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作物学报 2016年第11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

棉花酰基辅酶A结合蛋白（ACBP）家族基因的发掘及在非生物胁迫抗性中的功能鉴定1577-1591

摘要：酰基辅酶A结合蛋白（ACBP）家族基因在植物正常生长发育、响应逆境胁迫及生物膜修复等方面具有重要作用。本研究基于陆地棉（Gossypium hirsutum）遗传标准系TM-1基因组序列信息,鉴定并获得21个棉花ACBP家族基因成员的全序列和染色体定位等信息。聚类分析表明这21个基因分属于I~IV类。依据与拟南芥的同源性,将棉花ACBP家族基因命名为GhACBP1~GhACBP6六大亚类。转录组分析表明,该家族基因在不同组织、不同发育时期表达差异较大。不同逆境诱导分析表明,GhACBP1、GhACBP3和GhACBP6显著受盐、旱、低温、高温逆境胁迫诱导,而GhACBP4和GhACBP5对逆境胁迫响应不强烈。进一步分析表明,GhACBP3和GhACBP6的表达受过氧化氢（H2O2）、水杨酸（SA）、茉莉酸（JA）、脱落酸（ABA）和乙烯（ET）的诱导。病毒诱导的基因沉默（VIGS）试验表明,沉默GhACBP3和GhACBP6亚类基因会降低棉花植株对干旱和盐的耐性。目标基因沉默后,植株干物质积累下降,株高变矮,超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性降低,丙二醛（MDA）含量升高,表明GhACBP3和GhACBP6在棉花抗旱、耐盐中发挥作用。研究为利用ACBP家族基因进行棉花抗逆性研究及应用提供参考。

不同密度下玉米穗部性状的QTL分析1592-1600

摘要：为研究玉米穗部性状对不同种植密度的遗传响应,以郑58和HD568为亲本构建的220个重组自交系群体为材料,于2014年春、2014年冬及2015年春分别在北京和海南进行3个种植密度的田间试验,调查玉米穗长、穗粗、穗行数、行粒数等表型性状。利用SAS软件计算穗部性状的最优线性无偏估计值（BLUP）,并采用完备区间作图法进行QTL定位。结果表明,在3个种植密度下共检测到42个QTL,单个QTL可解释4.20%~14.07%的表型变异。3个种植密度下同时检测到位于第2染色体上控制穗行数的QTL。2个种植密度下同时检测到4个与穗粗、穗行数和行粒数有关的QTL,其中第4染色体上1个与穗行数有关的主效QTL,在低、中种植密度下可分别解释表型变异的10.88%和14.07%。此外,在第2、第4和第9染色体上检测到3个同时调控不同穗部性状的QTL。研究结果表明玉米穗部性状在不同种植密度下的遗传调控发生变化,在不同密度下共同检测到的稳定QTL可应用于精细定位或开发玉米耐密性分子标记用于辅助育种。

过表达TaPK-R1基因增强了小麦对纹枯病的抗性和耐冻性1601-1608

摘要：小麦纹枯病菌（Rhizoctonia cerealis）和倒春寒是小麦生产中重要的生物和非生物胁迫因子,本研究目的是利用转基因技术改良小麦的纹枯病抗性和耐冷性。利用构建的转基因载体pAHC25-MYC-Ta PK-R1,通过基因枪介导法,将小麦AGC蛋白激酶基因TaPK-R1导入春小麦品种扬麦20,获得TaPK-R1过表达的转基因小麦。对T1至T4代植株进行PCR、RT-PCR、qRT-PCR、Westernblot分析,筛选到3个转基因小麦株系,外源TaPK-R1基因能够在其植物体内遗传和超量转录,并翻译成蛋白质。利用致病力不同的R.cerealis菌株R0301和WK207,分别对3个转基因株系T_1至T_2代和T_3至T_4代进行纹枯病抗性鉴定,发现TaPK-R1过量表达提高了转基因小麦的纹枯病抗性,3个转基因株系各世代的纹枯病平均病级为1.16~2.11,病情指数为23.20~42.10,而对照扬麦20的纹枯病病级为2.55~3.60,病情指数为51.00~72.00。用-9℃低温处理三叶一心期小麦幼苗24 h,对照扬麦20的存活率为17%,3个转基因小麦株系的存活率分别为52%、79%和96%。上述结果表明,TaPK-R1过量表达能显著增强小麦对纹枯病的抗性及对冻害的耐受性,所获得的3个转基因小麦株系可作为潜在的抗源材料。

烟草染色体片段代换系的构建与遗传评价1609-1619

摘要：以综合性状优良的烤烟种质Y3为轮回亲本,抗烟草黑胫病（0号和1号生理小种）和赤星病的雪茄烟种质Beinhart 1000-1及优质烤烟品种K326为供体亲本,连续回交并结合分子标记辅助选择,构建国内外第一套由256个具有烤烟Y3遗传背景并渐渗有Beinhart 1000-1和K326染色体片段株系代换系群体。该群体携带377个代换片段,分布于烟草24条连锁群上。每个株系携带1~5个代换片段,代换片段长度介于0.05~36.88 c M,平均长度7.75 c M。代换片段重叠累加总长度为2922.57 c M,是烟草基因组总长度的2.61倍。代换片段覆盖总长度为1114.32 c M,烟草基因组覆盖率为99.45%。本研究构建的片段代换系可用于烟草基因定位、复杂性状的QTL分析和标记辅助选择育种。

大豆四向重组自交系群体蛋白质含量与油分含量QTL定位1620-1628

摘要：蛋白质和油分含量是大豆重要的育种目标,蛋白质和油分含量QTL定位和优异等位变异的发掘对大豆分子设计育种具有重要意义。本研究以（垦丰14×垦丰15）×（黑农48×垦丰19）衍生的后代株系为材料,构建含有204个株系的大豆四向重组自交系群体,利用区间作图法,应用前期构建的SSR遗传图谱,对2013、2014和2015年在哈尔滨和克山2地共8个环境下的蛋白质和油分含量进行QTL定位分析。结果表明,8个环境中检测到29个蛋白质含量QTL和39个油分含量QTL。在所定位的蛋白质含量QTL中,有5个能够在2个以上环境被定位到,这些蛋白质含量QTL分布在A1、D2、J、N和O等6个连锁群上,对表型效应的贡献率为7.65%~20.08%,其中q PC-A1-1、q PC-D2-1、q PC-J-1和q PC-O-2的贡献率在10%以上。在39个油分含量QTL中,有10个在多环境下被重复检测到,这些QTL分布在8个（A1、A2、B1、D1b、G、I、J、N）连锁群上,对表型效应的贡献率为7.30%~25.68%,其中q OC-A2-1、q OC-B1-1、q OC-G-1和q OC-J-1的贡献率在10%以上。

花生Δ~9-硬脂酰-ACP脱氢酶基因启动子的克隆及功能分析1629-1637

摘要：Δ~9-硬脂酰-ACP脱氢酶（SAD）是决定植物体内饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸比值的关键酶。以花生品种豫花9326基因组DNA为模板,通过基因组步移技术,克隆到花生Δ~9-硬脂酰-ACP脱氢酶基因（Ah SAD）起始密码子ATG上游720 bp片段,利用5＇RACE方法获得了该基因的5＇UTR序列,通过序列比对确定720 bp片段为Ah SAD启动子区域。PLACE在线启动子预测分析表明,该序列具有真核生物启动子必需的核心元件TATA-box和CAAT-box,含有多个与光诱导和激素响应相关顺式序列元件。将Ah SAD启动子片段替换pBI121质粒中的CaMV35S启动子驱动下游GUS基因表达,构建植物表达载体pBI-PAh SAD。通过农杆菌介导法转化拟南芥和在花生不同组织中瞬时表达,利用GUS组织化学染色研究其表达特性。表明在拟南芥和花生受体中,AhSAD启动子主要调控下游基因在根、茎、叶片和子叶中表达,在花生的果针中也检测到GUS活性;拟南芥的茎生叶只有叶脉中具有GUS活性,而花生整个叶片中都具有GUS活性。

粳稻品种吉粳809的稻瘟病抗性基因分析1638-1646

摘要：稻瘟病是水稻生产中危害最为严重的病害之一,种植抗病品种是抵御稻瘟病危害的有效措施。本研究利用吉粳809的2个亲本材料吉粳88与93072配制的回交分离群体进行稻瘟病人工接种,采用抗、感极端分池法定位双亲的稻瘟病抗性基因,结合基因型分析,推断吉粳809的抗性基因组成。结果表明,回交群体对强致病菌GD9-1表现为4个主效抗病基因Pi-2（t）、Pi-7-1（t）、Pi-7-2（t）和Pi-11（t）分离,对弱致病菌GD19-1表现单个主效抗病基因Pi-2（t）分离,其中Pi-2（t）基因同时抗2个菌株。除Pi-2（t）位点抗性等位基因来自吉粳88,其余3个位点的抗性等位基因均来自93072。比较基因组研究表明,Pi-2（t）可能与Pi-b等位,Pi-11（t）可能与Pi-47（t）或Pik等位,而Pi-7-1（t）和Pi-7-2（t）是2个新的抗性位点,分别与RM21260和RM8037连锁,遗传距离为0.11 c M和6.97 c M。利用与上述4个抗病位点紧密连锁的SSR标记和来自3000份水稻种质资源重测序开发的56K芯片鉴定抗性位点吉粳809与双亲基因型的异同,推断吉粳809抗性基因组成,发现吉粳809携带轮回亲本吉粳88的Pi-2（t）和来自供体亲本93072的Pi-11（t）2个基因,合理地解释了吉粳809抗性明显好于吉粳88的原因。对如何通过不同主效抗性基因聚合特别是充分利用原来抗病品种中＂丧失＂抗性残效基因来改良品种的稻瘟病抗性进行了讨论。

RNAi介导SMV-P3基因沉默增强大豆对花叶病毒病的抗性1647-1655

摘要：大豆花叶病毒（Soybean mosaic virus,SMV）病是我国各大豆主产区最重要的病害之一,严重影响大豆产量和籽粒外观品质。培育抗病品种是防治该病害最经济有效的措施。本研究基于植物介导RNA干扰（RNA interference,RNAi）技术,将编码参与SMV运动和影响宿主域范围的P3蛋白基因RNAi片段导入栽培大豆品种,研究RNAi介导SMV-P3基因沉默对大豆抗SMV的影响。Southern杂交检测结果表明,外源RNAi片段以低拷贝的形式（1~4个）整合至大豆基因组中。对T_1~T_3代转基因大豆喷施除草剂和PCR鉴定结果表明,外源T_-DNA插入片段在转基因大豆不同代际间能够稳定遗传。对T_2和T_3代转基因大豆接种SMV鉴定结果表明,转基因大豆对我国大豆产区主要流行SMV株系SC-3较非转基因对照受体品种Williams 82和SN9的抗性水平显著提高,病情指数降低至4.37~18.51,且抗性能够稳定遗传。综上所述,RNAi介导SM-P3基因沉默能够显著提高转基因大豆对SMV的抗性水平。

玉米籽粒发育相关基因ZmMADS-RIN的克隆及表达分析1656-1665

摘要：玉米籽粒发育及产量是玉米重要的经济性状。本研究以玉米骨干自交系郑58为试材,采用同源克隆法得到一个与玉米籽粒发育相关的基因ZmMADS-RIN。该基因的c DNA全长859 bp,开放阅读框为768 bp,编码255个氨基酸,与玉米B73中所对应的cDNA的编码区序列相比,共有6个SNP位点的差异,3个氨基酸残基发生了变化。生物信息学分析表明,ZmMADS-RIN蛋白的相对分子量为29.23 k D,理论等电点为8.84,是一种亲水性蛋白,不含信号肽序列,也不含跨膜结构;具有5个磷酸化位点;二级结构中含有50.20%的α-螺旋（alpha helix）、27.45%的无规则卷曲（random coil）、14.51%的延伸链（extended strand）和7.84%的β-转角（beta turn）。该蛋白位于细胞核内;其氨基酸序列中含有高度保守的MADS结构域、相对保守的K结构域、低保守的I结构域和最不稳定的C结构域,是典型的MIKC型MADS-box蛋白;系统进化树分析表明,ZmMADS-RIN蛋白属于AGL6分支,与水稻基因Os MADS6的相似性最高,为89%。ZmMADS-RIN基因在玉米自交系郑58的籽粒中特异表达,在根及不同时期的叶片中没有检测到表达信号。荧光定量PCR结果显示,ZmMADS-RIN基因的表达量在玉米籽粒发育的不同阶段呈一定规律的变化,在授粉后0~20d,呈上调表达趋势,授粉后25 d表达量迅速下降至较低水平,而在授粉后30~40 d则检测不到其表达。推测该基因可能与玉米籽粒的发育有关。

作物学报杂志耕作栽培·生理生化

氮肥运筹对钵苗机插优质食味水稻产量及氮素吸收利用的影响1666-1676

摘要：近年来,长江中下游地区优质食味水稻的种植面积不断拓展,新型的配套钵苗机插栽培技术增产增效显著。其中,氮肥施用起着主要的调控作用。以江苏优质食味水稻代表性品种南粳9108和南粳5055为材料,在总施纯氮量270 kg hm–2大田氮肥常用量条件下,设置10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6七种基蘖肥与穗肥比例的处理。比较研究不同处理对钵苗机插优质食味水稻产量及其构成因素、茎蘖动态、叶面积指数、干物质积累、氮素吸收利用等方面的影响。结果表明,当基蘖肥与穗肥比例为6∶4时产量最高,因其在稳定穗数的基础上,每穗粒数显著高于其他处理,群体颖花量高,同时能显著提高结实率和千粒重。群体茎蘖数随着基蘖肥比例的降低而逐渐减少,穗肥比例较高的处理拔节之后茎蘖数下降平缓,成熟期茎蘖成穗率明显高于穗肥比例较低的处理;6∶4处理生育中、后期群体叶面积指数和干物质积累量均较高,尤其成熟期干物质重以及拔节至成熟期阶段干物质积累量显著大于其他处理。6∶4处理拔节之前的氮素积累量较少,拔节之后氮素积累量和成熟期总吸氮量显著高于其他处理,氮肥表观利用率、氮肥生理利用率、氮肥农学利用率和偏生产力都显著高于其他处理。基蘖肥与穗肥比例为6∶4的氮肥运筹方式,利于在培育适宜穗数的同时,培育大穗,提高结实率和千粒重,协调产量构成因素,优化群体质量,使钵苗机插优质食味水稻达到高产、高效的相互统一。

减氮适墒提高冬小麦旗叶光合潜力和籽粒产量1677-1688

摘要：针对目前小麦高产栽培中大量投入氮肥引起的土壤板结、肥效降低等突出问题,2013—2014和2014—2015年度大田条件下设置自然降水（W1）、适墒（W2,70%±5%）、足墒（W3,80%±5%）3个水分处理和3个氮肥水平处理,即不施氮肥（N1）、减氮（N2,195 kg hm~（–2））和高氮（N3,270 kg hm~（–2））,研究了不同水肥条件对冬小麦旗叶功能期内光响应曲线特征参数、水分利用效率和籽粒产量及其构成因素的影响。在W1和W2条件下,N2处理不同时期旗叶净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）和蒸腾速率（T_r）的光响应曲线逐渐上升的幅度均高于N1和N3处理,胞间二氧化碳浓度（Ci）光响应曲线下降的幅度也大于N1和N3处理;在W3条件下,N2、N3光响应曲线的变化趋势相近。N2W2处理的旗叶光合参数在开花期最具优势,最大净光合速率为33.20μmol CO_2 m~（–2） s~（–1）,光饱和点达1507.4μmol m~（-2） s~（-1）,分别比其他处理平均提高21.4%和9.5%,而光补偿点最低,表现出较高的光合潜能。连续两年产量结果显示,N2W2处理穗粒数和千粒重在9个处理中最高,差异显著（P〈0.01）;籽粒产量在9500 kg hm~（–2）以上,水分利用效率比W2和W3条件下的其他处理平均提高18.8%。上述结果表明,在适墒条件下施氮量从270 kg hm~（–2）减少至195 kg hm~（–2）,能充分发挥旗叶功能期的光合潜力,增加穗粒数和千粒重,提高籽粒产量。

玉米秸秆还田方式和氮肥处理对土壤理化性质及冬小麦产量的影响1689-1699

摘要：为了探讨玉米秸秆还田条件下不同耕作方式及施氮量对土壤耕性及冬小麦产量的影响,于2012年10月至2015年6月连续3个小麦生长季进行了田间定位试验。设3种耕作方式,分别为连续3年旋耕秸秆不还田、连续3年旋耕秸秆还田和前2年旋耕秸秆还田第3年深耕秸秆还田,每种耕作方式下均设4个施氮水平,施氮量依次为165、225、300和360 kg hm~（-2）。与旋耕相比,深耕促进还田玉米秸秆的腐解,且增施氮肥能提高秸秆腐解速度,从而提高耕层土壤的有机质含量。秸秆不还田条件下,连续旋耕降低了0~30 cm土层的有机质含量,结果土壤容重增大,孔隙度降低,且增施氮肥不利于土壤物理性状的改善;秸秆还田条件下,连续旋耕提高了0~10 cm土层有机质含量,土壤容重随之减小,孔隙度增加;秸秆还田条件下,连续2年旋耕1年深耕比连续旋耕增加了10~30 cm土层有机质含量,显著降低了0~20 cm土层容重,增加了0~20 cm土层的总孔隙度和10~30 cm土层的毛管孔隙度。连续3年旋耕造成冬小麦减产,尤其是秸秆不还田处理,第3年产量较第1年下降5.0%~8.7%;旋耕秸秆还田较旋耕不还田平均增产7.3%~8.9%,但在第3年产量下滑;而旋耕还田后适时深耕还田比连续旋耕还田平均增加有效穗数14.5%,增加穗粒数5.7%,产量平均提高7.6%。在玉米秸秆还田条件下,增施氮肥有助于改善土壤理化性质,但225、300和360 kg hm~（-2）氮肥水平的产量无显著差异。本研究结果表明,山东省小麦高产高效栽培技术宜采取秸秆还田、2年旋耕1年深耕、配施纯氮225 kg hm-2的种植模式。

旗叶蜡质含量不同小麦近等基因系的抗旱性1700-1707

摘要：于2013—2014和2014—2015年度,以多蜡质和少蜡质的4个小麦近等基因系为材料,采用田间旱棚方式控制土壤水分,研究了蜡质含量与小麦抗旱性的关系。结果表明,干旱处理后,多蜡质小麦品系旗叶的蜡质含量平均为15.15 mg g~（-1）,较少蜡质小麦品系（8.43 mg g~（-1））高79.8%;多蜡质小麦品系旗叶的水势较高,干旱处理后下降幅度明显小于少蜡质小麦品系,水分散失率也显著低于少蜡质品系（P〈0.05）;多蜡质小麦品系旗叶的光合速率平均下降7.5%,而少蜡质小麦品系下降9.8%;多蜡质小麦品系旗叶PSII最大光化学效率（Fv/Fm）平均下降幅度为3.4%,少蜡质小麦品系下降幅度达到5.8%;多蜡质小麦品系的籽粒产量高于少蜡质品系,平均高3.7%;多蜡质小麦品系的抗旱指数和干旱敏感指数均显著低于少蜡质小麦品系（P〈0.05）。以上结果表明,蜡质能够提高小麦的抗旱性,旗叶蜡质含量可以作为抗旱小麦品种的选择指标。

播栽期对机插超级杂交籼稻分蘖成穗的影响及与气象因子的关系1708-1720

摘要：为探讨不同播栽期对机插超级杂交籼稻分蘖成穗的影响,以2个超级杂交籼稻品种F优498和宜香优2115为材料,设置3月21日（S1）、3月31日（S2）、4月10日（S3）、4月20日（S4）和4月30日（S5）5个播期,秧龄均为30 d,移栽期依次为4月21日、5月1日、5月11日、5月21日和5月31日,研究其分蘖发生成穗特点及与气象因子的关系。结果表明,不同播栽期水稻产量差异显著,随着播栽期推迟,产量呈降低趋势,早播S1的产量最高、迟播S5的产量最低。不同播栽期处理下水稻主茎对产量的贡献表现为（S1~S4）S5,S1优势蘖位为第3~第6叶,而S2~S5优势蘖位为第3~第5叶。随播栽期推迟,分蘖发生和成穗叶位趋于集中,F优498一次分蘖发生在S1~S4以3/0~7/0为主,而在S5以3/0~6/0为主;宜香优2115在S1以3/0~7/0为主,在S2~S5以3/0~6/0为主。一次分蘖成穗率在S1以3/0~6/0为主,而在S2~S5以3/0~5/0为主;二次分蘖发生和成穗以第3~第4叶为主。气象因子对分蘖发生和成穗的影响为一、二次分蘖发生率与日平均相对湿度呈显著负相关,而与平均气温日较差、积温、日照时数呈显著或极显著正相关;一次分蘖成穗率与分蘖期日平均相对湿度、平均气温呈显著负相关,与分蘖期平均气温日较差、积温、日照时数呈显著正相关,与幼穗分化期日平均相对湿度呈显著负相关,与抽穗开花期日照时数呈显著正相关。综合看来,成都平原地区机插超级杂交籼稻在4月11日前播种5月11日前移栽有利于产量的提高,在4月21日前播种5月21日前移栽有利于稳产,在4月21日以后播种5月21日后移栽产量显著降低。

作物学报杂志研究简报

小麦DELLA获得性突变体矮变1号增强了幼苗的抗盐能力1721-1726

摘要：DELLA蛋白是GA信号途径中重要的负向调控因子,能够响应各种环境信号,在植物抵抗生物和非生物胁迫中起着重要的作用。功能获得性DELLA突变体矮变1号在矮化育种上已得到广泛应用,但是其在耐盐方面的研究鲜有报道。本文采用含200 mmol L~（–1） NaCl的Hoagland水培溶液处理中国春、京411、矮秆早和矮变1号幼苗7 d,测定盐胁迫下的总叶绿素含量、相对含水量、超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）含量,并借助免疫印迹检测了4个小麦品种中DELLA蛋白的积累。盐胁迫处理后,矮变1号的叶片没有出现明显的萎蔫和失绿,而其他3个品种均表现出不同程度的萎蔫。盐胁迫使4个小麦品种的总叶绿素含量和相对含水量均有所下降,但矮变1号的下降幅度最小;与此同时,矮变1号体内SOD活性的相对上升幅度最大,并且体内的MDA含量相对上升幅度最小。4个品种中矮变1号的DELLA蛋白积累量最高,矮变1号具有较高的耐盐性与其体内的高DELLA蛋白含量密切相关。

滴灌甜菜对块根膨大期水分亏缺的补偿性响应1727-1732

摘要：为探讨滴灌甜菜块根膨大期干旱胁迫及复水的生长补偿效应,设置70%（T1）、50%（T2）和30%（T3）田间持水量,调查块根膨大期缺水对滴灌甜菜产量、农艺性状以及理化指标的影响。结果表明,当土壤为30%田间持水量时,甜菜产量比70%和50%田间持水量分别提高51.7%和17.6%,产糖量分别提高48.7%和7.7%。与70%田间持水量相比,50%和30%田间持水量条件下,块根膨大期甜菜电导率、脯氨酸以及过氧化物酶活性均在复水1 d时显著增加。主成分分析表明,细胞膜透性、抗氧化酶活性、渗透调节物质以及农艺特性共同调控块根膨大期甜菜抵御干旱胁迫,其中块根可溶性糖含量不能作为甜菜抗旱性鉴定的指标。因此,滴灌甜菜块根膨大期,当土壤含水量下降至田间持水量的30%时及时补充灌溉,不但不影响甜菜生长,还有利于增加块根含糖量。

《作物学报》征稿简则I0001-I0001

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”一般包括摘要、引言、材料与方法、结果与分析、讨论、结论和参考文献7个部分；“研究简报”一般包括摘要、引言、材料与方法、结果与分析、讨论和参考文献6个部分。首页下方注明课题资助项目名称（批准号）和作者联系方式（第一作者和通讯作者）。