《植物遗传资源学报》是中国农业科学院作物科学研究所和中国农学会主办的学术性刊物,是我国唯一一份以介绍植物遗传资源为主的期刊。2000年创刊,2003年正式公开发行,20002009年为季刊,2010年改刊期为双月刊。

   报道内容为大田、园艺作物,观赏、药用植物,林用植物、草类植物及其一切经济植物的有关植物遗传资源基础理论研究、应用研究方面的研究成果、创新性学术论文和高水平综述或评论。

 中国科技核心期刊、中国精品科技期刊、CSCD核心期刊、中国农林核心期刊、全国中文核心期刊,全国优秀资源期刊;被《科技期刊世界影响力指数(WJCI)报告》收录。

 

 

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    2024,25(3):303-311, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230706001
    摘要:
    一年生簇毛麦(Dasypyrum villosum (L.) Candargy)是普通小麦野生近缘种之一,也是近年来应用较广泛的小麦遗传资源。簇毛麦在长期进化过程中,形成了许多可用于小麦遗传改良的重要农艺性状,包括对非生物和生物胁迫的抗性、优良品质等。本文简述了簇毛麦与普通小麦的同源关系、与小麦属杂交亲和性,以及将簇毛麦染色体、片段、基因导入普通小麦的有效方法,综述了簇毛麦对白粉病、纹枯病、条锈病、眼斑病、黄花叶病、全蚀病、胞囊线虫病等病害的抗性基因和对应的染色体,簇毛麦品质基因(如:高赖氨酸含量和多态性贮藏蛋白等)和簇毛麦耐旱、光周期等其他基因。介绍了簇毛麦抗白粉病基因Pm21PmV在小麦改良和育种中的应用及其巨大价值,展望了簇毛麦后续研究前景和可能存在的问题。本综述对挖掘与利用簇毛麦有益基因、拓宽小麦遗传资源、加快小麦遗传改良进程以及重要基因功能研究均具有参考价值。
    2024,25(3):312-322, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231010001
    摘要:
    在热带地区种植的香蕉、番木瓜、甘蔗、木薯、天然橡胶、油棕等热带作物,是我国农业的重要组成部分,不仅为我们的日常生活和工农业生产提供了重要的原材料,而且为我国热带与亚热带地区的主要农业产量和经济增长做出了贡献。然而,这些作物的现代分子育种受其生物学特性和遗传复杂性的严重阻碍,多倍化、杂合性、无性繁殖、童期长和植株高大等问题导致热带作物的传统杂交育种周期长、难度大、进展慢。基因编辑技术的发展为热带作物育种带来了新途径和新机遇。CRISPR/Cas9系统介导的基因组编辑技术以其更高的靶向效率、多功能性和易用性,已被广泛应用于植物基因组编辑育种中。近年来,该技术在香蕉、木薯、天然橡胶、甘蔗等热带作物上也实现了广泛应用。本文介绍了基于CRISPR-Cas9系统的基因组编辑、CRISPR-Cas9在热带作物改良中的应用进展以及所面临的挑战和问题,同时对热带作物基因编辑育种方面提出建议,以期为后续研究提供思路,并为进一步开发应用该技术以有效改良热带作物的植物性状提供参考。
    2024,25(3):323-339, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230809001
    摘要:
    中国一级保护野生兰科植物共33种,隶属于兜兰属、杓兰属、兰属、石斛属、蝴蝶兰属和虾脊兰属,具有重要的观赏和药用价值。本研究对这些种类的杂种登录情况、亲本选择、授粉及播种时期选择、属间杂交进展、杂交育种存在的问题等进行综述,并结合育种现状提出了未来育种方向。研究表明,以中国一级保护野生兰科植物为亲本已有3611个杂种在英国皇家园艺学会上登录,杂种数最多的前10名均为兜兰属植物,包括巨瓣兜兰、波瓣兜兰、白旗兜兰等,其次为美花兰,而红花兜兰、广东兜兰、紫斑兜兰和暖地杓兰未见杂种登录。绿叶兜兰、曲茎石斛、霍山石斛、文山红柱兰等为极具潜力的优秀种质资源,但以其为亲本的杂种较少。建议未来开展杂交育种工作时,应当充分利用上述野生种质资源、加强属间杂交,并利用分子标记辅助育种加速新品种培育,以提高野生兰科种质资源的利用水平。本研究可为中国一级保护野生兰科植物的杂交育种工作提供参考,为兰科植物种质资源创新和兰花产业持续发展提供支撑。
    2024,25(3):340-355, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230609001
    摘要:
    2017-2022年,福建省在第三次全国农作物种质资源普查与收集行动中,共收集作物地方品种和野生近缘植物种质资源6235份,蔬菜、粮食、果树、经济作物、牧草绿肥分别占33.57%、25.91%、24.35%、14.59%、1.57%;所有资源隶属于83科,229 属,313种,其中豆科种质资源份数最多,占总数的16.04%。不同地区和海拔是影响收集农作物种质资源种类和数量的重要因素。全省9个地级市中,三明市收集种质资源数量最多,占20.65%。全省收集农作物种质资源数量随着海拔升高而下降,不同海拔收集数量随着市辖县(市、区)、乡(镇)、村(街道)的数量减少呈现减少趋势。沿海地区如漳州、福州、宁德、泉州、莆田、厦门等6个地级市,海拔0~200 m是种质资源Shannon-Wiener多样性指数和Brillouin丰富度指数最高的海拔区间;闽西北山区,如龙岩、三明、南平等3个地级市,海拔200~400 m、400~600 m、600~800 m种质资源的Shannon-Wiener多样性指数和Brillouin丰富度指数较高。不同地级市、不同海拔区间与收集种质资源的物种多样性指数的相关性分析发现,三明和龙岩市与Shannon-Wiener多样性指数呈极显著正相关,莆田和龙岩市与Pielou均匀度指数呈现极显著负相关,这与全省农业经济分区有密切关系。通过梳理全省农作物种质资源的多样性,为因地制宜地开发、利用、挖掘全省地方农作物种质资源提供参考和科学依据。
    2024,25(3):356-372, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230827002
    摘要:
    对286 份甘蓝型油菜品系进行苗期耐盐碱性鉴定,通过水培试验,测定盐碱胁迫处理下叶片数、绿叶数、绿叶比、株高、根长、根重等指标,通过盐碱胁迫综合评价值(D值)、极端材料筛选分析、相关性、主成分、隶属函数、频数分析和逐步回归分析法,对不同基因型的油菜种质建立苗期耐盐碱性综合评价模型并筛选出适宜的评价鉴定指标。盐碱胁迫下,叶片数与株高呈负相关,两者的相关系数未达到显著性,其他性状之间均呈正相关并达到了显著或极显著水平。利用主成分分析法将 7个耐盐碱指标综合为4个主成分,可代表油菜耐盐碱性88.349%的原始数据信息量。依据4个主成分的相对重要性(权重)进行加权,得到不同基因型的耐盐碱性综合评价值(D值)。结合隶属函数分析和极端材料筛选分析,筛选出4份耐碱盐的甘蓝型油菜种质和4份盐碱敏感种质。逐步回归分析结果表明,在油菜苗期测定其绿叶数、绿叶比、地上重、根长和根重,通过回归方程估算其D值,可以初步判断甘蓝型油菜种质资源耐盐碱性。
    2024,25(3):373-385, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230918001
    摘要:
    通过遗传多样性、相关性、主成分、聚类分析和综合评分等5种方法对296份花生种质资源13个主要农艺性状进行分析及评价。结果表明,3个质量性状的遗传多样性指数变化范围在0.526~0.909,10个数量性状的遗传多样性指数变化范围在0.834~2.007,变异系数范围在3.268%~68.198%,表明296份参试花生种质资源拥有丰富的遗传信息。相关性分析表明,出苗整齐度、生育天数、叶形、单株生产力与产量关系紧密。主成分分析共提取到6个主成分,累计贡献率达到78.336%,代表了大部分的农艺性状。聚类分析将296份花生种质资源分为2个大类,4个小组,可以分别作为高产、小粒、早熟、大粒种质备选材料。根据模糊隶属函数基于6个主成分贡献率权重构建综合评分:F=0.323F1+0.257F2+0.122F3+0.108F4+0.010F5+0.091F6,筛选到4份综合性状较好的花生种质资源,分别是松桃城兰花生、2013521230、H15093、辐16-24-1-1,可作为今后花生育种的候选材料。本研究可为今后花生亲本选择及特异种质资源筛选提供科学依据。
    2024,25(3):386-398, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230828001
    摘要:
    选用Pi2、Piz-t、Pi9、Pi25、Pi5、Pita、Pia、Ptr、Pi1、Pikm、Pi54等11个抗稻瘟病基因的功能性分子标记,对华南稻区近年育成的90个籼稻骨干亲本进行抗性基因鉴定与稻瘟病抗性评价。结果表明,综合抗性等级达到高抗、抗、中抗、中感、感及高感的亲本分别为0份、3份、35份、38份、14份和0份,且年度间表现较为一致。不同鉴定时期的稻瘟病抗性级别相关性分析进一步显示,苗瘟与叶瘟、苗瘟与穗颈瘟以及叶瘟与穗颈瘟的抗性级别呈极显著正相关。对上述11个抗性基因在90个亲本中的分布进行检测,发现除Pi9基因以外,其他10个抗性基因在亲本中的分布频率分别为75.56%(Pi54)、70.0%(Pi5)、47.78%(Pi2)、31.11%(Pi25Pia)、20.0%(Ptr)、15.56%(Pi1)、13.32%(Pita)、4.44%(Pikm)和1.11%(Piz-t)。11个抗性基因在不同省际间育成亲本中的分布频率差异较大。进一步结果表明,随着聚合抗性基因数量的增加,亲本抗性水平呈相应提升趋势,但不同抗性基因组合对于提升水稻亲本抗病性的贡献呈现明显差异。本研究为华南稻区新育成籼型常规水稻品种的合理布局及抗稻瘟病基因的育种应用提供有益的参考。
    2024,25(3):399-412, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230808002
    摘要:
    甘蔗重要性状宿根性因甘蔗生长周期长,其高效评价一直是研究的难点。本研究以国内外不同地区引进的212份甘蔗种质资源为研究材料,分别在广西隆安和云南开远开展基于2个重要宿根关键性状(宿根发株率和地上部蔗株生物量)两季宿根力的快速评价。结果表明甘蔗宿根力受环境影响较大,两个试验点所有宿根力指标均存在极显著差异,且指标之间均呈极显著正相关。主成分分析在两个试验点(云南开远和广西隆安)均仅提取到1个主成分,贡献率分别为80.25%和62.68%。聚类分析将212份种质分为5个类群,第Ⅰ类4个宿根力指标均处于高水平,有9份种质,可作为强宿根第一梯队资源;第Ⅱ类群、第Ⅲ类群共有38份种质,各宿根力指标均处于较高水平或个别宿根力指标非常突出,可作为强宿根第二梯队资源;第Ⅳ类群、第Ⅴ类共有165份种质资源,各宿根力指标均一般或较差。综合以上,利用筛选出来的强宿根资源改良甘蔗品种宿根性,降低甘蔗生产成本对于产业的可持续发展具有重要意义。
    2024,25(3):413-420, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230817001
    摘要:
    芒是麦类作物穂部器官的重要组成部分,在提高籽粒产量、促进种子传播和防御虫害等方面具有重要作用。大麦具有丰富的芒型突变体,加之其二倍体的特性,成为麦类作物芒器官形态建成研究的理想作物。本研究报道了一个大麦芒型突变体材料calcaroides,表现为外稃顶端或是稃芒基部异形凸起,形成呈钩状不完全花器结构,属基部钩芒类型。突变体芒较短并伴随抽穗期推迟,株高、穗长和穗粒数显著降低等表型。遗传分析表明,突变体的芒型突变性状受单隐性基因cal-d控制。前期利用cal-d导入系BW106 × Bowman的F2群体,结合简化基因组测序(GBS,genotyping by sequencing)分析,将cal-d基因初步定位于3H染色体。进一步利用来自F2的杂合单株,包括13000株单株的F2:3群体进行精细定位,最终将cal-d基因定位于3H染色体153~329 Mb区间的近着丝粒区域。通过转录组混池测序分析结合大麦基因组和表达谱资源数据库,初步筛选了9个候选基因。本研究结果为大麦芒型突变基因cal-d的克隆与功能验证奠定了基础,对于解析麦类作物芒的遗传发育机制具有重要的意义。
    2024,25(3):421-430, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230830001
    摘要:
    上海市农业种质资源信息共享服务平台是对上海市保护单位的农业种质资源进行规范管理和共享利用的服务体系。为了解决当前规模化和多样化的种质分散于不同保护单位,不利于资源信息共享与利用的问题,本研究根据农业种质资源库(圃)的工作流程研发了以保护单位、资源用户和主管单位为主要角色的一站式共享服务平台,为保护单位建立了管理系统模块,保护单位管理员可进行本单位的种质资源数据管理、资源共享信息发布、申请审核和利用成效管理,促进各保护单位种质资源数据的规范化和共享服务。为资源用户创建了申请共享和利用反馈机制,主要提供种质资源信息查询服务、申请利用服务、利用成效反馈服务等,可同时申请多个保护单位的种质。为主管单位提供全面调查的统计汇总信息,包括全市资源存量、资源分发利用、资源利用成效等信息,实时掌握资源共享动向和利用成效。种质资源信息共享服务平台将为保护单位、资源用户和主管单位提供便捷的服务,有助于提高农业种质资源保存与利用效率。
    2024,25(3):431-439, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230904003
    摘要:
    倒伏是严重降低油菜产量、品质和影响机械化生产的重要影响因素之一。培育和应用抗倒伏性强的油菜品种是实现油菜机械化生产和高产的重要措施,而提高抗倒伏能力的重点是提高茎秆强度。因此,本研究以包含197个芥菜型油菜株系的重组自交系(RILs,recombinant inbred lines )群体为研究材料,2023年分别在贵阳和贵定两个环境条件下测定了该群体的茎粗、茎秆鲜干比、茎秆充实度、茎秆密度、茎秆抗折力和茎秆抗折强度等6个性状,6个性状均表现出较大的变异,变异系数为14.29%~41.35%,且符合正态分布。相关性分析显示,两个环境条件下,茎秆充实度与茎秆密度、抗折强度二者之间均呈极显著正相关。进一步对茎秆抗折强度表现为高中低的3类材料进行茎秆微观结构观察,相比较于低抗倒材料,高抗倒材料的皮层更厚、维管束个数更多、维管束排列更紧密与维管束面积占比更大。QTL初定位检测到4个QTL与茎秆茎粗有关;2个QTL与茎秆鲜干比有关;2个QTL与茎秆充实度有关;2个QTL与茎秆密度有关;4个QTL与茎秆抗折力有关,可解释的表型变异为4.1%~5.1%;9个QTL与茎秆抗折强度有关,可解释的表型变异为7.5%~11.0%。本研究的开展可为后续芥菜型油菜抗倒伏相关基因的克隆提供基础数据信息,并对油菜抗倒伏育种有一定参考价值。
    2024,25(3):440-450, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230925002
    摘要:
    油茶(Camellia oleifera Abe.)是我国重要木本油料树种,具有重要的经济价值和社会效益。隐花色素(Cryptochrome)是植物蓝光受体之一,参与植物开花调控、光形态建成等生长发育过程。本研究从油茶华硕中克隆到CoCRY1基因,通过生物信息学分析发现,其CDS序列长度为2262 bp,编码的蛋白质序列包含684个氨基酸,蛋白分子式为C3454H5281N971O1027S18,分子量77.42 kDa,是一种不稳定的疏水蛋白,进一步分析表明其蛋白序列包含3个结构域,分别为DNA_photolyase、FAD_binding_7和Cryptochrome_C,可证明CoCRY1蛋白属于隐花色素家族。同源序列及系统发育树分析发现CoCRY1蛋白与茶树(Camellia sinensis) CsCRY1序列相似性最高。组织表达分析显示,CoCRY1的表达量在茎中最高,在花中最低。通过农杆菌转化得到CoCRY1基因异源表达的拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株,并且从DNA水平及RNA水平鉴定到阳性植株,对CoCRY1异源表达的拟南芥进行表型分析发现,CoCRY1基因的过量表达导致拟南芥提前开花,并对下胚轴伸长具有光特异性的抑制作用。本研究通过生物信息学、定量分析及异源表达发现,油茶CoCRY1基因在油茶开花等生物学过程中具有重要作用。
    2024,25(3):451-461, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230907001
    摘要:
    连翘(Forsythia suspensa (Thunb.) Vahl)为多年生木本植物,花柱二型具有自交不亲和性。挖掘连翘异型花柱发育候选基因,利于揭示连翘异型花柱的进化与发育机理。对40株长花柱型与短花柱型连翘植株进行全基因组重测序,检测样本基因组的SNP变异位点,开展选择清除分析。利用遗传分化系数Fst和核苷酸多态性π ratio结合的方法筛选候选区域(前5%水平),对差异基因进行GO数据库和KEGG数据库功能注释分析,采用qRT-PCR对候选基因在花柱发育不同时期的表达量进行检测。选择清除分析显示受选择基因295个,主要在植物的生长发育以及代谢调控方面发挥重要作用。分析植物激素调节相关的部分通路,确定连翘异型花柱候选基因CYP734A1EVM0010386)、BRI1EVM0011829)、CYCD3EVM0018316),基因表达结果显示CYP734A1基因在连翘短花柱发育的关键时期持续高表达,露冠期BRI1CYCD3基因表达水平在短花柱型中显著高于长花柱型。本研究挖掘的候选基因在连翘长花柱与短花柱中存在差异表达,油菜素甾醇参与了连翘异型花柱的发育,是产生连翘花柱异型的原因之一。本研究为连翘异型花柱的进化以及遗传发育调控机制解析奠定基础并提供思路。
    2024,25(3):462-471, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230818001
    摘要:
    通过对新几内亚凤仙(Impatiens hawkeri)指甲花醚合成相关基因CCoAOMTSAMS的克隆及表达分析,以期为解析其合成途径提供一定的理论依据。基于新几内亚凤仙指甲花醚含量测定和转录组测序数据分析,克隆到1个CCoAOMT和2个SAMS基因,将其命名为IhCCoAOMTIhSAMS1IhSAMS2。3种处理(光培养、暗培养和前体物DHNA (1,4-dihydroxy-2-naphthoate)诱导)均能促进指甲花醚积累,且暗培养处理最佳。IhCCoAOMT的cDNA全长为729 bp,编码242 aa,其蛋白具有AdoMet_MTases超家族结构域;IhSAMS1IhSAMS2的cDNA全长分别为1179 bp和1173 bp,分别编码393 aa和391 aa,其蛋白均具有S-AdoMet_synt超家族结构域。系统进化分析表明,IhCCoAOMT与喜马拉雅凤仙亲缘关系最近;IhSAMS1IhSAMS2可能为旁系同源。qRT-PCR分析表明,3个基因在新几内亚凤仙的3个处理及4个时期中均有表达,其中IhCCoAOMT在暗培养及前体物DHNA诱导中表达量整体上调,且暗培养第60天时表达量最高;IhSAMS1IhSAMS2在暗培养及DHNA诱导中表达量整体下调,但IhSAMS1在DHNA诱导中表达量较高,IhSAMS2在暗培养中表达量较高。综上所述,推测IhCCoAOMT在指甲花醚处理后期起主要作用,IhSAMS1IhSAMS2在其早期起主要作用,且IhSAMS2作用更为显著。
    2024,25(3):472-481, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230821001
    摘要:
    叶绿素是水稻光合作用的重要色素,叶绿素的合成决定光合作用的效率,影响植物的产量和品质。在本研究中,发现糖原合成酶激酶OsGSK2过表达植株Go-2成熟期呈现叶片深绿色的表型。相比野生型,Go-2植株叶绿素a、叶绿素b以及类胡萝卜素含量显著升高。透射电镜观察结果显示,相比野生型,Go-2植株叶绿体类囊体片层增多。酵母双杂交“一对一”实验证实OsGSK2与Golden2-Like转录因子OsGLK1存在互作,并进一步通过双分子荧光互补实验确认OsGSK2与OsGLK1存在互作。在水稻原生质体中检测双荧光素酶活性发现,相比单转OsGLK1,OsGSK2与OsGLK1共转显著提高下游靶基因的表达水平。荧光定量PCR结果表明,相比野生型,在Go-2植株中OsGLK1直接调控的靶基因OsPORBOsCAO1LHCB6等转录水平显著上调。研究结果初步揭示了OsGSK2与OsGLK1互作调控水稻叶绿素合成和叶绿体发育的分子机理,进一步拓展了水稻糖原合成酶激酶的分子功能,丰富了水稻叶色调控的分子网络,为水稻高光合分子育种提供了理论依据。
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    优先出版日期:  2024-03-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231231002
    摘要:
    油用玫瑰栽培应用历史悠久,是全球重要的木本香料资源和药食同源植物,从其花瓣中提取的玫瑰精油作为重要的香料原料已广泛应用于日化、医药和食品行业。玫瑰精油的品质主要受玫瑰的品种类型、产地条件和提取工艺等综合因素的影响。我国油用玫瑰资源非常丰富,但玫瑰精油的深加工技术起步较晚,专门针对我国栽培油用玫瑰资源特性及玫瑰精油的应用现状还鲜有归纳,本研究对油用玫瑰的主要栽培类型和现状,玫瑰精油提取技术、相关行业标准、化学成分及功能活性进行了系统的归纳总,并从油用玫瑰资源的挖掘与利用、精油提取技术研发与优化、精油相关标准的完善、产品应用领域的拓展和功能活性评价体系的建立等方面提出参考建议,以期为我国玫瑰产业的发展提供参考,为我国蔷薇属植物资源的创新利用提供理论指导。
    优先出版日期:  2024-03-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231220007
    摘要:
    非特异性脂质转移蛋白(non-specific lipid transfer proteins,nsLTP )在植物脂质转运和分泌中发挥重要作用。本研究从薰衣草(Lavandula angustifolia)中克隆到2个II型nsLTP基因,命名为nsLTP2-1和nsLTP2-2。分析它们序列特征,nsLTP2-1和nsLTP2-2分别编码119个和117个氨基酸,具有脂转移蛋白(LTP)保守结构域和8个高度保守的半胱氨酸残基;系统进化分析显示它们处于两个分支,与唇形科的紫苏(Perilla frutescens)相似性最高。基因表达分析显示2个基因均在花蕾中高表达,在叶片、茎和花瓣中表达较低,在花萼中的表达存在差异,nsLTP2-1和nsLTP2-2分别在成熟花萼和幼嫩花萼中表达量更高。暗处理、赤霉素处理显著抑制2个基因花蕾和叶片中的表达;在花蕾中,脱落酸和光照处理会诱导它们的表达;在叶片中,茉莉酸甲酯和乙烯分别诱导nsLTP2-1和nsLTP2-2的表达。亚细胞定位显示2个nsLTPs 均定位在细胞膜和细胞壁上,可能与次生代谢物的转运有关。这些结果为明确薰衣草脂转移蛋白在脂类及萜类转运中的功能研究提供了参考。
    优先出版日期:  2024-03-01 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240108002
    摘要:
    大豆籽粒中氨基酸含量丰富,是大豆品质的重要组成部分,具有较高的营养价值和生理功能,因此,选育高游离氨基酸含量大豆品种,可以辅助大豆高品质育种,对大豆产业创新性发展有重要现实意义。本研究利用高效液相色谱法测定264份大豆品种干籽粒中精氨酸、甘氨酸、谷氨酸、赖氨酸四种游离氨基酸含量。结果表明,游离氨基酸中精氨酸含量最高、谷氨酸含量次之、甘氨酸含量最低,筛选4种游离氨基酸高含量的3个大豆优质品种,分别为海门羊104、辽鲜豆12号、灌云大四粒。结合大豆自然群体4种游离氨基酸含量表型和基因型进行全基因组关联分析,分别鉴定出大豆四种氨基酸显著关联的SNP位点,为后续挖掘大豆氨基酸高含量相关候选基因奠定基础,进而加速大豆品种改良、辅助大豆分子育种。
    优先出版日期:  2024-02-23 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231007003
    摘要:
    植物的次生代谢化合物种类和结构复杂多样,得益于植物多样的化合物修饰方式,而糖基化修饰是一种常见的重要的修饰方式,参与植物的生长发育。 糖基转移酶(GT,Glycosyltransferase)作为催化糖苷化产物合成的核心酶,其中,主要以UDP-糖(UDP,Uridine diphosphate,尿苷二磷酸)为糖基供体的UGT家族,能够催化次生代谢中的小分子化合物,调节各种植物次生代谢物的溶解度、稳定性和生物活性等方面具有重要作用,并与植物品质性状、非生物胁迫和生物胁迫的响应等密切相关, 近年来备受关注成为研究的热点。本文综述了植物中UDP-糖基转移酶的结构特点与催化特性、反应类型、功能分类和命名方式等,并总结了目前观赏植物UDP-糖基转移酶对激素、萜类化合物和类黄酮化合物等的修饰,从而影响花色,叶色,株型,叶形,植物逆境以及功能性化合物成分等方面的研究进展,为进一步揭示其在观赏植物代谢调控中作用提供参考,为改良观赏植物的花色品质、提升植物的抗胁迫能力、培育具有特殊功能的新品种,及对药食同源植物的功能性成分化合物开发奠定基础。
    优先出版日期:  2024-02-20 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231231004
    摘要:
    大豆雄性不育系对于发挥大豆杂种优势具有重要价值,然而传统的三系杂交存在恢复系来源受限等问题,而环境敏感型细胞核雄性不育系(environmental sensitive genic males sterile,EGMS)在不同的条件下可以改变育性,很好地解决了这一问题。前人报道ms3可能是一个EGMS材料,本文在此研究基础上对ms3(Washington), ms3(Flanagan)和ms3(Plainview)三个独立突变体的表型和突变位点展开了进一步研究。实验结果表明,三个突变体花药中只有零星被I2-KI染液染成黑色的花粉粒,且形状不规则。高通量测序结果显示,ms3(Washington)和 ms3(Flanagan)的突变和前人报道的一致,在MS3第三个外显子的PHD编码区域出现了大片段插入,导致MS3蛋白PHD结构域破坏,这个等位基因命名为ms3-1;ms3(Plainview)在MS3第一个外显子缺失了一个A,导致移码突变,开放读码框仅编码40个氨基酸,蛋白功能完全丧失,这个等位基因命名为ms3-2。半薄切片结果也显示,ms3(Plainview)的绒毡层和花粉发育在花药发育中后期出现异常。另外,本研究还为ms3-1和ms3-2基因型的检测设计了分子标记。综上,本研究的结果为ms3的应用和改造提供了工具和材料。
    优先出版日期:  2024-02-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231203001
    摘要:
    为探究猕猴桃雌雄异株变异为雌雄同株的分子机制,本研究对满天红(‘MTH’)猕猴桃变异株的雌花与雄花进行了转录组测序及生物信息学分析。结果表明,雌花和雄花间共有 337 个差异表达基因,雌花中有 241 个基因表达量上调,而表达量下调的基因有 96 个。差异表达基因的 KEGG 富集结果表明,与雌花相比,雄花中上调的基因主要参与氨基糖和核苷酸糖的代谢以及次生代谢物合成等路径;下调的基因则重要富集在次生代谢物合成、类胡萝卜素合成等途径相关。通过功能注释分析出30个潜在的性别相关调控基因,其中5个在次生代谢产物合成路径中表达。选取7个差异表达基因进行qRT-PCR验证,其在雌雄花中的表达水平与转录组数据一致。本研究获得了‘MTH’猕猴桃变异株雌花与雄花的差异表达基因及功能注释信息,为猕猴桃雌雄同株材料的创制提供了一定的理论依据。
    优先出版日期:  2024-02-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231031006
    摘要:
    ‘艾伦尤力克’是尤力克柠檬的一个芽变品种,结果性状优良,但冬季落叶严重,影响翌年产量,且其落叶的响应机制目前尚不清楚。为探究柠檬叶片脱落的分子调控机制,以2个冬季落叶程度不同的柠檬品种‘艾伦尤力克’和‘云柠1号’为材料,分别于落叶前期(E24)、落叶中期(E48)和落叶后期(E72)采集叶柄离区,通过转录组测序比较2个品种间的差异表达基因。分析表明,E24、E48和E72时期分别获得1400、2466和935个差异表达基因,其中E48时期的差异基因数量最多。GO分析表明血红素结合、四吡咯结合、氧化还原酶活性、铁离子结合、转录调节活性等相关基因在3个时期品种间均表现出显著差异。KEGG分析表明,E48时期富集的差异基因数及相关代谢途径最多,主要集中在植物激素信号转导、苯丙烷生物合成、植物病原体相互作用和MAPK信号通路-植物等途径,通过对4个通路的差异表达显著的基因进行分析,最后筛选得到木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶蛋白(CL4G051299012_alt、CL0G071451012_alt和CL4G051300012_alt)、吲哚乙酸诱导蛋白(CL9G066930012_alt、CL3G046634012_alt)、吲哚-3-乙酸-氨基合成酶 GH3(CL2G041491012_alt)、过氧化物酶(CL0G070710012_alt、CL2G041037012_alt、CL0G070975012_alt)、β-葡萄糖苷酶(CL7G062117012_alt、CL7G062118012_alt)、发病相关基因转录激活因子AP2(CL2G044356012_alt、CL8G064323012_alt)和发病机制相关蛋白(CL9G066888012_alt、CL8G064323012_alt)13个基因,这些基因可能与柠檬叶片脱落的调控有关。
    优先出版日期:  2024-02-05 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231117002
    摘要:
    本研究旨在探明不同种源野生油茶(Camellia oleifera)的果实表型性状遗传多样性,为油茶良种选育和遗传种质资源改良提供理论依据。以广东、广西、江西、安徽、四川、湖北、湖南、陕西和贵州9个省份16个种源地的218株生长良好的野生油茶为研究对象,采用多重比较、变异分析、巢式方差分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析方法,对不同种源的8个果实表型性状进行统计和分析。结果表明:不同种源野生油茶果实表型性状变异丰富;16个种源的8个果实表型性状变异系数均值范围为12.03%~35.08%,种源间变异系数均值(42.83%)大于种源内变异系数均值(23.99%),表型分化系数均值为88.63%。相关性分析结果表明:鲜果重、果高、果径、果皮厚度、鲜籽重和每果籽数间呈现显著正相关,果皮厚度和出籽率显著负相关。主成分分析结果显示:前3个主成分的累计贡献率为90.773%,表明野生油茶果实表型性状的大部分信息基本可以用前3个主成分来反映,其中,第1主成分主要反映果实大小特征,第2主成分主要反映果实出籽率特征,第3主成分主要反映果实形状特征。聚类分析结果显示:供试的16个种源在欧式距离10处被分为A和B类,同时进一步在欧氏距离5处分成不同的亚类。研究结果显示:野生油茶果实表型性状变异丰富,宜根据育种目标选择不同类群种源作为育种材料。
    优先出版日期:  2024-02-02 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231224002
    摘要:
    特种稻黑米和红米是一类由于色素沉积而导致种皮表现出黑色或红色的特殊稻种资源,其营养物质丰富,还富含花青素(原花青素)、黄酮类、萜类等生理活性物质,其营养物质和价值都远超白米。合理利用营养丰富的黑米和红米资源,创制优异的黑米和红米新种质并培育出新品种,对于推动特种稻产业发展意义重大。本文介绍了黑米和红米的研究历史和资源分布情况,综述了黑米和红米的品质、产量、抗性及开发利用等方面的研究进展,重点阐述了黑米和红米在品质差异及形成机制上的最新研究进展。最后总结了黑米和红米当前研究的薄弱之处并提出了对黑米和红米未来研究方向的展望。
    优先出版日期:  2024-02-02 , DOI:
    摘要:
    为了鉴定小麦种质资源的穗发芽抗性,筛选出有效的抗穗发芽分子标记,挖掘优异白粒小麦抗穗发芽种质资源。本研究通过室内整穗发芽试验对222份小麦种质资源进行穗发芽抗性鉴定,并利用myb10D、DFR-B、Vp1B3、PM19-A1、MFT-3A、MFT-A2、MKK3-A和QSD1等8个抗穗发芽基因的功能分子标记对供试材料进行基因型检测。表型鉴定结果表明,222份小麦种质资源材料的室内相对穗发芽率存在显著差异,相对穗发芽率变化范围为0.00~1.15,平均相对穗发芽率为0.73,鉴定出抗穗发芽小麦材料38份,其中白粒小麦9份、红粒小麦27份、黑粒小麦2份。等位基因类型与室内相对穗发芽率相关性分析表明,功能标记myb10D、DFR-B、Vp1B3、MFT-3A和MFT-A2与相对穗发芽率呈极显著相关,而PM19-A1、MKK3-A和QSD1与小麦穗发芽抗性相关性不显著,说明myb10D、DFR-B、Vp1B3、MFT-3A和MFT-A2等分子标记可用作小麦抗穗发芽基因型检测和分子标记辅助育种。综合表现型和基因型结果,筛选出豫农914、豫农946、丰德存麦30、泛麦5号、徐麦029、连麦1901、保丰1903、郑麦829、13网27-8等9份抗穗发芽白粒小麦种质资源,可用于小麦抗穗发芽遗传育种和抗穗发芽品种布局。
    优先出版日期:  2024-02-02 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231023002
    摘要:
    镉(Cd)胁迫严重限制了植物的生长,因此筛选并鉴定与植物镉胁迫耐受性相关的基因显得尤为重要。前期,我们通过转录组数据筛选获得番茄UDP-糖基转移酶基因(SlUDP),其响应植株镉胁迫的反应。在本研究中,我们首先克隆SlUDP基因的编码区全长序列,基因表达分析表明,其在叶片和果实中表达量较高,并且受到镉胁迫诱导上调表达。酵母遗传转化试验表明,含有INVSc1-pYES2-SlUDP质粒的酵母菌株在不同浓度镉胁迫下表现出一定的耐受性。进一步构建SlUDP过表达载体转化模式植物拟南芥,获得过表达拟南芥株系。当SlUDP过表达拟南芥植株暴露于镉胁迫(40、60、80 μM)时,其存活率>50%,而野生拟南芥的存活率<10%。60 μM CdCl2时,与野生型植株相比,SlUDP?过表达拟南芥植株的丙二醛含量下降约1.4倍,可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性增加约1.8、2、1.25倍。这些结果表明,SlUDP的过表达导致抗氧化酶系统的变化,提高植株清除活性氧的能力,降低膜脂过氧化的程度,赋予植物更好的耐镉性。此外,金属离子转运相关基因(ZIP1、IRT1、COPT2和CSD1)在过表达植株中的表达量约为野生型植株的3.1、1.5、1.6、2.1倍。上述结果表明,番茄SlUDP基因可能通过活性氧清除系统和金属离子转运途径来提高植株对镉胁迫的耐受性。本研究为糖基转移酶基因在植物耐受镉胁迫中的作用研究提供一定的理论依据,并为园艺植物抗性分子育种提供了候选基因。
    优先出版日期:  2024-02-01 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231226004
    摘要:
    为了解糜子直链淀粉含量及其淀粉合成调控基因的结构和功能,本研究测定了100份糜子种质资源的直链淀粉和支链淀粉含量,采用分子标记和酶切技术对胚乳直链淀粉合成调控基因(GBSSI)进行基因型,选取不同直链淀粉含量代表品种进行基因测序和差异位点分析。结果表明,100份糜子种质直链淀粉含量变化幅度为0~22.78%,平均为6.07%,直链淀粉小于3.7%的糯性糜子占36%,全糯性材料占比24%;支链淀粉含量变化幅度为4.55~56.73%,平均为15.3%。分子标记M5/R11扩增产物能有效区分S0、S-15和S0S-15基因型;标记int5Lf/R3和M12/R12的PCR产物利用内切酶 ACCⅠ和EcoNⅠ剪切,可鉴别出LC、LY、LF基因型。100份糜子种质共发现9种基因型,其中S0/Lc数量最多占33%,S-15/LF占25%,杂合型S0/S-15/LF、S0/S-15/LC、S0/S-15 /LY/LF各占2%,S0/Lc和S-15/LF是粳、糯糜子的主要基因型。通过Waxy基因序列比对,从地方品种甘谷黑蝉背、黑糜子、庆阳饿死牛、育成品种晋黍9号、赤糜2号等种质中发现了大量新的SNPs位点,可用于基因功能研究和糜子育种材料创制和品质改良研究中。本研究结果对指导糜子分子育种工作及品质改良提供理论依据。
    优先出版日期:  2024-02-01 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231222004
    摘要:
    大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)病是世界大豆主产区广泛存在且普遍发生的主要病害之一,对大豆的产量和品质均可造成严重危害。本文综合分析了近年来通过遗传定位的SMV抗性基因及其紧密连锁的分子标记,探讨了分子标记在提高大豆抗病育种中的应用。分析明确了一些抗SMV基因的物理位置及其候选基因,基于测序、实时荧光定量PCR(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)、病毒介导基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)和基因编辑CRISPR(clustered regularly interspersed short palindromic repeats,CRISPR)/Cas9等技术梳理出一系列直接或间接参与SMV抗性的相关基因。总结了SMV与大豆的相互作用,聚焦分析大豆的抗病机制研究进展,并对大豆抗SMV育种的研究方向提出了展望,以期为大豆抗性基因分子标记的应用和大豆抗SMV分子调控机制的研究提供参考。
    优先出版日期:  2024-01-31 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231121003
    摘要:
    花香是观赏植物重要的观赏性状,杜鹃花作为世界闻名的木本花卉,以花色丰富、花型多样闻名于世,其花香是评价杜鹃花品质的重要指标之一。研究表明萜烯类化合物、醇类、酯类、酮类化合物等是杜鹃花属植物花香化合物的主要成分,这些化合物的释放受到花发育状态、释放部位以及环境条件的影响。萜烯类化合物是杜鹃花属植物最主要的花香成分,萜类合成酶基因是杜鹃花花香物质代谢途径中的主要调控基因,利用基因组结合代谢组学研究发现马银花TPS家族基因远多于其他无香型杜鹃花属植物。深入研究杜鹃花不同种和品种特征花香成分及其生物合成途径,对杜鹃花的芳香育种和综合利用有重要意义。本研究综合论述了杜鹃花属植物香气成分的测定与分析方法、不同亚属杜鹃花资源的香气成分、香气合成释放规律以及香气物质生物合成途径和关键基因,为开展杜鹃花主要花香物质合成代谢的遗传规律研究和芳香品种选育提供参考。
    优先出版日期:  2024-01-26 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231106003
    摘要:
    小麦穗发芽会造成小麦产量和品质的显著降低,近年来在黄淮地区逐渐加重,威胁我国、特别是黄淮区域小麦生产安全,抗性种质及功能分子标记的筛选和利用是减轻穗发芽危害的根本途径。本研究以多年田间自然鉴定的77份抗穗发芽种质及128份导入了5个抗性种质的轮回群体创制的高代品系为材料,采用整穗发芽法和籽粒发芽法对穗发芽抗性鉴定和评价,明确穗发芽功能标记Vp1B3、Dorm-B1和PM19在抗性种质中的分布并评估其育种效果。结果表明种质资源中49.35%(38份)达到中抗水平,其中仅57.89%(22份)含有Vp1Ba或(和)Dorm-B1b抗性标记,西农172、Kalango、淮麦40、豫农186同时含有2个功能标记;轮回选择对抗性改良具有较高的效率,高代品系中36.72%(47份)达到中抗以上,其中87.23%含有抗性位点,8份(17.02%)同时含有2个功能标记。抗性位点的累加可提升抗性水平,自然群体中穗发芽率和发芽指数从不含的36.45%和34.99%降至含有2个抗性位点的18.17%和25.87%,高代材料也呈现相同的趋势。高代材料中抗以上与其他材料在含有抗性位点数目间差异显著,含有2个标记材料在前者达到17.02%而在后者仅4.94%,表明利用功能标记可显著改良抗性。本研究将分子标记和表型鉴定相结合进行抗穗发芽种质筛选,并利用小麦轮回选择进行种质创新,为加速提升黄淮麦区的小麦穗发芽抗性水平提供依据。
    优先出版日期:  2024-01-26 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240113001
    摘要:
    杂种优势利用是提高作物产量的主要途径,有助于解决日益增长的人口数量与有限耕地之间的矛盾。基于细胞质雄性不育的“三系”法杂交育种系统是作物杂种优势利用的主要途径。在大豆中已开展“三系”法杂交育种近三十年,40余个杂交大豆品种通过审定并在生产上推广应用。本文对大豆细胞质雄性不育系的发现及利用、不育和育性恢复的遗传和分子机制进行了系统的阐述;基于对现状的分析,提出了“三系”法杂交大豆育种中存在的问题及解决路径,旨在为大豆杂种优势研究和应用提供新思路。
    优先出版日期:  2024-01-26 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231208002
    摘要:
    野生大豆(Glycine soja Sieb. Zucc.)是栽培大豆(Glycine max [L.] Merr.)的近缘祖先种。在大豆驯化的过程中,栽培大豆丢失了大量的基因或等位变异,导致栽培大豆的遗传多样性降低,这严重限制了栽培大豆品种选育和改良的有效性和丰富性。我国野生大豆种质资源丰富,其蕴藏着许多高蛋白、抗病虫、耐干旱、耐盐碱等方面的潜力基因,挖掘潜力基因并利用分子设计育种技术,将这些优异等位基因或变异应用到现代的栽培大豆品种中,不仅能够促进人类了解大豆进化发展历史,同时也能够有效的拓宽大豆遗传多样性。近年来,大量科学工作者投入到挖掘野生大豆中优异等位基因或变异的研究中,本文综述了野生大豆中这些基因或变异的研究进展情况,讨论在大豆育种中这些基因的应用潜力,为育种家培育和改良大豆新品种提供一种新的育种思路和策略。
    优先出版日期:  2024-01-24 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231202001
    摘要:
    bHLH转录因子参与许多生物过程,如生长、发育和非生物胁迫响应,其在多种植物中得到了广泛的研究。然而,尚未对百合bHLH家族进行系统分析。本研究基于百合转录组数据,共鉴定出74个bHLH家族蛋白,均为亲水性蛋白,大部分为不稳定蛋白且不含信号肽,其中酸性蛋白占比大。结构域分析发现有25个保守残基的一致性≥50%,其中R16、R17、L27和L59位点高度保守。此外,64个bHLH蛋白能与DNA结合,包含58个E-box结合物和46个G-box结合物。系统进化分析将百合bHLHs分为21个亚家族,基于进化树发现百合bHLHs可能执行信号转导、非生物胁迫、植物生长发育和物质合成如激素、花青素、罗勒烯、芳樟醇等功能。对3个可能与罗勒烯和芳樟醇相关基因Unigene23213_All、CL1682.Contig2_All和CL8286.Contig2_All进行了克隆,发现它们在品种间存在97.30%-99.89%的同源性。热图和半定量分析结果显示三者在花、叶和鳞中均有表达。该研究为开展百合bHLH转录因子的功能研究提供了重要的序列信息。
    优先出版日期:  2024-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231109001
    摘要:
    为了解内蒙古酸枣资源果实表型性状变异特征,合理筛选优异资源,本研究采用统计分析、方差分析、相关性分析等方法对10个酸枣自然居群的果实性状开展分析比较,并利用层次-灰色关联法对其仁用价值进行综合评价。结果表明:(1)内蒙古分布的酸枣资源在居群间及居群内的表型多样性丰富,16个果实表型性状的平均变异系数为17.96%,其中与种仁相关性状的变异丰富度尤为突出。(2)相关性分析结果显示,果实、果核及种仁各性状间存在不同程度的相关性。此外,果实及果核大小与经纬度呈显著正相关性,与海拔呈显著负相关性;果核中单仁比率与年均气温呈显著负相关性;种仁有效药用成分含量与经纬度、年均降雨量、海拔均无显著相关性。(3)运用层次-灰色关联度分析方法建立酸枣仁用品质综合评价模型,评价结果显示,10个居群的仁用综合品质从优到劣依次为:P8>P5>P1>P7>P2>P9>P4>P3>P6>P10。其中,鄂尔多斯市杭锦旗乌吉尔居群在仁用方面的综合表现最佳。本研究为酸枣资源的保护利用及仁用品种选育提供了科学依据和种质基础。
    优先出版日期:  2024-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231130001
    摘要:
    谷子抽穗期是决定品种适应性的关键性状,解析抽穗期关键基因的表达规律及其单倍型变异特点可为提升品种改良效率奠定基础。本文通过全基因组关联分析(GWAS),发现了一个与抽穗期紧密相关的关联信号,该信号定位于谷子5号染色体的11,062,649 bp处,该位点附近存在一个拟南芥抽穗期基因AtGI的同源基因SiGI。使用实时荧光定量PCR技术研究短日照(10 h光照/14 h黑暗)条件下SiGI 24 h节律变化规律,并对其进行了组织时空表达及亚细胞定位分析。利用697份谷子品种,分析SiGI编码区和启动子区的遗传多态性和单倍型变异规律,并对单倍型的表型效应进行鉴定。结果显示,SiGI在光周期响应组织(根、茎、叶等)中高表达,亚细胞定位于细胞核,在傍晚表达量上调,呈现出24 h节律性表达模式。SiGI在不同谷子品种中存在丰富的多态性,其中,启动子Hp-6单倍型较Hp-3单倍型品种的相对表达量显著上调了约1.5倍(P=0.0083)。在8个不同种植环境下,Hp-6单倍型品种的抽穗期显著提前,并在4个环境中株高显著降低。结果表明SiGI基因的Hp-6单倍型具有早熟且对产量影响较小的优势,可作为优异单倍型用于分子育种选择。
    优先出版日期:  2024-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231117001
    摘要:
    ARR-B基因家族是细胞分裂素信号转导的正向调节因子,在植物生长发育和抗非生物胁迫中起重要作用。然而,目前对小麦中ARR-B基因家族的研究还很少。本研究从小麦基因组中鉴定出25个ARR-B基因家族成员,利用生物信息学方法分析其理化性质、基因结构、顺式作用元件和非生物胁迫诱导的表达模式。结果表明,ARR-B基因都存在于细胞核中,ARR-B蛋白二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主要结构。ARR-B基因在小麦染色体上分布不均匀,7号染色体上含有的ARR-B基因数量最多。此外,在ARR-B的启动子区域中鉴定出了与生长发育、激素响应以及生物和非生物胁迫相关的多种顺式作用调节元件。qRT-PCR 分析表明,基因TaARRM-like9、TaARRM-like10、TaARRM-like12和TaARRM-like13在干旱、盐和低温胁迫下表达量显著上调,能够响应非生物胁迫。本研究为进一步研究ARR-B转录因子在植物发育和小麦非生物胁迫应答中的作用奠定了基础。
    优先出版日期:  2024-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231117003
    摘要:
    萜烯合成酶(Terpene synthase, TPS)基因是萜类物质生物合成途径中的关键基因,其在植物萜烯代谢中起到重要的作用。本研究以紫丁香(Syringa oblata Lindl. ex Carr.)花瓣为材料,在优化固相微萃取花香条件的基础上,对不同花发育时期的花香物质进行鉴定分析;结合基因组和转录组数据筛选到了SoTPS2和SoTPS3关键候选基因,对其进行克隆和功能研究。结果表明:(1)最适的萃取条件为30 ℃萃取40 min;4个花发育时期的花香总释放量呈先升高后下降的趋势,盛花期达到最高;4个时期中占比最高均为萜类化合物,其中单萜罗勒烯的释放量最高。(2)SoTPS2和SoTPS3基因编码区长度分别为1731和1779 bp,编码576和592个氨基酸,编码的蛋白具有Terpene_cyclase_plant_C1保守结构域,属于Isoprenoid_Biosyn_C1超家族;实时荧光定量表明2个基因均在花瓣中表达量最高,在不同花发育时期表达量均呈先升高后下降趋势,在盛开期表达量最高,与单萜罗勒烯的释放量呈正相关。(3)在金鱼草(Antirrhinum majus L.)花瓣中异源瞬时过表达SoTPS2和SoTPS3基因,发现罗勒烯释放量分别显著增加10.91和23.67倍。综上表明,紫丁香花香主要成分为单萜类化合物,SoTPS2和SoTPS3可以影响紫丁香单萜物质,尤其是罗勒烯的合成。
    优先出版日期:  2024-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231106002
    摘要:
    调查新疆帕米尔高原杏资源的果肉、种核及其种仁甜苦性状,对人类驯化栽培杏果实特性进行研究。以塔什库尔干分布区域的6个乡所收集的60份实生杏树的果实为研究对象,对其果实、种核的15个质量性状和20个数量性状进行相关性状测定,通过相关性分析、主成分分析及综合评价等方法对其特性进行鉴定。结果表明:测定的60份杏果实的可溶性固形物的平均值为16.07%,61.67%的果实可溶性固形物大于15%。杏仁苦杏仁苷含量在0.41~14.59 mg/g之间,其中78.33%的种仁为甜仁,苦杏仁苷含量在0.41~2.24 mg/g之间;21.67%的种仁为苦仁,苦杏仁苷含量在2.76~14.59 mg/g之间。主成分分析表明前5个主成分的累计贡献率为83.255%,单果重、果实纵径、果实横径、单核重、核形指数、果形指数、出仁率、出核率、杏核侧径等性状可以反映出这20个数量性状的基本信息。综合评价发现‘库科9’、‘库尔11’、‘其如16’、‘库科13’较优异,可直接进行利用。其中较高的果实可溶性固形物和甜仁是人类驯化引种的重要目标性状。
    优先出版日期:  2024-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231109006
    摘要:
    以来源于内蒙古10个盟市及地区的 143份冰草属种质资源为研究对象,通过变异系数、遗传多样性指数、相关性、主成分、聚类和灰色关联法等分析方法,分析了143份内蒙古地区冰草属种质资源表型性状的多样性水平,并筛选了优异种质资源材料,为冰草属种质资源创新和品种选育提供参考。结果表明:冰草属种质的17个表型性状变异较大,遗传多样性丰富,变异系数在93.92% ~ 11.47%之间,平均为42.80%,其中叶片宽度的变异系数最高,种子长的离散程度最低;遗传多样性指数(H")为 1.279 ~ 2.025,平均为1.72,以颖长度的多样性指数最大,小穗长的多样性指数最小;相关性分析表明,各性状间显著或极显著相关;主成分分析显示,前6个主成分因子贡献率为 5.934% ~ 20.885%,累计贡献率达 69.866%;聚类分析将143份种质划分为3大类。第Ⅰ类综合性状较好,小穗数和小花数指标突出,具有高产潜力,包含27份资源;第Ⅱ类综合性状一般,种子综合性状较高,包含23份资源;第Ⅲ类综合性状较差,株高较长,包含93份资源;采用灰色关联的方法综合评价冰草属种质的综合表现,千粒重、小穗数、叶舌长度、叶片宽度和叶面积作为种质评价指标;鉴选出A-24、A-23、A-25、A-22、A-35、A-43、A-18冰草材料及A-142、A-92和A-136 多花冰草材料等综合性状协调的优异种质,可供冰草属种质遗传改良与育种利用。
    优先出版日期:  2024-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231016002
    摘要:
    百合(Lilium spp.)是多年生球根草本植物,包括观赏、食用和药用百合,具有较高的经济价值。百合遗传背景复杂,杂合度高,远缘杂交不亲和,且传统杂交育种周期长,育种精度低,难以快速高效地培育目标品种。目前,包括杂交育种、诱变育种、倍性育种、体细胞杂交育种和基因工程育种在内的现代育种技术在百合上已经积累了丰富的实践经验,但发展和应用情况不同。因此,本文回顾总结了百合杂交育种中远缘杂交不亲和的克服方法,诱变育种中的诱变条件,倍性育种中多倍体育种和单倍体育种主要采取的技术手段,体细胞杂交中原生质体分离纯化和杂交的条件以及基因工程育种中百合遗传转化体系和基因编辑体系的研究进展。在此基础上,列举了不同百合育种方法和技术的研究案例,分析了不同技术面临的问题和原因,并展望了百合育种技术的进一步发展和应用前景,旨在为未来百合育种技术及其应用的研究提供有价值的参考,并为更多百合新品种的创制提供依据。
    优先出版日期:  2024-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231109002
    摘要:
    藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)营养价值丰富且抗逆性较强。本研究以“M059”和“M024”两个胚根生长快和慢的极端类型种质材料为研究对象,通过高渗法 PEG-6000 模拟干旱胁迫,对四个比较组 C1vsD1、C2 vsD2、 C1vsC2 和 D1vsD2 进行转录组测序。在 15% PEG 处理24 h条件下 M059 和 M024 胚根长度较正常水处理24 h条件下分别降低68.65%和71.43%。在正常水处理24 h条件下 M059 的可溶性总糖、蔗糖、葡萄糖和果糖含量较 M024 分别提高18.58%、97.84%、70.54%和32.77%。在 15% PEG 处理24 h条件下, M024 的蔗糖含量比 M059 提高23.01%, M059 的可溶性总糖和葡萄糖含量比 M024 分别提高7.26%和25.00%。转录组测序结果显示,在干旱胁迫处理后获得7042个差异表达基因(DEGs)。 Venn 分析结果表明,四个比较组中共有 DEGs 为211个,特异性 DEGs 分别为132、1270、578和914个。 GO 富集分析表明,与干旱胁迫下藜麦种子糖代谢的分子响应密切相关的 GO Terms 为5条。 KEGG 富集分析表明,与干旱胁迫下藜麦种子糖代谢密切相关的代谢途径为3条。10个关键候选基因(LOC110702784_AGAL2、LOC110719866_INV1、LOC110717843_TPPJ、 LOC29490_CELB、LOC110719843_bg1x、LOC110689796_SUS1、LOC110690728_MAN6、LOC110729879_HK2、LOC110712726_EGLC、 LOC110734349_FK7)的 qRT-PCR 验证结果与转录组结果一致。本研究结果将对深入解析藜麦响应干旱的分子调控机制提供参考。
    优先出版日期:  2024-01-15 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231211003
    摘要:
    SBPC转录因子主要参与植物生长发育、信号介导、逆境胁迫等多个方面,本研究以黑农37(感)和东农L10(抗)大豆胞囊线虫3号生理小种胁迫RNA-seq数据,筛选出差异表达基因GmSBPC,对该基因编码蛋白的空间结构、蛋白理化性质、亲疏水性等进行生物信息学分析。利用抗病东农L10根系cDNA克隆GmSBPC,构建过表达pCAMBIA3300-GmSBPC转农杆菌K599,进行大豆毛状根侵染。重组pCAMBIA1302-GmSBPC进行亚细胞定位分析。线虫土种植东农L10(抗)、东农50(感),SCN胁迫处理0、3、6、9、12、15天分别取根、茎、叶进行qRT-PCR分析基因表达模式。结果表明,GmSBPC蛋白编码146个氨基酸,为不溶性蛋白,α螺旋区占28.08%;延伸结构占15.75%,无规则卷曲占56.16%。过表达毛状根相比野生型大豆单位面积内线虫数目减少;亚细胞定位结果表明基因定位在细胞核中,SCN胁迫下东农50和东农L10的根系的表达模式为先升高后降低,整体表达水平东农L10根系>东农50根系,东农L10根系中12天表达量最高,该时期为线虫侵染大豆的J2时期因此判定该基因对线虫胁迫存在响应应答反应,推测该基因参与SCN的胁迫反应。这些结果为进一步了解GmSBPC基因在应激反应中的多种功能提供了依据,这些研究结果有助于进一步探讨SBPC基因在大豆抗逆性的生理功能。
    优先出版日期:  2024-01-15 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231130002
    摘要:
    为了解向日葵种质资源的耐盐性,鉴定发掘向日葵耐盐优异种质,本研究对444份种质资源分别进行了芽期(250 mmol/L NaCl)和苗期(250 mmol/L NaCl)耐盐鉴定和全生育期实际盐碱地种植观察,通过计算芽期发芽率、苗期存活率、叶面积、株高、SPAD值等6个指标和全生育期株高、葵盘直径、结实率、相关产量等7个指标的相对值(各指标与对照处理下的相应比值)进行耐盐性分析评价。结果表明苗期两两指标间均呈极显著正相关,相关系数在0.518-0.790之间;全生育期7个指标中多数指标间的相关性都达到了显著或极显著水平;基于这些指标进行相关性分析、主成分分析、隶属函数值计算、耐盐性综合评价和聚类分析,筛选出芽期耐盐材料132份、苗期耐盐材料9份、全生育期耐盐材料41份 ,其中6份材料(“ZX0365”、“ZX0389”、“ZX1391”、“ZX1394”、“ZX3089”、“ZX3094”)在3个时期均表现为耐盐以上等级,综合耐盐性表现好,可作为耐盐基因挖掘和耐盐品种选育等后续利用的种质材料。对这些材料3个时期(芽期、苗期、全生育期)的耐盐等级进行相关性分析,得出各时期的耐盐性鉴定结果极显著相关,芽期和苗期的耐盐鉴定结果可为实际盐碱地种植选择耐盐材料提供有效参考。本研究为向日葵耐盐品种选育提供了方法和材料基础。
    优先出版日期:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231009005
    摘要:
    菥蓂(Thlaspi arvense L.)属十字花科菥蓂属,是一种兼具药食同源功效的草本植物,生态适应能力强,种子富含油脂,具备丰富的资源开发利用价值。国外一些发达国家研究菥蓂较早,已将其有效应用于农业生产循环中,例如作为越冬覆盖作物改良土壤的可耕性、制备生物柴油和补充油料生产等。相比之下,我国对菥蓂的系统研究和产业开发还较为薄弱,用途多集中于传统的中药材领域,而且常被视为杂草。随着现代生命科学研究技术的不断进步,菥蓂的诸多优势得以被发掘,对菥蓂开展生物技术育种改良已成为可能,其中利用代谢工程手段改良菥蓂的脂质特性以制备新型植物油甚至异源生产高价值脂肪酸(e.g.神经酸等)将潜力巨大,是菥蓂最具前景的开发方向之一。本文综述并展望了近年来国内外在菥蓂的资源开发利用和脂质代谢工程改良研究等方面的报道,以期为菥蓂在我国的基础和推广应用研究提供有用信息。
    优先出版日期:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231013003
    摘要:
    NAC转录因子家族是最大的植物特异性转录因子家族之一,在调节植物的生长发育中发挥着重要的作用,在模式植物、作物中已进行了大量研究,包括参与次生细胞壁发育、种子萌发、根系发育、叶片衰老、花器官形成和果实成熟,以及介导植物对生物胁迫和非生物胁迫的响应,但是在观赏植物中的研究还缺乏系统性的梳理和探讨。本综述介绍了NAC转录因子的结构和分类,并着重梳理了近20年NAC转录因子在观赏植物器官生长发育(叶缘形态建成、花器官发育、叶片衰老、花瓣衰老、种球休眠)和胁迫响应(水分、盐碱、温度、重金属及生物胁迫)上的生物学功能。最后,鉴于观赏植物NAC转录因子大部分都还停留在生物信息学分析以及表达模式分析等功能初探阶段,本文从4个方面对未来NAC转录因子在观赏植物中的研究提出了展望。
    优先出版日期:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231023003
    摘要:
    本文采用田间观察和分子鉴定等方法对我国梭梭属2个物种梭梭和白梭梭的主要生物学性状和肉苁蓉寄生情况进行比较分析。结果表明梭梭和白梭梭在形态特征、花粉结构及农艺性状方面均存在显著差异,其中成熟的梭梭种子果翅长度和同化枝长度显著低于白梭梭;梭梭花粉网眼较深、表面颗粒结构的数量显著少于白梭梭,且花粉体积小于白梭梭。相关分析表明梭梭和白梭梭农艺指标与气温和湿度等气候因子显著相关,其中梭梭对水分及光照等环境因子变化适宜能力较强,分布较广;而白梭梭受水分等因子限制,仅在新疆准噶尔盆地长势较好。ITS分子鉴定技术可以有效鉴别梭梭和白梭梭,并且证明二者均可被肉苁蓉寄生,但二者寄生的肉苁蓉持续成活率存在差异。根据梭梭和白梭梭生物学性状特征和肉苁蓉寄生情况,适宜推广梭梭作为寄主植物生产肉苁蓉药材。本研究为我国梭梭属植物的分类鉴定、引种栽培以及肉苁蓉优良寄主种质筛选提供了科学依据。
    优先出版日期:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231101002
    摘要:
    氮素是影响玉米生长发育、产量和籽粒品质形成所必须的营养元素。为挖掘早期发育的玉米胚乳响应低氮胁迫的关键基因,揭示玉米胚乳抵御低氮胁迫的生理响应及分子机制,本研究在低氮和足氮处理下,对授粉后时间为6天(6 DAP)的B73玉米胚乳进行氨基酸含量、氨基酸衍生物含量分析和转录组测序。结果表明,低氮胁迫下,玉米胚乳中10种氨基酸或氨基酸衍生物含量升高,其中苏氨酸、β-氨基异丁酸、组氨酸、β-丙氨酸、赖氨酸含量升高程度最大,其升高程度介于71.1~153.1 %;而其余21种氨基酸或氨基酸衍生物含量降低,其中鸟氨酸、胱氨酸、天冬酰胺、苯丙氨酸、α-氨基丁酸含量下降程度最大,其下降程度介于51.6~65.8 %。转录组分析表明,与足氮处理相比,低氮胁迫下玉米胚乳中鉴定到3 185和2 612个显著上调和下调差异表达基因(DEGs);GO富集分析表明,这些DEGs主要富集在细胞过程、代谢过程、生物调节和刺激反应中;KEGG分析表明,这些DEGs主要富集在细胞信号、生物周期节律调控及生物合成与代谢途径中。进一步在氮代谢途径、氰基氨基酸代谢途径及AP2/ERF-ERF、bZIP、WRKY转录因子家族中检测到低氮胁迫下显著DEGs/差异表达转录因子分别为12、9、20、10和21个。这些候选基因可能是玉米胚乳抵御低氮胁迫响应的重要基因资源,其为玉米胚乳应答低氮胁迫的分子机制及耐低氮玉米新品种培育奠定基础。
    优先出版日期:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231128003
    摘要:
    盐碱地是边际土壤的主要类型之一,利用边际土地耕作是减缓耕地紧缺的有效途径。为筛选耐盐性较强的大豆种质资源,提高盐碱土地大豆产量,本研究对392份来自国内外不同地域的大豆种质资源,采用150 mmol L-1 NaCl进行苗期盐胁迫处理,利用单株分类记载法进行苗期耐盐性鉴定,计算盐害指数,确定耐盐等级,并利用聚丙烯酰胺凝胶电泳对高耐及耐盐等级大豆种质资源进行分子辅助鉴定及遗传多样性分析,应用多态性信息含量分析、相似性系数分析、聚类分析等方法对高耐及耐盐等级大豆种质资源进行综合评价。结果表明:筛选出58份高耐及耐盐大豆种质资源,包括高耐大豆种质资源赤豆1号、东农69等14份,耐盐大豆种质资源黑农51、黑河35等44份;利用Sat_091、Satt339等10个与耐盐基因连锁的SSR分子标记对58份大豆种质资源进行分子辅助鉴定,平均鉴定效率为43.45%,平均准确率为68.46%,其中分子标记Satt462和Satt201鉴定效率最高,为60.34%,分子标记Satt201准确率最高,为96.55%;聚类分析表明,58份大豆种质资源间的相似性系数在0.5385~0.9231之间,平均值为0.6974,相关系数为0.6240,说明58份大豆种质资源大部分遗传关系较近,遗传多样性较低,58份耐盐大豆种质资源并非按地域进行聚类,但一个类群或亚群中大部分种质资源来源地在地理位置上相同或较为接近。
    优先出版日期:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231013002
    摘要:
    斑叶植物种类丰富,其叶片上色彩各异的斑纹具有特殊的观赏性,不仅是植物重要的观赏性状,还有着一定的生物学和生态学意义,能起到帮助繁衍,抵御天敌和适应环境变化等作用。本文综述了近年来观赏植物叶斑分类和形成的相关进展,根据叶片中不同的色素积累和结构区别,在微观结构上对叶斑类型进行划分并总结了叶斑形成的分子机制。现有研究表明,叶片发育过程中色素合成和代谢有关的结构基因和转录因子CHLH、DFR、CRD1等的改变、细胞器发育的受损、细胞发育和分化基因ZAT10、VAR3等的突变会通过影响色素的差异积累、改变叶片结构直接或间接的参与叶斑的形成。虽然目前已有较多对于观赏植物叶斑形成机制的研究,但观赏植物叶斑的遗传机制尚不清晰,叶斑部分的差异基因表达的原因、叶斑图案的空间分布机制等仍有待进一步研究。未来可以通过对斑叶植物中模式植物的筛选,构建泛基因组,与基因组学、蛋白组学、代谢组学等多组学技术结合,研究叶斑的起源、斑叶植物对于环境的适应等问题,探索植物的重要性状与环境适应的进化机制。
    优先出版日期:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231031007
    摘要:
    大麦条纹病是对大麦影响最为严重的病害之一,为探明我国不同来源种质大麦对条纹病的遗传差异并挖掘与大麦抗条纹病基因相关联的候选标记,本研究通过97对SSR标记对137份大麦品种进行遗传多样性及群体结构分析,并结合抗性鉴定结果进行关联分析。结果表明,人工接种大麦条纹病菌后共鉴定出18份免疫、27份高抗、28份抗病、42份感病和22份高感大麦材料;97对SSR引物中挑选出85对多态性较好的引物,85对SSR分子标记共检测到651个等位变异,平均每个引物为7.57个;SSR标记基因多样性指数变幅为0.0401 ~ 0.8646,平均值约为0.5799;多态性信息含量变幅为0.0393 ~ 0.8498,平均值约为0.5155,137份大麦材料的遗传距离范围为0.1021 ~ 0.4807,平均值约为0.2774,整体亲缘关系相对较远;聚类分析及群体遗传结构分析均可将137份大麦种质分为4个亚群,分别包含30、16、15和76份材料;根据一般线性模型法共获得7个与大麦抗条纹病显著关联的标记(P<0.05),解释率介于5.8 % ~ 17.89 %,解释率最高的标记是EBmatc0039,解释率最低的标记是Bmag603。本研究结果可为大麦抗条纹病育种提供参考。
    优先出版日期:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231118001
    摘要:
    为有效保护和利用苹婆种质资源,本研究采用多样性分析、聚类分析、相关分析、主成分分析和逐步回归分析等方法对70份苹婆种质进行遗传多样性分析和综合评价。结果表明:13个性状变异系数介于7.80%~42.94%,单果重、单果种子总重、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和淀粉含量变异程度较大。遗传多样性指数介于1.57~2.04,其中种形指数(2.04)、淀粉含量(2.02)、种子纵径(2.01)、果实种子数(2.00)的多样性指数较高。聚类分析把供试材料划分为 4个类群,其中类群Ⅱ的15份资源属于果实偏大、外观品质较好的种质类型,符合市场及选育需求。主成分分析表明,前4个主成分能代表13个果实性状的大部分信息,累计贡献率为74.46%。果实性状综合评价得分(F)介于-2.95~3.35,S009、S021、S011、S036、S028等种质位居前列,综合性状优良。逐步回归分析筛选出单果种子总重、种子重量、可溶性糖含量、种子横径4个性状指标,可作为综合评价苹婆果实性状的关键性指标。
    优先出版日期:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231016001
    摘要:
    百合(Lilium spp.)原产于我国,在我国花卉产业中有着重要而特殊的地位,花香为其观赏性状的显著标签。但由于对百合花香合成及调控机制的解析不够全面且深入,难以支撑花香的精准改造,导致百合花香育种进程缓慢。已有研究结果表明,不同香型主要花香成分差异较大,浓香型与淡香型百合差异主要集中在萜烯类物质,而采样时期、部位、环境、激素等均会导致花香成分变化。目前主要针对萜烯类物质合成通路关键基因功能及上游调控因子展开了研究,而其他花香成分代谢途径基因的功能解析及分子调控机制的研究仍存在许多未解之谜。深入挖掘与利用百合花香基因、完善相关代谢途径及调控网络可能会是百合花香的下一步研究重点。本文对百合花香的前期研究进行了回顾和总结,并对后期的研究方向提出展望,以期为后续百合花香分子调控机制研究提供参考,对定向培育香气怡人的百合新品种提供借鉴。
    优先出版日期:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231125001
    摘要:
    几丁质酶是以几丁质等为底物的糖基水解酶(Glycosyl hydrolases,GH),在植物生长发育及抵御逆境中发挥重要功能。然而,大豆几丁质酶基因组织表达模式及对逆境的响应尚不清楚,影响了应用。本研究分别鉴定野生与栽培大豆几丁质酶基因,并分析其表达模式。结果发现,野生与栽培大豆分别含62个和55个几丁质酶基因,位于17条和18条染色体上,进化树分析发现,117个基因分为5类,其中Class III与Class V属于GH18亚家族,Class I、Class II与Class IV属于GH19亚家族;启动子分析发现,含响应激素及逆境胁迫顺式作用元件。 分析栽培大豆几丁质酶基因表达发现,在不同组织及抗病耐逆等过程差异表达,其中Glyma.01G142400等在接种花叶病毒的抗病品种叶片诱导表达,Glyma.03G254300等在低磷胁迫的磷高效品种根系诱导表达,Glyma.08G259200等在低磷胁迫根瘤诱导表达;分析野生大豆几丁质酶基因表达发现,在不同组织及耐盐过程差异表达,其中Glysoja.02G002604等在耐盐品种盐胁迫叶片诱导表达。以上结果为挖掘利用几丁质酶基因奠定了基础。
    优先出版日期:  2024-01-05 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231115001
    摘要:
    鼠尾草属(Salvia L.)全球约有1000种,国外大量种质已在药用、观赏、食用、精油和保健等诸多方面开发其价值。我国已发现84种24变种,资源丰富,但广泛栽培和应用的种质仅有供以药用的丹参S. miltiorrhiza近年,我国引进国外鼠尾草原种与品种越来越丰富多样、国产种质的保护与利用逐渐受到重视,这迫切需要对全属资源的生长习性、形态特征和园艺特性等进行梳理和归类,以促进该属植物在我国的高效开发和推广。本文在经典植物分类学基础上,依托我们十余年野外调查与栽培观测的扎实数据,重点针对鼠尾草的园艺学特性进行分类与特点描述,包含用途、花期、花色、花大小、茎特征以及园林造型等六个方面,以完善鼠尾草属植物的应用分类体系,为我国今后鼠尾草属种质的深度开发和广泛应用提供参考。
    优先出版日期:  2024-01-05 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231130003
    摘要:
    大豆(Glycine max (L.) Merr.)是自花授粉作物,通过人工去雄的办法生产杂交种,不仅繁琐且成本高。以雄性不育系为母本,通过风媒或虫媒传粉,进行大规模制种可有效解决大豆杂交种生产的难题。雄性不育基因功能的研究是大豆杂种优势利用的前提之一,大豆雄性不育位点报道较少,定位及功能研究进展缓慢。随着大豆转基因体系的成熟及生物技术的发展,使得利用反向遗传学的办法研究大豆雄性不育基因的功能变得相对容易。转录组数据表明大豆中编码小G蛋白的GmARFA1a受到大豆雄性育性控制基因MS1(Male Sterile 1)和MS2的调控,公共数据库数据表明GmARFA1a在大豆未开放的花中表达量最高,而qRT-PCR数据进一步明确GmARFA1a在大豆授粉前雄蕊中优势表达。对获得的CRISPR/Cas9基因敲除Gmarfa1a突变体表型进行分析,发现其花粉萌发率及结实率受到明显抑制。本研究对GmARFA1a基因功能进行了初步解析,明确其对大豆雄性育性存在一定影响。这不仅丰富了我们对GmARFA1a乃至ARF基因家族成员功能的认识,也为后续深入研究大豆GmARFA1a功能及大豆杂种优势利用奠定了基础。
    优先出版日期:  2024-01-02 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231019002
    摘要:
    为了挖掘优异西葫芦(Cucurbita pepo L.)种质资源,提高外观品质优翠(青)绿色相关范围嫩瓜皮色西葫芦选择效率,本研究利用色差仪对本单位创制的54份西葫芦自交系进行不同嫩瓜皮色分类,并以7份(重点4份)代表性材料为研究对象,对西葫芦嫩瓜皮叶绿素合成代谢及与其皮色形成的关联性进行分析。结果表明,叶绿素是决定偏白色、浅绿色、翠(青)绿色和深色(绿和深绿色)嫩瓜皮西葫芦材料的主要色素。其中,叶绿素a含量占总含量的49.20% ~ 60.58%,是决定嫩瓜皮色深浅的主要原因。颜色最鲜艳且更加偏绿色的翠(青)绿色嫩瓜皮材料,色度值(C)显著大于其他皮色,而叶绿素a/b和红绿值(a*)分别显著大于和小于偏白色、浅绿色和深绿色皮色。深绿色、翠(青)绿色和偏白色嫩瓜皮叶绿素合成存在胆色素原→尿卟啉原Ⅲ和粪卟啉原Ⅲ→原卟啉IX两个受阻点,但后一转换阶段是导致偏白色和翠(青)绿色嫩瓜皮叶绿素合成受阻,叶绿素含量骤降的主要原因。叶绿素合成减弱与叶绿素代谢中的叶绿素酶(Chlase)活性降解增强以及抗氧化酶中的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性减弱之间成显著相关,这也证明了嫩瓜皮偏白色的成因。SOD和CAT活性与嫩瓜皮叶绿素含量显著相关,延缓了翠(青)绿色和深绿色嫩瓜皮叶绿素降低速率。本研究结果为深入解析不同嫩瓜皮色,特别是翠(青)绿色嫩瓜皮呈色机理及挖掘和利用相关优异特异资源材料提供了理论依据和技术支撑。
    优先出版日期:  2023-12-22 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230923001
    摘要:
    雄性不育是指植物中雌蕊发育正常而雄性器官发生退化、发育不良或产生的花粉不能使其正常可育的现象。本研究经过大量的田间实验发现一个具有雄性不育与单性结实特征的细胞核雄性不育系辣椒材料,然后对该材料的不同发育时期的不育系单性结实与可育系单性结实进行了内源激素的测定以及对其F2代群体进行了遗传规律分析,并利用文献中已报道的辣椒细胞核雄性不育系相关的不育基因ms-3、msw、ms、msms、msc-1开发的7对引物,对本材料进行PCR扩增鉴定其育性分离情况结果表明:不同时期的不育系单性结实果实的GA4(赤霉素)含量显著高于可育系单性结实果实的GA4(赤霉素)含量;通过田间鉴定,F2群体中可育系有97株,不育系有30株,分离比为3.23:1,确定该材料的雄性不育性状由隐性单基因控制;分析还发现7对引物均无法区分本材料的可育系和不育系,确定此材料为辣椒细胞核雄性不育系,并将其命名为GMS702AB。本研究结果将为辣椒种质创制提供重要的材料来源,同时也有效推动核不育系在辣椒育种和种子生产中的应用。
    优先出版日期:  2023-12-22 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231127001
    摘要:
    针对广西野生稻濒危状况越来越严重的问题,对广西野生稻丰富的地区进行抢救性收集,并开展白叶枯病和稻瘟病抗性鉴定。按照野生稻分布面积和密度等指标划分,广西野生稻原记载的44个分布点中,灭绝群体占45%,濒危群体占7%,易危群体为25%,只有23%的群体属于无危等级,抢救性收集到11个普通野生稻和药用野生稻群体317份种质资源。利用国际强毒菌株PXO99对177份材料进行白叶枯抗性鉴定,采用离体戳伤叶片鉴定的方法进行不同病菌小种(Guy11、RB22、FJ-3-2、FJ-3-5、FJ-2-3)的稻瘟病抗性鉴定,结果表明,从177份野生稻中鉴定出白叶枯抗性资源27份,稻瘟病抗性资源105份,兼抗白叶枯和稻瘟病的种质资源5份。针对广西野生稻抗病资源丰富但消失严重的问题,建议加强收集和保护,并加大种质资源鉴定力度。
    优先出版日期:  2023-12-20 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231029001
    摘要:
    水稻是我国重要的粮食作物之一,水稻种质资源是维护水稻遗传多样性、保障人类粮食安全和推动水稻产业可持续发展的“希望火种”。中国有7.4万份水稻种质资源,如何对这么庞大的水稻种质资源进行精确评价与利用,这将对今后水稻种质创新与育种具有重要意义。本文梳理了我国水稻种质资源收集、评价与精确鉴定、水稻新种质创制的技术与方法以及水稻优异基因资源挖掘与利用的概况,并提出水稻种质资源创新利用的模式。最后,我们就当前水稻核心种资构建、种质资源鉴定、种质资源深度挖掘以及种质资源共享共赢机制等方面存在的问题进行了探讨,并就如何进一步深入开展相关研究进行了分析与展望,以期为进一步深入开展水稻种质资源鉴定评价与创新利用提供一定参考和帮助。
    优先出版日期:  2023-12-15 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231008001
    摘要:
    为解析小麦初生根系建成的遗传机制,本研究以黄淮麦区的198份小麦自然群体为材料,对在室内人工气候箱内水培21d的小麦主胚根的一级分枝数、分枝密度、长度、表面积、体积和平均直径6个性状进行调查分析,结合660K基因芯片用Q+K混合线性模型对主胚根性状进行全基因组关联分析,并对显著且稳定的关联位点进行功能注释和候选基因挖掘。结果表明,主胚根不同性状呈正态或近似正态分布,变异系数为5.56%~22.10%。通过全基因组关联分析,共检测到136个显著关联位点,这些位点分布在除7B以外的染色体上,可解释5.10%~13.60%的表型变异,同时检测到13个显著的多效位点,挖掘到16个可能与主胚根生长相关的候选基因;其中,TraesCS1A01G235100(二酰甘油激酶)在脂类代谢中起重要作用,TraesCS1B01G294400(泛素结合酶E2)参与泛素-蛋白酶途径,TraesCS1B01G294600(GTP环化水解酶/3,4-二羟基-2-丁酮-4-磷酸合成酶)可能参与生长素的合成,这些基因可作为根系调控网络构建的重要候选基因。本研究结果为小麦根系调控网络构建,以及优化根系构型和发挥根系功能提供了参考。
    优先出版日期:  2023-12-15 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230904001
    摘要:
    WRKY转录因子是高等植物中最大的转录因子家族之一,在植物的生长发育和衰老、非生物和生物胁迫等过程中发挥着重要的作用。疣粒野生稻是栽培稻的近缘野生种,具有耐荫、耐旱和高抗白叶枯病等特性,是改良栽培稻的重要基因库。本研究利用HMMER、Pfam 、SMART 、TBtools、NCBI软件和在线程序,在疣粒野生稻基因组中鉴定了94个编码WRKY转录因子的基因(OgWRKYs),分布在12条染色体上,1号染色体上最多(23个),5号染色体次之(17个),最少的是10号染色体(2个)。与已报道的稻属11个基因组相比,在疣粒野生稻中没有鉴定到WRKY40和WRKY60的同源基因,之前研究结果为稻属AA染色体组种所特有的 Ib亚组,在GG染色体组的疣粒野生稻基因组中也鉴定到同源基因 OgWRKY61。根据WRKY 蛋白所含WRKY 结构域的数量和锌指结构的特征,94个OgWRKYs分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ4个组,II组成员最多(52个),与其他物种相似。除含有保守的WRKYGQK七肽序列外,还鉴定到WRKYGHK(1) 、WRKYGKK(5)、WRKYGEK(7)、WRRYGQK(1)、WRKYAKK(1)和WRKYSQK(1)变异类型,其中WRKYGHK、WRRYGQK、WRKYAKK和WRKYSQK是植物中首次报道的新变异类型。系统发育和保守基序分析结果表明,疣粒野生稻基因组中OgWRKY基因家族成员具有丰富的多样性。KEGG pathway富集分析发现,有14个OgWRKY转录因子富集在植物-病原互作通路,其中10个同时富集在MAPK信号通路中。进一步结合基因启动子区域顺式作用元件分析结果,推测OgWRKY30b、OgWRKY53、OgWRKY88、OgWRKY96和OgWRKY111可能在疣粒野生稻响应生物和非生物胁迫中发挥重要作用。qRT-PCR 分析结果表明,OgWRKY30b、OgWRKY53、OgWRKY88和OgWRKY111基因的表达均受白叶枯病菌PXO99诱导,而OgWRKY96表达受白叶枯病菌侵染抑制。研究结果对疣粒野生稻中优异OgWRKYs基因资源的挖掘具有重要参考价值。
    优先出版日期:  2023-12-12 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230905002
    摘要:
    籽粒硬度和高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)对小麦品质起决定作用,为发掘和利用硬度Puroindoline基因和HMW-GS优异等位变异提升长江中下游麦区中强筋小麦品质,以长江中下游麦区推广品种为主、引进其他麦区优质推广品种和地方品种共计94份材料进行分子检测和品质分析。结果表明,硬度变幅7.21~72.91,软质类型42份、占44.68%,硬质类型42份、占44.68%,混合类型10份、占10.64%。硬度突变基因型共有5种,包括Pina-D1b、Pina-D1r、Pina-D1s、Pinb-D1b和Pinb-D1p,数量分别为8份、3份、1份、29份和9份,籽粒硬度表现依次为Pina-D1r>Pina-D1s>Pina-D1b>Pinb-D1p>Pinb-D1b。HMW-GS分析表明,Glu-A1位点1和Null亚基比例分别为53.33%和45.56%,另1G330E亚基材料1份;Glu-B1位点7+8和7+9亚基比例分别为47.78%和46.67%,另14+15亚基材料3份、7OE+8*亚基材料1份、6+8亚基材料1份;Glu-D1位点2+12和5+10亚基材料比例分别为61.11%和38.89%。在微量SDS沉淀值上,Glu-A1位点1和Null亚基,Glu-B1位点7+8和7+9亚基无显著差异,Glu-D1位点5+10亚基>2+12亚基。硬度和SDS沉淀值呈极显著正相关性,硬度对SDS沉淀值影响大于HMW-GS。本研究对小麦品种(种质)材料Pin和HMW-GS基因型和品质进行了分析,为小麦品质遗传改良尤其是中强筋小麦品质改良提供了参考。
    优先出版日期:  2023-12-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230708002
    摘要:
    小麦叶锈病是由叶锈菌(Puccinia triticina)侵染引起的世界性真菌病害。由于主栽品种单一导致抗性逐年衰减,因此挖掘新的抗病基因对小麦育种具有广泛意义。因英格兰小麦品系Hussar在田间表现出良好抗叶锈性,本研究以Hussar的衍生品系H103P作为抗病亲本,以郑州5389作为感病亲本杂交得到的234个F4家系群体为材料,进行抗叶锈基因定位分析。结果表明在2BS染色体上定位到一个抗病基因,暂命名为LrHu。目前已知抗叶锈病基因中在2BS上定位到的有6个,包括Lr48、Lr16、Lr13、Lr23、Lr35和Lr73。位于2BS染色体上的LrZH22基因已被克隆,与Lr13为同一抗病基因,在此基础上利用CAPS标记HBAU-LrZH22对抗病亲本H103P和对感病亲本5389的扩增产物进行特异性酶切,通过比对分析,LrHu与LrZH22/Lr13可能为等位基因。Lr73与Lr16位置在2BS顶端,与LrHu位置不同。Lr48与Lr35为成株抗病基因,而LrHu表现为全生育期抗性。利用带有不同毒力的16个叶锈菌生理小种对H103P以及携带Lr13、Lr23、Lr16的载体品种进行苗期抗叶锈性鉴定,结果表明Lr13、Lr16和Lr23对16个叶锈菌生理小种均表现感病。但除一个小种(PHKT)外其他小种均对H103P表现为低侵染型,这三个基因抗性与LrHu不同。由于RL4031(Lr13)是一个温敏性材料,进一步在25℃下进行接菌鉴定,证实RL4031(Lr13)及携带Lr13的周麦22侵染型与H103P不同。综合分析表明LrHu除了含有抗病基因Lr13外可能还含有其他抗病基因。
    优先出版日期:  2023-12-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230928002
    摘要:
    对甘薯育成品种进行亲缘关系评价,是了解其遗传背景并有效利用种质资源的重要前提。利用本课题组开发的23对InDel引物,通过荧光毛细管电泳技术对305份中国甘薯登记品种进行基因型分析,扩增共获得56个位点,其中53个位点具有多态性,多态率达94.6%。品种间遗传距离最小为0.1111,最大为0.6977,平均遗传距离为0.3624。PIC值在0.2212~0.6016区间内,平均值为0.4098。遗传多样性分析表明,NJ (Neighbor-Joining)聚类结果将群体划分为4个主要类群(I、II、III、IV),分别包含有40份、74份、17份和174份种质。以甘薯的传统种植区域进行划分,聚类图中显示北方薯区和长江流域薯区的品种在类群I、II、III和IV中均匀分布,南方薯区主要(77.03%)集中于类群IV中,这一聚类结果与群体结构研究和主坐标分析(PCoA)基本一致。本文将分子标记结果与系谱信息相结合,初步表明中国甘薯登记品种的亲缘关系较近,遗传背景狭窄,为甘薯的种质创新、新品种选育提供参考。
    优先出版日期:  2023-12-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230906003
    摘要:
    摘要:滇山茶是世界著名观赏花木,花色是其重要的观赏性状。滇山茶‘狮子头’花色为深红色,而其芽变品种‘玛瑙’是滇山茶中唯一红白双色的名贵品种,极具观赏价值。本研究以上述2个品种为研究材料,采用RHSCC比色卡比色法和色差仪测定2个品种滇山茶花蕾期和盛花期花瓣的花色表型,并基于转录组与代谢组分析挖掘呈色相关的关键代谢物及关键基因。花青素靶向代谢分析表明,在滇山茶中共鉴定出28种花青素代谢物,其中‘狮子头’与‘玛瑙’红色区域花瓣间没有差异代谢物,‘狮子头’与‘玛瑙’白色区域花瓣间的关键差异代谢物为矢车菊素-3-O-桑布双糖苷、原花青素B2、原花青素B3、阿福豆苷,‘玛瑙’花瓣的红白区域关键差异代谢物为矢车菊素-3-O-桑布双糖苷、原花青素B2、阿福豆苷。转录组KEGG分析结果表明,苯丙醇生物合成和类黄酮生物合成途径与‘玛瑙’红白双色花瓣的形成有关;植物激素信号转导和昼夜节律-植物途径与滇山茶花色芽变有关。转录代谢联合分析共筛选出与滇山茶呈色高度相关的差异表达基因共18条,包括4条CHS、4条HCT、2条F3′H、5条MYB、和2条bHLH。本研究结果对进一步揭示花色芽变育种具有一定的参考意义。
    优先出版日期:  2023-12-05 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231009003
    摘要:
    盐生肉苁蓉(Cistanche salsa (C. A. Mey.) G. Beck)为列当科肉苁蓉属寄生性草本植物,为目前已知寄主植物种类最多的肉苁蓉属物种,也是我国西北地区传统常用中药材。为探明我国盐生肉苁蓉寄主植物种类及分布区域,本文采用DNA条形码鉴定技术和形态鉴别相结合对采集到的66份带有寄主根的盐生肉苁蓉的寄主植物进行序列比对分析。结果表明盐生肉苁蓉在新疆及宁夏等地区海拔400~2000 m的区域分布广泛。新疆塔城地区塔城市盐生肉苁蓉寄主植物主要为菊科绢蒿属聚头绢蒿(Seriphidium compactum (Fisch. ex DC.) Poljakov)和苋科滨藜属疣苞滨藜(Atriplex verrucifera Bieb.),裕民县为苋科盐爪爪属里海盐爪爪(Kalidium cuspidatum (L.) Ung.-Sternb.)、苋科驼绒藜属驼绒藜(Ceratoides latens (L.) Gueldenst.)和疣苞滨藜,该地区优势寄主植物为驼绒藜和疣苞滨藜。新疆阿勒泰地区哈巴河县和吉木乃县的寄主植物为聚头绢蒿、驼绒藜和心叶驼绒藜(Ceratoides ewersmanniana (Stschegl.ex Losinsk.) Botsch.et Ikonn.)。新疆哈密地区伊吾县寄主植物为苋科戈壁藜属戈壁藜(Iljinia regelii (Bunge) Korovin),巴里坤县寄主为里海盐爪爪。新疆昌吉州吉木萨尔种植基地寄主为苋科碱蓬属囊果碱蓬(Suaeda physophora Pall.)。宁夏吴忠市盐池县寄主为盐爪爪属细枝盐爪爪(Kalidium gracile Fenzl)和合头草属合头草(Sympegma regelii Bunge),合头草为该地区优势寄主植物。文中聚头绢蒿为盐生肉苁蓉在我国的新记录寄主植物。本研究为盐生肉苁蓉及其寄主植物保护及优良品种选育等提供科学依据。
    优先出版日期:  2023-12-05 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231023001
    摘要:
    三角梅花期长、花量大、抗逆性强且应用形式多样,现成为我国南方地区花卉朝阳产业中发展最快的木本花卉。随着园艺技术的提升与国际交流的扩大,三角梅品种数量逐年攀升,“同名异物”及“同物异名”的现象频繁发生,给资源的收集与保存带来一定的难度。为促进三角梅种质资源的管理,厦门市园林植物园作为国家三角梅种质资源库,基于B/S模式,利用现代化的管理信息系统,初步建成国家三角梅种质资源库信息管理系统与服务平台,实现种质资源库的高效管理。本文详细地介绍了平台架构、数据库设计、技术实现及平台功能构成等内容,提高信息管理效率,促进三角梅种质资源的收集、保护、研究、评价和应用。此外,该平台的设计与开发实现方法亦可为其他花卉的信息管理系统与服务平台建设提供借鉴。
    优先出版日期:  2023-12-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230927001
    摘要:
    鲜食风味是菜用大豆食味品质的关键因素,其形成与有机酸有着密切的关联,研究有机酸合成机制对于菜用大豆的品质改良具有重要的实际意义。本研究利用菜用大豆毛状根系统探究与苹果酸含量显著相关的候选基因GmALMT8、GmIF7GT5和GmAP在调控苹果酸含量方面的功能,结果表明:在GmALMT8-OE毛状根中,GmALMT8基因表达量与苹果酸的含量均显著高于空载对照毛状根。鉴于已经报道的ALMT家族基因的苹果酸转运功能,推测菜用大豆中GmALMT8基因可能具有相似的功能,在调控苹果酸含量方面发挥重要作用。通过拟南芥遗传转化进一步证明GmALMT8的稳定表达能够提高苹果酸含量,明确GmALMT8基因在菜用大豆中具有调控苹果酸含量的生物学功能,为有机酸积累的分子调控机制研究奠定理论基础。
    优先出版日期:  2023-12-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230918002
    摘要:
    木樨科白蜡树属椒叶梣组(Fraxinus sect. Sciadanthus)由自然分布于中国中部的对节白蜡(Fraxinus hupehensis S. Z. Qu,C. B. Shang P. L. Su)、喜马拉雅西部的椒叶梣(Fraxinus xanthoxyloides(G. Don)DC. )和非洲北部的Fraxinus dimorpha三个物种组成,呈现出特殊的间断分布模式,目前该组的起源和演化过程尚不清楚。本文利用ITS、psbA-trnH、rpl32-trnL和matK 4个标记对白蜡树属40个物种间的系统发育关系进行了分析。结果表明:(1)利用ITS序列构建的贝叶斯系统树支持Wallander的分类方法,即属内再分成六个组,对节白蜡、椒叶梣和F. dimorpha都属于椒叶梣组,且该组与欧梣组(sect. Fraxinus)的亲缘关系最近,形成姐妹组;(2)椒叶梣可能是F. dimorpha与欧亚种的杂交后代;(3)BEAST分化时间图显示,白蜡树属最早起源于42.05 Ma,椒叶梣组最早分化于21.86 Ma,对节白蜡最早分化于11.87 Ma。椒叶组物种的间断分布可能与青藏高原的快速隆起有关。
    优先出版日期:  2023-12-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231024001
    摘要:
    嫁接有利于增强树体对生物及非生物胁迫的适应能力,提高葡萄产量和品质。葡萄砧木品种多样复杂,识别难度较大,深度学习能够快速提取图像的深层特征,被广泛应用于植物图像分类识别领域。本研究以30份葡萄砧木成龄叶图像作为研究对象,通过采集叶片图像,构建了一个数量为13547张的葡萄砧木叶片数据集。采用GoogleNet、ResNet-50、ResNet-101以及Vgg-16等4个卷积神经网络对其进行自动识别。结果表明:精度最高的分类网络为ResNet-101,在最优模型参数下精度达到97.5%。在检测模型的30个品种中,有7个品种的预测精确率达到100%,平均预测精确率为92.59%;有8个品种的召回率达到100%,平均召回率为91.08%,叶片的叶面纹理、叶脉以及叶缘部分对品种识别的影响最大。进一步证明深度学习网络模型对自然环境下叶片种类识别的可行性,实现了对葡萄砧木的自动实时识别,为葡萄砧木品种的保护、利用、分类研究以及其他农作物的品种识别提供参考。
    优先出版日期:  2023-12-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230927002
    摘要:
    菊花(Chrysanthemum × morifolium Ramat.)具有丰富的花型,托桂型是较为特殊的一种,具有较高的观赏价值,但其花型和花色性状的遗传规律尚不清晰。此外,托桂型菊花管状花颜色丰富,是否与舌状花花色有关目前尚无研究。本研究以一个白色非托桂型小菊为父本,两个红色托桂型小菊为母本,设计两个杂交组合,测定F1代11个花型性状,并进行主基因+多基因混合遗传分析。遗传分析表明,花径、舌状花长、舌状花宽和管状花数均符合无主基因控制的0MG模型,心花直径、舌状花数、管状花长、管状花宽和最深齿裂长均符合由两个加-显-上位效应的主基因控制的2MG-ADI模型,其中管状花长和最深齿裂长的主基因遗传率均约70%,属于高度遗传力。相关性分析表明,托桂型菊花管状花长、宽和最深齿裂长之间有极显著的正相关性。根据舌状花的花色值(L*,a*,b*)将F1代聚类为5个不同色系,两个杂交组合舌状花花色的香农-威纳指数(H)分别为1.12和1.23,花色变化丰富。此外,我们测定了亲本及F1代共30个不同花色的托桂型菊花管状花内侧表皮和舌状花上表皮的花色值(L*,a*,b*),发现两者的L*,a*,b*值分别呈极显著正相关;对10个不同色系的托桂型菊花做切片观察,发现管状花内侧与舌状花上表皮、管状花外侧与舌状花下表皮色素种类相同且细胞形态大小相似因而花色相近。这些结果为菊花托桂花型性状的基因定位以及优质托桂型菊花品种的培育提供理论依据。
    优先出版日期:  2023-12-01 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231028001
    摘要:
    MADS-box是植物体内一种重要的转录因子,其家族成员具有典型的MIKC结构、高度保守的N端MADS以及保守性较低的I域和C端。MADS-box基因广泛表达于植物的根、茎、叶、花、芽等营养组织部位,并参与调控花期、花器官发育、种子发育及非生物胁迫响应等过程。近年来的研究报道显示,不同MADS-box基因的表达模式不尽相同,其功能也存在较大差异。本文概述了大豆MADS-box基因家族的结构及分类,总结了大豆MADS-box基因家族花发育ABCDE模型中相关成员及SVP、SOC1、FLC等基因的研究进展。最后对大豆MADS-box的研究提出了展望,为今后进一步挖掘和利用该类转录因子基因进行大豆遗传改良和种质创新提供参考依据。
    优先出版日期:  2023-12-01 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231113003
    摘要:
    大豆作为重要的粮食作物和油料作物,在人类生产生活中扮演着十分重要的角色。近些年来国内大豆供给孱弱,对外依存度过高,使国内大豆市场受到严重冲击,并给国家粮食安全带来一定隐患,因此培育优质高产的大豆品种是当前国内大豆育种的重要目标。目前,大豆中一批控制重要性状的关键基因已经被克隆和解析,为开展分子设计育种提供了重要的理论支撑。传统育种周期长、效率较低,基因编辑技术为生物育种提供了新的途径和工具,可以加速育种进程。以CRISPR/Cas9技术为代表的基因编辑技术已经快速发展成为大豆基因功能研究、改造及其农艺性状遗传改良的重要工具。本文介绍了基因编辑技术的类型、特点及其在植物中的应用概况,并综述了其在大豆产量、品质、抗病、抗逆、开花期、共生固氮和育性等农艺性状研究中的最新研究进展,为开展大豆基因编辑育种提供了一定的依据和借鉴。此外,本文还探讨了基因编辑技术在大豆遗传改良中存在的问题,并对其应用前景进行了展望。
    优先出版日期:  2023-11-29 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231101003
    摘要:
    水稻是中度盐敏感作物,在盐碱地种植水稻,其产量将严重受到影响,发掘耐盐相关基因,阐明耐盐分子机制,对于水稻耐盐品种选育及盐碱地的有效利用具有重要意义。前期,本实验室利用东乡普通野生稻和日本晴为亲本创制了强耐盐染色体片段置换系CSSL91,其耐盐性与Pokkali相当。本研究利用CSSL91与日本晴构建的F2:3群体为实验材料,以耐盐等级和幼苗存活率为指标,检测到5个耐盐相关QTL,分布于第4、9、10染色体上,LOD 值介于2.95 - 3.97,贡献率变幅为9.83%-18.48%;其中耐盐等级QTL qST4的表型变异贡献率最高,为18.48%,定位在第4染色体DX-C4-1和DX-S4-16标记间,而且该位点用连锁标记分析和BSA分析均能被检测到;耐盐等级QTL qST4-1和幼苗存活率QTL qSSR4均定位在第4染色体DX-C4-12和DX-C4-13标记间,LOD值为3.36和3.92,表型贡献率为13.97%和9.49%;在第9、10染色体还定位到两个耐盐等级QTL qST9和qST10;qST4-1/qSSR4和qST10是本研究新定位的耐盐性QTL。本研究结果将为水稻耐盐性相关基因克隆和分子标记辅助改良水稻品种的耐盐性奠定基础。
    优先出版日期:  2023-11-28 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230925001
    摘要:
    瓜叶菊是拥有多种花色品种资源的观赏植物,同时具有如蓝色、斑色等观赏植物中稀缺的花色表型,不同花色品种具有多种花青素代谢途径,解析这些花色性状形成的分子机制能够为观赏植物分子育种,尤其蓝色花新品种培育提供宝贵的基因资源。作者在对瓜叶菊多年研究的基础上,从瓜叶菊特殊的花青素结构,花青素生物合成调控途径,及其花色研究的主要技术手段方面,综述了近20年来针对瓜叶菊花色研究的进展,具体内容包括:(1)瓜叶菊不同色系呈色的色素基础,尤其是蓝色花品种中特殊的多聚酰化色素结构;(2)包括多聚酰化修饰相关糖基化、酰基化修饰的瓜叶菊花青素代谢途径的结构基因,以及调控花色、花斑形成的MYB、MADS-box等转录因子的功能;(3)瓜叶菊中进行花色研究相关的高效遗传转化体系和VIGS体系(Virus-induced gene silencing),及其在花色研究中的研究进展。本文旨在为后续瓜叶菊及其他花卉花色研究和分子育种提供参考。
    优先出版日期:  2023-11-28 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230919001
    摘要:
    以“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”为依托,以2020-2021年在河北省内普查收集的136份高粱种质资源为研究对象,采用遗传多样性分析、相关性分析、聚类分析、主成分分析对其进行研究及综合评价。结果表明:河北省高粱地方种质资源具有丰富的表型变异,15个表型性状的多样性指数范围在0.0844~1.9926之间,变异系数在4.72%~68.00%之间,千粒重的多样性最高,穗形的变异系数最大;株高与穗部性状之间存在极显著正相关关系,关系较为紧密,可作为高粱选育过程中的指导性状;聚类分析将136份高粱种质资源分为三个类群,三个类群无明显地域聚类特点,但表型存在差异,其中第I类群在穗部性状方面表现最好,可进行工艺用高粱资源选育;第II类群在产量性状方面表现最好,可作为粒用高粱育种材料加以利用;第III类群株高较低,可筛选矮秆高粱资源进行种质创新;主成分分析将表型性状因子简化为5个主成分,累计贡献率为60.182%,株高、穗部与籽粒性状是高粱的表型变异主要因素;136份高粱的综合得分范围在0.107-1.147之间,以综合得分排序,筛选出肃宁高粱、长穗高粱、笤帚高粱、落黍等排名前10位的综合性状表现较好的种质资源。本研究从多方面、多角度对新征集的河北省高粱种质资源进行了分析及评价,以期为高粱优异种质资源的挖掘及种质创新利用提供理论参考依据。
    优先出版日期:  2023-11-28 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230822001
    摘要:
    病原微生物在侵染植物的过程中,植物会做出一系列的应激反应来抵御病原物的入侵。了解植物应对病原物入侵的反应对挖掘抗性基因具有重要意义。本实验通过白粉菌侵染小麦‘中作9504’幼苗,以观察在不同侵染时间小麦叶片生长、生理代谢相关指标和基因表达变化,揭示白粉菌侵染对小麦生长、渗透调节物质及活性氧的响应机制。结果表明,随着侵染时间的增加,小麦叶片死细胞数目、过氧化物酶活性和超氧阴离子数量呈上升趋势,白粉菌在7d后生长出成熟的分生孢子。苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶在不同侵染时间发挥作用,可溶性蛋白含量随侵染时间增加基本呈上升趋势,叶绿素含量在7 d时显著下降,进而影响植物生长,过氧化氢含量在整个侵染时期变化不大。转录组分析发现侵染初期(0 h-6 h)PTI信号传导部分受抑制下调,侵染前中期(6 h-1 d和1 d-4 d)PTI信号传导积极响应,ETI出现在侵染前期,侵染后期(4 d-7 d),由于白粉菌已经完全定殖于叶片表面,影响小麦的光合作用,PTI和ETI信号传导通路均有下调的趋势。
    优先出版日期:  2023-11-20 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230810003
    摘要:
    通过哥伦比亚大学(UBC)公布的UBC801-900中100条ISSR通用引物序列,在春兰、莲瓣兰、春剑、墨兰、蕙兰、寒兰、建兰以及杂交种8个种类中,各挑选12份材料,共计96份兰属材料。结果显示,用11条引物在96份材料共检测到67个等位基因,平均每对引物检测到6.09个等位基因。Na等位基因数为1.9254,Ne有效等位基因数为1.4501,Nei’s遗传多样性为0.2767(0.2458-0.3640),I香农指数为0.427。多态性位点数为62,多态性位点的百分比(PPL)为92.54%,种群内基因多样性(Hs)为0.1934,遗传分化系数(Gst)0.3009,总遗传多样性(HT)0.2767。兰属种群间遗传分化程度高,系统聚类将8份兰属材料为三类,春兰和墨兰为一大类,寒兰、春剑、蕙兰、莲瓣兰、建兰为第二类,杂交种独为一类,与其他两类类种群之间的遗传距离较大,本研究结果可为今后兰属新品种选育及品种鉴定提供重要依据。
    优先出版日期:  2023-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230807001
    [摘要] (112) [HTML] (0) [PDF 3.96 M] (546)
    摘要:
    为探究热带睡莲花器官不同部位的花香代谢通路及参与萜类香气物质生物合成的差异表达基因。本研究借助转录组测序技术,以热带睡莲保罗蓝为研究对象,对其花器官的花瓣(PE)、雄蕊(ST)和雌蕊(PI) 3个部位进行转录组测序分析。研究结果显示,3个部位获得的Clean Data均大于6.30Gb,Q30碱基百分比均在90.09%及以上,GC含量为48.42-50.31%。3个部位差异表达基因分析结果显示,PE-vs-PI、ST-vs-PI和ST-vs-PE的差异表达基因数目分别为7853个、7501个和2526个,前两组的差异表达基因数量相近。GO分类和富集分析显示,3个比较组的差异表达基因主要参与了生物调节、细胞过程、代谢过程和刺激应答的生物学过程;KEGG分类和富集分析显示,PE-vs-PI的差异表达基因显著富集的KEGG通路最多,其次为ST-vs-PI,ST-vs-PE最少。从3个比较组共有的794个差异表达基因中筛选出98个参与萜类物质代谢差异表达基因,富集于4条萜类物质合成通路,且PE-vs-PI和ST-vs-PI的差异基因数目均高于ST-vs-PE。已知的金合欢醛和二萜贝壳杉烯合成关键基因HMGR和DXS在花瓣和雄蕊的表达量均高于雌蕊。从98个差异表达基因随机选取了6个基因进行qRT-PCR验证,基因表达变化趋势与转录组测序一致。研究结果为热带睡莲萜类香气物质生物合成分子机制提供了科学参考。
    优先出版日期:  2023-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230609004
    摘要:
    对谷子四大名米(沁州黄、桃花米、龙山小米及金米)原始地方品种及其同名品种共计179份开展为期两年的农艺性状调查,从中选择51份进行营养品质测定。结果表明从农艺性状来看,四类名米品种在数量性状上具有明显差异,而质量性状在不同类品种间差异不大。相关性分析表明,穗粗与穗粒重、草重与穗粒重的相关性最强。主成分分析表明前4个主成分解释了累积变异的84.51%,基于主成分分析结果计算了综合得分F值,阴天旱-19的综合得分最高(F=2.25),菠菜根-75的综合得分最低为(F=-1.33)。基于农艺性状对179份材料进行聚类分析,发现材料划归四个类群,同名品种内聚集相对集中,农艺性状相似度较大。从营养品质上看,四类名米间营养品质差异较小,除粗纤维外其余营养品质指标差异均不显著。相关性分析发现粗蛋白与粗脂肪呈现较强的正相关关系;淀粉与蛋白质、脂肪之间呈现强烈的负相关关系。主成分分析表明前6个主要成分解释了累积变异的88.41%,能够基本涵盖10个营养品质的信息,基于主成分分析,结合不同品种谷子的综合得分,对小米品质进行排名,排名靠前的品种有菠菜根-77、菠菜根-33、菠菜根-44、爬坡糙-15、九根齐-25和阴天旱-13。
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    2020 油料作物专辑
    2023年麦类作物专辑
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    2020,21(6):1435-1445, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200522001
    [摘要] (1091) [HTML] (0) [PDF 30.14 M] (43293)
    摘要:
    研究作物的野生近缘植物,是确定作物起源演化的重要依据。栽培黍稷作为旱作农业的代表性作物,距今已有一 万多年的栽培历史。野生黍稷是栽培黍稷的野生近缘种,广泛分布于欧亚大陆黍稷栽培区以及野外林缘草地,在研究栽培黍 稷起源演化过程中扮演着非常重要的角色。本文总结了我国在野生黍稷资源收集保存、鉴定评价、遗传多样性分析、与栽培 黍稷亲缘关系研究等方面取得的进展,探讨了野生黍稷在栽培黍稷起源演化研究中的地位和作用,展望了未来我国在野生黍 稷资源收集保存、有效利用和深入研究中的发展方向和重点任务。
    2022,23(5):1298-1309, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220616001
    [摘要] (385) [HTML] (0) [PDF 35.18 M] (31644)
    摘要:
    近年来,设施栽培已成为我国西瓜栽培的主要方式之一,而矮生种质资源在设施栽培中具有广阔的应用前景。矮化是西瓜一个重要的株型农艺性状,它有利于高密度种植、机械化管理和病虫害防治,而且能减少人工整枝打杈,可有效降低生产成本,适应当前简约化栽培的需求。本试验前期收集到14份国内外西瓜短蔓种质,经多年连续自交获得纯合自交系,将这14份短蔓种质进行双列杂交,对这些种质及其杂交后代的株型相关农艺性状进行表型调查分析和等位性检测。结果表明14份种质可被分为两类短蔓自然突变体,Ⅰ类短蔓突变体d1、d2、d3、d6的短蔓性状由隐性基因Cldw1控制,Ⅱ类短蔓突变体的短蔓性状则由另一个隐性基因Cldf控制。两类短蔓突变体的杂交F1为长蔓,Ⅰ类短蔓突变体d1和Ⅱ类短蔓突变体d5的F2群体蔓型分离比为9:3:3:1,进一步明确了两类短蔓突变体的株高性状分别由两对隐性单基因控制。本研究通过对不同西瓜短蔓种质株型的调查分析,丰富了对西瓜短蔓资源的认识,为西瓜短蔓新品种的培育奠定了良好基础。
    2013,14(2):361-366, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.02.028
    [摘要] (4983) [HTML] (0) [PDF 29.26 M] (26338)
    摘要:
    以埃塞俄比亚芥(2n=4x=BBCC=34)和芥蓝(2n=2x=CC=18)为材料,通过相互杂交获得了异源三倍体(2n=3x=BCC=26)。该异源三倍体生长势较强;叶色等介于双亲之间;株型、花型和花大小偏向于埃塞俄比亚芥;花色与芥蓝的相同,白花。减数分裂观察表明:在终变期,一般形成9个二价体和8个单价体(9Ⅱ 8Ⅰ),且B、C两组染色体表现出一定程度的分群现象;中期Ⅰ,CC基因组的9个二价体排列在赤道板上,而B组的8个单价体游离在赤道板周围;后期Ⅰ分到两极的染色体以13/13和12/14占多数,偶见落后的染色体。该BCC异源三倍体的获得为创建CC B染色体的异附加系和研究B、C基因组间的亲缘关系奠定了基础。
    2013,14(2):193-201, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.02.002
    [摘要] (4338) [HTML] (0) [PDF 31.18 M] (20503)
    摘要:
    “云南及周边地区生物资源调查”项目是国家科技部基础性工作专项,现已通过国家验收。云南及周边地区是低纬度高海拔地区,也是我国少数民族聚居区,农作物的种类和物种多样性及遗传多样性都十分丰富,并且孕育了丰富的农作物野生近缘植物。本文仅介绍云南及周边地区粮食作物、经济作物、蔬菜作物、果树作物的野生近缘植物,旨在为这些野生近缘植物的研究和开发,制定国家野生植物多样性保护政策提供基础数据和相关信息。
    2017,18(6):1137-1144, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2017.06.015
    [摘要] (1591) [HTML] (0) [PDF 10.11 M] (19759)
    摘要:
    贵州省是野生葱类资源的重要分布地区,特别是赫章县野生韭菜的分布面积广。为了详细了解和研究野生韭菜的分布,对赫章县野生韭菜地理分布、生境及气候进行了专题调查,并对其主要营养成分进行了分析。结果发现,赫章县主要分布有3种野生韭菜,它们分别为多星韭(Allium wallichii Kunth.)、卵叶韭(Allium ovalifolium Hand.-Mzt.暂定名)和近宽叶韭(Allium hookeri Thwaites. 暂定名);对17种水解氨基酸检测表明,除脯氨酸外,野生韭菜的各种氨基酸含量均较栽培韭(Allaum tuberosum L.)的含量高;而野生韭的含糖量却明显低于普通的栽培韭;在9种微量元素中,卵叶韭的锰、锌、铁的含量明显高于栽培韭和其他野生韭菜;对4种重金属检测表明,镉的含量在3种野生韭中含量均超标,特别是卵叶韭中的镉含量明显高于栽培韭和其他2种野生韭,卵叶韭的砷、汞、铅的含量也较高,超出了国家限量标准;原生境的多星韭的叶片和薹维生素C含量均高于栽培韭菜。本次调查中的野生韭菜资源生物学特征有明显特异性,营养成分存在很大差异,对这些资源的收集与保存将对丰富我国韭菜资源保存的多样性具有重要意义,对韭菜营养品质改良具有很大的开发和利用价值。
    2020,21(5):1196-1206, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200109006
    [摘要] (1199) [HTML] (0) [PDF 31.37 M] (19356)
    摘要:
    以云南、广西、贵州的5个带叶兜兰主要野生居群分布区为研究对象,采用巢式方差分析、表型分化系数、主成分分析、相关分析、聚类分析等分析方法,对带叶兜兰的18个性状的表型多样性进行分析。结果显示:带叶兜兰表型性状在居群间表现出显著或极显著差异,居群内变异较少。带叶兜兰平均表型分化系数为75.18%,居群间的变异是居群多样性的主要来源;18个表型性状变异系数平均值的变化范围为6.36%~18.51%,离散程度较高。主成分分析表明,造成带叶兜兰表型变异的主要来源是株高、子房长、花茎高、最大叶长、花横径和合萼片长6个性状。Pearson相关分析表明,株高、合萼片宽和中萼片宽等与大部分性状均呈显著或极显著正相关;18个性状中只有合萼片长与地理因子极显著相关。聚类分析结果表明,5个居群大致依据地理距离聚为3个类群。本研究发现,带叶兜兰居群遗传多样性较高,居群间的变异远高于居群内的变异,因此,应尽可能保护更多的野生居群,在原地保护的基础上建立种质资源保存圃、库,进行人工繁殖和育种,以利用促保护。
    2020,21(4):975-983, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191126002
    [摘要] (1228) [HTML] (0) [PDF 709.26 K] (19093)
    摘要:
    根系建成(RSA, Root system architecture)决定根系系统的构成,在作物生长发育过程中起着不可替代的作用。解析小麦根系建成遗传机制、选育具有较好根系建成的品种对于小麦高产、抗逆育种具有十分重要的意义。全基因组关联分析(GWAS)是解析小麦复杂数量遗传性状遗传机制的有效方法。本研究基于GWAS 方法,发掘RSA 相关性状关联位点,以期为小麦RSA 分子育种提供参考。对160 份来自于河南和山东等地的小麦品种RSA 相关性状(总根长、总根表面积、总根体积、平均根直径和根尖数)进行统计评价,并结合660K SNP 芯片数据进行GWAS 分析。检测到23 个关联位点,分布于1A、2A、2B、3B、4A、5A、5B、5D、6A、6B 和7B 染色体上,解释7.2%-12.8%的表型变异。其中,11 个位点与已报道的位点一致,其他12 个位点为新的位点。本研究对于解析根系建成遗传机制,选育高产、抗逆小麦品种具有重要意义。
    2017,18(5):867-873, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2017.05.008
    [摘要] (1417) [HTML] (0) [PDF 7.64 M] (18796)
    摘要:
    本文探究高粱穗部主要性状的遗传特性,评价最新引进和培育的高粱亲本材料的利用价值,为高粱穗型育种提供理论依据和参考。以13163A、1358A、128A和407A 共4个高粱不育系,以及9.1R、213R、272R、381R、矮182R和早21R共 6个恢复系为试验材料,按照不完全双列杂交设计(NCII),对其F1代的穗部主要性状进行配合力分析。结果表明:亲本穗部主要性状存在显著的遗传差异,其主要表现为加性基因效应遗传的性状有:穗长、一级枝梗数、二级枝梗数、穗粒数;狭义遗传力大小顺序分别为:二级枝梗数>一级枝梗数>穗长>穗粒数>穗粒重>千粒重。不同亲本的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)在不同穗部性状间存在较大差异。不育系407A和恢复系早21R、9.1R是综合性状较好的亲本材料,利用它们可配出产量较高的杂交组合。恢复系272R其组配的杂交种具有穗粒数较多、千粒重较小的特点,能满足市场上对小粒高粱的需求。深入分析高粱杂交亲本穗部主要性状表现,有利于对亲本材料的进一步了解和利用。
    2017,18(5):891-904, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2017.05.011
    [摘要] (1824) [HTML] (0) [PDF 14.14 M] (18050)
    摘要:
    本文以涵盖我国6个生态品种群的118份桃地方品种为试验材料,对其糖酸组分进行全面分析,以明确不同桃区果实糖酸组分分布特性,为优异糖酸种质筛选提供依据。应用斐林试剂测定果实可溶性糖含量;应用NaOH测定果实可滴定酸含量;应用高效液相色谱(HPLC)技术对果实糖组分、酸组分进行测定。结果表明:1)可溶性糖、山梨醇、蔗糖、总糖在云贵高原桃区、华南亚热带桃区品种中均表现出高数值分布特征,而在西北高旱桃区中则表现出低数值分布特征;果糖在长江流域、东北高寒桃区品种中表现出高数值分布特征。可滴定酸、柠檬酸、奎宁酸、苹果酸、总酸在华北平原桃区、长江流域桃区、华南亚热带桃区品种中均表现出低数值分布特征,而在西北高旱桃区则表现出高数值分布特征。糖酸比、固酸比、总糖/总酸在华北平原桃区、长江流域桃区、华南亚热带桃区品种中均表现出高数值分布特征,而在西北高旱桃区、云贵高原桃区、东北高寒桃区则表现出低数值分布特征。2)六个生态品种群的品种,果糖所占比例以长江流域桃区最高,葡萄糖以西北高旱桃区最高,山梨醇以华南亚热带桃区最高,而东北高寒桃区最低,蔗糖所占比例在不同生态区无明显差别。柠檬酸所占比例以长江流域桃区最高,而华南亚热带桃区最低,奎宁酸所占比例以华南亚热带桃区最高,琥珀酸、苹果酸所占比例在不同生态品种群间无明显差异。
    2013,14(2):289-297, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.02.005
    [摘要] (5009) [HTML] (0) [PDF 10.61 M] (18046)
    摘要:
    摘要:雄穗是玉米的重要生殖器官,不同品种玉米的雄穗外观千差万别。对玉米雄穗的颜色进行遗传分析和 QTL 定位,筛选与雄穗颜色紧密连锁的分子标记,可以作为玉米的品种保护和品种鉴别的有用工具。同时,紫色雄穗中花色苷类色素含量较高,与玉米雄穗的抗虫性密切相关。本研究利用一个黑玉米自交系 SDM 为共同父本,分别与白玉米自交系木6和黄玉米自交系Mo17杂交,构建两个相关F2:3群体,分别命名为MuS(木6譙DM)和 MoS(Mo17譙DM),在云南和重庆两个不同的环境中种植,对玉米花药颜色(COAn)和花药护颖颜色(COCa)两个性状进行QTL定位。结果表明:玉米花药和花药护颖的颜色均为数量性状,受主效基因和微效基因共同控制。两个群体在两个环境中共检测到7个与花药颜色相关的QTL,位于第2,3,6和10四条染色体上, 其中位于第10染色体标记区间 umc1196a-IDP8526内的QTL在重庆和云南同时表达,对表型的贡献率分别为23.17%和19.98%;两个群体在两个环境中共检测到9个与花药护颖颜色相关的QTL,位于第3,6,9和10四条染色体上,其中3个QTL为环境钝感QTL(在两个环境中均表达且贡献率大于10%),分别位于第6染色体标记区间umc1979-umc1796、mmc0523-umc2006内和第10染色体标记区间umc1196a-umc2043内,对表型的贡献率为10.69%-59.30%。两个群体检测到的主效QTL的位置和效应高度一致,且控制花药颜色和花药护颖颜色两个性状的主效QTL有连锁分布的现象,主要表现在bin6.04处的标记mmc0523和bin10.04处的标记IDP8526附近。位于第6和第10染色体上的在不同环境和遗传背景下稳定的QTL可以作为进一步精细定位的靶位点,也可以为玉米雄穗颜色的分子标记辅助选择提供有价值的参考。
    2014,15(1):113-119, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2014.01.015
    [摘要] (3934) [HTML] (0) [PDF 7.81 M] (17223)
    摘要:
    青花菜是一种重要的十字花科蔬菜,具有良好的抗癌功效,随着青花菜栽培面积的不断扩大和抗癌药物的开发,对青花菜种子的需求量也不断增加。利用雄性不育系生产青花菜F1代杂交种子是其杂种优势利用的重要途径,但常用的细胞质雄性不育系在生产中存在前期死蕾较重、花蜜量少、种子产量不高等问题,本课题组用优良的青花菜自交系为父本,以甘蓝显性细胞核雄性不育材料79-399-3和细胞质不育材料OguraCMSR3 629为不育源,通过回交转育的方法获得了多个青花菜显性细胞核雄性不育系和细胞质不育系,为了进一步有效利用其青花菜雄性不育系判断其优劣,寻求更好的不育源,本研究以青花菜高代自交系(保持系)8554、8590、93219及由其经多代回交转育而成的两类雄性不育系为试材,对其死蕾数、花器官形态、蜜蜂访花情况进行了比较研究。结果表明,在花蕾长、花蕾直径、单枝死蕾数、花冠直径、雄蕊长、花瓣长、花药长、蜜蜂访花次数、来访蜜蜂数及访花时间等方面,经相同自交系转育而成的显性细胞核雄性不育系(DGMS)与细胞质雄性不育系(CMS)间的存在显著差异差异有统计学意义,总体表现为DGMS明显优于CMS。
    2010,11(3):364-368, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2010.03.003
    [摘要] (7404) [HTML] (0) [PDF 546.74 K] (15495)
    摘要:
    基因聚合分子育种与常规育种技术相结合已成为今后作物育种的主流方向。基因聚合分子育种主要包括遗传转化基因聚合分子育种、分子标记筛选基因聚合分子育种二个方面。本文简要综述了近年来作物基因聚合分子育种的研究进展,分析了遗传转化基因聚合分子育种以及分子标记基因聚合分子育种技术的研究方法及基因聚合分子育种存在的问题。
    2015,16(3):528-534, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2015.03.014
    [摘要] (3851) [HTML] (0) [PDF 19.71 M] (15073)
    摘要:
    欧洲山芥是研究抗虫皂苷生物合成及植食昆虫与植物协同进化机制的理想模式植物,是极具开发潜力的十字花科植物。为加强欧洲山芥种质资源的研究利用,对保存于国家蔬菜种质资源中期库中的引自欧洲的33份欧洲山芥种质和1份杂交材料进行了物候期观测、主要形态学性状测定和小菜蛾抗性鉴定结果表明:多数材料的表型性状的差异较大,材料间现蕾期最早(BV13-BAR13)和最晚(BV13-BAR9)的两份材料相差达47 d;从始花期到末花期的天数分布在17~46 d之间,总体上花期较短;分蘖能力强、叶表光滑、叶片数目多的种质居多;还发现4份角果抱茎的种质;极差和变异系数最大的性状是株高、角果长和花序长。34份材料中仅9份感小菜蛾,其他均具有很高的田间抗性。基于所有表型性状的聚类分析将34份欧洲山芥分为3个类群,抗虫和感虫材料分属不同的类群,基本反映出了各类群的亲缘关系。本研究结果将为欧洲山芥的遗传改良以及欧洲山芥种质资源在十字花科作物生产和育种上的应用提供基本依据。
    2010,11(6):671-677, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2010.06.004
    [摘要] (4948) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (14954)
    摘要:
    研究小麦加倍单倍体无性系和品种间杂交后代中高分子量麦谷蛋白亚基(High molecular weight glutenin subunits, HMW-GS)变异,探讨通过花药培养和杂交手段获得HMW新亚基或改良HMW-GS组成的可能性。通过对Alondra、Orofen、新春9号、Verry、百农3217等小麦品种进行花药培养,培育出足够数量的加倍单倍体近等基因系;同时,以新春9号、京771、CB037、中国春、宁春4号、Bobwhite、扬麦12号、京冬8号等高分子量麦谷蛋白亚基组成不同的小麦品种相互间配制正交和反交组合;利用SDS-PAGE对加倍单倍体近等基因系和杂交后代籽粒中的HMG-GS进行电泳分析;对加倍单倍体近等基因系主要农艺性状进行了调查。发现小麦加倍单倍体无性系中HMW-GS发生了频繁变异,Alondra加倍单倍体中变异率最高(61.8%),Verry加倍单倍体次之(16.7%),均出现了原始材料中所不具备的亚基类型;田间调查和考种结果表明,HMW-GS发生变异的典型发现加倍单倍体其主要农艺性状与原始品种基本一致;HMW-GS在部分F1杂种中呈现不完全共显性,有的组合中出现了亚基表达沉默和正、反交亚基表达不一致现象,尤其在宁春4号/CB037、京771/宁春4号2个组合中出现了双亲所不含有的亚基;通过连续自交和对新出现亚基的跟踪选择,已获得了表达新亚基的高代株系。花药培养和杂交能够诱导HMW-GS组成变异,甚至出现新亚基,HMW-GS表达在所有品种间杂交后代中并不一定完全共显性,在一些组合中也存在细胞质效应。研究结果对于改良小麦加工品质,加深了解小麦HMW-GS编码基因的遗传特性结构特性等具有理论意义和实践价值。
    2013,14(6):996-1012, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.06.003
    [摘要] (4745) [HTML] (0) [PDF 18.28 M] (14840)
    摘要:
    中国是葡萄属植物的主要起源地之一,也是世界葡萄属植物种类最多、遗传资源最丰富的国家之一,起源于中国的葡萄属植物共有40种、1亚种、13变种。本研究根据《葡萄种质资源描述规范和数据标准》,选择多项性状指标作为形态鉴定参数,对起源于中国的葡萄属植物23个种的生物学性状、植物学特征、农艺性状等进行鉴定,分析其遗传多样性特点。结果表明,中国葡萄属植物的主要物候期,嫩梢新梢的绒毛、颜色,叶片的形状、颜色、锯齿,果实大小、颜色、香型和花器官等形态性状都有丰富的变化,表现出丰富的多样性。上述研究结果将为葡萄属植物的分类鉴定提供依据,也将为葡萄属植物演化研究和育种利用提供参考。根据本研究结果,建议对目前使用的《葡萄种质资源描述规范和数据标准》作进一步修订和完善,以适应我国野生葡萄资源多样性评价研究。
    2010,11(1):1-4, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2010.01.001
    [摘要] (5413) [HTML] (0) [PDF 422.92 K] (14584)
    摘要:
    中国西南横断山区广泛分布野生鸭茅资源,包括鸭茅亚种和喜马拉雅鸭茅亚种。二者的分布范围相近,但在形态及物候发育等方面存在明显差异,鸭茅亚种的主要农艺性状优于喜马拉雅鸭茅亚种。两个亚种在人工控制条件下可以杂交形成三倍体后代,但自然状态下尚未发现二者杂交的确切证据。近年来,中国加强了对两个鸭茅亚种的基础研究,但从保护和利用研究角度出发,开展的工作较少。从来源角度分析,喜马拉雅鸭茅亚种为当地起源类型,鸭茅亚种为外来归化种的可能性较大。由于喜马拉雅鸭茅面临鸭茅亚种的竞争威胁,因此应加强中国喜马拉雅鸭茅亚种野生资源的保护和开发利用研究。
    2022,23(4):1076-1084, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220211001
    [摘要] (293) [HTML] (0) [PDF 36.21 M] (14483)
    摘要:
    叶片颜色通常与叶绿体数量、结构、光合能力等相关,以C4模式植物谷子的叶色突变体为材料,克隆突变基因并研究其功能,对于解析C4植物叶绿体发生发育及光合作用调控机制具有重要作用。本研究从谷子品种豫谷1号EMS突变体库中分离鉴定到一个条纹叶突变体t122。该突变体生长发育迟缓,且叶片呈现不规则白色条纹。农艺性状测定结果显示,t122的株高、叶长、叶宽、主穗粗、主穗重、结实率等性状均显著降低,而单株穗数相比野生型显著增加,同时光合性能受到影响。叶片解剖结构观察发现t122维管束间距离、维管束间细胞层数、叶片横截细胞面积均无明显改变,而叶片细胞长度显著增加。叶绿体超微结构观察表明t122一部分叶片细胞叶绿体缺失,而另一部分叶片细胞含有发育正常的叶绿体。遗传分析结果显示,t122突变表型由一对隐性核基因控制。利用MutMap法,将候选基因初步定位于3号染色体24.0 Mb~30.0 Mb区间内,研究的结果为谷子条纹叶基因的克隆及功能研究奠定了基础。
    2011,12(2):190-196, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2011.02.009
    [摘要] (5592) [HTML] (0) [PDF 503.46 K] (13948)
    摘要:
    花生是我国重要的油料作物和经济作物,籽仁中油酸和亚油酸的含量达到80%左右,其中油酸是影响花生油理化稳定性和营养价值的重要品质指标。“十五”以来,为进一步提升我国花生国际竞争力和满足国内人们对高品质花生油的消费需求,培育高油酸花生品种成为我国重要的花生品质育种目标之一。本文综述了国内外高油酸花生突变体、高油酸含量性状的遗传规律和分子机理、育成释放的高油酸花生品种的研究进展,对高油酸花生品种系谱、育成方式进行分析。分析高油酸花生育种中存在的问题、以期为我国高油酸花生育种提供参考。
    2022,23(5):1393-1399, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220225002
    [摘要] (422) [HTML] (0) [PDF 44.50 M] (13854)
    摘要:
    为探究陕西省汉中市境内秦岭南麓野生草莓的种类与分布情况,于2019年-2021年对秦岭南麓北纬32°49′46″到33°19′38″、东经106°09′23″到106°40′23″范围内的野生草莓资源进行了考察,考察地点涉及三个县的8个村,包括略阳县的孟家河村、王家庄村,宁强县的二里坝村、大树垭村,勉县的栗子坝村、李家沟村、秋齐垭村和头道河村。共收集野生草莓资源57份,通过植物学性状观察及倍性鉴定,分别属于3个种、2个类型,3个种分别是黄毛草莓(Fragaria nilgerrensis Schlect.)、中国草莓(F. chinensis Lozinsk.)、五叶草莓(F. pentaphylla Lozinsk.),其中五叶草莓为优势种;2个类型分别是五叶草莓粉果(F. pentaphylla, pink-fruited genotype)和五叶草莓红果(F. pentaphylla, red-fruited genotype)。野生草莓分布在海拔849~1352 m的山地、林下、溪边、路边、荒芜的耕田及岩壁上。本文还对收集资源的种类性状进行了详细描述,并对当地野生草莓资源保护与利用提出了建议。
    2013,14(1):111-116, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.01.017
    [摘要] (4470) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (13648)
    摘要:
    热激蛋白90(heat shock protein 90,HSP90)广泛介导了胁迫信号的传递,在控制人体细胞正常生长和促进肿瘤细胞发育中起着重要作用;目前,HSP90已成为细胞免疫、信号转导以及抗肿瘤研究的前沿课题。植物HSP90的生理功能研究起步较晚,最近的研究发现HSP90在植物发育、胁迫环境的应答以及抗病性中起着重要作用。本文从分子生物学角度,系统综述了植物HSP90分子作用机理研究的最新进展,以及在改良植物抗性上的应用,以期为通过基因工程方法改良作物抗性提供参考。

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