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作物学报 2016年第06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

9311与日本晴间一个杂种不育基因的鉴定与定位787-794

摘要：以克服亚种间杂种不育来充分发掘亚种间杂种优势是提高水稻单产的一条有效途径。本研究从一套以日本晴为背景、9311为供体的染色体片段代换系中鉴定出一个系T9424,其与日本晴配置的F_1植株小穗与花粉育性较双亲显著降低,双亲间存在不亲和。重测序结果表明T9424在第1、第4和第5染色体上导入9311片段。日本晴/T9424F_2群体内单株基因型及育性鉴定结果表明,T9424与日本晴间杂种不育基因位于第5染色体上。利用F_2群体内790株单株将该杂种不育基因定位于第5染色体分子标记PSM8与A14之间110 kb的物理区段内。对日本晴/T9424 F_1植株花粉与胚囊育性鉴定结果表明该杂种不育基因同时控制雌、雄配子败育,将该基因暂命名为S39（t）。相关结果有助于加深对水稻亚种间杂种不育现象的认识,为该基因克隆及其育种利用奠定基础。

小麦全基因组NBS类R基因分析及2AL染色体NBS-SSR特异标记开发795-802

摘要：NBS（nucleotide binding site）类基因是植物界中最重要的一类抗病基因。用信息学方法从普通小麦（Triticum aestivum L.）全基因组中分离出2406条含有NBS结构的完整蛋白序列,每条包含48~2272个氨基酸残基。根据NBS结构域两端是否连接CC或LRR结构域,将TaNBS分为N、CN、NL和CNL 4类。对TaNBS所在scaffold序列的SSR位点进行诊断,从1203条scaffold序列上发现2177个SSR位点,以二碱基重复位点最多,占73.5%。针对小麦2AL染色体上的51个SSR位点开发标记,缺体–四体和双端体验证结果表明,有39个标记（76.5%）为2AL特异标记,其中24个特异标记在抗白粉病材料Khapli（2AL上携带Pm4a）和感病材料Chancellor间存在多态性。利用近等基因系Khapli/8＊Cc筛选出3个可能与Pm4a连锁的NBS-SSR标记,分别是Sxaas_2AL22、Sxaas_2AL39和Sxaas_2AL46。本研究开发的与抗病序列紧密连锁的特异SSR标记可用于2AL染色体上抗病新基因的检测以及已有抗病基因的候选序列筛选。

四川近十年小麦主栽品种的品质状况803-812

摘要：近20年来,品质改良是西南冬麦区小麦育种的主要目标之一。本研究目的是了解四川省小麦主栽品种的品质现状,尤其是评价近年新育成的人工合成小麦（SHW）衍生品种的品质表现和育种价值。2011—2013连续3年,选择近10年审定并广泛应用于生产的10个代表性品种进行多环境试验,测定籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值、降落值、出粉率、籽粒发芽指数,以及粉质仪和快速黏度分析仪（RVA）参数。所测品质参数均存在显著的基因型、环境和二者互作效应,其中反映蛋白质数量和质量的多数性状环境效应大于基因型效应,而反映淀粉质量的降落值和RVA参数则基因型效应更大。参试品种蛋白质含量11.7%~14.0%,湿面筋含量22.0%~29.3%,沉淀值21.4~35.1 m L,降落值147~363 s,面团稳定时间1.7~12.1 min,峰值黏度1056~2670 cP。SHW衍生品种中川麦104总体表现优异,其平均沉淀值30.3 m L,降落值325 s,面团稳定时间9.8 min,最终黏度2796 cP;而绵麦367品质较差,上述指标分别为24.6 m L、147 s、2.2 min和827 cP。参试品种的平均生理成熟期籽粒发芽指数为0.31,变幅0.06~0.76,品种之间差异显著,其中以川麦104最低。本研究表明,西南冬麦区小麦品种品质改良潜力较大,川麦104可作为协同改良产量和品质的育种亲本。

水稻颖壳退化突变体degenerated hull 3（dh3）的表型分析与基因定位813-819

摘要：水稻（Oryza sativa L.）花器官的发育直接影响其产量和品质。本研究报道了一个水稻颖壳退化突变体,来源于恢复系缙恢10号的ethyl methane sulfonate（EMS）诱变群体,命名为degenerated hull 3（dh3）。该突变体表现为内外稃退化变窄,且不能正常闭合。在一些突变严重的小花中,外稃甚至退化成芒状,内稃边缘和浆片退化变窄且融合。遗传分析表明该性状受1对隐性基因调控。利用不育系西农1A与dh3杂交构建的356株F_2突变群体,将DH3基因精细定位在第12染色体的SSR标记RM27706和RM27709之间,物理距离为44.72 kb,该区段内未见已知功能基因的报道。本研究的结果为以后DH3基因的图位克隆与功能分析打下基础。

利用高密度SNP遗传图谱定位小麦穗部性状基因820-831

摘要：小麦穗部性状之间相关性密切,其中穗粒数和千粒重是重要的产量构成要素,挖掘与穗部性状相关联的基因位点对分子标记辅助育种及解释基因效应具有重要意义。本研究以RIL群体（山农01-35×藁城9411）173个F_（8：9）株系为材料,利用90 k小麦SNP基因芯片、DAr T芯片技术及传统的分子标记技术构建的高密度遗传图谱,在5个环境下进行穗部相关性状QTL定位。检测到位于1B、4B、5B、6A染色体上7个控制千粒重的加性QTL,解释表型变异率6.00%~36.30%,加性效应均来自大粒母本山农01-35;检测到8个控制穗长的加性QTL,解释表型变异率14.34%~25.44%;3个控制穗粒数的加性QTL;5个控制可育小穗数的加性QTL;3个控制不育小穗数的加性QTL,贡献率为8.70%~37.70%;4个控制总小穗数的加性QTL;6个控制小穗密度的加性QTL。通过基因型与环境互作分析,检测到32个加性QTL,解释表型变异率0.05%~1.05%。在4B染色体区段EX_C101685–RAC875_C27536检测到控制粒重、穗长、穗粒数、可育小穗数、不育小穗数、总小穗数的一因多效QTL,其贡献率为5.40%~37.70%,该位点在多个环境中被检测到,是稳定主效QTL。在6A染色体wPt-0959-TaGw2-CAPS区间上检测到控制粒重、总小穗数的QTL。研究结果为穗部性状的分子标记开发、基因精细定位和功能基因克隆奠定了基础。

亚洲棉bZIP蛋白家族的鉴定及GaFD基因的组织表达分析832-843

摘要：碱性亮氨酸拉链（basic leucine zipper,bZIP）是真核生物中数量最多并且最具多样性的转录因子之一,参与植物生长发育及响应生物和非生物胁迫。本研究利用亚洲棉（Gossypium arboreum）全基因组数据库,通过生物信息学分析分布在13条染色体上的159个bZIP家族基因的全序列。系统进化、基因结构和保守基序分析表明这些基因分成13个亚家族。其中,A亚家族有3个GaFD基因GaFD1、GaFD2和GaFD3,通过实时荧光定量PCR分析3个GaFD基因在不同组织中的表达,结果表明GaFD1和GaFD2在SAM中的表达量最高,GaFD3在茎中表达量最高。研究表明棉花基因组中具有数量众多的bZIP家族成员,不同基因结构及FD基因不同的表达特征表明bZIP基因在棉花生长发育中可能具有不同的功能,这些结果为进一步解析棉花bZIP家族基因的功能和作用机理积累了有价值的资料。

水培条件下病毒诱导棉花基因沉默体系的建立及优化844-849

摘要：以国欣棉3号为材料,以棉花GhCLA1为指示基因,探讨了生长温度、重悬液浓度、注射时间、品种等对水培棉花pTRV介导的VIGS沉默效率的影响。在24℃条件下,出苗后3~5 d内注射能得到较高沉默效率,重悬液浓度对沉默效率没有影响;同时以注射pTRV-GFP作为空白对照可以消除插入片段对植株生长的影响,减小对照误差;水培与土培方式相比能更快更早出现沉默表型,缩短试验周期,并能诱导不同品种棉花材料GhCLA1基因沉默;利用水培棉花TRV-VIGS体系,成功抑制了棉花GhCTR1基因的表达,与对照株相比,抑制后的棉花植株出现矮化表型,说明水培棉花TRV-VIGS体系建立在棉花研究中的广谱利用性。

紫色不结球白菜花色苷合酶基因BrcANS的克隆与表达分析850-859

摘要：以不结球白菜紫色品系NJZX1-3和其绿色突变体NJZX1-0及其后代F_2的2个株系NJZX2-1和NJZX2-2为材料,研究花色苷合酶基因在紫色不结球白菜叶片花色苷合成途径中的作用。利用同源克隆的方法,分别在NJZX1-3及NJZX1-0中克隆到花色苷合酶基因;经序列比对发现,花色苷合酶基因的核苷酸和氨基酸序列在2种材料和大白菜中完全一致,长度为1077 bp,编码358个残基,第211~第307肽段具有2OG-Fe（Ⅱ）双加氧酶家族基因的结构域,被命名为BrcANS。BrcANS蛋白与同科芥菜的同源性高达99%,进化关系亦与其最相近。在全部4种材料鲜叶中,总花色苷的含量（TAC）与叶片紫色程度是一致的,其中,NJZX1-3叶片中总花色苷含量最高,

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

小麦籽粒游离多胺对土壤干旱的响应及其与籽粒灌浆的关系860-872

摘要：为探明干旱胁迫下小麦内源游离多胺在籽粒灌浆过程中的作用,2013—2014和2014—2015年度选用高产品种扬麦16和宁麦13进行不同水分条件的盆栽试验。自分蘖末期至成熟期设置正常供水（WW）、土壤轻度干旱（MD）和土壤重度干旱（SD）3种处理,观察不同土壤水分对籽粒中游离多胺和籽粒灌浆的影响。2个品种的结果一致表明,与WW相比,MD处理对叶片水势及光合作用没有显著影响,显著增加弱势粒灌浆速率（12.5%）和粒重（11.8%）,对强势粒灌浆无显著影响;SD处理则严重抑制叶片光合作用,显著降低叶片水势,强势粒的灌浆速率和粒重分别下降10.1%和9.5%,弱势粒的灌浆速率和粒重分别下降14.5%和11.7%。MD处理显著提高了灌浆期弱势粒中游离亚精胺（Spd）和精胺（Spm）含量及其与腐胺（Put）的比值,而SD处理的结果则相反。籽粒灌浆速率、粒重与籽粒中Spd和Spm含量及Spd/Put和Spm/Put值呈极显著正相关,与Put含量呈极显著负相关。喷施Spd和Spm,显著增加3个处理弱势粒及SD处理强势粒的灌浆速率（11.2%~25.9%）和粒重（9.9%~17.7%）,但对WW和MD处理的强势粒无显著影响;喷施Spd和Spm合成抑制剂[甲基乙二醛-双脒基腙（MGBG）]后,3个处理强、弱势粒的灌浆速率和粒重均显著降低,分别下降20.5%~28.8%和16.9%~28.5%。表明小麦籽粒中多胺对土壤水分的响应因土壤干旱程度而异,通过轻度土壤干旱处理增加籽粒中Spd和Spm含量以及Spd/Put和Spm/Put值,可以促进籽粒灌浆,增加粒重。

不同覆盖方式和施氮量对糜子光合特性及产量性状的影响873-885

摘要：于2011—2013年以榆糜2号为试验材料,采用双因素裂区设计,以覆盖栽培方式为主因素,氮肥应用水平为副因素,调查不同栽培方式和施氮量下糜子光合指标及产量性状的变化。结果表明,与传统不覆盖和不施肥相比,覆盖和施氮均显著提高糜子开花至成熟阶段旗叶的叶绿素含量、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）和蒸腾速率（T_r）,同时显著降低胞间CO_2浓度（C_i）,光合改善效果以＂W＂垄覆地膜＋垄间覆秸秆和180 kg hm~（–2）氮肥施用量最为显著。覆盖和氮肥均显著提高糜子开花期和成熟期干物质积累量、干物质在各器官中的分配量,降低糜子花前营养器官贮藏同化物转运量及其对籽粒的贡献率,而提高了糜子花后同化物在籽粒中的分配量及其对籽粒的贡献率。覆盖显著提高糜子产量、千粒重、穗粒数和穗长,其调控效应以＂W＂垄覆地膜＋垄间覆秸秆较好;随施氮量的提高,糜子产量和千粒重先升后降,而穗粒数和穗长持续增加,适宜的氮肥施用量为135~145 kg hm~（–2）。因此,建议黄土高原糜子最佳栽培措施为＂W＂垄覆地膜＋垄间覆秸秆的二元覆盖集水保水系统结合135~145 kg hm~（–2）氮肥用量。

水稻甬优12产量13.5t hm~（–2）以上超高产群体的磷素积累、分配与利用特征886-897

摘要：为探明甬优12超高产群体的磷素吸收与积累特征,2013—2014年,对高产（10.5~12.0 t hm~（–2））、更高产（12.0~13.5 t hm~（–2））、超高产（〉13.5 t hm~（–2））3个产量群体的磷素吸收与积累特征等进行了系统比较研究。结果表明：（1）生育期植株含磷量,不同产量水平群体间无显著差异;拔节期磷素吸收量呈高产群体〉更高产群体〉超高产群体;而抽穗期和成熟期磷素吸收量则呈超高产群体〉更高产群体〉高产群体。播种至拔节期的磷素积累量与产量呈极显著负相关;拔节至抽穗期、抽穗至成熟期的磷素积累量与产量呈极显著正相关。（2）甬优12超高产群体抽穗期茎鞘、叶片和穗部磷素积累量分别为41.4、8.5和8.9 kg hm~（–2）,高于更高产群体（37.9、7.6和8.1 kg hm~（–2））和高产群体（32.3、6.8和7.0 kg hm~（–2））。抽穗期植株叶片、茎鞘和穗部磷素积累量与产量呈极显著正相关;甬优12超高产群体成熟期茎鞘、叶片和穗部磷素积累量分别为14.5、4.4和62.3 kg hm~（–2）,高于更高产群体（13.6、3.3和55.9 kg hm~（–2））和高产群体（11.2、2.7和48.7 kg hm~（–2））。成熟期植株叶片、茎鞘和穗部磷素积累量与实产呈极显著正相关。此外,花后茎鞘磷素转运量亦与产量呈极显著正相关。（3）两年中,甬优12超高产群体磷素籽粒生产率（kg grain kg~（–1））和偏生产力（kg kg~（–1））分别为171.5、92.7,低于更高产（173.2、99.6）和高产群体（173.5、100.4）;超高产群体磷收获指数为0.768,显著高于更高产（0.761）和高产（0.758）群体。与对照相比,甬优12超高产群体磷素吸收具有拔节前较低、拔节至抽穗期和抽穗至成熟期高的特点。播种至拔节期磷素积累量与产量呈极显著负相关;拔节至抽穗期、抽穗至成熟期磷素积累量与产量呈极显著正相关。甬优12超高产群体磷素利用效

机械收获模式下直播冬油菜密度与行距的优化898-908

摘要：以华油杂62为材料,采用裂区设计,设置密度15万株hm^（–2）（D1）、30万株hm^（–2）（D2）、45万株hm^（–2）（D3）为主区;行距15 cm（R15）、25 cm（R25）、35 cm（R35）为裂区,研究密度及行距变化对油菜群体人工收获产量、叶面积指数（LAI）、角果皮面积指数（PAI）、透光率、抗倒伏、抗裂角性能及机械收获产量的影响,探讨透光率与产量、抗倒性的关系,建立机械化生产模式下油菜密度及行距最优配置。结果表明,密度增加或行距减小,油菜成株率适宜,LAI、PAI值增加,冠层透光率下降,群体生物量及经济系数增加,人工收获产量增加;但单位LAI（PAI）光拦截量、单株生物量及根干重下降,且较低的单位LAI（PAI）光拦截量有利于提高油菜经济系数;密度及行距处理间差异及互作效应显著,与农户习惯种植模式（D2R25）相比,在D3R15处理下可增产14.1%,获得最高人工收获产量。密度或行距增加,地上部鲜重、株高降低及根冠比增加,导致油菜茎秆、根倒角度下降,抗裂角指数增加,机械收获产量变化趋势与人工收获产量一致,与机械收获总损失率相反,表明除通过提高油菜抗倒性和抗裂角性降低机收损失外,较高的人工收获产量是获得较高机械收获产量的前提。由回归方程可知,与常规30万株hm^（–2）密度、25 cm行距配置比,密度43.8万株hm^（–2）和行距21 cm配置可使蕾薹期LAI提高21.02%、透光率及单位LAI光拦截量分别下降32.47%与17.36%,角果期PAI增加15.08%、透光率及单位PAI光拦截量分别下降32.04%与3.30%,获得较高的机械收获产量,进一步提高油菜机械化生产效益。

豫中地区冬小麦临界氮稀释曲线与氮营养指数模型的建立909-916

摘要：为了验证小麦临界氮稀释曲线在豫中地区的适用性,选择大穗型品种周麦16和多穗型品种豫麦49-198进行了连续3年（2011年10月至2014年6月）的田间定位试验,设置5个氮水平（纯氮0、120、180、240、360 kg hm^（-2））,分别构建了小麦地上部生物量临界氮浓度稀释曲线模型和氮营养指数模型。结果表明,地上部生物量随着施氮量增加显著提高,而后趋于平缓;小麦临界氮浓度与地上部生物量符合幂函数关系,其R^2分别为0.8203（豫麦49-198,P〈0.01）和0.7981（周麦16,P〈0.01）,且模型在年度间具有较好的稳定性。根据模型得到的氮营养指数可以较好地评价小麦植株氮营养状况,且小麦氮营养指数和相对茎基部硝酸盐之间具有显著的线性相关。说明本文所构建的小麦临界氮浓度稀释模型适用于本地区,且可以用来估测小麦植株氮素盈亏水平。

基于控制授粉技术的玉米弱势粒发育与库特征的关系917-923

摘要：明确弱势粒败育和灌浆受限与其库容量或库活性关系,对于探讨弱势粒调控途径、实现密植群体产量挖潜具有重要意义。本研究以典型玉米杂交种郑单958和先玉335为材料,在控制授粉条件下（不完全授粉IcP、完全授粉CP）,比较成功发育弱势粒（IcP处理）和发育不良弱势粒（CP处理）的库容量和库活性及籽粒灌浆参数的差异。结果表明,不同控制授粉处理下,玉米弱势粒胚乳细胞增殖过程和最大胚乳细胞数无显著差异;IcP处理弱势粒可溶性酸性蔗糖转化酶（SAI）活性显著高于CP处理,平均差异和最大差异分别达12.6%和21.8%,且实测百粒重、籽粒终极生长量、最大灌浆速率和平均灌浆速率皆表现为IcP处理高于CP处理。可见,玉米果穗顶部弱势粒败育或灌浆停滞不受其库容量的限制,籽粒形成期的库活性是弱势粒败育或灌浆受限的核心限制因子。

作物学报杂志研究简报

单本密植机插对杂交稻生长和产量的影响924-931

摘要：为了研究单本密植机插和常规机插对杂交稻分蘖动态、干物质积累、辐射利用率和产量及产量构成的影响,在湖南省浏阳市以杂交稻泰优390、五优308为材料和在广东省肇庆市以五优308为材料,进行印刷播种和常规播种的秧苗素质比较以及单本密植机插和常规机插的大田栽培试验。结果表明,两试验点印刷播种的叶龄、白根数、总根数、茎基宽、地上部干重和地下部干重均明显高于常规播种。单本密植机插的最高分蘖数和有效分蘖数显著低于常规机插,但单本密植机插的每穗粒数、总颖花数、结实率和千粒重高于常规机插,增产10.28%~13.96%,达到显著水平。从穗部性状来看,单本密植机插的一次枝梗数、二次枝梗数、穗长、着粒密度和单穗重均显著高于常规机插。在生长前期,单本密植机插的干物质积累和叶面积指数低于常规机插,而成熟期干物质量比常规机插高0.61%~9.45%,且收获指数显著高于常规机插。此外,单本密植机插的截获辐射量和截获率低于常规机插,而辐射利用率显著高于常规机插。由此可见,杂交稻单本密植机插不仅可以降低用种量、提高秧苗素质,还能增加每穗粒数、总颖花数、千粒重及提高结实率、收获指数和辐射利用率,从而获得高产。

籼粳稻基因组295个InDel标记的开发932-941

摘要：插入/缺失（InDel）分子标记具有使用简单,结果清晰可靠的优点。本研究通过比对粳稻品种日本晴和籼稻品种93-11的基因组序列,在全基因组范围内设计了634对InDel候选标记,通过PCR检测比较2种粳稻（日本晴和台中65）和2种籼稻（93-11和黄华占）的多态性,发现295对标记在2种籼稻间及2种粳稻间均带型一致,而在籼、粳亚种间有多态性,因此这套295对标记可以在涉及籼粳亚种的基因定位和分子育种中应用。

《作物学报》征稿简则I0002-I0002

摘要：1．文稿：来稿要求内容充实且具有创新性，数据可靠，条理清楚，论述有据，文字精练，图表简明。涉及产量性状或受环境影响大的试验，要求有2年以上的重复，并须对数据作统计分析。综述性文章应由具有较高学术水平的学科带头人撰写，其内容能对学科的进一步发展起到引导和推动作用。为加强国际交流，可用英文写稿，附中文摘要。“研究论文”一般不超过8000字（包括图、表和图版），