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作物学报 2013年第04期杂志 文档列表

作物学报杂志综述

大豆光周期反应与生育期基因研究进展571-579

摘要：20世纪20年代,植物学家Garner与Allard在研究大豆与烟草等植物的光反应时发现了植物光周期现象。大豆作为模式植物对光周期现象的理论形成起了重要作用。但大豆基因组的复杂性及相关功能基因的不明确性严重阻碍了学者对大豆光周期现象本质的认识。近年来,随着控制大豆生育期主要QTL基因的相继克隆,特别是对大豆生育期贡献最大的E1基因的成功破译,学者们逐步认识到大豆光周期调控开花的独特性。遗传学及分子生物学研究表明,大豆中具有拮抗关系的E1和FT基因位于大豆光周期调控开花主要通路的中心节点（integrator）,但两者间的作用机制及相关的调节因子尚待明晰。对大豆光周期反应及生育期基因的深入研究,在生产实践上可为大豆品种的栽培区划、合理布局及分子育种等提供理论依据。

中国普通野生稻遗传多样性研究进展580-588

摘要：普通野生稻是亚洲栽培稻的祖先,中国作为亚洲栽培稻的起源地之一,蕴藏着丰富的普通野生稻资源。为了揭示中国普通野生稻的遗传多样性分布状况,探索普通野生稻的遗传变异规律、居群遗传结构以及演化途径等,为亚洲栽培稻的起源进化研究、品种改良和普通野生稻保护提供科学依据,国内外学者对中国普通野生稻开展了大量的遗传多样性研究,获得了丰富的研究结果。本文分别从遗传多样性研究方法、普通野生稻与亚洲栽培稻遗传多样性的比较、普通野生稻遗传多样性与地理分布和生态环境的关系、保护措施和栽培稻基因渗入对遗传多样性的影响等几个方面的研究结果进行了综述,总结了中国普通野生稻遗传多样性的主要特征,提出了未来我国普通野生稻遗传多样性的研究方向。

作物学报杂志作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

普通小麦TaDep1基因克隆与特异性标记开发589-598

摘要：OsDep1（dense and erectpanicle 1）控制水稻产量性状,影响穗长、直立性和着粒密度。根据水稻OsDep1基因序列,采用同源克隆技术克隆了普通小麦第5同源群染色体上的TaDep1基因,它包含5个外显子和4个内含子,与水稻OsDep1基因结构相似。TaDep1-A1、TaDep1-B1和TaDep1-D1的编码序列长度分别为918、888和900bp,编码305、295和299个氨基酸残基。在普通小麦品种中检测到5个TaDep1-A1等位变异、4个TaDep1-B1等位变异和2个TaDep1-D1等位变异。根据TaDep1-A1和TaDep1-B1位点不同等位变异间的SNP和InDel,开发了3对显性互补标记和1个共显性标记,可以准确鉴别不同等位基因。共显性标记dep19是根据TaDep1-B1第5外显子一个30bp的InDel开发的,可准确区分TaDep1-B1c与TaDep1-B1a、TaDep1-B1b和TaDep1-B1d。用这些标记对406份小麦品种进行检测,不同基因型的千粒重、株高、穗长、小穗数和穗节间均差异不显著,说明TaDep1基因与我国现有小麦

茶树赤霉素受体基因CsGID1a的克隆与表达分析599-608

摘要：GID1作为赤霉素信号转导的受体,在赤霉素作用中具有重要作用。采用同源克隆方法,利用RT-PCR和RACE技术在茶树中克隆到赤霉素受体基因GID1的cDNA全长,命名为CsGID1a（GenBank登录号为JX235369）。该基因全长1411bp,开放阅读框1023bp,编码341个氨基酸。生物信息学分析显示,CsGID1a编码的蛋白分子量为38.53kD,理论等电点为5.62;无信号肽位点,是非分泌性蛋白,具有1个跨膜区,基因被定位于细胞核内;CsGID1a氨基酸序列具有激素敏感性脂肪酶（HSL）家族蛋白的HGG、GXSXG功能域以及羧酸酯酶典型的三级结构;与其他物种的GID1相似性均在60%以上,与葡萄的相似性最大达87%、进化关系最近。荧光定量PCR结果显示,高浓度（1.0×10-5molL-1）GA3能够下调CsGID1a的表达,5h内的表达呈下降趋势;随着越冬茶芽萌动进程,CsGID1a表达量逐渐降低,特别在3月初萌发以后变化较大,推测赤霉素及其受体基因可能与茶树越冬芽解休眠相关。

大豆粒形性状QTL的精细定位609-616

摘要：在溧水中子黄豆×南农493-1衍生的504个F2：6家系中选择Satt331～Satt592目标区间7个杂合单株和168个重组单株,衍生成356株RHL-F2个体（群体Ⅰ）和168个重组体家系（群体Ⅱ）。群体Ⅱ来自142个F2：6家系,若每个F2：6家系只保留1个重组家系则构成群体Ⅲ。采用lasso和复合区间作图（CIM）法检测3个群体粒形性状2种指标的QTL。结果表明,lasso法检测到的粒长关联标记是O19和S21/Satt331,而CIM检测到的QTL区间是S21～S22和O23～O19;lasso法检测到的粒宽关联标记是O19/O21,而CIM检测到的QTL区间是O23～O19/O19～O21;长宽比与S21～S22关联是由于粒长QTL引起的,与O23～O19/O19～O21关联是由于粒长和粒宽QTL引起的。将原Satt331～Satt592目标区间的粒长QTL剖分为与标记S21～S22和O23～O19/O19～O21关联的2个多效性QTL。根据大豆基因注释数据库,Glyma10g35240和Glyma10g34980可能是控制粒形性状发育的候选基因。

基于染色体单片段代换系的水稻粒形QTL定位617-625

摘要：水稻的粒形是影响水稻产量和品质的重要因子之一,是由多基因控制的数量性状。染色体单片段代换系由于减少了个体间遗传背景的干扰,已经成为鉴定复杂性状QTL的新型遗传材料。本研究以广陆矮4号为受体,日本晴为供体的119个染色体单片段代换系群体为试验材料,通过单因素方差分析和Dunnett’s多重比较,测验单片段代换系与受体亲本之间粒形的差异,鉴定了代换片段上粒形相关的QTL。以P≤0.001为阈值,共检测到39个粒形相关的QTL。其中,粒长相关的19个,其加性效应值为0.18～1.06mm,加性效应百分率为2.40%～14.13%;粒宽相关的14个,其加性效应值为0.09～0.31mm,加性效应百分率为2.71%～9.15%;粒厚相关的6个,其加性效应值为0.05～0.10mm,加性效应百分率为2.14%～4.46%。这些QTL的鉴定为进一步精细定位并克隆相应QTL和高产、优质水稻新品种的分子标记辅助选择奠定了基础。

水稻矮秆脆性突变体dbc1的鉴定与基因定位626-631

摘要：利用EMS诱变籼型水稻恢复系缙恢10号,获得一个稳定遗传的矮化脆性突变体dbc1,苗期即表现矮化、叶片变脆,一直保持到成熟。与原始亲本相比,突变体的各节间均显著缩短,株高仅58.93cm,略有包穗,属于dn型矮化变异,对赤霉素的敏感性显著下降,有效穗、千粒重和结实率无明显变化,穗长、穗粒数和实粒数则极显著下降。进一步分析发现,dbc1的茎秆和叶片的载荷强度极显著下降,纤维素含量无变化,木质素含量则略有下降,差异达显著水平。遗传分析表明该性状受1对隐性核基因调控,利用886株西农1A/dbc1的F2变异单株,最终把DBC1基因定位在第2染色体SSR标记RM13943和RM13952之间,物理距离仅197kb,含有52个注释基因。这为下一步调控基因的克隆和dbc1材料的育种应用奠定了基础。

基于DUS测试的标准品种形态性状稳定性和重要性分析632-641

摘要：为了进一步提高水稻品种特异性（distinctness）、一致性（uniformity）和稳定性（stability）（简称DUS）测试的准确性,以水稻DUS测试指南中列出的49份水稻标准品种为材料,应用AMMI模型对水稻品种50个DUS测试性状进行了稳定性分析,并采用随机森林算法对测试性状的重要性进行了评价。结果表明,不同性状的稳定性差异较大,以质量性状和假质量性状为主的目测性状稳定性高,而以数量性状为主的量测性状稳定性较低。不同性状的重要性参数差异甚大,总体上,以数量形式表示的量测性状的重要性参数较大,而以分级代码表示的目测性状重要性参数相对较小。对于茎节包露、穗类型、穗立形状、外颖茸毛和叶茸毛等稳定性较低、重要性参数不高的性状,可从水稻DUS测试指南中去除;对成熟期、抽穗期等稳定性较低但在生产实践中很重要的农艺性状,宜安排在申请者所在地参试点测试,使其表达状态真实表现;或者采用标准品种进行校正,从而提高测试的准确性。

小麦品种太空6号对Heterodera avenae郑州群体的抗性遗传分析642-648

摘要：通过多年室内接种和田间病圃抗性鉴定,发现普通小麦品种太空6号对燕麦孢囊线虫（Heterodera avenae）郑州群体具有较好的抗性。以抗病品种太空6号为父本、感病品种豫麦47为母本配置杂交组合构建遗传分离群体,通过田间病圃鉴定和室内接种鉴定对太空6号进行了抗性遗传分析。发现豫麦47×太空6号杂种F2代单株孢囊量为连续分布,具有数量性状特征;F2代群体单株孢囊量分布图呈偏态分布,说明存在明显的主效基因。应用植物数量性状主基因＋多基因混合遗传模型单个分离世代分析方法,分析豫麦47×太空6号杂种F2代群体在室内接种二龄幼虫和田间病圃中对H.avenae郑州群体的抗性遗传效应均符合B-2模型,推测太空6号对H.avenae的抗性由2对主基因＋多基因控制,主基因表现为加性-显性效应,在室内人工接种和田间病圃鉴定条件下主基因的遗传率分别为73.54%和86.90%,说明太空6号对燕麦孢囊线虫郑州群体的抗性是主效基因起主要作用。

甘蔗细茎野生种核心种质构建649-656

摘要：以来自我国10个省（市）、自治区的540份甘蔗细茎野生种无性系为材料,根据采集地信息及其在20对SSR引物上的分子标记数据和15个表型性状资料,开展核心种质构建研究。不同取样量（5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%和90%）分析表明,10%的取样比例可获得70%以上的变异保留比例,是较好的核心种质取样规模;对5种采集地分组取样策略（等量法、简单比例法、平方根比例法、对数比例法和多样性比例法）和2种无分组取样策略（最大变异保留法和随机抽样法）比较表明,简单比例法获得的核心种质代表性最好,为最优取样策略。最后,在简单比例法取样筛选出的54份核心样品中,又通过定向选择补充了6份具有优异表型性状的材料,构建了含60份无性系的甘蔗细茎野生种核心种质,分子和表型检验都表明本研究所构建的核心种质具有较好的代表性和遗传多样性。

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

施氮深度对旱地小麦耗水特性和干物质积累与分配的影响657-664

摘要：为确定黄淮冬麦区旱地小麦施氮技术的最佳施肥深度,2010—2012连续两年度在大田条件下设置氮肥表面撒施（D1）,施氮深度10cm（D2）、20cm（D3）和30cm（D4）4个处理,研究了施氮深度对旱地小麦山农16和烟农0428耗水特性和干物质积累与分配的影响。与D1和D2处理相比,D3和D4处理在拔节至开花期和开花至成熟期的耗水量显著提高,40～120cm土层土壤贮水消耗量显著增加,在降水量较丰富的2011—2012年度,D3和D4处理120～160cm土层土壤贮水消耗量也显著高于D1和D2处理（高4.0～5.3mm）,说明20～30cm施氮肥有利于提高土壤水分的利用,尤其是土壤深层贮水的利用,满足小麦拔节后的水分需求;D3和D4处理拔节至开花期和开花至成熟期干物质积累量均显著高于D1和D2处理,成熟期和开花后干物质积累量分别高642.1～2006.8kghm2和394.5～723.1kghm2。D3的籽粒产量和氮肥偏生产力与D4无显著差异,均显著高于D1和D2,水分利用效率较高。因此,20cm是黄淮冬麦区旱地冬小麦的适宜施氮深度。

大麦长期肥料效率和土壤养分平衡665-672

摘要：基于19年田间定位试验,通过测定氮、磷、钾肥不同配施处理下,大麦地上部生物量、产量及籽粒和秸秆中各养分含量,研究了大麦生长期土壤和环境养分供应状况、肥料效率和土壤养分表观平衡。结果表明,不施肥条件下,平均每年大麦可从土壤和环境中吸收氮、磷和钾素44.5、10.7和52.5kghm-2;大麦籽粒中氮、磷、钾含量平均为17.3、3.48和4.18gkg1,秸秆中为4.85、0.64和17.50gkg1。所吸收的氮素和磷素分别有75.7%和83.5%被转运至籽粒中,但钾的转运率仅为18.8%。大麦生产单位籽粒所需的氮素和钾素相当,约为吸磷量的5～6倍。每生产1000kg籽粒,需要吸收氮素22.3kg、磷素4.0kg和钾素20.5kg。19年平均氮、磷和钾肥的表观利用率分别为29.0%、12.8%和71.8%,累积回收率为75.3%、63.6%和203.2%。在氮磷钾平衡施肥条件下,每年土壤氮素和磷素可盈余18.4kghm-2和6.9kghm-2,但是土壤钾素平均每年亏缺43.8kghm-2;这种基础养分供给处理可维持每年大麦产量2350kghm-2左右。

麦秸还田和氮肥运筹对超级杂交稻茎鞘物质运转与籽粒灌浆特性的影响673-681

摘要：为探究不同栽培条件和耕作方式对大穗型超级稻籽粒灌浆结实的影响及不同粒位籽粒间差异,寻求超级稻高产优质栽培调控途径。以超级杂交籼稻扬两优6号和Ⅱ优084为材料,设置麦秸还田和氮肥运筹两因素试验,研究其对茎鞘光合同化物生产、运转及强、弱势粒灌浆特性影响。结果表明,抽穗前麦秸不还田处理（A1）的叶片SPAD值和茎鞘干物质积累量大于麦秸还田处理（A2）,抽穗期以后则相反;抽穗前,基蘖肥：穗肥=7：3（B2）的处理叶片SPAD值高于基蘖肥：穗肥=5：5（B1）处理,生育各期茎鞘物质积累量与运转率均为B2大于B1,但干物质积累量抽穗期前差异不大,抽穗与成熟期呈显著与极显著差异;A2与B2互作显著提高生育中后期茎鞘干物质积累量、茎鞘物质输出率与运转率及非结构性碳水化合物（NSC）运转率;强、弱势粒粒重与抽穗至成熟期干物质积累量、抽穗期茎鞘NSC积累量、成熟期干物质量均呈显著正相关,与成熟期NSC积累量呈显著负相关;强、弱势粒的起始灌浆势与抽穗期NSC含量均呈极显著正相关,平均灌浆速率与抽穗期NSC含量及运转率呈显著正相关,强势粒的最大灌浆速率与抽穗期NSC含量及NSC运转率呈显著正相关,弱势粒的最大灌浆速率与NSC运转率呈显著正相关。

超级稻Y两优2号在两生态区的抗倒性分析682-692

摘要：2011—2012年在水稻特高产生态区（云南涛源）和太湖稻区（江苏丹阳）,以超级稻品种Y两优2号为材料,通过比较倒伏指标、形态、生理特征指标,分析不同生态区抗倒性差异及氮素对水稻抗倒性影响。结果表明,特高产生态区水稻倒伏指数显著低于太湖稻区。主要原因是其株高及重心高度较低,植株的弯曲力矩较小,基部茎秆弯曲应力、叶鞘单位长度干重弥补了其粗度及壁厚在抗折能力上的劣势。两生态区倒伏指数与弯曲应力、抗折力呈显著负相关。特高产生态区受氮素影响显著,随氮素用量增加,株高、穗颈高、重心高度、上三叶长度及干重显著增加,基部茎秆强度、充实度显著降低,抗折能力下降;太湖稻区增加氮素用量时,株高、上三叶干重显著增加,抗折力显著降低。氮素后移使茎秆机械强度降低,但有利于增加茎秆粗度及壁厚。

华北平原不同年代小麦品种旗叶光合特性对水分亏缺的响应693-703

摘要：为探讨华北平原不同年代小麦品种对水分亏缺的反应及适应机制,选取20世纪50年代以来的代表品种碧蚂1号、济南2号、泰山1号、冀麦26、冀麦38和济麦22,比较其在灌溉和雨养条件下旗叶光合特性。结果表明,当前品种济麦22的产量显著高于上述5个品种,产量的提高伴随着净光合速率和气孔导度的显著提高,二者密切相关;在灌溉条件下,济麦22的产量比上述5个品种分别增加54.4%、39.4%、23.4%、18.9%和4.2%,花后平均净光合速率分别增加30.0%、15.9%、15.2%、9.8%和5.5%,气孔导度分别增加46.1%、35.9%、23.1%、7.3%和6.6%;在雨养条件下,济麦22的产量比这5个品种分别增加46.0%、37.6%、21.5%、18.8%和3.2%,花后平均净光合速率分别增加41.5%、29.1%、19.8%、11.2%和6.7%,气孔导度分别增加68.4%、48.7%、30.6%、10.7%和10.6%。与灌溉条件下相比,雨养条件下不同年代小麦品种旗叶净光合速率和气孔导度均表现为降低的趋势,但济麦22的降低幅度低于上述5个品种,表明当前品种的旗叶光合特性对水分亏缺的适应性较强。雨养条件下,碧蚂1号、济南2号、泰山1号、冀麦26、冀麦38和济麦22的产量分别比灌溉条件下降低6.6%、10.5%、10.3%、11.6%、10.8%和11.7%,济麦22的下降幅度最大,表明当前品种的产量对水分亏缺的敏感性较强,在水分充足的条件下增产潜力较高。

施氮量对晋南旱地冬小麦光合特性、产量及氮素利用的影响704-711

摘要：在自然降水条件下,通过2年大田试验研究了施氮量对晋南旱地冬小麦光合特性、产量、氮素利用效率以及0～200cm土层NO3-N残留的影响。结果表明,在0～270kghm-2施氮量范围内,随施氮量的增加,旗叶的净光合速率和叶绿素含量增加,气孔导度增大,胞间二氧化碳浓度降低,旗叶蒸腾速率显著提高;但施氮量超过180kghm-2时,除蒸腾速率外其他光合指标均无显著变化。N180处理的氮素当季回收率及氮素农学效率均最高,且显著高于N90处理。生物产量以N270处理最高,且与其他处理差异显著;但施氮量超过180kghm-2时,氮素营养对籽粒产量不再有显著贡献。从产量构成因素来看,提高穗数和穗粒数是增加当地旱作小麦籽粒产量的关键。施氮量90～270kghm-2会造成土壤NO3-N的残留,残留量占施氮量的35%左右,其中20～40cm和40～60cm土层出现NO3-N积累峰值,NO3-N残留会导致氮素淋失风险增加及产量对氮肥反应不明显。综合考虑光合特性、产量、氮素利用率和NO3-N残留量,当地旱作冬小麦施氮量以180kghm-2左右为宜。

多胺对冬小麦籽粒灌浆的影响及其生理机制712-719

摘要：以周麦18和西农538为材料研究表明,喷施精胺（Spm）或亚精胺（Spd）显著促进冬小麦籽粒灌浆,而喷施腐胺（Put）对冬小麦籽粒灌浆无显著影响;外源Spm或Spd显著提高旗叶叶绿素含量、光合作用以及抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性,同时显著降低旗叶丙二醛以及籽粒乙烯释放速率。说明不同类型多胺对冬小麦的影响不同,多胺对冬小麦籽粒灌浆的影响与叶片光合、衰老以及籽粒ETH释放速率密切相关。

水稻低温胁迫不同时间的代谢物谱图分析720-726

摘要：苗期低温严重影响水稻幼苗生长,分析低温胁迫下幼苗体内代谢物变化特征有助于解析水稻应对胁迫的生理机制。采用气质谱联用仪（GC-MS）技术系统分析水稻品种IR64遭遇不同时间段低温后代谢物图谱的变化特征。结果表明,草酸、戊糖酸-1,4-内酯、海藻糖及水杨酸参与了水稻低温胁迫早期应激性反应;在低温胁迫过程中,水稻植株主要通过苯丙氨酸、脯氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸、天门冬氨酸、缬氨酸、木糖醇、尿囊素和鼠李糖等含量的提高维持细胞渗透平衡。代谢物动态分析发现参与低温胁迫反应及胁迫恢复后进程的主要代谢物不同。研究结果为全面系统剖析水稻耐冷胁迫的分子生理机制打下了基础。