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作物学报 2014年第02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

基于全基因组重测序信息开发玉米H99自交系特异分子标记191-197

摘要：随着基因组测序技术和计算生物学的发展，利用生物信息学的方法大规模挖掘基因组特异分子标记已成为可能。玉米自交系H99具有较强的可再生能力，是玉米转基因研究的主要供体材料，但是目前对H99基因组信息了解甚少。本研究利用高通量Illumina测序技术，对H99全基因组进行重测序，利用生物信息学手段大规模挖掘并开发了4043个H99特异性的SSR分子标记。随后利用模拟PCR策略，对开发的SSR分子标记进行电子多态性筛选，针对B73×H99、Mo17×H99和B73xM017三个群体亲本组合共开发2699候选的特异多态性SSR分子标记。随机挑选20对SSR分子标记对群体亲本B73、H99和Mo17进行多态性筛选，进一步证实候选的多态性具有95％的准确率。此外。基于B73参考序列对开发的多态性SSR分子标记进行全基因组染色体定位及基因注释，揭示了候选多态性SSR分子标记在全基因组及基因内的分布特征。为玉米自交系H99开发了大量的分子标记资源，同时也为快速开发品种间多态性分子标记提供了一套高效可行的分析方法。

一个水分胁迫应答蛋白与小麦抗旱性的关系及其基因的定位198-204

摘要：分析与小麦抗旱性密切相关的水分胁迫应答蛋白，定位蛋白基因并挖掘与其连锁的分子标记对小麦抗旱分子辅助选择具有重要意义。在一年两点田间全生育期抗旱性鉴定基础上，以-0．5MPaPEG．6000模拟干旱胁迫处理小麦幼苗48h，并应用SDS．PAGE方法检测分子量约66．2kD的水分胁迫应答蛋白，分析其表达与小麦抗旱性的关系。在128个小麦品种（系）中，检测出67份表达该蛋白，另61份未表达该蛋白；前者的平均抗旱指数为1．00，而后者为O．80，有极显著差异（P〈0．01），且各抗旱性等级中表达该蛋白的品种比例随着抗性等级的降低而减小。利用晋麦47×西农2208杂交后代230个F3株系进行遗传分析，发现该蛋白表达由1对显性基因控制；目的基因与位于小麦5AS染色体上的5个SSR标记（Xgwml29、Xgwm304、Xbarc56、Xbarc117和Xbarc197）连锁，位于邻近标记Xbarc56和Xbarc117之间，遗传距离分别为2．2cM和2．9cM。用这2个紧密连锁标记检测128个小麦品种（系），有67个品种（系）与晋麦47具有相同的标记位点，其中86．6％的品种（系）（58／67）在水分胁迫后表达目标蛋白。该约66．2kD的水分胁迫应答蛋白与小麦的抗旱性密切相关，与其紧密连锁的分子标记可为小麦抗旱分子辅助选择提供依据。

Amy6-4基因遗传多样性及其与α-淀粉酶活性的关联分析205-213

摘要：α-淀粉酶活性是影响大麦种子发芽和麦芽制作及啤酒酿造的重要性状，Amy6-4为编码高等电点的α-淀粉酶基因，挖掘其高活性的等位变异对啤酒大麦的品种改良具有指导意义。通过对58份大麦品种中Amy6-4基因的重测序，研究了该基因的核苷酸序列以及在品种间的遗传多样性，并在群体结构分析的基础上，进行了核苷酸多态性与α-淀粉酶活性的关联分析。结果表明，Amy6-4基因共存在7个单核苷酸变异位点（SNP），构成5种单倍型。其中，H-3单倍型最普遍，发生频率为51．7％（30／58）；其次为H-1单倍型，发生频率为39．7％（23／58）；其他3种单倍型发生的频率约为10％。SNP位点及其构成的单倍型均与酶活性无关联性。

水稻穗部性状的QTL分析214-221

摘要：水稻穗部性状与产量关系密切。以粳稻品种日本晴和一个大穗籼稻材料H71D为亲本构建F2群体，于2011和2012年分别以172个单株和138个单株，对穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、总粒数、穗着粒密度等5个穗部性状进行QTL定位。以LOD≥3为阈值，两年共检测到38个QTL，其中2011年21个，2012年17个，2年重复检测到的QTL为4个，占总数的10．5％。5个性状之间大都具有显著的表型相关性，相关性较强的性状之间具有较多相同或紧密连锁的QTL，效应值较大的QTL易于在不同群体和不同环境中被重复检测到。检测到的QTL为进一步进行元分析和精细定位打下了基础，也为通过分子标记辅助选择提高产量提供了有用信息。

甜菜遗传连锁图谱初步构建222-230

摘要：以甜菜高产低糖型JV34-2和低产高糖型28023两材料杂交，构建了200个单株的F2作图群体，利用所筛选出的56对SRAP引物组合和20对SSR引物，对F2作图群体进行PCR扩增和遗传连锁分析，初步构建了一张包含9个连锁群、141个（123个SRAP和18个SSR）标记位点的甜菜遗传连锁图谱。该图谱覆盖长度为1399．88cM，平均图距9．92cM。未进入连锁群的有4个标记。9个连锁群包含3～26个标记不等，连锁群遗传距离15．69～237．21cM。连锁群上有20．56％的标记出现偏分离，主要集中在Chr-3连锁群上，其余分散在Chr．1、Chr．2、Chr．8和Chr．9中。该图谱是我国甜菜领域利用SRAP和SSR相结合方法，构建的第一个较精密的分子遗传图谱，为重要性状的基因定位和优良基因的克隆奠定了基础。

棉花叶肉原生质体分离及目标基因瞬时表达体系的建立231-239

摘要：以棉花幼嫩子叶为材料，分析影响棉花叶肉原生质体分离及目标基因转化的主要因素，以棉花叶肉原生质体为受体，建立了稳定、高效的目标基因瞬时表达与鉴定体系。技术体系包括，选择自然生长12d的棉花幼嫩子叶为材料，混合1．5％纤维素酶、0．4％离析酶、0．5molL^-1甘露醇、20mmolL～KCI、20mmolL^-1MES、0．1molL^-1CaCl2和1．0gL^-1BSA，在28℃黑暗条件下振荡酶解8h，可游离出浓度达1．0×10^6mL。以上的纯净棉花叶肉原生质体。利用该方法将棉花锌指蛋白基因GhZFP2整合到pJIT166-GFP质粒载体，构建了GhZEP2：GFP融合载体，采用40％PEG-4000介导转化，获得高转化率的棉花叶肉原生质体。对目标基因瞬时表达产物检测表明，GhZFP2蛋白清晰定位在细胞核上。

烟草表达抗病基因同源物（RGA）的鉴定及RGA-SSR标记的开发240-252

摘要：烟草是研究植物与病原菌互作的理想材料。鉴定烟草抗病基因及其同源物对揭示抗病机制具有重要意义。近年来公共数据库不断增长的EST序列为烟草表达RGA的鉴定提供丰富的数据。本研究通过拼接GenBank收录的412325条烟草EST序列，获得149606条Uni．EST序列。随后利用已克隆的112个植物R基因蛋白序列对其扫描，检测出1113个NtRGA，其中有273、546、53、102和30个分别包含NBS-LRR、LRR．PK、LRR、PK和Mlo结构域，另有109个未检测到结构域。通过序列比对将1071个NtRGA定位于Ⅳ．benthamiana基因组712个位点上。经搜索，从72个NtRGA中检测出78个SSR，根据其侧翼序列设计64对引物。54对成功从烟草基因组DNA中扩增出清晰条带，9对在24个普通烟草品种间检测出多态性，检出等位基因数2～4个，平均2．56个；41对在6个烟草种间检测出多态性，检出等位基因数2～4个，平均2．61个。

甘蔗中性／碱性转化酶基因SoNIN1的克隆和表达分析253-263

摘要：中性／碱性转化酶（Alkaline／Neutral Invertase）能不可逆地催化蔗糖分解为葡萄糖和果糖，在植物生长发育中起重要作用。本研究采用RT-PCR和RACE技术从甘蔗品种GT28心叶中克隆到甘蔗中性／碱性转化酶基因全长cDNA序列，基因命名为SoNIN1。该基因全长2289bp（GenBank登录号为JX109944），开放阅读框为1812bp，编码603个氨基酸，相对分子量为67．79kD，等电点为6．41。具有中性／碱性转化酶保守结构域，N-端不含跨膜结构和信号肽。其编码氨基酸序列与玉米、水稻和黑麦草的亲缘关系较近，属于同一进化分支。利用染色体步移技术克隆到SoNIN1基因5’侧翼启动子序列，长度为1174bp（GenBank登录号为KC854419）。启动子序列含有多个CAAT-box和TATA．box等基本作用元件，参与分生组织特异性激活，参与干旱诱导的MYB结合位点，脱落酸、茉莉酸甲酯和赤霉素响应等作用元件。利用实时荧光定量PCR技术，在生理成熟期甘蔗茎、叶、花序和芽中均能检测到SoNIN1的表达，其表达量在叶中最高，芽中次之，而在＋1节间最低。苗期根和叶中SoNIN1基因都受PEG和NaC1诱导表达。

氨基酸合成抑制剂类除草剂诱导油菜雄性不育效果评价264-272

摘要：甘蓝型油菜对以乙酰乳酸合酶为靶标的磺酰脲类等除草剂很敏感，其中部分除草剂具有很强的化学杀雄作用。本文通过油菜抽薹期叶面喷施试验，比较26种能够抑制氨基酸生物合成的除草剂及复配剂对甘蓝型油菜雄蕊育性的影响。结果显示除过双草醚、麦喜、胺苯磺隆外，其余23种除草剂均对油菜具有不同程度杀雄作用。其中600mghm^-2的咪唑乙烟酸、150mghm^-2的吡嘧磺隆、240mghm^-2的烟嘧磺隆、200mghm^-2的单嘧磺隆和120mghm^-2的氯磺隆具有较高杀雄率，但容易产生药害。而60～90mghm^-2的酰嘧磺隆、苯磺隆及其复配剂对油菜杀雄率大于95％，持续时间长，对雌蕊结实性能影响较小，且在20个甘蓝型油菜品种（系）上杀雄效果稳定，可以作为油菜等植物的最佳化学杀雄剂活性成分。本试验证明可以从氨基酸合成抑制型除草剂中筛选化学杂交剂，为进一步开发化学杀雄剂提供了参考。

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

水稻抽穗期高温胁迫对不同品种受粉和受精作用的影响273-282

摘要：水稻抽穗期高温障碍导致结实性降低已经成为长江中下游水稻的重要自然灾害之一。以现代常规粳稻、三系杂交籼稻和两系杂交籼稻为试料，研究了抽穗期高温处理对现代水稻品种和组合受精率的影响。现代粳型品种表现出较好的抽穗期高温耐性；杂交稻特别是两系杂交稻抽穗期高温耐性相对较弱，抽穗期39℃的高温胁迫下，受精率接近于零；在杂交稻中，汕优63在较轻高温胁迫下表现较好耐性，但在较强的高温胁迫下高温耐性迅速下降。相同处理下抽穗期高温耐性在品种间有较大差异。2个两系超级杂交稻的单药花粉数均在1750粒以上，数量最多，宁粳1号数量最少，为每花药979．8粒。总体趋势为杂交稻多于常规稻，籼型品种多于粳型品种，分析表明单药花粉数与高温耐性不相关。高温胁迫导致花药开裂系数显著下降，宁粳1号在较强的高温胁迫条件下还能维持一定程度的纵裂率，开花后柱头上花粉数量相对较多。可见水稻抽穗期高温耐性与花粉生产能力无关，与花药开裂和柱头捕获的花粉量关系较大。

双季晚粳生产力及相关生态生理特征283-300

摘要：于江西鄱阳、上高县，选用代表性晚粳稻品种（武运粳24、南粳44、镇稻11、常优1号、常优5号、甬优8号），在高产栽培条件下以当地代表性晚籼稻品种为对照，系统比较了粳、籼稻间产量、品质和效益的差异，初步阐明了双季晚粳生产力优势，并从温光利用、株型、光合物质生产等方面探讨了其优势形成的生态生理特征。结果表明，3年晚粳平均产量分别为9．6、8．3、9．9t hm^-2（2011年上高县甬优8号最高产量田块达10．6t hm^-2），极显著高于晚籼，而其产量高的主要原因是每穗粒数、结实率显著或极显著高于籼稻；晚粳加工品质、食味品质优于晚籼（晚粳出糙率、精米率、整精米率显著或极显著高；籽粒直链淀粉、蛋白质含量显著或极显著低，胶稠度显著或极显著长），外观品质逊于晚籼（粳稻的垩白率、垩白大小、垩白度均显著或极显著高于籼稻）；晚粳效益高于晚籼（3年晚粳的纯收益分别为11890．6、10252．1、16565．9元hm^-2，分别高23．8％、23．6％、26．7％）。双季晚粳生产力优势形成的相关生理生态特征为，较籼稻全生育期特别是结实期明显延长，抽穗结实期较籼稻适应凉爽气候，增加对温光资源利用，能正常成熟；后期有较高光合生产能力，增大了群体光合物质生产积累量，源库协调性好，库容总充实量高；生育后期在偏低温气候下不早衰，维持较强根系和较大茎鞘强度，具有较强群体抗倒伏能力。

外源ABA和6-BA对不同持绿型小麦籽粒灌浆进程及蛋白质含量影响301-312

摘要：本文旨在揭示持绿型小麦品种的灌浆特性和籽粒蛋白质含量对外源激素的响应，认识植物激素调控籽粒灌浆和蛋白质合成的作用机制。自盛花期开始，连续4d喷施10mgL^-1脱落酸（ABA）和6．苄基腺嘌呤（6-BA），持绿型品种汶农6号的灌浆期（t3）、活跃生长期（D）、平均灌浆速率（Gmean）、最大灌浆速率（Gmax）、千粒重（TGW）和产量（GY）均大于非持绿型济麦20，且强势粒的各项灌浆参数均大于弱势粒。喷施两种外源激素显著提高两品种的Gmean、Gmax、TGW和GY，对t3和D的影响存在粒位及品种效应。喷施ABA和6-BA均显著提高花后35d的籽粒蛋白质含量，显著提高汶农6号强、弱势粒的麦谷蛋白含量，但济麦20强、弱势粒的麦谷蛋白含量显著降低。喷施ABA后，汶农6号强势粒花后7～21d的玉米素核苷（zR）含量显著升高；喷施6-BA后，济麦20弱势粒花后14～35d的ZR含量显著升高，而汶农6号强势粒7～21d的赤霉素（GA3）含量显著降低，弱势粒花后7～28d的GA3含量显著提高。喷施外源ABA和6-BA显著提高两品种强势粒花后7～21d的生长素（IAA）和ABA含量。ABA和6-BA处理显著提高花后7～21d谷氨酰胺合成酶（GS）活性。可见，喷施外源ABA和6-BA使小麦内源激素水平变化，促进籽粒灌浆，增加粒重和产量，提高籽粒GS活性和蛋白质含量，改变蛋白质组分。

玉米幼苗不同部位的再生能力和某些影响因子313-319

摘要：为建立以玉米幼苗为外植体的高效再生体系，克服幼胚取材的限制，本研究选取萌发3d的玉米幼苗作为供体材料，研究其不同部位的再生能力。分别研究了种子萌发时的光照条件，N6培养基中Ca^2＋度，及6个不同基因型对芽尖和根尖愈伤组织诱导率和分化率的影响。结果显示，黑暗条件下萌发的幼苗，其芽尖和根尖更适合作为外植体，诱导培养基中添加终浓度为5mmolL^-1的CaCl2时的愈伤组织诱导率最高，不同基因型的玉米愈伤组织的诱导率和分化率存在差异，但影响趋势相同，且同一基因型的不同外植体形成的愈伤组织形态相似，分化率也相似。最后结论是黑暗条件下萌发3d的齐319和鲁原92的幼苗，可以代替玉米幼胚作为外植体用于组织培养研究。

北方水稻生育后期剑叶可溶性物质含量及植株生产力对CO2浓度增高的响应320-328

摘要：以高产优质粳稻松粳9号和稻花香2号为试材，利用中国北方FACE（free air CO2 enrichment）实验平台研究北方水稻生理代谢对CO2浓度增高的响应规律。在水稻抽穗期开始测定剑叶可溶性糖含量、蛋白质含量和总叶绿素含量，收获后实测小区产量及产量构成因素，比较处理间和品种间差异。结果表明，CO2浓度增高显著提高水稻抽穗期、乳熟期和完熟期剑叶可溶性糖含量，松粳9号和稻花香2号最高增幅分别达11．7％和47．5％。CO2浓度增高显著降低抽穗期和完熟期剑叶可溶性蛋白含量，松粳9号和稻花香2号最大降幅分别为16．2％和10．5％。CO2浓度增高使抽穗期和乳熟期剑叶总叶绿素含量显著增加，松粳9号和稻花香2号最大增幅达18．9％和22．5％，之后便逐渐降低。CO2浓度增高使松粳9号单株籽粒产量、生物学产量、经济系数分别提高6．82％、1．50％和12．64％，稻花香2号平均升高2．56％、2．13％和26．05％。研究表明，CO2浓度增高最终提高了水稻植株生产力，对可溶性物质含量的影响在不同生育期存在差异。这可能由于CO2浓度增高促进水稻生长发育，导致水稻提早成熟，叶片衰老促进了可溶性糖分解，也加快了功能叶可溶性蛋白向籽粒运输速率。

黄淮冬麦区小麦品种植酸含量与植酸酶活性聚类分析329-336

摘要：植酸含量与植酸酶活性是影响铁、锌等微量元素生物有效性的关键因子。2009—2010和2010—2011年度，在河南安阳种植212个黄淮麦区代表性小麦品种和高代品系，分析其籽粒植酸含量和植酸酶活性。结果表明，这2个指标变异范围较大，植酸含量为2．18-13．37gkg^-1，平均5．72gkg^-1；植酸酶活性为10～1759Ukg^-1，平均657Ukg^-1。品种及品种与年度互作效应显著影响植酸含量和植酸酶活性，以品种效应较大。根据植酸含量与植酸酶活性将参试品种分别聚为5类，类间植酸含量和植酸酶活性差异显著。石麦12、衡4568、洛麦21和济麦096141的植酸含量较低，且植酸酶活性较高，可作为进一步改良植酸含量和植酸酶活性的亲本。

四川盆地小麦籽粒的灌浆特性337-345

摘要：四川盆地小麦灌浆期长，粒重优势明显，但易受环境影响。2010—2011和2011—2012年连续2个小麦生长季，选用10个品种在3个地点进行灌浆特性研究，以揭示该区域小麦灌浆参数的基因型差异及环境效应。2年平均粒重48．25g，灌浆分为渐增期（T1）、快增期（T2）和缓增期（T3）3个阶段，各阶段持续时间为T3（16．30d）〉T1（13．41d）〉T2（12．98d），其灌浆速率分别为0．618、0．772和2．205mg粒^-1d^-1。3个阶段的干物质积累贡献率依次为21．21％（T1）、58．27％（T2）和20．53％（T3），可见快增期结束时可以积累80％左右的干物质量。基因型、地点和年份对除粒重以外的所有灌浆参数均有显著影响，以年份的效应最大。同一年中，粒重、最大灌浆速率、平均灌浆速率、缓增期灌浆速率、渐增期灌浆速率和快增期灌浆速率主要受基因型的影响，而其他参数则以地点效应大于基因型效应。粒重与平均灌浆速率、最大灌浆速率、快增期灌浆速率和缓增期灌浆速率呈极显著正相关。10个参试品种中，川麦42、川育23和川麦56具开花期早、灌浆速率高、灌浆时间长、粒重大等特征。

作物学报杂志研究简报

不同生态区冬前低温下白菜型冬油菜不同抗寒品种（系）的比较346-354

摘要：以白菜型冬油菜不同抗寒品种（系）为材料，分别在原种植区（甘肃天水）及北移区（甘肃临洮、兰州和永登）设置田间试验，采用田间记载、光合参数测定和显微观察相结合的方法，调查参试品种（系）在4个生态区的苗期形态、光合参数及气孔形态。结果表明，与原种植区（天水）相比，冬油菜北移后苗期生长习性由半直立逐渐变为匍匐生长；冬前低温阶段叶片Gs、Ci明显下降，正明显上升，弱抗寒的天油品种冬前低温下叶片气孔处于关闭或半关闭状态、Pn下降，而强抗寒的陇油品种叶片气孔仍完全开放、Pn明显升高；北移区冬油菜日出叶数减少，根长、根直径增加。冬油菜北移后，苗期匍匐生长，强抗寒品种叶片光合作用增强，弱抗寒品种减弱，有机物被优先分配到根部。

比较和分析NtGNL1的反义寡聚核苷酸抑制在烟草三种培养体系中的效果355-361

摘要：为探讨反义寡聚核苷酸抑制（antisense oligodeoxynucleotides inhibition）技术在植物材料上的应用，以已知功能的NtGNL1（Nicotiana tabacum GNOM-Likel）为目标基因，寻找反义寡聚核苷酸抑制最适作用体系，并进一步分析NtGNL1的具体作用。根据目标基因mRNA序列设计反义寡聚核苷酸序列，商业合成后并将其添加到烟草胚珠、种子和花粉管离体培养的培养基中，以抑制NtGNL1的表达。结果表明，将反义寡聚核苷酸引入离体培养系统，短时间内抑制了目标基因mRNA的表达，但对胚胎发育过程的影响和种子萌发的抑制都不明显。在花粉离体萌发系统中，反义寡聚核苷酸抑制能够高效地引起目标基因mRNA的下调。对FM4-64染色的花粉管显微缩时观察发现，NtGNL1的下调能够引起囊泡分布和运输方向的改变。对花粉管膜流相关的5个基因的半定量分析也显示反义寡聚核苷酸进入花粉管后，导致3个基因的表达下调，暗示NtGNL1抑制表达会影响花粉管囊泡运输的多个节点。