• 2022年第23卷第1期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >综述
    • 作物及其种质资源与人文环境的协同演变学说

      2022, 23(1):1-11. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211202001

      摘要 (1397) HTML (0) PDF 1.30 M (2145) 评论 (0) 收藏

      摘要:作物及其种质资源与人文环境的协同演变学说是关于作物及其种质资源与人文环境相互影响、相互作用和相互发展的理论。一方面,在一个特定环境中种植不同的作物或不同类型的作物会导致形成相应的饮食习惯与人文环境;另一方面,饮食习惯与人文环境又会对作物及其种质资源产生深刻影响,甚至可以引领其演变。其遗传基础是作物在传播和改良过程中发生自然杂交或突变后,在人文环境的人工选择作用下被定向固定,重组或突变基因频率在群体中不断累积提高,最终形成适应特定人文环境的新型作物及其种质资源。现代作物育种在一定程度上也受作物及其种质资源与人文环境的协同演变学说的指导,并且极大加速了作物及其种质资源的演变进程。本文以中国传统饮食文化习用体系为例,从糯性种质、蒸煮制度、蔬果丰富和物尽其用四个方面考察了作物及其种质资源与人文环境协同演变的关系。建议在作物种质资源保护和利用中要重视农民权利与作物传统生境保护,遵循“有差异,就选择;能遗传,可定向”的基本原则,强化地方品种与近缘野生种的高效利用,开展基因组学研究,正向推动作物改良与种质资源演变。

    • 作物种质资源表型性状鉴定评价:现状与趋势

      2022, 23(1):12-20. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210802001

      摘要 (2901) HTML (0) PDF 1.27 M (3476) 评论 (0) 收藏

      摘要:表型是作物基因型与环境互作后呈现出来的性状,包括形态学、生育期、产量、品质、抗性等性状。作物种质资源具有丰富的遗传多样性,并经过数千年在世界不同区域驯化利用中的人工选择,形成了表型性状的多样性,构成育种家选育作物新品种的物质基础。认识和发现作物种质资源表型的多样性需要通过系统、科学的鉴定,特别是培育适应全球气候变化下环境的品种,更需在大量种质资源中发掘和利用抗旱、耐热、抗病虫、水肥高效利用等特性的材料。作物种质资源各类表型性状的鉴定需要对环境进行有效的控制,而多年多点的鉴定可以准确观察鉴定性状的变异水平或表达稳定性,是育种家准确选择和利用性状的重要依据。作物种质资源表型性状的鉴定主要采用田间鉴定、设施鉴定、仪器分析、感官鉴定的方式。近年来,作物种质资源表型性状鉴定已从单一环境、低通量、粗放型鉴定转变为多年多环境、重点性状、高通量精准型鉴定。随着组学技术、智能与信息技术的快速发展,作物种质资源的表型性状鉴定已进入一个新阶段,形成作物育种中重要性状准确快速发掘与应用的坚实基础。

    • 作物种质资源调查收集的理论基础与方法

      2022, 23(1):21-28. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211203003

      摘要 (1478) HTML (0) PDF 1.31 M (2741) 评论 (0) 收藏

      摘要:作物种质资源调查与收集是作物种质资源保护、基础研究、鉴定评价和创新利用的基础。调查获得的地理分布、生态类型、特征特性等可为作物起源进化和保护生物学研究提供信息支撑,收集到的作物种质资源的多样性对是否能够发掘出具有重要利用价值的资源具有决定性作用。本文简要回顾了作物种质资源调查收集历史,从物种分布不平衡性、作物起源中心与种质资源分布、人类文明对作物起源与品种演化的影响等三个方面阐述了作物种质资源调查收集相关的理论基础,详细介绍了作物种质资源调查收集的方法,提出了未来作物种质资源调查收集的发展趋势。

    • 棉花响应高温机理及耐高温种质资源研究

      2022, 23(1):29-39. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210519002

      摘要 (731) HTML (0) PDF 9.02 M (1578) 评论 (0) 收藏

      摘要:棉花是重要的经济作物,是天然纺织纤维的主要来源。我国是棉花生产大国和消费大国,但随着近年来温室效应加剧,频繁且持续发生的高温天气严重制约了我国的棉花生产。因此,棉花科技工作者开始关注棉花响应高温胁迫的研究,以期培育耐高温棉花品种以减少损失。本文对棉花响应高温胁迫的机制及耐高温种质创新研究进行综述,主要内容包括:(1)棉花受高温胁迫的表型特征及评价方法;(2)棉花响应高温的遗传及生理生化机理;(3)棉花耐高温种质创新及应用,意在为棉花耐高温机制解析、种质创新和育种、棉花生产等提供参考信息。

    • 合成六倍体小麦的遗传育种

      2022, 23(1):40-48. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210518002

      摘要 (1076) HTML (0) PDF 19.26 M (1793) 评论 (0) 收藏

      摘要:普通小麦是由四倍体小麦栽培类型与野生二倍体节节麦远缘杂交形成的异源六倍体。普通小麦保持了四倍体小麦的高产潜力,D基因组的加入丰富了食品加工产品类型、增强了环境适应能力。与二倍体作物不同,普通小麦有三个亚基因组,存在大量重复基因,基因组缓冲性、可塑性强,单个基因拷贝可能对育种改良的效果有限。小麦三个亚基因组的遗传多样性是不对称的,其中D基因组遗传多样性最低。通过模拟普通小麦起源过程人工创制的六倍体小麦为桥梁,可以将节节麦和四倍体小麦的遗传变异同时导入普通小麦。与普通小麦相比,人工合成小麦存在大量的优良等位变异、在转录组水平具有新的表达特征,为育种提供了有利遗传基础,在小麦育种中被寄予厚望,但是目前的应用效果还很有限。细胞学不稳定性、综合农艺性状差影响其育种利用效率。优化杂交方法和选择方法将推动人工合成小麦在普通小麦育种中的应用。

    • 玉米耐盐分子机制研究进展

      2022, 23(1):49-60. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210812004

      摘要 (1032) HTML (0) PDF 8.59 M (2400) 评论 (0) 收藏

      摘要:玉米是我国总产量最大的农作物,它对盐胁迫耐受性较差。玉米主产区日益加剧的土壤盐渍化已成为导致玉米产量和品质下降的主要环境胁迫之一。因此,研究玉米的耐盐机制,改良玉米的耐盐性对保障我国乃至世界玉米生产的可持续发展有重要意义。土壤中盐浓度过高会导致玉米根系外围土壤溶液的水势降低,引起渗透胁迫,而盐离子(Na+、Cl-等)的过量积累会导致离子毒害。近年来,针对离子稳态维持、渗透压维持等关键生理过程,国内外学者通过GWAS、QTL等方法克隆了多个重要耐盐QTL基因,并对其作用机制进行了解析。本文综述了玉米耐盐领域的最新研究进展。

    • >论文
    • 玉米种质抗拟轮枝镰孢与禾谷镰孢穗腐病鉴定及抗性多样性分析

      2022, 23(1):61-71. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210727001

      摘要 (616) HTML (0) PDF 13.76 M (1436) 评论 (0) 收藏

      摘要:穗腐病是玉米生产上最重要的病害之一,严重影响其产量和品质,威胁人畜健康。选育和利用优良的抗穗腐病品种,是防治玉米穗腐病最为经济有效的措施。利用花丝通道注射法,在北京昌平和海南三亚两个试验点,对国内外346份玉米自交系进行了抗拟轮枝镰孢与禾谷镰孢穗腐病的鉴定与评价。综合分析2个点的抗性鉴定数据表明,对拟轮枝镰孢穗腐病表现高抗、抗病、中抗、感病和高感的材料分别为1、43、106、147和49份,占总鉴定材料的0.3%、12.4%、30.6%、42.5%和14.2%;对禾谷镰孢穗腐病表现高抗、抗病、中抗、感病和高感的材料分别为10、32、55、79和170份,占比分别为2.9%、9.3%、15.9%、22.8%和49.1%。对两种镰孢穗腐病同时表现中抗以上水平的种质共41份,其中1份(15-TL-1224)高抗2种穗腐病、2份(T351-1、18-QTL-25)对禾谷镰孢和拟轮枝镰孢穗腐病表现高抗和抗病,3份同时表现抗病,是难得的抗穗腐病资源。对上述41份抗病种质和144份感病材料进行的2种穗腐病抗性相关性分析表明,41份抗病种质对2种穗腐病的抗性相关系数为0.24,144份感病材料对2种穗腐病抗性的相关性系数为-0.16。40对多态性SSR引物在41份抗性材料中扩增出183个等位基因,多态性位点百分率(PPB)为100.00%,平均等位基因数(Na)和有效等位基因数(Ne)分别为3.7556、7.6923个,平均Nei′s基因多样性(H)、Shannon′s信息指数(I)分别为0.6596、1.4458,平均多态信息含量(PIC)为0.326,变幅为0.0513~1.0000之间。通过UPGMA聚类分析,41份抗病材料被划分为7个亚群,分别是PB亚群、Lan亚群、未知亚群、PA亚群、LRC亚群、BSSS亚群和TSPT亚群,表现出较高的遗传多样性,其中PA亚群包含的抗病种质最多。研究结果将为玉米穗腐病抗病育种中抗源的选择和利用提供参考。

    • 不同来源大麦对条纹病抗性鉴定及遗传多样性分析

      2022, 23(1):72-82. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210427002

      摘要 (590) HTML (0) PDF 4.78 M (1243) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解不同来源大麦对条纹病的抗性及遗传多样性,本研究采用三明治法通过人工接种大麦条纹病菌对91份大麦材料进行抗性评价,并通过31个SSR 标记对91份大麦亲本材料进行遗传多样性和群体结构分析。结果表明,人工接种大麦条纹病菌后共鉴定出4份免疫、6份高抗、33份抗病、42份感病和6份高感大麦亲本材料;31对SSR标记共检测出等位基因238个,平均每对标记可检测到7.677个等位基因,等位基因的变幅为2~19;主基因频率变化范围为0.236~0.951,平均值为0.394;基因多样性指数的变幅为0.094~0.871,平均值为0.667;多态性信息量变幅为0.091~0.860,平均值为0.613;遗传相似系数变异范围为0.103~1.000,平均值为0.522;在GS值为0.783水平上可将参试材料聚为3个大类群,各大类分别包含86、2和3份材料;群体遗传结构分析表明,供试大麦亲本材料分为3个亚群,每个亚群分别包含47、33和32份材料,且在91份材料中,Q>0.6的材料占总数的97.80%。本研究经抗病鉴定及分子标记结果综合分析,可为挑选抗病亲本辅助抗大麦条纹病优良品种的选育提供参考。

    • 不同海拔来源云南地方稻种资源各生育时期耐冷性鉴定评价

      2022, 23(1):83-91. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210506002

      摘要 (580) HTML (0) PDF 4.27 M (1201) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究以不同海拔生态区来源的307份云南地方稻种资源为试验材料,进行了水稻发芽期、芽期、苗期、孕穗开花期等4个生育时期耐冷性的鉴定评价。鉴定结果表明,云南地方稻种的各生育时期耐冷性与其分布的生态区海拔高度均表现为显著或极显著的正相关,即云南地方稻种的耐冷性与其来源生态区的海拔高度有密切相关,分布在高海拔生态区的地方稻种各生育时期的耐冷性明显强于的分布在低海拔生态区的地方稻种。各生育时期耐冷性间均表现显著或极显著的正相关,说明各生育时期耐冷性相互可作为耐冷性评价的间接指标。通过4个生育时期耐冷性的鉴定评价,筛选出发芽期和苗期耐冷性均达1级的冷水谷、茨中黄谷、接骨糯、陇川糯等极强耐冷地方稻种20份;筛选出发芽期和孕穗开花期耐冷性均达1级的小黑谷、齐头谷、云南谷等极强耐冷地方稻种9份;筛选出苗期和孕穗开花期耐冷性均达1级的八月糯、烂地谷、傲冷农等极强耐冷地方稻种18份;筛选出发芽期、苗期、孕穗开花期三个时期耐冷性均达1级的极强耐冷资源“矮脚细”。这些耐冷性极强的优异种质在针对多个生育时期耐冷性的育种改良和新基因发掘中具有重要利用价值,应在今后育种和新基因发掘研究中加以利用。

    • 我国东北地区205份主要甜菜种质资源的鉴定与评价分析

      2022, 23(1):92-105. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210612001

      摘要 (626) HTML (0) PDF 18.31 M (1189) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文对东北地区甜菜 205 份种质资源的 5 个品质性状、18 个农艺性状以及 3 个抗性性状分别进行遗传多样性、相关性、主成分和聚类分析,以此为基础筛选出丰产优质以及综合抗性的甜菜种质,为改良甜菜种质与引进新种质提供一定的理论依据。研究结果表明,5 个品质性状之间变异系数变幅较大(6.104%~33.830%),其中钠含量的变异系数最大(33.830%),块根产量的极差最大(40.239 t/hm2)。蔗糖含量和钾含量、蔗糖含量和块根产量、蔗糖含量和α-氮三对性状呈极显著负相关,块根产量和钾含量之间呈极显著正相关。根据可回收蔗糖含量和杂质指数对种质进行筛选,筛选出块根产量大于 50 t/hm2、杂质指数小于 5.0 种质 20 份。18 个农艺性状遗传多样性分析表明应试种质资源遗传变异丰富,其叶部性状变异系数均在 30%以上,可有效运用于高品质甜菜改良中;主成分分析表明前 6 个主成分累计贡献率达 62.50%,第 1 主成分主要与甜菜生长因子有关,第 2 主成分主要与甜菜幼株生物量因子有关,第 3 主成分主要与甜菜根部性状因子有关,第 4 主成分主要与甜菜生长发育因子有关,第 5 主成分主要与甜菜标记性状因子有关,第 6 主成分主要与甜菜营养运输因子有关;聚类分析将种质资源分成 4 类,其中以 94211、T30BDXIJ 为代表的类群 2 具有幼株百粒重高、维管束环数多、下胚轴颜色偏混合色以及叶柄厚长等优势,是性状表现优秀的一类种质资源,可作为改良甜菜生物量性状的优质材料。最后,根据病情指数对应试种质进行综合抗病种质筛选,筛选出 5 份高抗褐斑病兼抗根腐病种质(8216M152、H1352、F86421、7909、H133),可作为抗病育种的优质亲本进行改良选育。

    • 298份苎麻种质资源纤维产量性状综合评价

      2022, 23(1):106-122. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210720001

      摘要 (483) HTML (0) PDF 16.37 M (1332) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对苎麻纤维产量相关性状的评价,可为实现苎麻分子标记选择育种和有效突破高纤维产量苎麻品种的遗传改良提供科学依据。本研究以298份不同来源的苎麻种质资源为材料,基于3季大田试验调查,对苎麻纤维产量性状数据进行了频率分布直方图分析、变异系数分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析。结果表明,纤维产量相关的6个性状数据展现出很好的正态分布,6个性状变异系数的范围为16.33%~69.00%,呈现出很大的变异幅度,2020年6月测产的干麻重的变异系数最大为69.00%,2020年8月测产的茎粗变异系数最小为16.33%,干麻重、鲜皮重、皮厚、株高、鲜皮出麻率的变异系数均高于20%,表现出更好的变异性,表明298份苎麻种质资源具有丰富的遗传多样性;相关性分析表明,株高与其他所有性状均呈现极显著正相关性,茎粗和皮厚与鲜皮重、干麻重均呈现极显著的正相关性及二者也正相关性显著,鲜皮重与干麻重呈极显著的正相关性,干麻重与鲜皮出麻率也呈现极显著的正相关性,株高和干麻重的改良,有利于鲜皮出麻率的增加;主成分分析将6种性状综合为2个主要成分,三季累计贡献率分别达到82.38%、71.01%、79.25%,均是干麻重对第一主成分影响最大,鲜皮出麻率对第二主成分影响最大,表明可用干麻重和鲜皮重作为衡量苎麻种质资源纤维产量性状是否优良的重要指标。每季聚类分析均得到3个类群,第Ⅰ类群6个性状指标均优异,共筛选出14个优质品种,尤其值得关注的是7469、J0501-307、川苎10号、TG5、东安圆麻294、信阳麻、广西红蔸麻,可以进一步筛选作为育种研究的亲本材料或后备核心种质。

    • 一份绿米水稻种质资源的发现及初步研究

      2022, 23(1):123-128. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210610001

      摘要 (871) HTML (0) PDF 6.31 M (1811) 评论 (0) 收藏

      摘要:稻米色泽是水稻种质资源多样性的重要组成部分,也是满足彩色稻米市场需求的重要物质基础。本研究团队在野生稻种质资源整理过程中发现了一份包含部分绿米(果皮呈绿色)的资源,经过多代自交,获得稳定的高代品系,命名为LM8。LM8光敏感性强,易与亚洲栽培稻杂交,在广西晚稻种植株高为117.7 cm,剑叶长32.1 cm,剑叶宽1.1cm,穗长22.5 cm,有效分蘖数19,株型直立紧凑。千粒重8.73 g,粒长5.76 mm,粒宽2.09 mm,粒型椭圆,富含脂肪和人体所必需微量元素。亲缘关系研究结果表明,LM8属AA基因组,与亚洲栽培稻在同一个组,应不属于野生稻。但是,LM8在发现初期具有有芒、落粒性强、颖壳坚硬呈深褐色等野生性状,因此推测LM8为杂草稻类型。LM8的发现及研究不仅可以促进水稻果皮颜色遗传发育调控网络的建立和完善,也能够为创制绿色稻米水稻新品种提供遗传材料,满足消费者多元化选择并在乡村振兴中发挥重要作用。

    • 5份粳型亲籼种质的生物学特性及育种利用

      2022, 23(1):129-138. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210528003

      摘要 (422) HTML (0) PDF 1.30 M (1196) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文以5份自主选育的粳型亲籼种质明恢413、明恢1616、明恢1707、明恢512和明恢509为研究材料,通过对其生物学特性和育种利用进行研究和评价,以期为今后开展粳型亲籼种质资源的选育和籼粳亚种间杂种优势的利用提供理论参考。生物学特性研究结果表明:5份粳型亲籼种质的生育期偏长,株高适中,直立穗型,穗子小,着粒密,单株有效穗多,结实好,粒重大。程式指数判定表明,明恢413、明恢1616、明恢1707、明恢512的籼粳属性为偏粳;明恢509的籼粳属性为粳。另外,研究表明,5份粳型亲籼种质均具有良好的亲籼性,与籼型两系不育系测交F1的结实率均在75%以上,最高可达89.80%;同时能够恢复野败型、印水型、K型等籼型三系不育系,测交F1的结实率均在80%以上,其恢复谱广、恢复力强。光合特性分析表明,其剑叶在生育后期能够保持较高的光合速率,利于籽粒的充实饱满。5份粳型亲籼种质的杂种优势表现:除播抽时间、株高和千粒重外,在穗长、单株有效穗数、每穗总粒数、结实率、一次枝梗数和二次枝梗数等性状上均表现出明显的竞争优势。其中,穗长、一次枝梗数、二次枝梗数和每穗总粒数所表现出的竞争优势均超过10%。利用明恢1616、明恢1707与籼型两系不育系华1037S配组,育成了籼粳亚种间杂交稻新组合华两优3716和华两优3707,区试表现较好,较对照增产显著,相继通过福建省农作物品种审定。因此,本研究中5份粳型亲籼种质具有良好的亲籼性且恢复谱广,在籼粳亚种间杂种优势的利用方面具有良好的应用前景。

    • 多粒小麦种质普冰10696的幼穗发育特性分析

      2022, 23(1):139-146. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210819001

      摘要 (527) HTML (0) PDF 10.12 M (1331) 评论 (0) 收藏

      摘要:小麦-冰草远缘杂交后代品系普冰10696具有多粒的遗传特性。为深入了解其多粒性状形成的发育进程,本研究以多粒品系普冰10696和黄淮冬麦区主推品种为供试材料,通过解剖学和统计学方法比较小花分化、退化和结实的动态进程差异,进一步解析冰草多花多粒的特性,为多粒基因型材料在育种中的应用提供理论参考。农艺性状比较结果显示:普冰10696的多粒特性来自小穗粒数的提高,并且未降低千粒重性状。幼穗发育特性分析表明,普冰10696的幼穗分化具有启动早和持续时间长的发育特性;普冰10696的小花发育具有分化速率快、退化慢的特性,能够进入四分体期的小花数显著增多;这是普冰10696能够分化较多的小花并且较多的小花发育成籽粒的主要因素。普冰10696的幼穗和小花发育特性是决定普冰10696多花多粒的基础。

    • 普通小麦抗倒伏相关性状的全基因组关联分析

      2022, 23(1):147-159. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210731001

      摘要 (587) HTML (0) PDF 15.22 M (1236) 评论 (0) 收藏

      摘要:解析小麦抗倒伏遗传机制,发掘抗倒伏位点,选育抗倒伏品种,对于保障我国粮食生产安全具有重要意义。‘周8425B’是我国黄淮麦区重要的小麦骨干亲本,农艺性状优良,其衍生品种具有较好的抗倒伏特性。本研究对‘周8425B’及其衍生品种等62份材料的8个抗倒伏相关性状进行评价,并结合50K SNP芯片数据进行全基因组关联分析(Genome-wide association analysis,GWAS)。共计检测到226个显著关联SNP标记,分布于21条染色体上的42个位点上,分别解释7.0%~18.8%的表型变异。其中,14个位点与已报道的位点一致,其它28个位点为新的位点。另外,还在显著位点处鉴定到3个候选基因,分别编码E3泛素连接酶、纤维素合酶和细胞分裂蛋白酶。本研究对于小麦品种抗倒伏性状改良具有参考价值。

    • 玉米地方种质竹山白马牙耐渍性生物学基础分析

      2022, 23(1):160-168. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210601002

      摘要 (474) HTML (0) PDF 13.28 M (1096) 评论 (0) 收藏

      摘要:在中国南方,涝渍已成为包括玉米在内的多种植物的主要非生物胁迫之一,发掘和有效利用玉米耐渍种质、探讨玉米耐渍性生物学特征、培育耐渍性新品种是减少南方玉米产量损失,扩大玉米种植面积的最为经济有效的途径。本研究多方面证据表明白马牙(Baimaya, BMY)比B73具有较强的耐渍性。在表型水平上:渍水胁迫下,BMY的SPAD(soil plant analysis development)值、根茎鲜重、干重、苗高、不定根数目及根长均显著高于B73。渍水28天,BMY的平均存活率为86%,B73的存活率仅为8.25%,说明BMY相对于B73渍水耐受性较强(p=2.45E-08),BMY在渍水胁迫下具有发达的不定根和诱导性通气组织的形成。在生理生化水平上:渍水处理6天,B73中MDA(malondialdehyde) 含量显著增加,而BMY维持在相对较低水平,且BMY在渍水胁迫后POD(peroxidase)和SOD(superoxide dismutase)的含量得到快速积累,证明BMY具有较强的活性氧清除能力。在磷吸收利用上:BMY较强的磷吸收能力增强了抵抗非生物胁迫的能力,本研究揭示了耐渍性地方种质BMY 苗期耐渍性产生的形态特征和生物学基础,为我们进一步利用该资源进行耐渍性品种选育提供了理论依据。

    • 308个糯玉米审定品种SSR标记遗传多样性分析

      2022, 23(1):169-176. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210629001

      摘要 (679) HTML (0) PDF 3.63 M (1358) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着中国糯玉米产业的蓬勃发展,每年通过审定的糯玉米品种逐渐增多,为了解其育成品种的遗传多样性和亲缘关系,本研究以308个糯玉米审定品种为材料,利用SSR标记从审定年份和适宜种植区2个角度分析近年来糯玉米审定品种遗传多样性特点和发展趋势。结果表明,308份糯玉米审定品种在40个SSR标记上共检测出529个等位基因、1480种基因型,PIC变幅为0.226~0.890,平均为0.684。从审定时间看,各年份间审定品种的遗传多样性指数波动不大,其中2015年审定品种的遗传多样性最高,为0.720。从适宜种植区看,西南区审定品种的PIC值最高,遗传距离分析表明西南区和另外3个适宜种植区有着最远的遗传距离,平均为0.0217;聚类分析结果显示,西南区部分品种聚集为一组,表现出一定的地域特色。聚类分组中以京科糯2000为代表的第Ⅲ组品种数目最多,且在主坐标图中独立分布,表明优良品种的出现及其杂优模式的推广能够丰富和拓宽品种的遗传多样性,为糯玉米新品种改良提供导向作用的同时推动糯玉米产业的发展。

    • 一个高粱直立叶突变体的表型鉴定和遗传分析

      2022, 23(1):177-182. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210503001

      摘要 (585) HTML (0) PDF 19.29 M (1268) 评论 (0) 收藏

      摘要:直立叶是构建合理株型和培育密植化栽培品种的重要指标之一。本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变高粱BTX623,获得一株可以稳定遗传的直立叶突变体,暂命名el (erect leaf)。该突变体叶片从六叶期开始出现直立性状,直至整个生育期叶片均呈直立状态。抽穗期el植株倒一叶至倒七叶各节位叶长极显著缩短,叶片宽度也显著变窄;各节位叶夹角呈现先降低后增加的趋势,各节位叶枕长(除倒一叶叶枕未形成)和叶耳周长呈现与之相反的趋势。在成熟期,el植株的株高、粒长、粒宽、结实率和千粒重差异不显著;穗长、每穗粒数和生育期差异极显著。遗传学分析表明:F2分离群体野生表型和突变表型符合3:1分离比,说明直立叶是由单个基因突变引起的隐性性状。石蜡切片分析结果表明:突变体的突变性状是由于叶耳细胞的数量增加和叶耳小维管束数量增加引起的。该试验结果为进一步定位、克隆突变基因奠定基础,也为解析高粱叶片直立变化机制及密植化栽培品种的选育提供基因资源和理论支撑。

    • 薏苡属种质资源Waxy基因分型及优异资源筛选

      2022, 23(1):183-194. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210708001

      摘要 (537) HTML (0) PDF 24.36 M (1234) 评论 (0) 收藏

      摘要:薏苡是重要的药食同源作物,在膳食结构多样性生产中具有重要意义。本研究旨在深入分析薏苡种质资源的粳、糯性特征,并筛选优异资源作为品种选育和生产应用的基础材料。通过大田试验进行表型分析,供试资源的农艺性状和籽粒性状均表现为丰富的遗传多样性。利用碘试剂快速染色法对116份薏苡属资源进行胚乳类型鉴定,并通过Waxy基因分型技术筛选优异薏苡资源。结果显示,在全部资源中,29份野生型资源糯性籽粒百分率在0%~25.00%之间,均表现出粳性(非糯性)特征。87份栽培资源中粳、糯性胚乳类型均存在,包括纯粳性资源8份,纯糯性资源17份,62份材料以两种胚乳类型的混杂形式。根据表型鉴定和单籽粒的粳糯性分型,筛选出16份遗传稳定、性状差异明显的优良株系,其中,糯性材料14份,其总淀粉含量为57.82%~71.51%,直链淀粉含量为0%~4.98%;粳性材料2份,总淀粉含量分别为65.73%和65.65%,直链淀粉含量分别为23.75%和25.48%。PCR检测结果显示,14份糯性品系扩增出单一的550 bp片段,2份粳性品系扩增出单一的约850 bp片段。糯性和粳性株系材料的直连淀粉和支链淀粉含量差异明显,而且Waxy位点基因型的纯合、遗传稳定,可作为薏苡品质改良和品种选育的基础遗传材料。

    • 簇毛麦5VS染色体臂特异分子标记开发与遗传效应分析

      2022, 23(1):195-208. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210605001

      摘要 (621) HTML (0) PDF 31.70 M (1079) 评论 (0) 收藏

      摘要:簇毛麦(Dasypyrum villosum 2n=14,VV)是小麦改良重要的三级基因源。簇毛麦5VS染色体臂上携带抗白粉病基因Pm55、抗条锈病基因Yr5V和籽粒硬度基因Dina/Dinb等优异基因。已创制的小麦-簇毛麦T5VS.5AL和T5VS.5DL易位系为小麦抗病和品质改良提供了优异新种质。为加快T5VS.5AL和T5VS.5DL易位系在育种改良中的高效利用并深入分析5VS染色体臂在小麦背景的遗传效应,本研究通过流式细胞染色体分离技术和二代测序结合的方法,获得了簇毛麦5VS的基因组序列信息。利用该基因组序列信息与中国春小麦染色体5AS、5BS、5DS上的基因进行比对,共开发了69个保守直系同源基因序列(conserved ortholog sequence,COS)标记,经过PCR扩增鉴定,发现59对引物扩增产物具有簇毛麦5VS特异条带,多态率为85.5%。其中,共显性标记40个,显性标记19个。结合生物信息学分析,明确了这些特异标记与普通小麦第五部分同源群短臂的共线性区间,为物理定位5VS上的优异基因及筛选鉴定5VS小片段易位系提供了标记信息。通过回交6次,将T5VS.5AL和T5VS.5DL易位染色体导入‘南农0686’遗传背景,利用BC6F2近等系群体结合白粉病抗性鉴定对扩增条带共显性标记的可靠性进行了验证,为分子标记辅助选择T5VS.5DL易位系提供了易于利用的特异新标记。在BC6F2:3近等系群体中,进一步明确了5VS染色体臂在‘南农0686’背景中的遗传效应,即降低籽粒硬度、株高和千粒重以及提高主穗粒数。本研究新开发的5VS特异分子标记及选育的新种质为高效利用T5VS.5AL和T5VS.5DL易位系培育优质、抗病弱筋小麦新品种奠定基础。

    • 一个玉米CMS-C恢复基因的精细定位

      2022, 23(1):209-216. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210623001

      摘要 (409) HTML (0) PDF 11.09 M (1071) 评论 (0) 收藏

      摘要:为挖掘玉米C型细胞质雄性不育(CMS-C)的育性恢复基因,解析基因功能,用恢复系K932R与2个CMS-C同质异核不育系K169S和K932S分别构建2个F2定位群体,结合SSR分子标记和BSA-reseq技术定位育性恢复基因,通过PCR技术克隆目的基因并进行基因表达分析。结果表明,用BSA-SSR分子标记法将育性恢复基因Rf 932定位于8号染色体短臂,位于SSR标记8-21与8-30之间,遗传距离分别为2.3 cM和7.7 cM;通过BSA-reseq技术,将Rf 932定位于8号染色体0.38Mb的区域,包含7个候选基因;对候选基因分段克隆和测序比对,获得Rf 932序列全长2549bp,由4个外显子和3个内含子组成,编码385个氨基酸;其中一个控制育性恢复的关键位点F187Y发生了与Rf4相同的氨基酸变异,是一个新的Rf4等位基因;该基因编码bHLH转录因子,调控绒毡层发育;据qRT-PCR分析,Rf 932在不育系与恢复系花药中3个发育时期的表达量均无显著差异。研究结果丰富了玉米CMS-C恢复基因库,并为进一步解析育性恢复机理奠定了基础。

    • 精细定位甜瓜白粉病抗性基因Pm-M

      2022, 23(1):217-225. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210506001

      摘要 (549) HTML (0) PDF 17.19 M (1055) 评论 (0) 收藏

      摘要:以抗白粉病甜瓜品种MR1与感白粉病新疆地方种新密1号为亲本,构建BC1和F2群体,研究白粉病菌P. xanthii race 1B的抗性遗传规律。以BC1群体和F2群体为试材,利用BSA(Bulked Segregation Analysis)结合分子标记技术发掘多态性信息,并开发分子标记进行抗性基因的遗传定位。抗病基因Pm-M位于LG12染色体上Indel2276和SSR12212两个标记之间,物理距离为75.5Kb (Chr 12:22765111 – 22840651),在该区段含有16个基因,其中12个候选基因可能与白粉病抗性相关。本研究的结果为抗病基因Pm-M的图位克隆及抗病分子育种奠定了基础。

    • 花生花斑种皮花青素生物合成相关miRNA 及其靶基因鉴定与分析

      2022, 23(1):226-239. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210519001

      摘要 (559) HTML (0) PDF 11.46 M (1050) 评论 (0) 收藏

      摘要:花生在世界粮油食品中占有重要地位,其种皮颜色有白色、红色、紫色、粉红色及花斑等多种颜色,花斑种皮花生是其独特的成员之一,具有便于区分的优良性状。本研究以花斑种皮花生VG-02为研究材料,结果表明与花斑种皮颜色合成相关差异表达的miRNA富集的代谢途径有苯丙烷生物合成、类黄酮生物合成、异黄酮的生物合成,昼夜节律-植物。miRNA测序结果中共筛选出86个差异表达miRNA,其中20个差异表达的miRNA与花生花斑种皮颜色合成相关。与花生花斑种皮花青素合成相关的20个差异表达miRNA包括miR_8、miR_50、miR_51和miR_239-x ,这4个是共同靶向花青素、类花青素和IFS靶基因的miRNA;调控CHS靶基因的miR_398-x,调控4CL靶基因的miR_482,调控F3’H靶基因的miR_266和miR_182以及调控花青素3-O-葡萄糖苷靶基因的miR_5,这是5个靶向花青素生物合成中结构基因的miRNA;miR858-y靶向调控MYB2和MYB3,这是1个靶向花青素生物合成调节基因的miRNA;miR_10、miR_15、miR_61、miR_72、miR_102、miR_116、miR_123、miR_193、miR_256和miR_862-z这10个是靶向CYP450靶基因的miRNA。miRNA测序与转录组联合分析KEGG代谢通路表明类黄酮生物合成是花生种皮花斑形成最直接的代谢途径。本研究对于全面揭示花斑花生种皮花青素合成的分子机制有重要意义。

    • 花生种皮色素合成相关通路的转录组-代谢组学联合分析

      2022, 23(1):240-254. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210524001

      摘要 (776) HTML (0) PDF 22.58 M (1332) 评论 (0) 收藏

      摘要:花青素是具有重要生理活性的植物次生代谢产物,而关于花青素合成机制的研究已成为重要的研究热点之一。本研究以花青素类型和含量存在显著差异的紫色种皮“紫珍珠”、红色种皮“红珍珠”、粉色种皮“G110”和白色种皮“白珍珠”为研究材料,取开花下针30天和45天样品进行转录组、代谢组分析以及双组学联合分析。RNA-Seq分析共鉴定出32805个差异表达基因,KEGG富集通量分析表明不同组别具有差异。GO分析结果表明,在氧化还原过程、花色苷化合物生物合成过程和类黄酮生物合成过程中,分别富集到与种皮颜色相关的差异表达基因分别为34个、21个和19个。液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)法进行代谢组分析结果表明,差异代谢物包括原花青素、矮牵牛素、芍药素、锦葵素、飞燕草素和矢车菊素以及它们的衍生物;原花青素A1、A2、B2、B3,飞燕草素和矢车菊素在各个比较组显著上调,差异倍数为5.82~19.52。差异代谢物KEGG分析共富集到2条代谢通路,分别是花青素生物合成途径和类黄酮生物合成途径。转录组-代谢组的联合分析结果表明,类黄酮生物合成是种皮颜色形成的关键合成通路,飞燕草素和矢车菊素为主要差异代谢物。筛选出20个关键基因,qRT-PCR分析结果表明,在30 DAF时期基因PAL、4CL、IF7MAT、CHI、F3H、DFR、LAR和LDOX显著上调表达,C-CoA和FLS显著下调表达;在45 DAF时期PAL、HCT-1和DFR显著上调,CHS、C-CoA和FLS显著下调。本研究结果将为深入研究花生种皮花青素合成的分子机理提供信息基础,同时对选育富含花青素的花生品种具有一定参考价值。

    • 木薯雌雄花分化形态结构观察及生理调控研究

      2022, 23(1):255-262. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210516001

      摘要 (471) HTML (0) PDF 28.03 M (986) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究以木薯品种新选048为试验材料,观察和测定木薯花分化各时期的形态结构、内源激素及碳氮化合物含量,并开展木薯雌雄花分化的外源激素调控研究,揭示木薯花分化规律,初步探究木薯花分化的生理机制。试验结果表明:木薯从花芽分化开始到完成开花的全过程需要30 d,分化出的花序主要有全雄花序和雌少雄多花序两种类型,木薯性别分化前为同时具有雌蕊原基和雄蕊原基的两性花,花序抽出后5 d~8 d,雌花的雄蕊逐渐退化,花序抽出后5 d~7 d,雄花的雌蕊逐渐退化消失,形成单性花;在雌雄花分化过程中5种内源激素含量变化存在差异,在不同的分化时期雌花的CTK、ETH含量均高于雄花;在雌雄花分化初期和分化中期雄花中的GA3含量高于雌花;在分化中期雄花的IAA含量显著大于雌花;雌雄花的ABA含量在分化各时期的差异不大;雄花蕾的碳、氮含量均高于雌花蕾,且雄花蕾的C/N比值也整体高于雌花蕾,特别是在分化初期(5 d)达到了显著差异;外源激素调控雌雄花分化的研究结果表明,不同浓度的6-BA和ETH均有不同程度的促雌作用,其中浓度为60 mg/L的6-BA和1920 mg/L的ETH的效果最佳,而GA3对雄花形态建成具有促进作用,其最佳浓度为40 mg/L。由此可得出结论:木薯雌花分化的关键时期是花序抽出后5 d~8 d,雄花分化的关键时期是花序抽出后的5 d~7 d,CKT和ETH对木薯雌花的分化具有促进作用,GA3、IAA和较高的C/N比更有利于木薯雄花的分化。

    • 蜻蜓凤梨开花相关基因AfFPF1初步研究

      2022, 23(1):263-271. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210624001

      摘要 (387) HTML (0) PDF 10.80 M (991) 评论 (0) 收藏

      摘要:FPF1 (flowering-promoting factor 1)是参与植物开花期遗传控制的重要家族之一。迄今为止,人们对蜻蜓凤梨中FPF1家族了解有限。本研究以热带花卉蜻蜓凤梨为材料,基于转录组测序数据,克隆获得AfFPF1基因。该基因编码的蛋白含103个氨基酸,分子质量为12.06 kD。AfFPF1转录本在蜻蜓凤梨的根显著高表达,此外其表达量受外源乙烯强诱导,且响应赤霉素。AfFPF1基因在拟南芥中异位表达使其开花时间提前,莲座叶数目减少,促进其根系生长。对转基因拟南芥内源开花基因进行表达量检测,发现转基因植株中,一些开花促进基因如AtFT、AtAP1、AtLFY、AtSOC1表达量显著升高,而抑制开花基因AtFLC表达量下调,进一步证实AfFPF1能正调控拟南芥的开花时间,且可能与这些基因有相互作用。研究结果初步证实 AfFPF1可能参与调控蜻蜓凤梨开花过程,为进一步研究AfFPF1功能、通过基因工程手段调控蜻蜓凤梨开花以及乙烯诱导蜻蜓凤梨开花分子机制提供了理论依据。

    • 香蕉几丁质酶基因家族的鉴定及在枯萎病侵染时的表达分析

      2022, 23(1):272-280. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210622001

      摘要 (507) HTML (0) PDF 12.17 M (1123) 评论 (0) 收藏

      摘要:几丁质酶(Chitinase, CHi)是一种能够催化真菌细胞壁中几丁质水解的病程相关蛋白,在植物与真菌互作中起着重要的作用。本研究以拟南芥几丁质酶基因的蛋白序列为查询序列,在香蕉A基因组(DH-Pahang)中进行BLASTp比对,鉴定出23个MaCHis基因家族成员。根据其染色体上的位置,分别命名为MaCHi01~MaCHi23。系统进化树分析表明23个MaCHis可分为糖苷水解酶18(glycosyl hydrolase 18, GH18)和糖苷水解酶19(GH19)两个亚家族。转录组数据分析表明接种Foc TR4后MaCHi05、MaCHi06、MaCHi07、MaCHi11、MaCHi18、MaCHi19和MaCHi20基因在感病品种‘巴西蕉’中显著下调或不表达,在抗病品种‘GCTCV-119’中显著上调。利用RT-qPCR技术对MaCHi05、MaCHi06、MaCHi07、MaCHi11和MaCHi19在抗病和感病品种接种Foc TR4中进行表达分析,结果发现在抗病品种这些基因的表达都被激活,而在感病品种中没有激活,且在抗病品种中的相对表达量远大于感病品种,表明这些基因以正调控方式参与香蕉抗枯萎病过程。本研究结果为进一步解析MaCHi基因家族成员在香蕉抗枯萎病过程中的功能提供理论参考。

    • CRISPR/Cas9技术编辑MPK7和MPK14基因创制抗穗发芽水稻新种质

      2022, 23(1):281-289. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210518001

      摘要 (475) HTML (0) PDF 9.20 M (1310) 评论 (0) 收藏

      摘要:穗发芽对籼稻生产危害严重。编辑休眠调控基因,创制高休眠性新种质,进而提高穗发芽抗性,是探索改良穗发芽抗性的新途径。泰丰B(TB)是籼型优质杂交稻保持系,主要缺点是种子休眠性偏低,易受穗发芽危害。MPK7/14具有抑制粳稻种子休眠作用,尚不清楚是否适用于籼稻品种。本研究利用 CRISPR/Cas9 技术编辑TB 的MPK7和MPK14基因,通过测序筛选获得纯合突变株系,并利用发芽实验分析基因编辑种子的休眠特性。共获得6个转基因株系,从其后代中筛到2个纯合移码突变株系。纯合突变后代种子休眠性大幅提高,杂合突变后代的休眠性也有明显改善。与TB相比,突变纯合后代株高、分蘖数、穗粒数差异不显著。综上所述,同时敲除MPK7和MPK14可以提高TB种子休眠性,抑制穗发芽和解决水稻穗发芽问题。这些结果为进一步解析穗发芽的抗性机制以及探索新的育种改良方法提供了参考。

    • 玉米低密度育种芯片开发及在种质资源评价中的应用

      2022, 23(1):290-300. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210712001

      摘要 (599) HTML (0) PDF 5.90 M (1438) 评论 (0) 收藏

      摘要:SNP基因分型芯片是分子育种的重要工具,高密度SNP芯片往往存在标记冗余、价格高、目标性不强等问题,是分子育种走向常规化、规模化的主要限制因素之一。在此,我们开发了一款低密度育种芯片,并就芯片在种质资源评价中的价值进行了分析。首先,我们对37份玉米自交系进行10X重测序,获得了18.2Mb的SNP标记,从中挑选2,080个SNPs;再从已开发55K芯片中挑选3,390个缺失率低、多态性高、Conversion Type为Poly High Resolution的标记;最后从HapMap3中挑选586个标记,设计的育种芯片共包含6,056个SNPs,采用靶向测序基因型检测(Genotyping by target sequencing, GBTS)技术对标记进行检测。通过自然群体、双亲群体和多亲本重组自交系(Multiparent advanced generation inter-cross, MAGIC)群体验证表明,设计的育种芯片平均捕获率为70.6%,检测到的原始设计位点数为4,773~5,963个,MAF>0.4和PIC>0.4的标记比例分别为57.6%和88.6%。用该芯片对226份玉米种质资源进行评价,主成分分析可以将其划分为温带和热带两大类群,UPGMA聚类分析进一步将其划分为6个已知类群,分别是瑞德、兰卡斯特、PB、旅大红骨、四平头和热带类群,Structure群体结构分析没有出现最佳K值,但热带材料都独立成群;类群内和类群间的遗传距离平均值分别为0.394和0.472,其中PB群内的遗传距离最小(0.316),热带类群内的遗传距离最大(0.424);类群间,瑞德与热带之间的遗传距离最大(0.493);类群间的遗传分化系数(FST)表明,PB类群与其他类群间的FST均较大。

您是第位访问者
ICP:京ICP备09069690号-23
京ICP备09069690号-23
植物遗传资源学报 ® 2024 版权所有
技术支持:北京勤云科技发展有限公司