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作物学报 2014年第04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

水稻几丁质酶基因的转录与表达特征571-580

摘要：几丁质酶与植物的生长发育、抗逆和防御反应相关。水稻PR3家族几丁质酶编码基因有19个成员，本文分析其转录特征，了解到有些基因属于组成型转录，有些基因属于组织特异型转录，分析几丁质酶蛋白质的结构域，并对其进行聚类和亚家族分类。利用免疫印迹技术分析几丁质酶蛋白质的表达谱，发现CHIT5的表达量在水稻叶片生长过程中下调，而CHIT6、CHIT14、CHITC1和CHITC2的表达量上调。在水稻与白叶枯病菌（Xoo）的不亲和反应中。CHIT1、CHIT2、CHIT5、CHIT6、CHIT10、CHIT15和CHIT16的表达量上调，CHIT14、CHITC1和CHITC2的表达下调。进一步比较几丁质酶蛋白质在水稻-Xoo不同互作反应中的表达，发现其在亲和及不亲和反应中的表达模式类似，但一般在亲和反应中强度变化较大。此外，CHIT6蛋白质在对照反应中的表达量上调，提示CHIT6的表达受创伤的诱导。本文比较系统地揭示了水稻PR3家族几丁质酶编码基因的转录和蛋白质表达特征，为其功能解析提供了线索。

两个水稻品种镉积累相关基因表达及其分子调控机制581-590

摘要：摘要：内源小干扰RNAs（small interfering RNAs，siRNAs）和DNA甲基化在植物生长发育和适应环境胁迫中调控基因的表达。对于植物来说，镉（Cadmium，Cd）是一种非必需且具有毒性的元素。为研究DNA甲基化和siRNAs在水稻（Oryza sativa L．）Cd积累相关基因表达调控方面的作用，比较了cd高积累品种（秀水110）和cd低积累品种（秀水11）中Cd积累相关基因的表达情况。结果表明，在秀水110和秀水11叶片中，除植物Cd抗性蛋白（plant cadmium resistance protein，PCR）基因家族成员OsPCR1的表达水平呈现出显著的差异外，其他cd积累相关基因的表达水平不存在显著的差异。说明OsPCR1基因可能参与调控水稻体内cd的积累。利用荧光实时定量PCR（qRT-PCR）技术研究了水稻叶片中siRNA表达水平在水稻5个不同生长发育期中的变化情况。数据显示水稻叶片中与OsPCR1基因外显子2匹配的siRNA的丰度和OsPCR1基因的表达水平呈负相关。进一步利用McrBC—qRT-PCR技术研究OsPCR1基因外显子2甲基化水平在水稻5个不同生长发育期中的变化情况表明，在Cd处理条件下水稻叶片中OsPCR1基因外显子2甲基化水平和该基因的表达水平也呈负相关。说明，在水稻体内Cd积累的过程中，该siRNA和OsPCR1基因外显子2甲基化可能参与调控OsPCR1基因的表达。这些结果对于研究OsPCR1基因的功能和培育Cd低积累水稻品种具有重要的理论指导意义。

水稻叶缘白化突变体mal的遗传分析与基因定位591-599

摘要：植物叶色变化对叶绿体发育和叶绿素生物合成等光合系统结构和调控机制的研究有着重要的理论意义。水稻叶缘白化突变体mal（marginal albino leaf），来源于恢复系缙恢10号（Oryza sativaL．ssp．indica）的EMS诱变群体，经过多代自交，其突变性状遗传稳定。与野生型相比，mal突变体整个生育期叶片边缘白化且叶片变窄，抽穗期倒三叶叶片、倒二叶叶边缘以及倒三叶叶边缘的叶绿素含量极显著降低。透射电镜观察发现，mal突变体叶片绿色部位细胞与叶绿体发育完全，白化部分叶肉细胞大部分中空，无明显完整的细胞器，叶绿体内部完全降解。遗传分析表明该突变体受隐性核基因控制，MAL被定位在第8染色体上SSR标记M22和InDel标记ID27之间，物理距离为171kb。本研究将为MAL基因的图位克隆及功能研究奠定基础。

簇毛麦新型HMW-GS的序列分析及加工品质效应鉴定600-610

摘要：利用设计的HMW-GS特异引物，从簇毛麦TA10220中克隆到6条HMW-GS基因序列（1．0～1．7kb，GenBank登录号为KF887414～KF887419），比普通小麦HMW-GS基因序列小，其中KF887414～KF887417为能正常表达的基因，KF887418和KF887419是编码区出现终止信号的假基因。综合推导氨基酸的序列分析以及基于编码蛋白全序列、N-端和C-端域的进化树分析，认为KF887414属于Y型HMW-GS，KF887415-KF887419的氨基酸序列同时具有X和Y型的结构特征。将具有完整编码区的4个基因在宿主菌Escherichia coli Rosetta—gamiB（DE3）中经IPTG诱导表达，通过SDS-PAGE分析表达的蛋白质和种子提取的HMW-GS，经Westernblot进一步检测表达产物，证明蛋白质表达成功。通过His-TrapHP柱纯化表达蛋白，回收产物经SDS—PAGE分析后，低温冷冻干燥备用。将冷冻干燥的回收产物加入中国春基础面粉中，利用微量掺粉试验通过测定粉质参数来鉴定簇毛麦来源的HMW-GS对面粉品质的影响，结果表明，簇毛麦来源的4个HMW-GS对于面粉加工品质具有显著的正向效应。

小麦新品种“山农20”抗病基因的分子检测611-621

摘要：山农20是2011年和2012年分别通过国家黄淮南、北片审定的小麦高产多抗新品种，在国家区试抗病性鉴定和生产中都表现出良好的抗黄淮麦区主要病害的特性。本研究利用与小麦抗白粉病、条锈病、叶锈病、纹枯病基因和抗赤霉病主效QTL紧密连锁的SSR、SCAR、STS等标记对该品种进行了分子检测，发现山农20含有6个抗白粉病基因（Pm12、Pm24、Pm30、Pm31、Pm35和Pm36），6个抗条锈病基因（h5、Yr9、Yr15、yr4、Yr26和YrTp1）,2个抗叶锈病基因（lr21和Lr2们，1个抗纹枯病基因（Sesl），但未检测到抗赤霉病主效QTL。分子检测结果部分解释了山农20的优良抗病性，也为利用分子标记辅助选择培育抗病稳产小麦新品种提供参考。

玉米热激转录因子基因ZmHSF-Like对逆境胁迫响应的信号途径622-628

摘要：在前期对玉米热激转录因子基因ZmHSF-Like克隆、表达特性和亚细胞定位分析的基础上，对基因响应不同逆境胁迫的信号途径进行了研究。结果显示，H2O2处理能显著上调ZmHSF-Like基因的表达，42℃热激上调ZmHSF-Like基因的表达依赖于H2O2的存在，ABA上调基因表达部分依赖于H2O2的存在，而PEG-6000诱导基因表达不依赖于H2O2；外源ca2＋处理也能上调ZmHSF-Like基因表达，而螯合胞外钙离子并阻断其内流并不能降低上述逆境胁迫诱导的ZmHSF-Like基因的表达水平。表明ZmHSF-Like基因通过H2O2信号途径实现对热激和ABA胁迫的响应。在H2O2处理过程中，热激蛋白基因HSP704的表达与ZmHSF-Like基因的表达同步，可能是该途径中ZmHSF-Like结合的下游热激蛋白。单独钙离子诱导处理，热激蛋白基因HSP701、HSP702和HSPeu701的表达均与ZmHSF-Like基因的表达同步，可能是ZmHSF-Li幻基因响应ca2＋反应的下游结合蛋白。ZmHSF—Like通过与下游不同热激蛋白的结合实现对不同逆境胁迫的响应。

利用SNP遗传图谱定位盐、旱胁迫下甘蓝型油菜种子发芽率的QTL629-635

摘要：研究盐胁迫、干旱胁迫下甘蓝型油菜的发芽率，寻找与发芽率相关联的分子标记，可为油菜逆境胁迫下种子萌发的分子标记辅助育种提供理论依据。本研究以甘蓝型黄籽油菜GH06和甘蓝型黑籽油菜P174为亲本，通过单粒传法（single seed descent，SSD）连续自交9代构建重组自交系群体。采用16gL—NaCI溶液进行盐胁迫，20％的PEG．6000溶液模拟干旱胁迫，处理重组自交系种子并统计其发芽率。实验室构建的SNP遗传图谱，包含2795个SNP多态性标记位点，总长1832．9cM，相邻标记间平均距离为0．66cM。利用该图谱并采用复合区间作图法（CIM）分析2种胁迫条件下第3天、第4天及累计4d后发芽率的QTL。共检测到19个QTL，分布于A01、A03、A06、A07、A09和C06染色体上。其中，11个盐胁迫相关的QTL可解释的变异为4．9％～10．9％，8个干旱胁迫相关的QTL可解释的变异为3．8％～6．9％；并且在A03和A09染色体上，盐胁迫和干旱胁迫下检测到的QTL有相近区段。研究结果表明油菜种子发芽率属于典型的数量性状，受环境影响较大；且随着胁迫时间的延长，油菜种子启动了不同的基因来响应环境胁迫。

白菜型冬油菜铜锌超氧化物歧化酶（Cu／Zn-SOD）基因的克隆及其在低温条件下的表达636-643

摘要：超氧化物歧化酶（SOD）是一种逆境条件下清除细胞内活性氧的关键酶，而铜锌超氧化物歧化酶（Cu／Zn—SOD）是该酶系中最主要的活性氧清除剂，与植物的抗逆性关系密切。本研究根据已发表的十字花科植物Cu／Zn-SOD基因的编码区设计引物，采用RT-PCR克隆超强抗寒冬油菜陇油7号Cu／Zn—SOD的cDNA序列，该基因全长459bp。生物信息学分析表明，该基因与甘蓝型油菜（Brassicanapus）Cu／Zn—SOD基因同源性高达99％，编码1个亲水性稳定蛋白，无跨膜结构域和信号肽，具有胞质Cu／Zn-SOD超基因家族特有的序列特征和保守结构区域。半定量RT-PCR以及SOD酶活性分析表明，低温诱导条件下Cu／Zn—SOD基因差异表达，在白菜型冬油菜适应低温胁迫过程中发挥重要作用。超强抗寒冬油菜陇油6号品种低温诱导蛋白的SDS-PAGE分析以及蛋白串联质谱技术鉴定表明，Cu／Zn—SOD是受低温诱导表达的抗逆基因。

水稻ygl80黄绿叶突变体的遗传分析与目标基因精细定位644-649

摘要：通过化学诱变获得遗传稳定的水稻黄绿叶突变体ygl80。与野生型亲本10079相比，ygl80突变体在苗期和孕穗期叶片叶绿素分别下降76．64％和54．59％，类胡萝卜素含量分别下降53．85％和41．18％，成熟期株高、每株有效穗数、每穗着粒数、穗长和千粒重分别减少14．8％、16．5％、21．3％、9．1％和7．4％。遗传分析表明，ygl80的突变性状由1对隐性核基因控制。利用（ygl80／浙辐802）F2作为定位群体，将突变基因定位在第5染色体长臂InDel标记c2和c3之间，遗传距离分别为0．24cM和0．39cM，两标记之间的物理距离约为90kb，此区间内包含11个预测基因。基因组序列分析发现，ygl80突变体在编码叶绿素合酶的YGLI（LOC_oS05928200）基因编码区第5027碱基处（位于第14外显子），碱基C突变为碱基T，使编码蛋白序列第348位的脯氨酸（Pro）突变成亮氨酸（Leu）。该基因是已报道的水稻ygll黄绿叶突变基因的等位基因。ygl80突变体在整个生育期都表现为黄绿叶，而ygll突变体在苗期叶片黄化，中期慢慢转绿，后期叶色以及总叶绿素和类胡萝卜素的含量接近野生型，这可能是YGL1基因编码的叶绿素合酶蛋白的氨基酸不同突变位点造成的。

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

不同收获时期对油菜机械收获损失率及籽粒品质的影响650-656

摘要：以华油杂62为材料，测定70％油菜角果变黄至角果明显炸裂时期机械收获的产量损失、植株不同部位水分含量、粒重和籽粒含油量等指标，研究不同收获时期对产量损失率和籽粒品质的影响。试验表明，机械收获的产量总损失率在7．00％-15．80％之间，随着收获时期逐渐推迟，总损失率先降低后增加。产量损失分为自然脱粒损失、割台损失和清选脱粒损失。割台损失率随收获时期推迟逐渐增加，占总损失率的比例为7．80％～31．01％；清选和脱粒损失率随收获时期推迟逐渐降低，是机械收获中最大的损失部分，占总损失率的56．87％～92．20％。总损失率与籽粒、角果皮、主花序和分枝水分含量均呈极显著正相关。籽粒水分含量为16．23％时千粒重和含油率最高，随籽粒水分含量的下降，千粒重、含油率、全碳含量和C／N值均略有降低。油菜机械化收获以籽粒和角果皮水分含量在11％～13％之间时为宜，此期的千粒重、油分含量、机械收获产量和产油量均较高。

应用主动传感器GreenSeeker估测大豆籽粒产量657-666

摘要：主动遥感技术可以方便、快捷、无损伤性地监测大豆生长。以黄淮海地区圣丰种业2011年和2012年大豆育种品系和重组自交家系（NJRIKY）共1272个家系为材料，分组设置试验，分别采用随机区组、重复内分组以及格子设计，重复3次，使用主动传感器GreenSeeker监测苗期、开花期、结荚期和鼓粒期冠层反射光谱，获得冠层归一化植被指数（NDVI），搜索大豆冠层NDVI与产量的共变化规律，建立产量估算模型。结果表明，大豆冠层NDVI随生育期的推进呈“低-高-低”变化趋势；基于单一生育期冠层NDVI建立的产量估测模型大多为简单线性回归，鼓粒期效果最好：基于多生育期冠层NDVI建立的产量估测模型中，由育种家系试验建立的大豆产量最佳估测模型（y=e^6.9-4.1x1＋4.3x2＋4.4x3）的决定系数（R2）可达到0．66；用此模型对NJRIKY估产，与实际产量的符合度可达0．59。所建模型具有一定的预测效果，在规模化育种中可用于育种中期无重复试验的产量预测和初步选择。

种植方式对水稻产量及根系性状的影响667-677

摘要：2011—2012年在湖南长沙以超级杂交稻Y两优1号、杂交稻汕优63和常规稻黄华占为材料的大田定位试验，比较了垄作梯式栽培技术（两种垄规格）和垄厢栽培技术（3种厢规格）对水稻产量和根系性状的影响。与平作栽培（T0）相比，窄垄作梯式栽培（T1）和垄厢栽培（T3）均可提高水稻产量，其中以T1的产量最高，比T0平均增产22．2％（17．1％～27．2％），其次T3平均增产10．4％（5．8％～15．0％），但随着垄宽或厢宽的增加，产量增幅逐渐下降。较高的穗数和每穗粒数、良好的根系特性（根系氧化力、根表面吸收面积、根系孔隙度）以及齐穗后干物质积累量大是上述两种栽培技术增产的重要原因。同时，根解剖结构表明垄作梯式栽培的根皮层减小、中柱和导管面积增大，增强了水分吸收能力。

双季杂交晚粳稻超高产形成特征678-690

摘要：本研究旨在明确传统双季晚籼稻地区双季杂交晚粳稻超高产产量构成及其群体特征，阐明双季杂交晚粳稻超高产形成规律。以江西省上高县6．77hm2连片双季杂交晚粳稻高产攻关示范方为依托，选用杂交粳稻甬优8号为材料，对中产（8．25～9．75thm-2）、高产（9．75～10．50thm-2）和超高产（〉10．50thm-2）3个产量水平群体的产量构成及群体特征进行系统比较研究。结果表明，与中产、高产水平群体相比，超高产水平群体表现穗数足、穗型大、群体颖花量多（50000×104hmt以上）的显著特点，但结实率和千粒重略低，差异不显著；群体茎蘖动态上，群体起点较高，可及时够苗；够苗后增长平缓，高峰苗数量较少、下降平缓，成穗率高（78．0％左右）。群体叶面积指数前期增长较缓，最大值出现在孕穗期，为8．0左右，此后下降缓慢，成熟期仍保持3．5以上；群体光合势生育前期较小，中、后期较大，抽穗至成熟期光合势为300×10^4m^2dhml以上，总光合势为560×10 4m 2dhm-2以上。拔节前干物质量积累速度较慢，拔节后积累速度较快，至抽穗期群体干物质量为10．5thm-2左右，抽穗后积累量亦高，成熟期干物质量达19．0thm-2左右，后期茎鞘物质转运率大于14．0％。超高产群体根量多、活力较强；植株吸氮能力强、成熟期氮素累积量高，氮素利用率40％以上。根据双季杂交晚粳稻超高产形成特征，我们探讨了培育双季晚粳稻超高产群体的关键栽培技术。

用超高效液相色谱串联质谱法同时测定谷物中12种真菌毒素691-701

摘要：建立了简单、快速、同步测定谷物中12种常见真菌毒素的超高效液相色谱串联质谱分析方法。样品用80％乙腈水溶液振荡提取，多功能净化柱净化，Waters ACQUITYUPLCTMBEHC18色谱柱分离，串联四极杆质谱多反应离子监测方式检测，并采用外标法定量。结果表明，12种真菌毒素在各自的线性响应范围内线性关系良好，相关系数均不低于0．998，12种真菌毒素的检出限为0．016-1．000μg kg-1，低、中、高3个加标水平的平均回收率（n=6）为60．0％～122．4％，相对标准偏差（RSD）为0．9％～20．3％。该方法具有前处理简单、净化效果好、灵敏度高和检测速度快的优点，适用于谷物样品中多组分真菌毒素残留的分离和定量检测。

普通菜豆抗旱生理特性702-710

摘要：采用盆栽试验，以抗旱性较好的品种跃进豆、260205和敏感品种奶花芸豆为试材，设置干旱和正常供水2种处理，测定产量、产量构成因素及相关生理生化指标，分析干旱胁迫下参试品种各性状及生理指标的变化及对干旱胁迫的生理响应。结果表明，干旱处理36d，跃进豆和260205的根干重为总生物量的20．2％和20．6％，荚干重为总生物量的30．0％和28．9％，而奶花芸豆的根干重和荚干重仅为总生物量的10．6％和17．1％，光合产物向根系和籽粒的有效分配与普通菜豆抗旱性关系密切；跃进豆在干旱胁迫后期的水分利用效率较对照增加230．5％，而奶花芸豆的增幅仅为84．3％，较高的水分利用效率有利于C02的有效扩散和高效固定；其他生理特性分析表明，抗氧化酶与光呼吸共同作用有效降低了膜脂过氧化程度，减少了叶片的损伤；脯氨酸和可溶性糖是普通菜豆主要的渗透调节物质，能够较好地保持自身叶片的水分平衡。普通菜豆抗旱性是多种生理调节机制协同作用的结果，主要包括形态调节、气孔调节、渗透调节以及抗氧化能力的调节等。

双季稻区不同栽培方式对早稻生育期、干物质积累及产量的影响711-718

摘要：为探明洞庭湖平原双季稻区不同栽培方式对早稻生育期、干物质积累及产量的影响，以常规稻和杂交稻为材料，系统比较研究了塑料软盘育秧抛栽、手插和机插3种栽培方式。结果表明，与机插相比，抛栽和手插促进了早稻生育进程，全生育期缩短，抛栽和手插分别缩短5-8d和2～4d。群体根系和地上部干重均表现为抛栽〉手插〉机插，差异均达显著水平。成熟期植株根系和穗干物质占总干物质量的比例为抛栽〉手插〉机插，茎干物质的比例为手插〉抛栽〉机插；叶干物质比例在分蘖期和齐穗期为机插〉手插〉抛栽，灌浆期和成熟期为手插〉抛栽〉机插。分蘖期、齐穗期和灌浆期，抛栽和手插水稻叶片SPAD值均显著高于机插；成熟期，各处理间无显著差异。水稻叶面积指数表现为抛栽〉手插〉机插。不同栽培方式间水稻产量差异显著，抛栽最高，机插最低；抛栽和手插分别比机插增产1203．3～1346．7kghm-2和776．7～1045．4kghm-2。说明不同栽培方式水稻干物质积累和产量有各自特征，与手插和机插相比，抛栽处理干物质总量大而且分配合理，有利于改善产量构成因素，增加水稻产量。

机械化种植对杂交籼稻F优498产量构成与株型特征的影响719-730

摘要：为探明机械化种植杂交籼稻高产群体的株型特征，以F优498为材料，采用二因素裂区设计，研究了不同穴苗数与播期下机直播、机插、手插3种种植方式的株型特征及其与产量构成的关系。结果表明：（1）不同种植方式株型特征差异显著，机直播和机插上三叶叶长、叶宽和叶间距大，但叶基角和披垂度也较大；手插上三叶大小适宜，叶片厚而挺直；机直播和机插株高和着生高度显著大于手插，但手插比叶重、单株穗数和总叶片数显著高于机械化种植；机直播的茎蘖夹角、穗粒数和单穗重显著低于机插和手插。推迟播期和低苗处理均使叶片增大，比叶重、粒叶比、单株穗数、穗粒数和结实率随播期延迟显著降低。单穗重与上三叶长度、宽度、着生高度和株高均呈显著或极显著正相关，以机插最高，手插次之，机直播最低。（2）机直播产量显著低于机插和手插，且随播期延迟和穴苗数减少显著降低。产量及其构成与株型特征密切相关，机械化种植杂交籼稻高产株型的显著特征为适宜的株高、上三叶长度、群体LAI和茎集散度；叶宽、比叶重、叶间距大和直立性好。足穗和大穗的统一是实现水稻高产的关键，塑造个体优良的株型与优化群体结构是增产的前提，机械化种植杂交籼稻应在时间允许的条件下尽早播栽，穴苗数以3苗左右为宜。

作物学报杂志研究简报

不同土层测墒补灌对小麦旗叶光合特性和干物质积累与分配的影响731-738

摘要：2011—2012和2012—2013年连续2个小麦生长季，在大田条件下，设置0～20cm（D1）、0-40cm（D2）、0-60cm（D3）和0～140cm（D4）4个土层测定土壤含水量，以各土层平均土壤相对含水量拔节期65％和开花期70％为目标相对含水量，全生育期不灌溉为对照处理（D0），研究依据不同土层的土壤含水量测墒补灌对小麦旗叶光合特性和干物质积累与分配的影响。结果表明：D2的开花期叶面积指数和单位土地面积上旗叶叶面积、开花后7d和14d的旗叶净光合速率和实际光化学效率均高于其他处理，而气孔限制值低于其他处理；D2的成熟期干物质积累量、开花后干物质向籽粒的分配量和开花后同化物分配对籽粒的贡献率亦高于其他处理。两年度D2的籽粒产量分别为9367．4kghm-2和9727．5kg hm-2，均显著高于其他处理；同时，D2的水分利用效率高于D0、D3和D4处理，与D1处理无显著差异。因此，于小麦拔节期和开花期依据0～40cm土层的土壤含水量测墒补灌是同步实现高产和高水分利用效率的有效措施。