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作物学报 2014年第07期杂志 文档列表

作物学报杂志综述

种子萌发及其调控的研究进展1141-1156

摘要：大多数有花植物通过有性生殖和产生种子繁衍后代，种子的成功萌发和正常成苗决定植物物种的繁衍与生存。种子萌发容易受到机械伤害、病害和环境胁迫的影响，是植物生活周期中最重要和最脆弱的阶段，对于一年生和二年生植物则更为重要。种子萌发是一个复杂的多步骤过程，在这个过程中静止的干燥种子迅速恢复代谢活性，完成胚伸出周围结构的细胞事件，以及为随后的幼苗生长做准备。本文综述了近年来种子萌发及其调控的研究进展，主要包括种子萌发过程中的重要生理事件，与种子萌发有关的蛋白合成、翻译后修饰和蛋白质组，以及植物激素对种子萌发的调节。此外，我们还提出了种子萌发的能量刺激假说，此假说为减少禾谷类作物种子和粮食生产中发生的穗萌现象提供了新的研究思想，并且有助于回答植物学、农学和园艺学中的2个基本问题，即胚怎样从它的周围结构中伸出完成萌发？胚的伸出怎样被阻断以至于种子被维持在休眠状态？

作物学报杂志作物遗传育种·种质资源·分子遗传学

酸不可溶性木质素和漆酶在棉花抗黄萎病中的作用1157-1163

摘要：以抗病海岛棉Pima90-53、耐病陆地棉冀棉20和感病陆地棉邯208为材料，研究黄萎病菌胁迫下棉花细胞壁的组织结构和木质素含量与棉花抗性的关系，并分析参与木质素合成的胞外漆酶的基因表达水平。结果发现，室内接种黄萎病菌24h，在Pima90-53的根部导管组织中没有发现病原菌的侵入，而在冀棉20和邯208的导管组织均有病原菌侵入 接种35d时，Pima90-53的茎部导管细胞壁高度木质化且导管堵塞不明显，冀棉20的导管细胞壁中度木质化且导管堵塞不明显，而邯208的导管细胞壁仅发生轻度木质化且导管堵塞严重。对田间病圃种植棉花叶片和叶柄的测定发现，3个品种的酸不可溶性木质素含量与品种的病情指数呈显著负相关p=0．99991），酸不可溶与可溶性木质素的比值大小与棉花品种黄萎病抗性强弱表现一致。基于此，进一步采用Real-timePCR技术分析参与木质素合成的漆酶基因GhLaccas表达差异发现，在冀棉20接种病菌后各检测时间点的表达量均显著高于邯208，且在冀棉20中GhLaccase表达量较0h升高9-14倍，在8h达到最高并在72h内一直维持较高水平，表现出较高的应答效率。以上结果表明酸不可溶性木质素含量与黄萎病抗性呈正相关，漆酶在棉花抗黄萎病过程中起着重要作用。

玉米响应渗透胁迫的数字基因表达谱分析1164-1173

摘要：以玉米种质POB21为材料，利用数字基因表达谱技术对15％PEG渗透胁迫处理后的玉米叶片cDNA文库进行差异基因表达谱分析。结果表明，转录组基因序列与参考基因组高度一致，基因表达呈现出高度不均一性和部分冗余性。从中筛选出1097个有效差异表达基因，其中795个表达上调，302个表达下调。GO功能显著性富集分析表明，3种细胞组分和分子功能中的3种糖基转移酶活性表现为富集。KEGG代谢分析表明差异表达基因广泛涉及糖、蛋白、核酸和脂类等生物大分子代谢、次生代谢、激素代谢以及能量代谢过程。脯氨酸代谢相关基因的差异表达分析表明，谷氨酸途径是胁迫诱导脯氨酸积累的主要方式。表达谱分析结果为玉米渗透胁迫响应分子机制的深入研究和功能基因的筛选奠定了基础。

芥菜锌指蛋白转录因子基因Bj26的克隆与鉴定1174-1181

摘要：锌指蛋白是一类重要的转录因子家族，参与植物基因转录调节、发育及胁迫反应等生理过程。我们前期研究发现芥菜诱导型启动子BjC-P的W-box-1ike-4为其真菌诱导的核心元件，本研究通过酵母单杂交技术从芥菜cDNA文库中筛选到与W-box-like．4序列特异互作的转录因子基因彤26。生物信息学分析表明，Bj26含735bp的开放阅读框，编码一个新的C2H2型锌指蛋白，包括2个典型的C2H2型锌指结构及2个植物特有的QALGGH氨基酸保守序列，等电点pI为9．2，分子量为26-6kD。亚细胞定位显示该蛋白位于细胞核。本氏烟瞬时表达分析表明Bj26蛋白通过与BiC-P的真菌诱导核心元件序列特异互作，激活启动子Bjc-P。实时荧光定量PCR结果显示启，26在真菌诱导下表达量明显增高。Bj26的CDS序列与拟南芥和水稻中的C2H2型锌指蛋白序列比对及进化树分析表明，Bj26与拟南芥的C2H2型蛋白同源性高于水稻。以上结果揭示Bj26蛋白可能介导BjC-P真菌诱导响应并参与植物抗真菌病原菌的调控过程。

水稻早衰突变体esl5的鉴定及其基因精细定位1182-1189

摘要：叶片早衰直接影响作物产量和品质，鉴定早衰突变体、图位克隆调控基因对于研究植物衰老机制具有重要的意义。以甲基磺酸乙酯诱变水稻籼型恢复系缙恢10号，获得-个早衰突变体esl5（earlysenescentleafmutant5），本文对其进行了形态鉴定、细胞学观察、理化分析和基因定位等研究。结果表明，与野生型相比，esl5的苗期叶片正常，分蘖期呈黄绿色，孕穗期开始叶片中上部逐渐黄化衰老 衰老部位的细胞结构异常，细胞膜降解，叶绿体基质片层疏松、排列不规则，光合色素含量和光合速率极显著下降。此外，esl5的·OH和H202含量极显著升高，SOD和CAT的活性则极显著降低。与野生型相比，esl5的生育期延长20d左右，千粒重显著增加，穗粒数、实粒数和结实率则显著降低。esl5突变性状受1对隐性核基因调控，精细定位在第3染色体Indel标记Indel03-1和Indel03-2之间83．4kb的物理范围内，包含11个注释基因，这为ESL5的克隆和功能研究奠定了基础，也有利于水稻品种的遗传改良。

土壤宏基因组中抗草甘膦新基因的克隆与转化水稻的研究1190-1196

摘要：EPSPS（5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合酶，EC2．5．1．19）是植物芳香族氨基酸和植物次生代谢产物生物合成中莽草酸途径的关键酶;同时也是广谱性除草剂草甘膦的作用目标。本实验通过对草甘膦污染土壤宏基因组文库的建立及筛选，成功克隆了一个新的草甘膦抗性的EPSPS基因（命名为soilEPSPS）。序列分析表明，soilEPSPS基因全长1404bp，其编码的467个氨基酸中未涉及已公布专利中保护的氨基酸序列。原核功能验证表明，该基因对草甘膦的耐受能力优于EP即sCP4基因。将该基因与水稻RubiscoSSU引导肽相融合构建由actin启动子驱动的植物表达载体，用农杆菌介导法实现了水稻的遗传转化。抗性再生植株的PCR和Southern杂交结果表明所获得的26株再生植株均为转基因阳性植株，其中共有3个单拷贝转化事件。草甘膦抗性鉴定证明纯合体T2代植株能够耐受高达500mmolL-1的草甘膦。本研究为转基因抗除草剂水稻新品种的培育奠定了基础。

花生SSR标记与农艺性状的相关性1197-1204

摘要：以农家品种四粒红和冀农黑3号构建的包含有251个家系的重组自交系（RIL）群体为材料，在河北保定市和邯郸大名县两地进行表型鉴定，利用Pearson’S相关和逐步多元回归分析了花生农艺性状之间及其与标记的相关性。结果表明，多数农艺性状间存在显著或极显著相关，其中相关性最高的为单株生产力和单株仁重（r=0．970），其次是主茎高和第一侧枝长（r=0．918）；77个SSR标记与18个农艺性状显著相关，每个性状相关标记数在2～16之间；14个SSR标记与13个农艺性状关联，解释的表型变异为5．2％～11．5％。以上结果为花生常规育种和分子标记辅助选择奠定了基础。

桑树EIN2基因的分离与表达1205-1212

摘要：EIN2是植物体内乙烯信号转导的中心元件，负责将乙烯信号由内质网传递到细胞核中。本文通过检索桑树基因组数据，获得一个EIN2候选基因（MaEIN2），并进行生物信息学分析和表达分析。MaEIN2全长5614bp，由7个外显子和6个内含子组成，包含3921bp的CDS，编码1036个氨基酸残基。MaEIN2在进化树中与草莓、桃树等双子叶植物的EIN2蛋白关系较近，与单子叶植物关系较远。MaEIN2在老叶和成熟果实中的表达量分别高于在幼叶和幼果中，且随果实发育呈逐渐上升趋势，MaEIN2可能与器官的成熟衰老有关。选用乙烯利、ABA和NaC1处理桑树种苗，乙烯利能够促进MaEIN2的表达，而ABA和NaC1抑制MaEIN2的表达。本文为深入研究MaEIN2基因的功能奠定了基础。

GenBank数据库中黄麻EST-SSR标记的开发及其通用性评价1213-1219

摘要：从GenBank公共数据库中下载黄麻表达序列标签838条，利用SSRPrimer软件对其进行SSR位点查找，利用Primer3．0软件设计66对SSR引物，通过琼脂糖凝胶研究这些SSR引物的PCR扩增特点，以检测其多态性。结果表明，66对SSR引物在黄麻属6个不同类型材料的扩增中，42（63．6％）对引物至少在2个材料之间存在多态性。（AT）n重复基元和（GC）。丰富的三核昔酸重复基元多态性较高，可作为黄麻SSR标记引物设计的首选。黄麻EST-SSR标记开发效率较高，不仅可以丰富黄麻分子标记的数量，而且为剖析黄麻重要性状的遗传机制奠定基础，这对于黄麻的遗传基础研究具有重要应用价值。

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

缩节胺浸种提高棉花幼苗根系活力中的活性氧代谢1220-1226

摘要：以国欣棉3号为材料，研究200mgL-1缩节胺（DPC）浸种12h对棉花子叶苗根系活力的影响，并从活性氧（ROS）代谢的角度揭示相关的生理机制。结果表明，DPC浸种显著增强了棉花幼苗的根系活力，根尖部位氯化三苯基四氮唑（TTC）染色光密度为清水对照的1．3倍，TTC法测定的根系活力和呼吸速率分别较对照增加167％和90％，非损伤微测技术（NMT）测定的心净内流速率（距根尖300Hm处）较对照提高36％。吖啶橙染色结果显示，DPC处理根尖伸长区的凋亡细胞数目较对照减少。此外，DPC处理使根系的过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸氧化酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）活力显著高于对照，超氧化物歧化酶（SOD）活力则降低；H2O2含量和超氧阴离子（O2-）产生速率较对照分别降低56％和65％，H2O2原位染色结果也显示其根尖部分的褐色较对照明显减弱。根系组织的ROS代谢得到改善可能是DPC浸种提高棉花幼苗根系活力的机制之一。

甜玉米乳熟期籽粒维生素A源和维生素E组分的变异1227-1234

摘要：维生素A和维生素E是人与动物必须从食物中摄取的微量营养物质。甜玉米是人类直接食用的一种鲜食玉米类型。本研究利用高效液相色谱法测定了47份甜玉米自交系籽粒乳熟期的维生素A源和维生素E各组分的含量。结果表明，不同基因型甜玉米材料间维生素A源和维生素E各组分及嘶．生育酚存在显著差异。非维生素A源的叶黄素和玉米黄质为维生素A组分中的主要成分，γ-生育酚为维生素E组分中的主要成分。相关分析表明多数性状间表现为显著正相关或不相关，其中β-胡萝卜素极显著正相关于玉米黄质、β-隐黄质和α-类胡萝卜素，维生素E各组分两两极显著相关，α／γ-生育酚极显著负相关于δ-生育酚和γ-生育酚，极显著正相关于玉米黄质和α-生育酚，β-胡萝卜素与α-生育酚呈正相关。这些数据为进一步研究甜玉米籽粒中维生素A源和维生素E的代谢和微营养品质的改良提供了有益的表型数据。

光、氮及其互作对超级粳稻产量和氮、磷、钾吸收的影响1235-1244

摘要：大田条件下以超级粳稻南粳44和宁粳3号为材料，设置2种氮肥水平（N10：150kghm-2，N20：300kghm-2）和3种遮光处理（L1：不遮光，L2：抽穗前遮光20d，L3：抽穗后遮光20d），研究光、氮及其互作对超级粳稻产量和氮、磷、钾吸收的影响。结果表明，同一氮肥水平下产量呈现LI〉L3〉L2。其中，L2使植株在拔节至抽穗阶段及抽穗期的氮、磷、钾积累量显著下降，主要由于L2显著降低了抽穗前期的根系α-NA氧化量及根干重，导致根系吸收养分能力下降，最终产量显著低于L1，达30．58％～35．26％。L3使植株在抽穗至成熟阶段及成熟期的氮、磷、钾积累量显著下降，主要由于L3显著降低了抽穗后期的根系Ⅱ．NA氧化量及根干重。尽管在抽穗后随着植株根系逐渐衰老及机能下降，L3对根系、养分吸收及最终产量的影响要小于L2，但最终产量依然显著低于L1，达10．91％～18．47％。L2和L3条件下，随着氮肥水平增加，植株根系α-NA氧化量及根干重显著增加，导致拔节至成熟期各阶段的氮、磷、钾积累量显著增加，最终产量及氮肥利用率显著提高。由此可见氮肥施用能部分弥补弱光逆境对超级粳稻氮、磷、钾吸收及产量的影响。

栽培模式对杂交粳稻常优5号根系形态生理性状和地上部生长的影响1245-1258

摘要：以杂交粳稻常优5号为材料，设置未施氮肥处理（0N）、当地高产栽培（对照）、超高产栽培和氮肥高效利用栽培等4种栽培模式，观察其对水稻不同生育期根系形态生理和地上部生长的影响。结果表明，不同栽培模式下水稻产量差异极显著。超高产栽培与氮肥高效利用栽培两年的平均产量分别为12．29thm-2和9．62thm-2，平均分别较对照增产41．4％和10．7％。上述两种栽培模式的氮肥农学利用率（每砖施氮量增加的产量）分别较对照增加80．7％和76．8％，灌溉水利用效率分别较对照提高62．1％和32．3％。与对照相比，超高产栽培与氮肥高效利用栽培均增加了水稻地上部干物重、叶面积指数、根干重、根长，提高了粒叶比，改善了库源关系，并提高了根冠比与根系伤流量。同时也提高了灌浆期剑叶净光合速率、根系氧化力、根系总吸收表面积与根系活跃吸收表面积，生育中后期根系、叶片以及根系伤流液中的玉米素（z）与玉米素核苷（zR）含量、灌浆期籽粒中蔗糖合酶（SuSase）1）A及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）活性。这说明，通过栽培技术的集成与优化可以提高水稻灌浆期根系和地上部的生理活性，促进水稻高产与水分养分高效利用。

重要胡麻栽培品种的抗旱性综合评价及指标筛选1259-1273

摘要：以15份国内胡麻栽培品种为材料，设自然降雨和正常灌水2个处理，考察与抗旱性相关的7个农艺性状、8个生理生化指标及产量指标，采用综合抗旱系数、因子分析、隶属函数、聚类分析和灰色关联度分析相结合的方法，对其抗旱性进行综合评价、抗旱型划分和评价指标筛选。结果显示，相关性状指标对干旱胁迫的反应及关联程度各异，可优先选择与抗旱性关系密切的产量及其相关性状、光合作用因子、叶片抗氧化因子等相关生理生化性状；因子分析表明，6个公因子可代表胡麻抗旱性90．89％的原始数据信息量。基于抗旱性度量值（droughtresistancecomprehensiveevaluationvalues，D值）和加权抗旱系数（weightdroughtresistancecoefficient，WDC值）的各品种抗旱性排序相近，位居前6位的抗旱品种相同。各品种D值与综合抗旱系数（comprehensivedroughtresistancecoefficient，CDC值）、WDC值、产量抗旱系数（yielddroughtresistancecoefficient，Y值）之间均呈极显著正相关，而各品种Y值与CDC、WDC值间极显著正相关：据D值将供试品种划分为5个抗旱级别，可较好地反映品种的选育条件及适应地区。试验结果说明以D值为主要参数，以WDC为辅助评价参数，评价以产量为主要考量目标的胡麻抗旱性是适宜且准确的；以抗旱性综合评价方法进行胡麻抗旱性综合评价、抗旱型划分、评价指标筛选是准确的。

连作对甘肃中部沿黄灌区马铃薯干物质积累和分配的影响1274-1285

摘要：甘肃省中部沿黄灌区是全国重要的加工型马铃薯生产基地，因集约化种植带来连作障碍问题已严重影响到农业产业的健康发展，所以探索连作对马铃薯块茎产量形成的影响与机制十分必要。根据田间定位试验，以前茬为玉米的地块作对照，设连作1～5年处理，采用常规方法，调查连作对马铃薯产量、干物质积累和分配以及花后干物质积累和转运的影响。结果表明，与对照相比，短期（1～2年）连作未表现连作障碍现象，连作第3年，块茎产量显著下降，降幅达21．68％～75．67％，单薯重量变化是产量下降的直接原因；马铃薯整株和块茎的干物质积累均表现出明显的“S”型曲线特征，连作缩短干物质快速增长期时间和减少于物质平均积累速度；也影响马铃薯植株干物质在不同器官间的分配比例，特别是明显增加根系干物质分配比例。在块茎产量的形成过程中，长期连作导致营养器官花前贮藏干物质向块茎转运的贡献增加，而花后同化产物向块茎直接输入的贡献降低。长期连作条件下马铃薯植株库源关系的失衡是导致块茎产量降低的主要原因。

休闲期深松配施氮肥对旱地土壤水分及小麦籽粒蛋白质积累的影响1286-1295

摘要：为探索旱地小麦休闲期蓄水保墒及其配套施肥技术，2009-2011年连续2个小麦生长季，在山西闻喜县进行了休闲期深松或无耕作条件下低（75kghm-2）、中（150kghm-2）、高（225kghm-2）施氮水平的田间试验，以明确深松处理配合施氮对土壤水分、籽粒蛋白质形成的影响。结果表明，深松处理可提高播前土壤蓄水量，尤其是深层土壤（60～160cm）蓄水量，欠水年和丰水年分别提高12％～34％、10％～22％。深松处理后，籽粒谷氨酰胺合成酶（GS）、旗叶谷氨酸合酶（GOGAT）、低氮和中氮条件下籽粒GOGAT、籽粒谷丙转氨酶（GPT）活性均提高；籽粒蛋白质产量和球蛋白含量。及丰水年谷蛋白含量和谷醇比也提高。随施氮量增加，开花期20～200cm土壤蓄水量呈下降趋势，但籽粒GS、灌浆中后期旗叶GOGAT、灌浆后期籽粒GPT活性均上升，籽粒蛋白质及其组分含量提高，中氮条件下籽粒谷醇比最高。施氮量对深松处理开花期深层土壤蓄水量、籽粒蛋白质产量、籽粒GS和GPT活性有较大调控效应。深松配施氮肥条件下，丰水年开花期土壤水分与籽粒清蛋白、谷蛋白、蛋白质含量关系密切，而欠水年开花期土壤水分与谷醇比关系密切。氮代谢酶主要影响籽粒球蛋白含量、蛋白质产量的积累，丰水年还影响籽粒谷蛋白含量和谷醇比的提高。总之，旱地小麦休闲期深松蓄水效果好；配施氮量225kghm-2有利于提高籽粒蛋白质及其组分含量，在欠水年施氮量150kghm-2有利于提高籽粒蛋白质产量及谷醇比。

提高南繁条件下大豆杂交成功率的方法1296-1303

摘要：为了加快育种进程，拓宽新品种的遗传基础，提高大豆在南繁条件下的杂交结实率，本研究选用7个东北春大豆早熟品种，在海南三亚进行光照处理和杂交技术试验，观察供试品种在长日照（18h）处理和三亚自然短日照条件下植株形态、生长发育进程、花器官特征和花粉育性的变化，并研究光照处理、母本是否去雄和母本花蕾大小对杂交效果的影响。结果表明，海南冬季自然短日照致使大豆开花持续时间缩短，株高、花朵数量和单花重量降低，花朵及其各组成部分变小（P〈O．01），花粉败育率上升（P〈0．01）。以自然短日照处理植株作母本、长日照处理的材料作父本，在母本植株上选大花蕾，采用不去雄杂交，获得64．36％的杂交结实率，可基本满足杂交育种的需要。基于试验结果，提出了南繁条件下提高大豆杂交成功率的综合技术方案。

甘蓝型油菜2个GPAT6同源基因的克隆与表达分析1304-1310

摘要：甘油-3-磷酸酰基转移酶（sn．glycerol-3-phosphateacyltransferase，GPAT）是三酰甘油生物合成的关键酶，催化三酰甘油合成的起始步骤，在植物中参与调节生长发育、脂质的合成和逆境应答等过程。本试验通过RT-PCR从甘蓝型油菜品种湘油15中克隆得到GPAT6基因的2个拷贝，分别命名为BnGPAT6-1（GenBank登录号为KJ000117）和BnGPAT6-2（KCl06728）。它们的编码区序列（codingDNAsequence，CDS）均为1506bp，编码501个氨基酸。预测其蛋白结构N端含有-个类卤酸脱卤酶（haloaciddehalogenase-likehydrolase，HAD-1ike）活性结构域，C端含有-个溶血磷脂酰基转移酶（1ysophospholipidacyltransferase，LPLAT）功能域。蛋白序列比对和进化树分析表明，甘蓝型油菜与白菜（B-rapa）、甘蓝（B．oleracea）、拟南芥似rabidopsis thaliana）和琴叶拟南芥似．1yrata）中的GPAT6序列相似性最高。组织表达结果表明BnGPAT6基因在花中的表达量最高，在未成熟的胚中表达量呈先升高后降低的趋势。BnGPAT6的表达受ABA的抑制：在干旱和6-BA胁迫下几乎同时升高；在盐胁迫下，短时间内升高，达到峰值后降低；在水渍条件下没有明显变化。