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作物学报 2012年第10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!

高分子量谷蛋白5＋10亚基和1B/1R易位分子标记辅助选择在小麦品质育种中的应用1743-1751

摘要：谷蛋白亚基组成对小麦加工品质具有重要作用。以豫麦34、藁城8901和中优9507为优质亲本,以轮选987、石4185和周麦16为农艺回交亲本, 采用5＋10亚基和1B/1R易位分子标记结合田间农艺性状选择, 育成4个BC2F4群体共 125个高代品系。2008—2009 年度, 将这些高代品系分别种植于北京和河南安阳, 分析了 5＋10 亚基和 1B/1R易位对蛋白质含量、和面时间和峰值曲线面积等品质参数的影响。4个群体中蛋白质含量与和面时间、峰值曲线面积等参数变幅较大, 后代品系间品质差异明显, 5＋10亚基可显著增加和面时间和峰值曲线面积,1B/1R易位对和面时间和峰值曲线面积的作用则受遗传背景的影响。和面时间和峰值曲线面积等主要品质参数还受亚基表达量的影响, 和面时间和峰值曲线面积与低分子量谷蛋白亚基含量呈显著正相关（r=0.38～0.74, P〈0.05）, 导入5＋10亚基可显著增加高分子量和低分子量谷蛋白亚基含量; Glu-B3位点等位基因的变化对高分子量谷蛋白亚基含量的影响不显著, 对低分子量谷蛋白亚基含量的影响则因组合而异。通过有限回交, 育种早代在室内采用5＋10优质亚基和1B/1R易位分子标记辅助选择, 结合田间农艺性状选择, 可以加速培育优质新品种。

花生ahFAD2A等位基因表达变异与种子油酸积累关系1752-1759

摘要：花生ahFAD2A是控制种子油酸、亚油酸含量和油亚比的关键基因。利用ahFAD2A基因特异引物检测远杂9102、豫花9416等52个花生品种的ahFAD2A基因等位变异,并比较其中13个品种的ahFAD2A基因序列。结果表明,花生ahFAD2A基因存在G-A两种单核苷酸等位变异（野生型ahFAD2A-wt和突变体ahFAD2A-m）。DNA序列比对结果证实,豫花9416等10个品种（突变体）与远杂9102、延津花籽和开农白2号（野生型）相比,在ahFAD2A基因的448bp处存在核苷酸G-A突变。应用real-timePCR检测ahFAD2A等位基因在种子不同发育时期的表达动态显示,突变体豫花9416等位基因（ahFAD2A-m）在种子发育中期表达量稍高,种子发育后期表达量下降速度较野生型远杂9102（ahFAD2A-wt）更快。进一步测定豫花9416和远杂9102在种子不同发育时期的油酸、亚油酸积累和油亚比动态,发现2个品种间存在明显差异,豫花9416在籽粒发育前期油酸相对含量已超过亚油酸,油亚比大于1并逐渐增加,而远杂9102到籽粒发育中后期油酸相对含量才高于亚油酸,油亚比逐渐接近于1左右。

国家大豆区域试验品种（系）SSR位点纯合度分析1760-1765

摘要：利用30对SSR引物,检测2005—2009年参加国家区域试验的1068份大豆品种（系）的位点纯合度。每年区试品种（系）的平均纯合度为94.9%~97.6%,纯合度高于85%和90%的品种（系）所占比例分别为95.0%和91.4%,纯合度低于85%的品种（系）有42份（占3.93%）,主要为北方春大豆和黄淮夏大豆。位点纯合度低于85%的参试品种（系）的产量分析结果表明,只有11份品种（系）比对照增产5%以上,20份比对照减产0.04%~13.08%;与纯合度为100%的品种（系）比较发现,位点纯合度较低的品种（系）在区试中产量也较低。建议国家区试品种（系）纯合度标准不低于90%,以保证审定品种的特征特性,为大豆新品种的持续推广利用提供科技支撑。

水稻DUS测试标准品种丛矮2号矮化多分蘖表型的遗传基础1766-1774

摘要：水稻DUS测试标准品种之一丛矮2号（cl2）具有矮化多分蘖的表型特征,遗传分析表明该性状由1对隐性核基因控制,已将其定位在第4染色体长臂InDel标记C4-CL5和C4-CL4之间。对这2个标记之间一个已报道的多分蘖基因D17/HTD1进行测序,发现cl2中的D17/HTD1基因编码区第1796个碱基由C突变为T,从而导致第599位的氨基酸由脯氨酸变成亮氨酸。同时对另一个来源于粳稻品种日本晴的矮化多分蘖突变体S1-40进行测序,发现D17/HTD1第3内含子3′端拼接点由AG突变为AA,导致mRNA产生2种错误的剪接形式。D17/HTD1编码类胡萝卜素裂解双加氧酶7（carotenoid cleavage dioxygenase7,CCD7）,参与新型植物激素独脚金内酯（strigolactones,SLs）的合成。利用SLs的人工合成类似物GR24处理cl2,其多分蘖表型得到抑制。系统进化树分析发现CCD7在几乎所有植物都有同源蛋白,水稻CCD7蛋白与同属禾本科的玉米、高粱和短柄草同源性最高。Real-timeRT-PCR结果显示D17/HTD1基因在植物所有组织都有表达,尤以茎部最高。

以标记辅助选择改良江苏主栽粳稻品种“淮稻5号”黑条矮缩病抗性1775-1781

摘要：水稻黑条矮缩病是由灰飞虱传播的一种病毒病,最近在江苏、浙江等省暴发给水稻生产造成严重威胁。本研究在前期对水稻黑条矮缩病抗性基因初步定位的基础上,针对第6染色体短臂上紧密连锁的2个抗性QTL,以抗性亲本＂明恢63＂为供体,感病亲本＂淮稻5号＂为轮回亲本,通过标记辅助选择,构建了携带目标抗性QTL的系列近等基因系。自然接种和人工接种鉴定表明新培育的近等基因系其发病率较对照轮回亲本下降25%左右,抗性得到显著改良。农艺性状调查结果显示大多数近等基因系其生育期、株高及产量构成性状等与轮回亲本相似,表明目标区段存在较少的累赘连锁。此外,对有关如何实现目标QTL的精细定位,以及利用标记辅助选择聚合多个抗性QTL培育抗病品种的策略也进行了探讨。

全生育期耐盐恢复系在正常灌溉条件下性状表现及耐盐杂交稻的选育1782-1790

摘要：利用前期以明恢86为轮回亲本与全球水稻分子育种计划的4个供体亲本（Gayabyeo、沈农265、早籼14和Y134）杂交构建的高代回交导入群体,在浙江省三门县沿海滩涂采用0.5%盐浓度的海水全生育期灌溉,筛选出150个耐盐恢复系,考察了耐盐恢复系在正常灌溉条件下的性状分离及与2个三系不育系测交种的优势表现。结果表明,耐盐恢复系在正常灌溉条件下的产量及其相关性状出现明显的分离,性状分离的类型及特点因选择群体和性状本身不同而异,从中选育出30个单株产量和耐盐性显著好于轮回亲本明恢86的株系,这些株系大多表现穗长缩短,株高和千粒重下降,但单株有效穗和结实率显著增加,导致产量的显著提高。4个组合的耐盐恢复系群体与2个三系不育系（Ⅱ-32A和川 345A）测交种的性状分离明显,与明恢86和2个三系不育系的测交种相比,多数测交种表现穗长缩短,株高降低,单株有效穗数相仿,但与Ⅱ-32A测交的杂种千粒重显著增加,杂种表现趋势与耐盐恢复系本身不完全相同。分别鉴定出22个和23个耐盐恢复系,其与2个不育系测交的杂种产量显著高于明恢86与相应不育系的测交种,表现出较强的杂种优势,其中比生产对照种汕优10号显著或极显著增产的测交组合分别有7个（Ⅱ-32A为母本）和4个（川 345A 为母本）。研究表明,利用优良恢复系的回交导入后代在大田盐胁迫条件下筛选耐盐单株,结合耐盐后代在正常灌溉条件下产量及相关性状的鉴定筛选,可以有效地改良恢复系的耐盐性,并选育出耐盐性提高的强优势组合。

小麦背景下冰草6P染色体特异EST标记的开发1791-1801

摘要：小麦-冰草[Agropyroncristatum（L.）Gaertn.]6P附加系普冰4844-12具有多粒等可用于小麦改良的优异基因。为高效率检测由小麦-冰草6P附加系衍生的易位系和渐渗系,以普冰4844-12及其亲本普通小麦Fukuhokomugi和冰草Z559（2n=4x=28,PPPP）为材料,通过对冰草转录组测序获得的EST序列设计的P基因组EST分子标记引物,筛选在普通小麦背景下的6P染色体特异分子标记。结果从1453对P基因组EST引物中筛选出130对小麦-冰草6P附加系特异标记引物。进而将这些特异标记与NCBInr蛋白质数据库及小麦EST序列进行了比对,发现4条冰草EST序列的功能注释与抗病、抗逆相关;36条冰草EST与已经定位的小麦EST具有较高的相似性,其中33条（91.67%）位于小麦第6部分同源群染色体。为了进一步验证这些标记的特异性,分别对其中4个具有功能注释的EST标记在中国春等7个普通小麦背景下和随机选择的5个标记在小麦-冰草6P易位系背景下进行了检测,结果证明其确实可用于检测6P染色体。这些冰草6P染色体特异标记的开发为大规模地鉴定小麦-冰草衍生后代中P染色质成分奠定了基础。

甘蓝型油菜不同发育时期株高QTL的动态分析1802-1809

摘要：利用新版SG遗传图谱和282个SG-DH株系在中国西安、中国杭州和德国哥廷根3个生长环境下8个发育时期测定的株高数据,运用WinQTLCart2.5复合区间作图法以及结合条件遗传分析方法对其进行静态和动态QTL分析。结果显示,来自品种Gaoyou等位基因在PHA3和PHC6两个QTL上同时存在时,可降低株高约20cm;而当植株整合来自冬性品种Sollux的PHA9、PHC1和来自半冬性品种Gaoyou的PHA1、PHA3、PHC6时,株高可相应下降40cm;环境对株高QTL的作用机制影响不大,但不同QTL的基因表达模式不同,存在来自双亲之一的等位基因控制株高和双亲等位基因在不同生长时期交替控制株高2种情况;通常株高QTL在中后期才能被检测到,但基因多在生长最为旺盛的短时期内表达,符合基因表达在先,性状表现在后的规律。解析株高性状在不同发育时期基因的累加效应和特定时段内的净表达效应,对克隆油菜株高基因和指导生产实践均有指导意义。

用于区别不同棉花品种基因组特征的微卫星位点筛选1810-1817

摘要：保守性强、重复性好、多态性高的微卫星位点可被有效用于构建作物DNA条形码。选取目前生产上主要推广种植、代表不同来源系统的12个棉花品种作为微卫星位点筛选材料,参考已构建的四倍体栽培棉种种间高密度遗传图谱信息,从376对覆盖全基因组的SSR引物中,筛选出51对引物可扩增出带型清晰且多态性高的微卫星位点。这些引物在12个供试品种中共产生155个等位位点,每对引物揭示的等位基因位点在2~7之间,平均值为3.04。参照微卫星位点的染色体定位和多态信息,在每条染色体上选择一个多态性相对高的SSR位点,其相应的26对SSR引物被推荐为构建棉花品种DNA条形码的一套首选引物,并初步应用于12个品种的DNA条形码编制。其余25对引物作为候选引物。使用该套引物扩增出的微卫星位点可用于大量棉花品种DNA条形码构建,为棉花品种真实性和纯度的分子鉴定奠定基础。

基于抑制消减杂交开发长穗偃麦草（Lophopyrum elongatum）特异分子标记1818-1826

摘要：分别以二倍体长穗偃麦草和普通小麦中国春的基因组DNA作实验组和对照组,运用抑制消减杂交（SSH）技术去除2个基因组DNA之间的同源序列,获得长穗偃麦草特异的DN段构建的单向抑制消减文库,并对随机克隆测序。根据测序结果设计引物,获得36个长穗偃麦草基因组特异分子标记,成功率高达69.2%。这些标记均能在具有长穗偃麦草E染色体的不同小麦背景和不同世代中稳定表现,可用于小麦背景中跟踪长穗偃麦草染色体或片段。

不同簇毛麦6VS染色体臂的白粉病抗性特异功能标记的开发及应用1827-1832

摘要：小麦6VS·6DL易位系Pm97033和6VS·6AL易位系92R137中的6VS染色体臂来自不同的簇毛麦种质,均表现良好的白粉病抗性,本研究利用分子标记对这2个易位系所包含抗病基因的异同进行了鉴定。利用与Pm21抗白粉病相关的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶Stpk-V基因（GenBank登录号为HQ864471.1）的基因组和cDNA序列为基础,在包含至少1个内含子的2个编码区设计引物,从Pm97033中扩增获得特异的多态性片段。为进一步提高特异性和扩增的稳定性,对特异扩增片段测序并重新设计引物,扩增筛选获得2个引物对,其中PK-F1/PK-R可专一扩增6VS·6DL易位系Pm97033及其抗病亲本,而PK-F2/PK-R可同时特异扩增2个不同来源的簇毛麦6VS染色体,但二者间的特异片段具有多态性。利用这2对引物,对系谱中包含6V（6D）和6VS·6AL、抗白粉病的小麦品系CB037进行检测,发现仅出现与6VS·6AL易位系相同的簇毛麦扩增片段,不存在簇毛麦No.1026（Pm97033的6VS供体）的扩增片段。基因组原位杂交结果表明,CB037仅含1对小麦-簇毛麦的易位染色体,用已报道的分子标记检测证明易位涉及的小麦染色体为6A,与本研究开发的分子标记检测结果相吻合,表明CB037携带的白粉病抗性基因来自6VS·6AL易位系92R137,其白粉病抗性可能与Pm97033具有不同的遗传基础。

抗根腐病的转GmPGIP3基因小麦扬麦18的获得与鉴定1833-1838

摘要：GmPGIP3是大豆的一种多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白,能够特异性地抑制部分病原真菌内切多聚半乳糖醛酸活性,从而减弱病原菌对植株的侵害。利用基因重组技术构建了GmPGIP3基因的单子叶植物表达载体pA25-GmPGIP3,通过基因枪介导法将pA25-GmPGIP3转入小麦品种扬麦18中。对转GmPGIP3基因扬麦18的T0至T2代植株进行PCR、Southern杂交、半定量RT-PCR和荧光定量Q-RT-PCR分析,并对根腐病进行抗性鉴定。结果表明,GmPGIP3已转入扬麦18,并在转基因小麦中遗传、转录和表达;与受体材料相比,5个GmPGIP3过表达的转基因小麦株系对根腐病的抗性有明显提高。

玉米热激蛋白基因ZmHsp90-1的克隆及表达分析1839-1846

摘要：Hsp90是普遍存在于原核和真核细胞中的一种高度保守的分子伴侣。本研究从玉米中克隆了一个Hsp90同源基因,命名为ZmHsp90-1基因,并对其进行了初步的序列分析。该基因cDNA序列全长2371bp,开放阅读框2094bp,编码697个氨基酸,蛋白质分子量约79.98kD。蛋白结构预测及同源比对分析表明,ZmHsp90-1基因编码蛋白含ATPase位点和Hsp90保守结构域,并与拟南芥、水稻等多种物种的热激蛋白高度同源;进化树分析表明ZmHsp90-1与拟南芥AtHsp90.1基因关系较近,蛋白序列相似性达88.3%。目的蛋白亚细胞定位显示,ZmHsp90-1蛋白在细胞质中表达。实时荧光定量PCR分析表明,ZmHsp90-1对非生物胁迫高温、高盐、ABA、低温、干旱均具有明显的应答反应。推测ZmHsp90-1是玉米的一个胁迫相关基因。

小麦胁迫相关基因TaLEAL3的克隆及分子特性分析1847-1855

摘要：第3组LEA蛋白（late embryogenesis abundant protein）介导干旱、高温、高盐等非生物胁迫响应,关于普通小麦LEA基因的研究鲜有报道。利用噬菌体原位杂交技术,从小麦苗期干旱胁迫条件构建的cDNA文库中筛选出LEA蛋白基因TaLEAL3,其全长750bp,编码区长501bp,编码166个氨基酸,含有一个明显的核定位信号区。氨基酸同源性分析发现,TaLEAL3属于第3组LEA蛋白,序列中含有由11个氨基酸组成的3个不完全重复的基序和α-螺旋的LEA结构。电子定位结果显示,TaLEAL3基因位于4BL、4DL和5AL染色体上,主要在茎中表达,而在根中几乎无表达。实时荧光定量PCR分析表明,在干旱、低温和ABA诱导下,TaLEAL3基因表达量明显增加。在该基因上游1.7kb序列处,预测具有启动子的核心序列和增强子序列,及与干旱和低温等多种逆境胁迫相关的调控序列。本研究为深入分析小麦LEA蛋白基因的功能,初步解析LEA蛋白的作用机制提供了数据。

花生γ-生育酚甲基转移酶基因（γ-TMT）的克隆及序列分析1856-1863

摘要：γ-生育酚甲基转移酶（γ-TMT）催化γ-生育酚转变为生物活性最高的α-生育酚,是决定植物中维生素E成分和活性的关键酶。本研究采用电子克隆与PCR相结合的方法获得了花生6个栽培品种（A.hypogaeaL.）和花生区组4个二倍体野生种中γ-TMT的全长DNA序列,定名为AhgTMT;从栽培品种丰花2号中获得γ-TMT的cDNA序列,定名为AhrTMT。同一栽培品种的AhgTMT与AhrTMT的序列完全对应,说明该基因无内含子。AhrTMT编码区长1059bp,编码352个氨基酸残基的AhTMT蛋白。AhTMT分子量为39.09kD,等电点6.72,总平均亲水性–0.12;预测的二级结构中α-螺旋占55.40%,β-折叠占10.51%,无规则卷曲占34.09%;被定位于叶绿体,含有甲基转移酶保守的SAM结构域。AhTMT与已报道植物γ-TMT氨基酸序列的相似性为61.75%~72.80%。栽培品种的AhgTMT与A.ipaensis（BB）、A.batizocoi（BB）、A.duranensis（AA）、A.kuhlmannii（AA）4个野生种的核苷酸序列同源性分别是100%、99.91%、99.74%和95.63%。

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

黑龙江省不同年代玉米杂交种产量对种植密度和施氮水平的响应1864-1874

摘要：明确不同年代春玉米生产力对种植密度和氮肥水平的响应特征及其趋势,对高产高效的耐密品种选育和密植抗倒栽培具有重要的理论参考和技术指导意义。本文以黑龙江近50年来第一积温带大面积种植的8个典型春玉米品种为材料,于2009和2010年进行密度和施肥的田间试验,比较不同年代主栽品种生产力演变特征。结果显示,黑龙江省1970s—2000s玉米品种更替过程中,单株生产力与群体产量均明显提高,平均增幅分别为每10年16.96g和790kghm–2;植株空秆率和倒伏率显著下降,株高、穗位、单株叶面积、穗粒数、千粒重显著提高。随着密度的提高,各年代玉米的单株产量呈显著下降趋势,群体产量呈抛物线形上升,群体最高产量的理论密度增幅为每10年3507株hm–2;空秆率显著提高,但倒伏率仅1970s和1980s的品种呈递增趋势;株高、单株叶面积、棒三叶面积、穗粒数与千粒重均呈现下降趋势,穗位随密度增加呈显著上升趋势。各年代品种株高、穗位、单株叶面积和千粒重随氮肥水平提高呈增加趋势。在150~450kghm–2的施氮水平范围,随着氮肥水平的提高,各年代品种增产效果不明显。各主要指标在年代、密度和氮肥水平之间存在显著的互作效应。对照东北玉米现有的品种特性、种植密度和施肥现状表明,选育耐密品种和实施密植抗倒栽培的增产潜力大,在现在的施肥水平上进一步提高种植密度是东北春玉米高产增效耕作栽培的技术创新方向。

花生种子白藜芦醇含量与黄曲霉产毒抗性的关系1875-1883

摘要：选用抗黄曲霉产毒的花生品种（系）和高产种（系）,采用强产毒菌株AF2202人工接种水分吸胀的花生种子,培养7d后,测定接种和未接种的花生种子中白藜芦醇及黄曲霉毒素含量,探讨白藜芦醇与花生种子黄曲霉产毒抗性之间的关系。结果表明,抗黄曲霉产毒花生品种（系）的白藜芦醇含量较高,平均为37.3μgkg–1,高产种含量相对较低,平均为13.3μgkg–1,抗、感品种之间存在显著差异。吸胀处理后抗产毒花生品种（系）白藜芦醇含量提高2.0倍,感病品种（系）仅提高1.6倍,对不同品种（系）处理后的种子再接种,令黄曲霉毒素含量下降37.6%～75.8%,但吸胀处理后抗产种（系）的黄曲霉毒素含量仍低于感病品种（系）。相关分析表明,花生白藜芦醇含量与黄曲霉毒素含量呈显著负相关,并且在离体培养基中添加浓度大于3.0μgmL–1的白藜芦醇可导致黄曲霉菌产毒量大幅下降,说明白藜芦醇对黄曲霉产毒具有抑制作用。

吐丝期干旱胁迫对玉米生理特性和物质生产的影响1884-1890

摘要：以玉米品种郑单958（抗旱性强）和陕单902（抗旱性弱）为材料,采用抗旱池栽控水试验,研究了2个品种叶片光合特性、保护酶活性以及干物质转运对吐丝期干旱胁迫的响应。结果表明,在吐丝期干旱胁迫下2个品种产量分别降低39.10%和44.87%;叶片净光合速率（Pn）和气孔导度（Gs）显著下降,胞间CO2浓度（Ci）先升后降。PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、实际量子产额（ΦPSII）、光化学猝灭（qP）降低,非光化学猝灭（qN）升高;抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性先升高后降低,而丙二醛（MDA）含量一直升高。吐丝期干旱胁迫增加了花前营养器官贮藏同化物转运量（率）及其对籽粒转运的贡献率;但郑单958受干旱影响程度小于陕单902。抗旱品种郑单958具高抗氧化酶活性清除活性氧,使得膜脂过氧化程度轻,维持较高的光化学效率,延长叶片光合功能期,促进花前营养器官贮藏同化物转运量对籽粒的贡献率。这可能是其在干旱胁迫下仍能获得较高产量的重要原因之一。