因是不等位的,冀LD42与汾豆56,晋大74与中作229是不等位的。接种SC8株系后,用齐黄1号、中作229、NY58、科丰1号、PI96983、晋大74、汾豆56、大白麻和齐黄22为抗源配制的抗感组合杂交后代分离符合1对基因的分离比例且F1均表现抗病,说明这些品种对SC8株系的抗性也均由1对显性基因控制。抗抗组合晋大74×汾豆56接种SC8株系后的F2群体全部表现抗病,F2：3家系没有抗感分离,表明抗病品种晋大74与汾豆56携带的抗病基因是等位的;齐黄1号×科丰1号、大白麻×汾豆56的F2群体分离比例15（抗）：1（感）,表明抗病亲本齐黄1号与科丰1号、大白麻与汾豆56携带抗SC8的基因是不等位的,而且独立遗传。

东乡野生稻抗褐飞虱QTL分析210-214

摘要：野生稻是水稻抗褐飞虱基因的重要种质资源。应用东乡野生稻与栽培稻协青早B构建的2套材料,开展水稻抗褐飞虱基因鉴定研究。先以协青早B//协青早B/东乡野生稻BC1F5群体为材料,应用褐飞虱田间种群进行抗虫鉴定,检测到2个抗褐飞虱QTL,其中,qBph2位于水稻第2染色体RM29-RG157区间,东乡野生稻等位基因可降低死苗率22.2%;qBph7位于第7染色体RM11-RM234区间,东乡野生稻等位基因可降低死苗率43.7%。进一步以协青早B为轮回亲本,构建了BC3F3群体,应用褐飞虱生物型I、II和III进行抗虫鉴定,QTL分析表明qBph2抗褐飞虱生物型I和II,qBph7抗褐飞虱生物型I和III。这2个QTL对培育抗褐飞虱水稻品种具有重要应用价值。

轮回选择对豫综5号玉米群体产量性状配合力的改良效果215-222

摘要：玉米群体遗传基础广泛、遗传变异丰富,是培育优良玉米自交系的源泉。玉米群体的改良研究对玉米种质资源创新、优良自交系选育具有重要的指导意义。本研究采用NCII遗传交配设计,以豫综5号5个轮次改良群体为父本,以黄早四、丹340、中综5号、齐319、掖478、Mo17为测验种配制成30个测交组合,通过一年两点的产量性状及其配合力评价试验,研究轮回选择对豫综5号群体的改良效果。结果表明,轮回选择对群体单株产量的改良是有效的,群体与各测验种间的杂交后代产量平均每轮提高3.57%。半姊妹轮回选择和相互半姊妹轮回选择在改良群体产量一般配合力方面,均得到显著提高,呈逐轮上升的趋势;采用半姊妹轮回选择对豫综5号群体3轮的选择后,C3群体与C0相比,一般配合力效应值从-11.63增长到5.57,差异极显著;经1轮相互半姊妹轮回选择后,群体的一般配合力效应值从C3的5.57增加到C4的9.75。豫综5号改良群体与黄早四的特殊配合力得到一定的提高,逐轮朝着Reid×唐四平头杂优模式水平提高的方向稳定发展。

作物杂种优势利用国际学术大会222-222

摘要：为了更好地总结作物杂种优势研究与利用的成果与经验,由中国工程院、国家外国专家局和陕西省人民政府主办,西北农林科技大学承办的＂作物杂种优势利用国际学术大会＂将于2012年8月20～22日在陕西西安召开。

绿豆基因组SSR引物在豇豆属作物中的通用性223-230

摘要：分子标记的种间通用性可降低其开发成本,提高利用效率,也有助于促进遗传研究较薄弱物种的分子遗传学研究。本文选取绿豆、小豆、豇豆及饭豆材料各3份,分析1205对新开发的绿豆基因组SSR引物在这些材料中的扩增效果,结果显示绿豆基因组SSR引物在豇豆、小豆和饭豆中的通用性比率分别为50.0%、73.3%和81.6%;多态性比率分别为4.1%、1.7%和1.5%;在4个种间均通用的引物469对。这些通用性SSR引物将有助于这4种食用豆类在多样性评价、连锁图谱的构建、基因定位及比较基因组学等方面的研究。

利用表达分析和基因沉默方法研究硫代硫酸硫转移酶基因TaTST与小麦抗白粉病反应的关系231-239

摘要：硫代硫酸硫转移酶参与植物体内的硫代谢、氰化物的清除以及活性氧的生成与清除,与植物抗病反应密切相关。小麦抗、感白粉病近等基因系材料在接种白粉菌后均诱导表达硫代硫酸硫转移酶基因TaTST,并在接种后0～48h内呈现2次诱导峰值,分别与白粉菌初次接触识别和附着胞侵入、吸器形成时间相对应,也与2次氧突发时间对应。TaTST在感病材料上的诱导表达水平明显高于在抗病材料上,由此导致的活性氧过度清除可能是导致感病反应的原因之一。TaTST也参与抗病反应过程。利用病毒诱导的基因沉默技术（virus-induced gene silencing,VIGS）创造了TaTST基因沉默的抗病植株。尽管充分发病时间后沉默植株叶片上并未观察到肉眼可见的病斑,但侵染早期白粉菌成功侵入频率的增加和次级菌丝的有限伸长说明TaTST沉默植株抗病水平下降。TaTST沉默导致乳突致密度下降和H2O2在细胞内的扩散时间延迟。因此,TaTST可能通过调节活性氧的积累和扩散、乳突的形成等小麦-白粉菌互作早期的寄主细胞反应而参与小麦对白粉菌的抗侵入过程。

一个新的水稻短根毛突变体的遗传分析和基因定位240-244

摘要：根毛是植物吸收水分和养分的重要器官。本研究从T-DNA突变体库中获得一个以中花11为遗传背景的水稻短根毛突变体,命名为ossrh3（Oryza sativa short root hair3）。该突变体的根毛伸长严重受阻,并且伴随株高、主根长、侧根长和侧根数目等性状的改变。遗传分析表明该突变性状受1对隐性单基因控制,利用ossrh3纯合体和籼稻品种Kasalath杂交构建F2定位群体,利用已公布的水稻SSR（simple sequence repeat）和自行设计的STS（sequence-tagged site）标记,最终将OsSRH3定位在水稻第1染色体上的标记S38978和S39016之间,物理距离约为37.7kb,包含8个候选基因,为进一步克隆OsSRH3基因和研究禾本科作物根毛发育的分子调控机理提供了依据。

花生溶血磷脂酸酰基转移酶基因的克隆与表达分析245-255

摘要：溶血磷脂酰基转移酶（LPAT）是植物油脂合成途径的一个关键酶,在植物油脂品质改良和提高种子含油量方面具有重要的应用价值。本研究通过构建花生种子全长cDNA文库,结合大规模EST测序和功能注释,从花生中克隆了溶血磷脂酸酰基转移酶基因,命名为AhLPAT。该基因cDNA全长1629bp,对应的基因组序列5531bp,由11个外显子和10个内含子组成,内含子剪接方式符合GT-AG剪接规则。根据编码区预测AhLPAT编码一条387个氨基酸组成的多肽,预测分子量为43.2kD,等电点为9.42。AhLPAT蛋白含有一个典型的酰基转移酶保守功能结构域以及溶血磷脂酰基转移酶相似的保守区域。该蛋白的氨基酸序列与已报道的其他物种LPAT蛋白序列有较高的一致性。AhLPAT与旱金莲、油菜、海甘蓝、蓖麻和拟南芥的LPAT蛋白氨基酸相似性依次为90%、89%、89%、88%和87%。系统进化分析表明,AhLPAT与拟南芥AtLPAT2亲缘关系较近,且同属于内质网型LPAT蛋白。RT-PCR分析表明,AhLPAT基因在花生根、茎、叶、花、果针和种子中均有表达,在花生开花后50～60d,果针和种子中的表达量最高,且AhLPAT的表达量与花生种子含油量积累速率变化一致,二者显著相关（r=0.63,P〈0.05）。推测AhLPAT基因在花生种子油脂合成中起重要作用。

大豆叶片性状QTL的定位及Meta分析256-263

摘要：利用Charleston×东农594重组自交系构建SSR遗传图谱,采用WinQTLCartographer Ver.2.5软件的CIM和MIM分析方法对2006—2010年（F2：14～F2：18）连续5年的大豆叶长、叶宽以及叶柄长数据进行QTL定位。检测到8个与叶长有关的QTL,位于染色体Gm01、02、05、11和18上;9个与叶宽有关的QTL,位于染色体Gm01、03、05、06、11、12和16上;8个与有关叶柄长的QTL,位于染色体Gm01、03、05、06、11、17和18上。2年以上均检测到的叶长QTL为qLL5a、qLL5b、qLL1a和qLL18;叶宽QTL为qLW5a、qLW11a、qLW11b和qLW12;叶柄长QTL为qLSL11b。另外,利用BioMercator2.1的映射功能将国内外常用的大豆图谱上的叶长、叶宽QTL通过公共标记映射整合到大豆公共遗传连锁图谱Soymap2上,将搜集到的35个叶长QTL、37个叶宽QTL和本研究得到的QTL整合分析,最终得到5个大豆叶长的＂通用＂QTL,位于Gm09、18和19,其置信区间最小可达5.66cM;4个大豆叶宽的＂通用＂QTL,位于Gm07、Gm18和Gm19上,其置信区间最小可达5.67cM,为今后对大豆叶片性状QTL精细定位提供了信息。

不同生态环境下稻米淀粉RVA谱特征值的QTL定位分析264-274

摘要：利用2个直链淀粉含量相似的水稻品种9311和日本晴为亲本,采取单粒传法创建由190个家系组成的重组自交系群体,并构建了包含202个SSR、CAPs和STS标记的遗传连锁图谱。采用复合区间作图法,在3个不同生态环境下（海南陵水、安徽合肥和怀远）对RVA谱特征值（峰值黏度、热浆黏度、崩解值、冷胶黏度、消减值、峰值时间、起浆温度和回复值）的8个特征性状进行了QTL分析。共定位到57个QTL,单个性状QTL数目在1～14个之间,说明RVA谱特征值是多基因控制的数量性状。13个QTL在3个不同环境中被2次或3次检测到,其中qCPV-3、qCPV-10b、qSBV-10b、qCSV-3b、qCSV-10b（贡献率分别为26.9%、29.5%、29.7%、25.2%、28.3%）被3次检测到,稳定性较高。16个QTL具有一因多效性,单个QTL位点控制的性状一般在2～6个之间,第10染色体RM25032～RM1375区段控制峰值黏度、热浆黏度、冷胶黏度、消减值、峰值时间和回复值等6个性状。

玉米籽粒中花色苷和黑色素含量的QTL分析275-284

摘要：花色苷和黑色素是黑玉米籽粒中重要而有益的化学成分,深入开展其QTL定位研究,对于色素相关基因的克隆与转化和分子标记辅助育种,具有重要的理论意义和应用价值。本文利用1个黑玉米自交系SDM为共同父本,分别与白玉米自交系木6和黄玉米自交系Mo17杂交,构建2个相关F2：3群体（分别缩写为WD和YD）,对玉米籽粒中花色苷含量和黑色素含量进行QTL分析。结果表明,黑玉米SDM籽粒中的花色苷和黑色素含量均极显著高于木6和Mo17,2种色素含量间呈极显著正相关。2个群体中共检测到17个色素相关的QTL,其中与花色苷含量相关的QTL在2个群体中各4个,分布在第4、第6、第7和第10染色体上,与黑色素含量相关的QTL在WD和YD群体中分别为4个和5个,分布在第1、第2、第6、第7和第10染色体上。2个群体检测到QTL的数量、分布和对表型的贡献率均高度一致,而且解释花色苷含量和黑色素含量变异大的QTL在2个群体中均有成簇分布的现象,主要表现在bin6.04处的标记区间umc1796-mmc2006内和bin10.04处的标记区间umc2043-bnlg1028内,分别解释表型变异的12.7%～21.3%和8.6%～21.3%。它们可能是一因多效的同一QTL或者是在该区段内紧密连锁的不同QTL。上位性分析表明,2个群体中检测到的上位性QTL的数量、位置和对表型的贡献率差别均较大,WD群体的上位性效应明显大于YD群体,说明上位性效应对遗传背景更加敏感,需要进一步深入研究贡献率大的上位性QTL及其利用。

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

干旱胁迫下PEPC过表达增强水稻的耐强光能力285-292

摘要：以过表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）的水稻为材料,研究了不同程度干旱胁迫下开花期剑叶光合作用的光响应过程、叶绿素荧光参数、色素含量和活性氧代谢。结果表明,在干旱特别是重度干旱胁迫下,野生型水稻在强光下净光合速率迅速下降,而转Zmppc基因水稻没有明显的下降现象;而且表示光化学活性的叶绿素荧光参数Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP下降程度低,说明PEPC增强了干旱胁迫下水稻抵御强光胁迫的能力。这可能是因为干旱胁迫下转Zmppc基因水稻玉米黄质含量高,光系统对过剩光能的耗散能力强,能够保护光系统免受过剩光能的伤害,从而减小O2.产生速率;同时干旱胁迫下转PEPC基因水稻抗氧化酶SOD、POD和CAT活性高,能有效清除活性氧,减轻膜质过氧化。

生育类型与施氮水平对粳稻淀粉RVA谱特性的影响293-300

摘要：以长江中下游地区3种生育类型中有代表性的46个常规粳稻品种为试材,采用大田条件下的裂区试验,研究了4种施氮水平下稻米RVA谱特征值的差异及其与蒸煮食味品质的关系。结果表明：（1）随着氮肥水平升高,峰值黏度、崩解值逐渐下降,消减值、糊化温度逐渐升高,而热浆黏度、最终黏度和回复值变化无明显规律。（2）随着生育期的延长,峰值黏度、崩解值逐渐下降,回复值、消减值和糊化温度逐渐升高,热浆黏度和最终黏度均先升后降。（3）随着生育期的延长,氮肥水平对稻米RVA谱特性的影响分别由优化调控至调控钝感到调控失效。（4）相关分析表明,胶稠度和食味值与峰值黏度、热浆黏度相关性均不显著,而与最终黏度、崩解值、回复值、消减值、糊化温度相关性达显著或极显著水平,利用食味值与崩解值、最终黏度、糊化温度所建立的回归方程能较好地预测稻米食味值,使RVA对稻米食味的评价定量化。以长江中下游地区3种生育类型中有代表性的46个常规粳稻品种为试材,采用大田条件下的裂区试验,研究了4种施氮水平下稻米RVA谱特征值的差异及其与蒸煮食味品质的关系。结果表明：（1）随着氮肥水平升高,峰值黏度、崩解值逐渐下降,消减值、糊化温度逐渐升高,而热浆黏度、最终黏度和回复值变化无明显规律。（2）随着生育期的延长,峰值黏度、崩解值逐渐下降,回复值、消减值和糊化温度逐渐升高,热浆黏度和最终黏度均先升后降。（3）随着生育期的延长,氮肥水平对稻米RVA谱特性的影响分别由优化调控至调控钝感到调控失效。（4）相关分析表明,胶稠度和食味值与峰值黏度、热浆黏度相关性均不显著,而与最终黏度、崩解值、回复值、消减值、糊化温度相关性达显著或极显著水平,利用食味值与崩解值、最终黏度、糊化温度所建立的回归

不同氮肥模式对夏玉米冠层结构及部分生理和农艺性状的影响301-306

摘要：以郑单958为试验材料,设基肥低氮、基肥高氮、第1次氮肥在拔节期施入和不施氮4个处理,研究了施氮模式对冠层结构及部分生理和农艺性状的影响。结果显示,施氮处理各指标均优于不施氮处理。适当减少基肥氮量,具有以下优势：（1）在保证苗期氮肥供给的同时,每公顷节肥90kg;（2）改善了冠层结构,增加了群体底层的透光率,使穗上叶和整株的茎叶夹角更紧凑,与基肥高氮处理相比分别减少4.33°和4.67°,同时降低了株高和穗位高,缩短了基部节间长度,有效防止茎秆倒伏;（3）与前期高氮处理相比,基肥低氮在灌浆初期叶片的叶绿素相对值和全氮含量均处于较高水平;（4）基肥低氮处理提高了单位面积的株数,并减少了秃尖长度,同时千粒重和穗粒数有所增加,最终获得较高产量。第1次氮肥在拔节期施入,前期控氮时间过长,营养元素失衡,苗期发育不良,不利于产量形成。

播插方式对超级粳稻宁粳3号产量及群体均衡性的影响307-314

摘要：2009—2010年以超级稻宁粳3号为材料,设置小苗机插（MT）、手工撒播（BS）、条播（DS）、穴播（HS）、精量手栽（PT）、循环手栽（CT）和等距手栽（ET）7种种植方式,研究不同种植方式对水稻群体均衡性的影响,并分析水稻群体均衡性与产量的关系。结果表明,产量高低依次为精量手栽、机插、等距手栽、撒播、循环手栽、穴播、条播。宁粳3号穗粒数、一二次枝梗数和穗层分布整齐度与产量呈显著或极显著的正相关关系,表明群体均衡性差异是造成不同栽培方式产量差异的原因之一,群体均衡性越高产量越高。营养生长期的差异是造成宁粳3号机插、手栽和直播3种栽培方式间群体均衡性差异的主要原因。精量手栽方式分蘖营养生长时间长,穗层分布均匀、群体均衡。直播方式可利用分蘖叶位少,且各叶位发生的分蘖营养生长时间短,穗型小,群体均衡性较差。机插方式群体均衡性介于精量手栽与直播方式之间。2009—2010年以超级稻宁粳3号为材料,设置小苗机插（MT）、手工撒播（BS）、条播（DS）、穴播（HS）、精量手栽（PT）、循环手栽（CT）和等距手栽（ET）7种种植方式,研究不同种植方式对水稻群体均衡性的影响,并分析水稻群体均衡性与产量的关系。结果表明,产量高低依次为精量手栽、机插、等距手栽、撒播、循环手栽、穴播、条播。宁粳3号穗粒数、一二次枝梗数和穗层分布整齐度与产量呈显著或极显著的正相关关系,表明群体均衡性差异是造成不同栽培方式产量差异的原因之一,群体均衡性越高产量越高。营养生长期的差异是造成宁粳3号机插、手栽和直播3种栽培方式间群体均衡性差异的主要原因。精量手栽方式分蘖营养生长时间长,穗层分布均匀、群体均衡。直播方式可利用分蘖叶位少,且各叶位发生的分蘖营养生长时间短,穗型小,群体均

不同年代玉米品种苗期耐旱性的比较分析315-321

摘要：我国北方地区时常发生春旱,严重影响玉米生产。因此苗期耐旱性是玉米育种中需要考虑的一个重要性状。本试验选用20世纪50年代以来玉米品种35个,包括50年代农家种4个,60年代双交种4个,70年代以后的单交种27个,在旱棚内鉴定苗期耐旱性,调查幼苗的生物量（鲜重和干重）,计算各品种的耐旱系数,分析苗期耐旱系数随年代及年份变化的趋势,并根据耐旱指数对70年代以来的27个单交种进行聚类。结果表明,干旱处理对供试品种生物量的影响显著。我国玉米品种的苗期耐旱性50至60年代快速提高,60年代及70年代以后呈下降趋势,70年代以来的27个单交种可分为3类,耐旱性强杂交种有鲁单50、群单105、农大108、掖单13、掖单4号、郑单2号,耐旱性弱的杂交种有农大3138、农大60、沈单16,其余为中间类型。下一步育种工作的重点之一是在自交系选育中加大干旱压力,为进而培育耐旱的杂交种奠定基础。

多分蘖玉米分蘖发生规律及密度和播期的影响322-332

摘要：以不同类型玉米品种为试验材料,设置不同种植密度和播期,旨在研究多分蘖玉米的分蘖发生规律及其调控。结果表明,玉米各级分蘖与主茎叶片有同伸关系,一级分蘖数（n）与主茎叶龄（N）呈n=N-3对应关系,二级分蘖与一级分蘖也符合上述对应关系。不同类型玉米品种分蘖能力差异显著,墨西哥玉米（MXG）分蘖能力最强,最大分蘖数可达25～40个,科多4号（KD4）达2～4个,五岳97-1（WY97-1）为1～2个,郑单958（ZD958）一般无分蘖。玉米分蘖能力受播期、密度影响,高光热、低密度有利于分蘖发生,随播期推迟,从出苗到出现分蘖的时间缩短,分蘖出叶速度加快,最大分蘖数增加;在45000株hm-2种植密度下,4月25日和6月25日播种的KD4最大分蘖数分别为3.50和4.00个,最终分蘖数分别为2.33和2.00个,分蘖消亡率（消亡分蘖数/最大分蘖数）分别为33.4%和50.0%,在30000株hm-2和60000株hm-2种植密度下具有同样变化趋势。随密度增加,分蘖出现时间推迟,出苗后相同天数对应分蘖叶龄减小,相同主茎叶龄对应分蘖数减少,最大分蘖数和最终分蘖数降低,分蘖消亡率增加;4月25日播种,密度为30000、45000和60000株hm-2下,KD4的最大分蘖数分别为3.80、3.50和3.22个,最终分蘖数分别为3.00、2.33和1.67个,分蘖消亡率分别为21.05%、33.43%和48.14%,6月25日播种处理具有相同变化趋势。