水稻株型突变体rad-1和rad-2的鉴定与功能基因克隆
摘要：株型是决定水稻等作物产量的核心因素之一,是品种选育的重要指标。本研究从粳稻品种Asominori的辐射诱变中分离出2个稳定的株型突变体, rad-1和rad-2,它们均表现出苗期弯曲生长、成熟期株高矮化、粒长变短、千粒重降低和产量下降等特征。等位性测验结合连锁分析证实rad-1和rad-2等位,且位于水稻第7染色体上约230 kb的范围内。对定位区段的序列分析后确定OsFH5为候选基因,该基因呈现组成型表达,编码水稻II型成蛋白。突变体rad-1在OsFH5基因第2个外显子上缺失8个碱基,导致移码；而rad-2则在第14内含子上发生单碱基的变异,发生异常剪切。两类突变最终均导致OsFH5基因翻译提前终止,产生截短的蛋白。相比野生型, rad-1和rad-2在幼苗中OsFH5基因的表达下调。细胞学研究表明, OsFH5基因的功能缺失会导致幼苗叶鞘细胞大小不均,呈现不规则生长,在成熟的颖壳中细胞显著变短。对生长素响应的 ARF因子进行表达量检测发现, rad-2中一系列 ARF成员表达均显著下调,推测OsFH5极有可能影响了植株对生长素的响应。玉米BEL1-like基因家族的鉴定、表达和调控分析
摘要：BEL1-like （BELL）家族蛋白是植物中普遍存在的一类具有同源异型结构域的转录因子。拟南芥中BELL家族蛋白能与KNOTTED1-like蛋白互作形成异源二聚体，并结合到特异顺式作用元件来调控基因的表达，从而影响植物生长发育进程。本文采用隐马可夫（HMM）模型，在玉米基因组中鉴定到15个BELL家族基因（ZmBELL），分布于7条玉米染色体。通过与拟南芥BELL基因的序列比较将这些基因分为两大类。在玉米8种组织中ZmBELL有不同的表达模式，具有明显的组织表达特异性。基于基因共表达分析及 BELL-like 蛋白特异结合的顺式元件分析，预测到86个可能受ZmBELL调控的下游靶标基因。这86个基因和12个ZmBELL表达模式相同，并且在基因启动子区存在与BEL1-like蛋白结合的顺式元件。这些结果为进一步解析玉米BELL家族基因的功能和作用机制积累了有价值的资料。小麦粒重基因TaGW2-6A等位变异的组成分析及育种选择
摘要：位于6A染色体的TaGW2是控制小麦籽粒大小的关键基因,已发现其第8外显子有一个T碱基插入等位变异,其启动子区存在Hap-6A-A及Hap-6A-G等位变异。利用高分辨率熔解曲线分析技术（high resolution melting curve analysis, HRM）和Hap-6A-P1/P2分子标记检测了316份小麦品种（系）的TaGW2-6A基因在上述2个位点的等位变异,分析了其不同等位变异与粒长、粒宽和千粒重的相关性,并以大面积推广的大粒品种周麦22为例,解析 TaGW2-6A基因优异等位变异在系谱选育中的遗传传递。共检测到61份T碱基插入等位变异（命名为977T基因型）和255份无T碱基插入的等位变异（977-基因型）材料；在977T基因型中, Hap-6A-A （TA）和Hap-6A-G （TG）单倍型材料分别为29份和32份,在977-基因型中, Hap-6A-A （-A）和Hap-6A-G （-G）单倍型材料分别为160份和95份。关联分析表明,977T基因型与977-基因型的粒长（P〈0.05）、粒宽（P〈0.001）和千粒重（P〈0.001）均有显著差异, Hap-6A-A单倍型与Hap-6A-G 单倍型的粒长（P〈0.05）、粒宽（P〈0.05）和千粒重（P〈0.001）也有显著差异。TaGW2-6A 基因编码区和启动子区等位变异之间存在相互作用,共同调控小麦籽粒的大小,其中 TA 单倍型比 T G、-A、-G 单倍型更能增加小麦的粒宽和粒重,是优异的等位变异组合。周麦22为 TA 单倍型,系谱分析表明,该等位变异并非来源于亲本周8425B,而是来源于亲本辉县红,且 TA 单倍型能够稳定遗传,但是在常规育种选择过程中可能会丢失。本研究筛选出的TaGW2-6A优异等位变异TA单倍型材料及高通量分子检测方法为分子标记辅助育种提供材料和方法依据。1BL/1RS易位对小麦贮藏蛋白组分含量和面团流变学特性的影响
摘要：利用1BL/1RS易位系后代研究1BL/1RS易位对贮藏蛋白组分含量和面团流变学特性的影响有助于指导小麦品质改良工作。选用师栾02-1/周麦16组合14份 F6品系,于2012—2013年度分别种植在河南安阳和焦作,采用反相超高效液相色谱（RP-UPLC）和凝胶排阻超高效液相色谱（SE-UPLC）方法分析贮藏蛋白组分含量,并研究它们与面团流变学特性的关系。结果表明,拉伸仪延展性和最大抗延阻力、不溶性谷蛋白聚合体含量和谷蛋白、醇溶蛋白等贮藏蛋白组分含量及其比例均受1BL/1RS 易位有无类别和类内品系效应的显著影响,以类内品系效应较大；拉伸仪拉伸面积、谷蛋白含量及醇溶蛋白与谷蛋白含量比值的类内品系效应显著且较大。易位系和非易位系的贮藏蛋白组分含量和面团流变学特性的相关系数达显著水平,在易位系中,不溶性谷蛋白聚合体含量和拉伸面积（r=0.92,P〈0.001）、延展性（r=0.92,P〈0.001）、最大抗延阻力（r=0.80,P〈0.01）呈显著正相关,面团流变学特性较好的品系不溶性谷蛋白聚合体含量均较高；在非易位系中,醇溶蛋白与谷蛋白含量比值和拉伸面积（r=-0.91,P〈0.001）、最大抗延阻力（r=-0.88,P〈0.001）呈显著负相关,面团流变学特性较好的品系醇溶蛋白与谷蛋白含量比值均较低。上述信息对以不溶性谷蛋白聚合体含量和醇溶蛋白与谷蛋白含量比值为指标改良1BL/1RS易位系的面筋品质有重要意义。重组型大豆花叶病毒河北分离物序列特征及侵染性
摘要：重组型大豆花叶病毒（recombined soybean mosaic virus, SMV-R）是一种新SMV类型,在我国多个大豆产区广泛流行。本研究对一个重组型SMV河北分离物（HB-RS）进行全基因组测序,比较与非重组型SMV在侵染4个大豆品种后病毒浓度积累的差异。结果显示,除poly-A尾巴外, HB-RS （NCBI登录号为KR065437）由9993个核苷酸组成,包含一个开放阅读框（open reading frame, ORF）,翻译后形成3202个氨基酸,系统进化分析结果显示HB-RS分离物与另外两个重组型SMV分离物聚在一组。抗性鉴定结果显示,4个品种对HB-RS和Sc6平均病情指数分别为59.5和60.5,相同大豆品种对不同的株系（分离物）可能呈现不同的症状和抗性表现,其中冀豆17对Sc6和HB-RS分别表现高抗和中抗,表明大豆对SMV的抗性存在一定的株系（分离物）专化性。此外, HB-RS在4个品种中的浓度积累均高于Sc6,在南农1138-2病毒浓度最高,达522 U,其次为五星1号（471 U）和冀黄13（199 U）,最低为冀豆17,仅90 U。说明HB-RS在寄主体内更具有生存适应性,不同品种对SMV存在抗性差异。冀豆17可作为抗性品种和亲本进一步推广。甘蓝型油菜BnFAD2-C1基因全长序列的克隆、表达及转录调控元件分析
摘要：脂肪酸去饱和酶基因（FAD2）是控制植物体中油酸含量的关键基因,在甘蓝型油菜中有4个FAD2基因的拷贝,分别定位在A1、C1、A5、C5染色体上。本文克隆了1个FAD2拷贝基因,依据油菜基因组数据库信息,将其定位到C1染色体上,命名为BnFAD2-C1,其开放阅读框为1155 bp。采用RACE （rapid-amplification of cDNA ends）技术获得了175 bp的5￠ UTR序列和212 bp的3￠ UTR序列。采用荧光定量PCR技术研究发现,BnFAD2-C1在根、花和角果皮中仅保持本底水平的表达,在种子发育中期呈现高效表达,具有种子特异性诱导表达的特征。根据甘蓝和油菜基因组数据库信息,同源克隆到BnFAD2-C1基因的启动子（promoter）和内含子（intron）序列,并通过PLACE和PlantCARE网站分析,初步预测到调控该基因转录的潜在顺式作用元件。通过茉莉酸诱导处理, BnFAD2-C1基因表达量发生变化,推断茉莉酸在BnFAD2-C1基因的表达过程中可能发挥一定的调控作用。小麦纹枯病抗源的遗传多样性及抗性基因位点SSR标记分析
摘要：为揭示小麦纹枯病抗源的遗传多样性,发掘优异的抗性种质,利用沟带接种法对前期筛选出的88份抗性种质进行了3年田间抗性鉴定,鉴定出抗或中抗纹枯病的小麦种质32份。利用分布于全基因组的SSR标记对这些抗源进行了遗传多样性分析,59个SSR标记共检测到308个等位变异,每个标记可以检测到2~13个等位基因,平均5.2个；多态性信息含量（PIC）的变异范围为0.12~0.89,平均为0.61,表明材料的遗传丰富度较高。根据聚类分析和主成分（PCA）分析,32份小麦纹枯病抗源按照遗传相似系数可划分为2个组群,国外引进品种和国内改良品种聚为一类,国内农家品种聚为一类,并且与地理分布特征相符。利用与纹枯病抗性QTL紧密连锁的14个SSR标记对32份抗源进行基因型分析,发现与抗性QTL连锁的2BS上的Xwmc154和7DS上的Xbarc126普遍存在,可用于分子标记辅助选择。在武农148、陕983、陕农78、Coker 983、H-Line、Mason和Compair中仅检测到一个已报道的抗病QTL,而在Tyalt中没有检测到已知抗病QTL,这些材料有可能携带新的纹枯病抗性基因/QTL,可以在育种中加以利用。过表达谷子液泡H＋-ATPase E亚基基因在拟南芥中的耐盐性
摘要：V-H＋-ATPase在植物生长、发育和胁迫响应等生物学过程中发挥重要作用。本研究通过序列比对,从谷子中克隆到V-H＋-ATPase E亚基基因SiVHA-E。进化树分析显示,SiVHA-E基因在进化上属于E1/E3亚族,与玉米V-H＋-ATPase E亚基基因ZmVHA-EL亲缘关系较近。表达谱分析结果显示,SiVHA-E在高盐、茉莉酸甲酯（MeJA）、水杨酸（SA）和脱落酸（ABA）处理下表达上调,在低温和低氮处理下表达下调。亚细胞定位分析表明 SiVHA-E 定位于液泡膜上。遗传转化拟南芥的耐盐性鉴定表明,在盐处理条件下,转基因株系的种子萌发率、幼苗主根长、植株鲜重及存活率显著高于野生型的。与野生型拟南芥植株相比, SiVHA-E过表达植株体内Na＋含量减少,体内相对含水量提高。此外, ABA萌发试验结果显示,在种子萌发后期,SiVHA-E过表达植株对ABA更加敏感。研究表明,谷子SiVHA-E可以显著提高拟南芥耐盐性,这可能与其正向调控ABA信号途径以及减少植株体内Na＋积累和水分散失有关。菜用大豆食用品质关键组分及其积累动态研究
摘要：选用30个菜用大豆品种（系）,测定其食用品质与籽粒的化学组分,分析二者的相关性；再选其中3个可溶性糖含量不同的品种（系）测定食用品质组分,并采用主成分分析方法探讨每个组分的作用,研究其积累动态。结果表明,蔗糖、果糖＋葡萄糖、蜜三糖、水苏糖、蛋白质、游离氨基酸和脂肪对菜用大豆食用品质的总贡献率为67.8%；其中蔗糖含量与菜用大豆食用品质呈极显著正相关（0.864＊＊）,蛋白质含量与菜用大豆食用品质评分呈显著负相关（–0.439＊）。鲜食期不同菜用大豆品种籽粒中蜜三糖和水苏糖的平均含量仅有成熟期的7.4%和12.4%,对菜用大豆食用品质影响有限。菜用大豆的鲜食期一般在开花后42 d,可维持一周左右。此期蔗糖含量最高,蛋白质含量比成熟期低3%左右,氨基酸含量明显高于成熟期,而蜜三糖、水苏糖含量最低,果糖＋葡萄糖居中,食用品质最佳；鲜食期过后,籽粒中蔗糖和单糖含量降低,脂肪与蛋白质积累增加,蜜三糖和水苏糖含量显著增高,导致食用品质下降。乙烯利和氮肥对夏玉米氮素吸收与利用及产量的调控效应
摘要：以玉米品种“郑单958”为材料，在大田条件下，研究了乙烯利（0和180 g hm–2）和氮肥水平（0、75、150和225 kg N hm–2）对夏玉米产量、氮素吸收和利用以及SPAD值的影响。结果表明，乙烯利处理显著降低了氮吸收量和吸收效率，但显著提高氮利用效率，其中乙烯利处理氮农学效率比对照提高了32.7%~34.6%，而且乙烯利处理对玉米产量及其产量构成因素没有显著影响；随着施氮量增加，夏玉米产量、产量构成因素和氮吸收量显著增加，而氮吸收效率、氮利用效率、氮偏生产力和氮农学效率随之降低，其中225 kg N hm–2处理氮吸收量比0 kg N hm–2处理提高了68.4%~91.8%，但225 kg N hm–2和150 kg N hm–2处理之间的氮吸收量差异不显著。乙烯利和氮肥对氮吸收量、氮吸收效率和氮农学效率具有互作效应。喷施乙烯利和增施氮肥均能提高灌浆期穗位叶 SPAD 值，但两者之间没有互作效应。通过相关性分析表明，夏玉米产量与吐丝期氮吸收量、收获期氮吸收量、灌浆期穗位叶SPAD值显著正相关。甬优系列籼粳杂交稻氮肥群体最高生产力的优势及形成特征
摘要：以长江下游地区大面积种植的4种类型（籼粳杂交稻、常规粳稻、杂交粳稻和杂交籼稻）水稻品种中有代表性的品种为材料,设置6个氮肥水平（0、187.5、225.0、262.5、300.0、337.5 kg hm–2）,比较研究其氮肥群体最高生产力及其产量构成、关键生育阶段天数、主要生育时期的叶面积指数和干物重。结果表明：（1）杂交籼稻获得最高生产力对应的施氮量为225.0~262.5 kg hm–2,常规粳稻为300.0 kg hm–2,杂交粳稻和籼粳杂交稻为262.5~300.0 kg hm–2。（2）氮肥群体最高生产力以籼粳杂交稻最高,达12.2（12.0~12.3） t hm–2,较杂交粳稻、常规粳稻和杂交籼稻分别高出6.6%、9.8%和19.6%（两年平均值）。群体颖花量和每穗粒数均以籼粳杂交稻最高,但其每穗粒数年度间波动较大。穗数和结实率以常规粳稻最高。（3）播种至抽穗期天数以杂交粳稻最长,抽穗至成熟期天数则以籼粳杂交稻最长,达60 d左右。全生育期天数呈杂交粳稻〉常规粳稻〉籼粳杂交稻〉杂交籼稻。两年中日产量以籼粳杂交稻最高。（4）籼粳杂交稻在抽穗、抽穗后20 d和成熟期的叶面积指数和干物重均显著高于另外3种类型品种,且抽穗至成熟期的干物质积累量也最高。此外,籼粳杂交稻在拔节至抽穗期以及抽穗至成熟期的光合势显著高于另外3种类型品种。较多的每穗粒数、较长的灌浆期天数以及较高的日产量、生育后期（抽穗至成熟期）较强的光合物质生产能力是籼粳杂交稻氮肥群体最高生产力形成的重要原因和基础。渭北旱塬免耕/深松轮耕麦田产量和土壤水分对施肥的响应模拟
摘要：为探索不同肥力水平对渭北旱塬连作冬小麦田在长周期免耕/深松轮耕措施下土壤蓄水保墒和作物增产效应的影响,在模拟精度验证基础上,应用WinEPIC模型长周期定量模拟研究了1980–2009年渭北旱塬免耕/深松轮耕连作麦田5个不同施肥水平下（T1, N 75 kg hm–2＋P2O560 kg hm–2； T2, N 120 kg hm–2＋P2O590 kg hm–2； T3, N 150 kg hm–2＋P2O5120 kg hm–2； T4, N 180 kg hm–2＋P2O5150 kg hm–2； T5, N 255 kg hm–2＋P2O590 kg hm–2）冬小麦产量和土壤水分效应。在30年模拟期间,各处理的冬小麦产量、年度耗水量和水分利用效率均呈波动下降趋势,下降幅度表现为T5〉T4〉T3〉T2〉T1。0~5 m土层土壤有效含水量呈季节性波动降低趋势,且随施肥水平的升高而降低,5个处理的麦田平均干燥化速率依次为每年13.5、17.1、17.4、20.1和23.9 mm。0~1.5 m土层土壤湿度随季节降水波动；各处理在不同深度形成稳定的土壤干层,其中T1在1.5~2.0 m, T2和T3在1.5~3.0 m, T4和T5在1.5~4.0 m。上述结果表明,随着肥力水平的增加,旱作冬小麦产量和耗水量也增加,土壤干层加厚。综合考虑认为,在渭北旱塬免耕/深松轮耕长期连作小麦田适宜的施肥量为纯氮150 kg hm–2＋P2O5120 kg hm–2。带状套作荫蔽及复光对不同大豆品种（系）生长及产量的影响
摘要：选取我国南方套作模式下20个不同产量水平的大豆品种（系），于2013—2014年采用净作和遮阴（遮阳网或玉米）对比分析了高产和低产大豆品种在荫蔽期及复光期的生长特点。结果表明，荫蔽期间，茎叶干物重显著低于净作，分配规律表现为“茎多叶少”，分别为58.4%和41.6%；与高产类型大豆相比，低产类型茎叶干重下降比例、茎长、茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积显著增加；荫蔽期地上部干物质与产量呈显著正相关，茎干物质比例与产量呈显著负相关。光照恢复后，地上部干物质迅速增加，分配规律表现为“茎少叶多”，复光后30 d分别为47.7%和52.3%；高产类型地上部干物质、叶面积、叶干重比例、茎粗均显著大于低产类型，茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积均显著小于低产类型；地上部干物质、叶面积、茎粗、叶干物质比例与产量呈显著正相关，茎长/茎粗、茎长/地上部干物质、茎长/叶面积与产量呈极显著负相关。通过复光前后生长性状与产量的回归分析，复光后30 d的叶干物质比例、茎长/地上部干物质、茎粗可作为预测套作大豆产量的主要指标。上述结果表明，选择荫蔽期茎长较短、地上部干物质较大、叶面积更大，光照恢复期茎粗较大、叶干物质比例较大、茎长/地上部干物质较小的大豆品种可以在套作下获得高产。干湿交替灌溉条件下不同种稗草对水稻光合特性和产量的影响
摘要：以两优培九和南粳9108为试验材料,自水稻移栽至成熟分别与无芒稗（T1）、稗（T2）、西来稗（T3）和光头稗（T4）共生,以无稗草水稻处理（CK）为对照,研究干湿交替灌溉条件下不同稗草对水稻光合特性和产量的影响。结果表明,稗草对水稻产量的干扰因稗草种和水稻品种的不同而异。稗草种间干扰强度表现为T3〉T1〉T2〉T4,两优培九减产率小于南粳9108。T1、T2、T3和T4处理后两优培九的减产幅度分别为11.16%~13.78%、10.19%~10.60%、19.00%~23.79%和0.50%~1.57%,除T4外其他处理较对照显著降低；南粳9108的减产幅度分别为38.44%~45.51%、31.29%~36.86%、54.88%~60.65%和8.28%~15.14%,均达显著差异。T1、T2和T3处理后对两优培九叶面积指数和叶绿体色素含量无显著影响,但使南粳9108的叶面积指数降低和叶绿体色素含量增加。4种处理还显著降低了水稻冠层的透光率、剑叶光合速率、蒸腾速率和气孔导度以及干物质积累量。冠层透光率、光合速率、气孔导度、蒸腾速率和成熟期干物质积累量降低以及灌浆期叶绿体色素含量不同程度增加可能是水稻产量降低的重要原因。甘蓝型油菜BnTT3基因的表达与eQTL定位分析
摘要：类黄酮途径中, TT3编码的4-二氢黄铜醇还原酶是参与原花色素和花青素合成的关键酶。为了明确该基因可能的上游调控网络,利用黄籽母本 GH06和黑籽父本 ZY821构建的遗传图谱,以 BnTT3基因在高世代重组自交系群体中随机选取的94个株系花后40 d种子的表达量作为性状,采用复合区间作图法进行eQTL分析。结果共检测到5个表达量相关的eQTL,分别位于A03、A08、A09和C01染色体,单个eQTL解释表型变异的5.22%~24.05%。A09染色体上存在2个主效 eQTL,单个 eQTL 分别解释24.05%和16.55%的表型变异,分别位于标记 KS10260~KBrB019I24.15和B055B21-5~KS30880之间,微效eQTL分布于A03、A08和C01染色体上。A09染色体上的2个主效eQTL区间（包含200 kb侧翼序列）与拟南芥、白菜、甘蓝和芸薹族近缘物种基因组同源区段具有很好的共线性关系。基因注释结果表明检测到的eQTL均为trans-QTL,2个主效eQTL区段共包含78个基因,包括MYB51、MYB52和bZIP5转录因子,可能为 BnTT3基因的上游直接调控因子,对这些基因功能的深入分析将有助于阐明甘蓝型油菜黄籽性状形成的分子调控机制,为黄籽候选基因的克隆筛选奠定基础。机插密度对不同类型水稻抗倒伏能力及产量的影响
摘要：以籼粳杂交稻品种甬优2640、甬优1640,杂交籼稻品种丰两优香1号、新两优6380为材料,设置6个密度（A：31.7 cm ×30.0 cm、B：22.2 cm ×30.0 cm、C：17.1 cm ×30.0 cm、D：13.9 cm ×30.0 cm、E：11.7 cm ×30.0 cm、F：10.6 cm ×30.0 cm）,比较研究不同机插密度对不同类型水稻抗倒伏能力的影响。两年试验结果表明,产量随密度的增加呈先升后降的趋势,籼粳杂交稻和杂交籼稻均以13.9 cm ×30.0 cm处理产量最高。密度对两种类型水稻影响也不完全一致,籼粳杂交稻在C~E密度下产量均高于10.5 t hm–2,且未发生倒伏或倒伏较少,能获得高产稳产；杂交籼稻只有在D密度下产量高于10.0 t hm–2,表观倒伏率较高,较难稳产。随着密度的增加,2个类型品种茎秆的倒伏指数逐渐增大,茎粗、单位节间干重、茎壁厚度都呈下降趋势。随着灌浆时间的增加,籼粳杂交稻倒伏指数先升高后降低,高峰值出现在抽穗后30 d,茎壁厚度、节间充实度、单茎茎鞘重先降低后升高,抽穗后30 d达最低值。杂交籼稻倒伏指数一直升高,茎壁厚度一直下降,节间充实度先下降,抽穗后30 d后略有下降或回升但不明显,单茎茎鞘重先降低后升高,抽穗后30 d最低,抽穗后30 d前后是发生倒伏的敏感时期。
