• 2023年第24卷第2期文章目次
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    • >综述
    • 水稻耐冷性鉴定研究进展

      2023, 24(2):325-331. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220914002

      摘要 (360) HTML (120) PDF 747.76 K (619) 评论 (0) 收藏

      摘要:水稻是世界上最重要的粮食作物之一,低温会影响水稻的生长发育,严重时会导致粮食减产甚至绝收,已经成为水稻产量和品质下降的主要环境胁迫之一。采取农业防御技术来降低冷害不仅费时费力且效果不佳,因此在生产上种植耐冷水稻品种是解决这一问题的主要途径,而耐冷品种的选育依赖于科学、准确的耐冷鉴定评价体系以及重要耐冷基因的挖掘与利用。近年来,通过图位克隆、GWAS以及QTL等方法克隆了多个重要耐冷基因,并对其分子机理进行了解析。本文从水稻耐冷研究的鉴定方法和时期、评价体系、分子研究基础等方面进行了综述,提出在水稻生长的不同时期,应以不同的评价指标对水稻不同生长时期的耐冷性进行评价,同时提出在优异的水稻种质资源中对重要耐冷基因/QTL进行聚合,进一步通过创新利用,为探索水稻耐冷机制以及水稻耐冷新品种的选育提供参考。

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    • 调控水稻分蘖角的分子机制研究进展

      2023, 24(2):332-339. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220825003

      摘要 (232) HTML (87) PDF 679.42 K (489) 评论 (0) 收藏

      摘要:水稻是我国第一大粮食作物,在农业生产上具有重要的战略地位。随着人口快速增长、城市化进程加快,有限的产量提升使得水稻生产正面临着严峻挑战。培育产量显著提高的水稻品种对于保障粮食安全和实现农业可持续发展具有重要意义。理想株型是品种改良的重要方向,直接影响着水稻产量。分蘖角作为构建水稻理想株型最重要的核心要素之一,它通过调节水稻群体光能利用效率进而影响单位面积产量。生产实践表明,具有合适分蘖角的水稻品种往往表现出更好的抗倒性和稳产潜力。近年来,随着功能基因组学的快速发展,研究学者在水稻分蘖角调控基因的挖掘及其分子机制解析方面取得了诸多重要进展。本研究系统总结了调控水稻分蘖角的功能基因及其遗传代谢网络,重点阐述了水稻分蘖角的驯化过程、重力反应介导的分子遗传途径以及植物激素和环境因素的调控机制,并展望了现有理论框架下未来的潜在研究方向,以期为高产、理想株型新品种的遗传改良和分子设计育种提供重要理论支撑。

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    • 中国原产十字花科植物诸葛菜的基因组及遗传研究

      2023, 24(2):340-348. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220905001

      摘要 (260) HTML (76) PDF 878.70 K (365) 评论 (0) 收藏

      摘要:诸葛菜(Orychophragmus violaceus (L.) O. E. Schulz,别称二月兰)为我国原产的十字花科观赏植物,也是芸苔属作物遗传改良的种质资源。本研究总结了诸葛菜的细胞遗传学、与芸苔属栽培种杂种的细胞学行为、性状的染色体定位、长链双羟基脂肪酸的发现等方面的研究进展。诸葛菜(2n=24)的基因组较大(大约1.3 Gb)、染色体较长、染色均匀。诸葛菜及其单倍体的减数分裂配对行为揭示出其基因组的同源多倍体性质。最新的基因组测序结果也表明,诸葛菜二倍体祖先具有x=7的tPCK核型,其在大约600~800万年前经历了一次特异的基因组四倍化事件,然后经过染色体重组及着丝粒失活产生现在n=12的基因组。诸葛菜(父本)与芸苔属6个栽培种(母本)的属间杂种所表现出的母本特异的细胞学行为,与双亲的基因组结构和固有的染色体行为有关;诸葛菜染色体因表现体积较大与染色较深的特征,而易于与芸苔属染色体相区别。通过创建甘蓝型油菜-诸葛菜附加系,将诸葛菜的锯齿叶、基部多分枝、紫花、双羟基脂肪酸合成等几个性状定位到特定的染色体上。诸葛菜种子油中富含长链双羟基脂肪酸,具有比蓖麻油更好的润滑效果。诸葛菜还具有潜在的药用价值。最后,对今后诸葛菜的研究方向及利用进行了讨论。

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    • 新型寡聚核苷酸荧光原位杂交:发展与应用

      2023, 24(2):349-356. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220801001

      摘要 (220) HTML (87) PDF 746.30 K (830) 评论 (0) 收藏

      摘要:荧光原位杂交技术(FISH, fluorescence in situ hybridization)是分子细胞遗传学中最为重要的手段之一,可以实现DNA或RNA序列在染色体上精确的可视化的直观定位。随着基因组测序技术的发展和测序成本的降低,大量物种的基因组信息被不断公布,基于高通量测序和参考基因组衍生的寡聚核苷酸序列(Oligo, oligonucleotide)探针在FISH中表现出独特的优势。和传统FISH探针相比,Oligo-FISH能更加精确、深入地揭示植物在进化过程中染色体的进化、遗传与变异。本研究对荧光标记的靶标DNA与荧光探针的种类与应用,寡聚核苷酸探针的种类及制备技术进行了综述, 重点聚焦于Oligo-FISH的起源发展及其在鉴定植物染色体、识别植物同源染色体方面所发挥的重要作用。Oligo-FISH技术可用于构建物种属内的染色体核型,利用Oligo-FISH结果可为该属没有全基因组的作物的基因组组装提供指导, Oligo涂染还可以很好地解决异源多倍体物种中非同源染色体间的融合与交换问题,能够准确地检测染色体间是否存在易位等行为及异源重组。因此,Oligo-FISH技术的发展为基因组染色体水平的组装提供了强有力的支撑。未来Oligo-FISH技术与信号放大技术结合能够克服重复序列高度富集区域Oligo探针密度低的困难,可对非常短的基因区域进行可视化,如对启动子、增强子的检测,在转基因中对基因片段定位等,这些研究将有助于更加深入地了解物种遗传和进化,进一步推动作物遗传育种的改良与发展。

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    • >论文
    • 小麦雄性不育突变体4167ms的遗传定位

      2023, 24(2):357-364. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220906001

      摘要 (237) HTML (105) PDF 848.78 K (576) 评论 (0) 收藏

      摘要:小麦雄性不育材料作为一种非常宝贵的种质资源,对小麦杂交育种和杂种优势利用研究具有重要价值。本团队前期从小麦高代品系4167中发现一个雄性不育突变体,将其命名为4167ms,对其进行了不育表型鉴定、遗传分析和分子标记定位研究。结果表明,该突变体表现为花药干瘪不外露,1% I2-KI染色发现突变体花粉粒为不能正常着色的无规则形状,败育彻底。经过多年秋播和春播鉴定,其不育性状稳定,不受光温变化的影响。以4167ms为母本和不同小麦品种杂交得到的正交F1育性完全正常, F2分离群体中可育株与不育株的理论分离比例均符合3∶1;反交(科大342//4167ms/4167)F1结实正常,F2育性分离行中可育株与不育株的分离比例符合3∶1,说明4167ms不育表型受单隐性核不育基因控制,暂命名为ms1t。构建4167ms/中国春F2定位群体,采用BSA法和SSR分子标记连锁分析,获得位于小麦染色体4BS上5个与mslt连锁的SSR标记,其顺序为Xwmc617Xkd661、Xkd696、ms1t、Xkd495、Xkd393,两侧最近标记Xkd696、Xkd495ms1t基因的遗传距离分别为3.9和1.9 cM。比对分析中国春物理图谱,ms1tMS1基因位于相同区域,因此推测4167ms的ms1t可能是MS1的一个隐性等位变异。

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    • 不同颜色芝麻营养品质性状遗传变异分析

      2023, 24(2):365-375. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220919001

      摘要 (242) HTML (154) PDF 1.26 M (511) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析不同颜色芝麻间的品质差异特征,本研究对157份包含白、黄、褐、黑不同种皮颜色的芝麻种质资源,在武汉和驻马店两个环境下的13个营养品质性状进行测定分析。结果表明:157份芝麻种质平均含油量为52.96%,油酸、亚油酸、芝麻素、芝麻林素、菜油甾醇、β-谷甾醇的平均含量分别为40.65%、44.32%、2.67 mg/g、1.61 mg/g、1.22 mg/g、2.96 mg/g。平均含油量随着芝麻种皮颜色加深逐渐降低;总甾醇含量在黑芝麻中最高;芝麻素和芝麻林素在白芝麻中含量最高,在黑芝麻中含量最低;黄芝麻油酸含量最高,褐芝麻亚油酸含量最高。黑芝麻含油量、油酸含量、芝麻素和芝麻林素含量显著低于白芝麻,硬脂酸、亚油酸、花生酸、菜油甾醇和β-谷甾醇含量在不同颜色芝麻中无显著差异。13个营养品质性状中,β-谷甾醇与豆甾醇,Δ5-燕麦甾醇与豆甾醇,芝麻素与芝麻林素,芝麻素与含油量,芝麻林素与菜油甾醇间呈极显著正相关,油酸和亚油酸间呈极显著负相关;黑芝麻Δ5-燕麦甾醇与豆甾醇、芝麻素与芝麻林素间的相关系数高于其他颜色芝麻。聚类分析可将157份芝麻材料分为4个亚群,第Ⅰ和第Ⅱ亚群分别以褐黑色和黄白色芝麻为主,第Ⅲ亚群包含高芝麻素材料,第Ⅳ亚群包含高亚油酸材料和高含油量材料。本研究探明了不同颜色芝麻间的品质差异特性,为芝麻种质资源的利用和遗传改良提供了参考和优异种质。

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    • 水稻幼苗期低温胁迫DNA甲基化特征分析

      2023, 24(2):376-387. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220924001

      摘要 (140) HTML (97) PDF 1.50 M (424) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探索低温胁迫下幼苗期水稻全基因组DNA甲基化调控机制,通过对3个耐冷性不同的水稻品种进行3~4 ℃低温处理试验,利用全基因组DNA甲基化测序(WGBS,whole genome bisulfite sequencing)技术分析低温处理后全基因组DNA甲基化水平及模式变化。结果显示:低温处理后,日本晴和9311的胞嘧啶甲基化(mC)都表现下降,而P427的mC值上升。针对启动子区和转录区发生甲基化的基因进行锚定,发现启动子区锚定的基因数远高于转录区,材料P427锚定的基因最多,9311锚定的基因最少。GO、KEGG富集分析发现,低温处理后P427差异甲基化基因主要富集在二萜生物合成、淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷类生物合成等代谢通路。结果表明:基因启动子区甲基化对低温胁迫响应基因的调控作用更为重要,甲基化调控基因表达不仅与甲基化程度有关,与甲基化类型也可能存在一定的关系。P427可能通过二萜生物合成、淀粉和蔗糖代谢等代谢通路及激素信号转导通路上的基因影响苗期水稻的耐冷性。本研究进一步加深了对水稻耐冷性响应机制的理解。

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    • 玉米黄叶基因ZmNPPR5的克隆

      2023, 24(2):388-395. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220918002

      摘要 (225) HTML (97) PDF 1.06 M (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:叶色突变体往往伴随着叶绿素含量变化及叶绿体结构异常,是研究叶绿体发育与光合作用相关基因功能的重要材料。本研究鉴定了一个玉米叶片黄化的自然突变体74101,该突变体整个生育期均表现为叶片黄化,总叶绿素含量比野生型(74101-WT)下降53.38%,净光合速率下降25.63%。透射电子显微镜结果显示,74101中叶绿体类囊体结构紊乱,基质片层排列稀疏,无基粒结构。遗传分析与精细定位结果表明74101突变表型受1对隐性核基因控制,位于玉米第5号染色体长臂的标记K-138K-27之间约76.05 kb物理区间内。对该区间4个候选基因测序分析发现,编码PPR蛋白的ZmNPPR5Zm00001eb252430)基因第1126位核苷酸碱基发生突变(C-T)。与EMS突变体等位性分析进一步验证ZmNPPR5基因控制叶片黄化表型,亚细胞定位显示其在细胞核中表达。本研究成功克隆了玉米新的黄化基因ZmNPPR5,为进一步研究PPR蛋白调控叶绿体发育和叶绿素合成奠定了基础。

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    • PEG胁迫下春麦根部性状全基因组关联分析

      2023, 24(2):396-407. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220911002

      摘要 (163) HTML (75) PDF 1.22 M (391) 评论 (0) 收藏

      摘要:小麦是多数国家重要口粮作物之一,干旱严重影响小麦的生长发育和产量。为挖掘与小麦根部性状抗旱性相关的SNP位点及候选基因,本研究以183份新疆春小麦自然群体为材料,使用20% PEG-6000溶液和正常营养液进行苗期抗旱水培试验,对总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根鲜重、根干重、根尖数和最长根长等8个小麦根部性状的测定值进行统计分析,对根部性状的抗旱系数进行相关性分析,并结合55K基因芯片对根部性状的抗旱系数进行混合线性模型(Q+K)的全基因组关联分析。研究结果表明,正常培养下,8个根部性状变异系数为17.81%~70.71%,PEG胁迫处理下,8个根部性状变异系数为20.01%~61.62%。小麦根部性状抗旱系数的相关性分析结果表明,根平均直径抗旱系数与总根长抗旱系数、根尖数抗旱系数和最长根长抗旱系数呈极显著负相关,总根长抗旱系数与根表面积抗旱系数的相关系数最大,为0.74。全基因组关联分析结果显示,共定位到54个与根部抗旱性状相关的SNP位点(P≤0.001),单个位点可解释表型变异范围为6.18%~18.74%,分布在除3B、3D、5D、6D和7D外的16条染色体上。共检测到多效位点6个,分别位于1A、5A、7A、1B、5B和2D染色体上,可解释6.55%~18.74%的表型变异。其中,位于5A染色体上的AX-110482078~AX-110400975与根尖数、根体积和最长根长显著关联,贡献率为8.74%~15.44%。对显著关联的54个位点进行候选基因预测,获得TraesCS4A01G424000TraesCS6A01G047200TraesCS5B01G056600等9个可能与小麦根部性状抗旱性相关的基因,这些基因可能通过调控转脂蛋白、过氧化物酶、MYB转录因子等参与小麦逆境生理调控。

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    • 大豆耐低氮资源的苗期鉴定与筛选

      2023, 24(2):408-418. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220914004

      摘要 (259) HTML (54) PDF 867.85 K (543) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究拟利用丰富的大豆种质资源,探索大豆苗期耐低氮种质资源的鉴定方法和指标,筛选出强耐低氮的种质资源。以260份大豆资源材料为试材,正常氮水平和低氮水平两种处理下进行苗期盆栽试验,在大豆第4片复叶展开期测定SPAD、株高、地上部鲜重等9个指标。通过对低氮胁迫下大豆品种的表型差异进行分析,利用耐低氮系数进行相关性分析、主成分分析、聚类分析以及回归分析,鉴定和筛选具有耐低氮特性的大豆品种。结果表明,不同氮水平下,大豆苗期各指标均存在显著性差异,但指标间和品种间的差异情况有所不同。主成分分析将上述9个单项指标转化为3个综合指标,经隶属函数值和品种耐低氮综合评价值,结合聚类分析将供试260份大豆品种资源分为强耐低氮、耐低氮、中间型、不耐低氮和极不耐低氮5种类型,其中强耐低氮资源17份、极不耐低氮资源7份,同时通过逐步回归分析得出总干重、地下部干重、地上部鲜重、第2片复叶SPAD(SPAD2)以及第1片复叶SPAD(SPAD1)的耐低氮系数可作为鉴定大豆苗期耐低氮能力的主要指标。

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    • 江苏大豆地方种质资源表型多样性分析

      2023, 24(2):419-436. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220818003

      摘要 (215) HTML (84) PDF 3.06 M (446) 评论 (0) 收藏

      摘要:大豆是我国居民饮食结构中植物蛋白和油脂的重要来源。江苏省是大豆的主要产区之一。依托2016-2019年“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”,从江苏省35个县(市/区)收集到203份大豆地方品种种质资源。对203份资源的25个表型性状进行了遗传多样性的调查和分析。结果表明江苏省大豆地方资源具有丰富的表型变异,其中,12个形态特征性状的遗传多样性指数范围为0.0311~1.3800,13个数量性状的遗传多样性指数范围为1.3850~2.0155。聚类分析可将203份大豆资源划分为5个类群,各类群内材料均存在一定的表型变异,第IV类群在产量性状方面的综合表现最好。主成分分析将表型评价因子简化为8个主成分,累计贡献率为68.361%。203份大豆资源的综合评价得分范围为0.140~1.385,以综合得分排名的先后顺序,筛选出7份江苏省优异大豆资源。本研究多角度评价了江苏省大豆地方种质资源表型的遗传多样性,为后续大豆种质创新和新品种选育提供了科学依据。

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    • 不同季节播种对大麦苗粉及籽粒营养功能成分的影响

      2023, 24(2):437-444. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220829001

      摘要 (146) HTML (45) PDF 673.66 K (385) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同季节播种对大麦苗粉和籽粒营养功能成分含量的影响,探索优质两用型功能大麦高效生产技术。以48份云南大麦优良品种(系)为材料,连续两年进行四季(春、夏、秋、冬)播种,使用分光光度法和凯氏定氮法测定不同季节播种大麦苗粉与籽粒总黄酮、γ-氨基丁酸、生物碱和蛋白质含量的差异以及分析苗粉和籽粒营养功能成分间的相关性。结果表明,不同年份不同季节播种对大麦苗粉和籽粒的营养功能成分积累有显著影响,苗粉4种营养功能成分平均含量均表现为秋播>冬播>春播>夏播;籽粒表现为冬播>秋播;总体来看,苗粉营养功能成分比籽粒要高。各营养功能成分受播种季节的影响较大,呈现出播种季节>品种>品种×播种季节的趋势。初步筛选出优异两用型大麦品种(矮思秆4、腾云麦4号和云啤22号)。

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    • 滇西地区小麦地方品种SSR分子标记遗传多样性及亲缘关系分析

      2023, 24(2):445-457. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220802003

      摘要 (159) HTML (60) PDF 1.08 M (479) 评论 (0) 收藏

      摘要:作物种质资源鉴定评价是种质资源保护与利用的重要环节。滇西地区是云南省小麦地方品种最重要的原产地,分布有类型多样数量丰富的资源。开展分子遗传多样性分析对明确其遗传背景、提高育种利用率具有重要意义。本研究利用65个SSR分子标记对186份来源于滇西地区的小麦地方品种进行遗传多态性分析。共检测出等位变异407个,平均为6.26个。主要等位基因频率共计为36.1077,平均为0.5555。基因多样性指数总计为37.5473,平均为0.5777。多态性信息含量(PIC)总计为34.9924,平均为0.5383,变幅为0.1465~0.8356之间,多态性达到高度水平(PIC≥0.5)。A、B、D亚基因组中,基因多样性指数的平均值从高到低依次为B > A > D;7个同源群中,基因多样性指数的平均值变幅为0.5202~0.6508,最高为第四同源群,最低为第七同源群。聚类分析表明共分为2大类群,其中5份材料为第Ⅰ类群,主要为四倍体材料;181份材料为第Ⅱ类群,全部为六倍体材料。第Ⅱ类群中的铁壳麦单独聚为一类,其他地方材料大致可按临沧、保山、大理等相同地理来源聚为一类。主成分分析结果与聚类分析一致。上述结果表明滇西小麦地方品种遗传多样性丰富,是未来小麦育种改良的宝贵基因库。

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    • 25年我国审定的彩色小麦农艺性状及品质特征分析

      2023, 24(2):458-473. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220809002

      摘要 (169) HTML (120) PDF 1.57 M (585) 评论 (0) 收藏

      摘要:以近25年来我国不同省份审定的56份彩色小麦品种为研究对象,利用变异系数、主成分分析和聚类分析对审定品种的5个农艺性状和3个品质性状进行综合评价,为我国彩色小麦种质资源创制和新品种选育提供参考。结果表明:彩色小麦生育期、株高、穗粒数、千粒重和产量的变异系数范围为8.11%~21.82%,其中产量与生育期变异系数较大。蛋白质含量、容重和湿面筋含量的变异系数范围为3.44%~15.06%,其中容重性状较稳定,蛋白质含量和湿面筋含量变异丰富;省际间审定的彩色小麦性状各有侧重点,山西、安徽与北京通过审定的多数品种品质较好,山东通过审定的品种产量表现突出;不同粒色小麦性状间无显著性差异;相关分析表明生育期与株高呈显著负相关关系,穗粒数与千粒重呈显著正相关,蛋白质含量与湿面筋含量、生育期均呈显著正相关关系;主成分分析将6个性状简化为3个主成分,累积贡献率为67.55%,其中第1主成分与容重有关,第2主成分与产量有关,第3主成分与蛋白质含量、湿面筋含量有关;聚类分析在遗传距离为12.5时将56份彩色小麦资源分为4个类群,其中第Ⅲ类群综合性状较好,山农蓝麦1号的F值最高(1.02),柳紫黑麦1号的F值次之(0.99);从彩色小麦审定品种性状趋势来看,生育期和产量随着年份增加呈增加趋势,而株高和蛋白质含量呈降低趋势。可见,产量是彩色小麦品种选育的重点,但品质性状尤其是蛋白质含量需重点关注。

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    • 鲜食糯玉米杂交当代F0叶酸含量的遗传研究

      2023, 24(2):474-482. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20221012002

      摘要 (123) HTML (32) PDF 659.79 K (386) 评论 (0) 收藏

      摘要:叶酸生物强化是改善人体叶酸缺乏症的一种潜在有效方式,研究糯玉米杂交当代F0籽粒叶酸性状的遗传效应对玉米叶酸营养强化具有重要意义。在玉米籽粒中,5-甲基四氢叶酸(5-M-thf)和5-甲酰四氢叶酸(5-F-thf)是天然叶酸存在的主要形式,为研究其杂交当代遗传效应,本研究以5个糯玉米自交系为亲本,按照完全双列杂交的方式组配了20个杂交组合,并测定亲本和杂交组合F0籽粒中5-M-thf和5-F-thf含量。结果表明在所有杂交组合中,5-M-thf含量均高于5-F-thf含量,其中,ZN3/J6组合中5-M-thf的含量最高,为432.85 ug/100 g(冻干);BN2/ZN3组合中5-F-thf的含量最高,为115.64 ug/100 g(冻干)。计算杂交当代叶酸性状的杂种优势,发现在所有组合中5-F-thf均表现正向杂种优势,而不同杂交组合的5-M-thf的杂种优势表现存在差异。进一步分析叶酸性状的遗传力和母体效应,发现5-F-thf的遗传力(0.81)高于5-M-thf,5-M-thf的母体效应(0.16)高于5-F-thf。综上,糯玉米籽粒中叶酸含量存在当代杂种优势和母体效应,且不同形态的叶酸在杂交当代的遗传表现不同,在不同玉米材料杂交时选择BN2、ZN3等高叶酸自交系作为母本更有利于获得高叶酸含量的杂交籽粒。

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    • 青稞品种的专用化鉴定与综合评价

      2023, 24(2):483-492. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220917001

      摘要 (136) HTML (53) PDF 1000.51 K (391) 评论 (0) 收藏

      摘要:青稞是我国青藏高原地区藏族同胞的主要粮食作物,青稞产业健康发展事关藏区的粮食安全和繁荣稳定。青稞秸秆是牦牛的主要饲草来源,因此藏区青稞育种需要同时兼顾粮、草生产。为寻求粮草双高型青稞品种的评价方法,筛选出适宜的优良青稞品种,缓解藏区粮草短缺的问题,本研究选取15个青稞品种,于2020和2021年度在西藏昌都和青海海西主产区开展小区试验,调查生育期及产量相关农艺性状15个,观察系列品种对5种主要病害的田间自然发病表现,并测定15个全株饲用品质指标。通过聚类分析、多重比较分析、主成分分析、灰度关联以及丰产稳产性分析,综合评价青稞品种的农艺性状和全株饲用表现。初步获得了一套完整的青稞品种评价方法,筛选出优质粮草双高型青稞品种1个(甘青9号)、籽粒高产型青稞品种1个(昆仑15号)、青贮型青稞品种2个(康青7号和藏青22)。

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    • 中国板栗可溶性糖相关性状多样性分析

      2023, 24(2):493-504. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220923001

      摘要 (145) HTML (54) PDF 725.32 K (500) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了向板栗资源挖掘、利用及优异基因定位提供数据基础和理论依据,本研究采用HPLC等方法对来源我国10个板栗主产省市的121个品种(系)果实采后17个可溶性糖相关性状系统检测,并进行了遗传变异分析、Shannon-weaver指数多样性分析、主成分分析和聚类分析。结果表明:(1)中国板栗品种可溶性糖相关性状具有丰富的多样性,变异系数和多样性指数分别为20.57% 和1.89;不同省区间板栗遗传变异和多样性存在差异,陕西品种变异程度最大,变异系数为20.73%;河北品种多样性水平最高,多样性指数为1.88;安徽遗传变异和表型多样性水平都最低,变异系数和多样性指数分别为12.27% 和0.97。(2)果实蔗糖含量、果糖含量、甘露醇含量和已测糖类的总和(蔗糖、麦芽糖、水苏糖、果糖、甘露醇和山梨醇的含量总和)在省(群体)间差异不显著,可溶性固形物含量、可溶性总糖含量、麦芽糖占比、水苏糖含量、水苏糖占比、山梨醇含量和山梨醇占比这7个性状在群体间差异极显著,且不同地域间变异丰富,多样性程度高。(3)17个性状的群体间表型分化系数为13.04%,群体内变异占比86.96%,说明板栗果实可溶性糖相关性状的变异主要来源于群体内。(4)主成分分析表明,第一主成分贡献率为30.609%,主要特征向量为可溶性总糖含量(0.708)、蔗糖含量(0.619)、蔗糖占比(0.921)、麦芽糖占比(0.623)、水苏糖占比(0.664)、已测糖类的总和(0.647)及占比(0.951),可以利用该因子作为板栗果实甜度和口感的综合评价指标。(5)聚类分析将121份品种(系)分为2个类群,基本按地理距离而聚类。

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    • 马铃薯营养品质变异特征及优异品系发掘

      2023, 24(2):505-513. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220923004

      摘要 (144) HTML (65) PDF 932.07 K (355) 评论 (0) 收藏

      摘要:选育营养品质优良的马铃薯品种有利于加工行业的发展和人们日常膳食营养的丰富,也有利于供给侧种植结构的调整。蛋白质、维生素C和钾是马铃薯的重要营养品质性状。本研究以118份马铃薯后代品系为材料,研究了马铃薯蛋白质、维生素C和钾含量的遗传变异特征,以及3个品质性状间的相关性,并综合应用聚类分析和二维象限法进行优质品系发掘。分析表明,蛋白质、维生素C和钾含量的变异系数分别为16.34%、26.01%和14.19%,遗传多样性指数分别为1.9744、1.9952和2.0411,显示这3个品质性状具有较广泛的遗传基础。相关性分析发现,马铃薯块茎蛋白质含量和钾含量呈极显著正相关。经聚类分析,可将118份品系分为4个类群,第Ⅰ类为低蛋白低维生素C低钾群体,第Ⅱ类为高维生素C低蛋白低钾群体,第Ⅲ类为高蛋白高钾群体,第Ⅳ类为高维生素C群体。在此基础上,应用二维象限分析筛选出20份兼具多个较高营养品质的马铃薯品系。本研究筛选出营养品质性状优良且适宜在福建省种植的马铃薯品种,为马铃薯高营养品质品种选育和品质形成基础研究提供有用材料。

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    • 红麻种质资源对根结线虫抗性鉴定与评价

      2023, 24(2):514-522. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220927001

      摘要 (101) HTML (28) PDF 1.13 M (389) 评论 (0) 收藏

      摘要:为鉴定我国红麻种质资源对根结线虫病的抗病性,本研究采用SCAR引物对侵染红麻的根结线虫种群进行了鉴定,并采用田间自然发病及盆栽接种鉴定的的方法,对220份红麻野生或栽培种质资源的根结线虫抗性进行了鉴定与评价。研究结果表明,侵染红麻的线虫种类为南方根结线虫(Meloidogyne incognita)。田间抗性鉴定结果显示高抗红麻资源有133份,占资源总数量的60.45%,玫瑰茄、红叶木槿和金钱吊芙蓉全部表现为高抗,高抗比率最高。盆栽接种鉴定结果显示免疫资源有7份,占资源总数的3.18%;高抗资源有98份,占资源总数的44.55%;玫瑰茄均鉴定为高抗等级。红麻种质在田间自然发病和盆栽发病抗性鉴定存在一定的差异,两种方法鉴定结果一致的种质资源共有98份,其中高抗资源69份,占交集资源数量的70.41%;高抗资源中有49份来源于栽培红麻,10份来源于野生近缘,其余来源于玫瑰茄、玫瑰麻和红叶木槿,1份高感品种来自于野生近缘。本研究结果为红麻种质资源发掘利用提供科学依据。

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    • 基于SSR标记的江西省枫香古树遗传多样性评价

      2023, 24(2):523-531. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220830003

      摘要 (175) HTML (47) PDF 918.15 K (411) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用14对SSR引物对江西省9个枫香古树群体的222个单株进行毛细管电泳测序,利用GenAIEx、CERVUS和Structure软件,进行遗传多样性与聚类分析。结果表明14个SSR位点平均观测等位基因数(Na)为8.143个,平均有效等位基因数(Ne)为2.819个,Shannon信息指数(I)平均值为1.009,平均期望杂合度(He)和观测杂合度(Ho)分别为0.504和0.470,多态信息含量(PIC)平均值为0.513。宁都(ND)群体具有最高的遗传多样性(He=0.551),湾里(WL)群体的遗传多样性最低(He=0.394)。在地区水平,赣南(He=0.534,n=8)和赣北(He=0.505,n=14)地区具有较高的遗传多样性和特有等位基因;赣中地区具有最低的遗传多样性(He=0.473)和最少的特有等位基因(n=2)。分子方差分析(AMOVA)结果表明枫香群体内变异为92%,显著高于群体间变异8%,与遗传分化系数(Fst=0.133)一致,有可能是较高的基因流造成的(Nm=2.995)。主成分分析和聚类分析表明9个群体可分成3大类群,不同枫香古树群体间存在较为强烈的基因渐渗。研究结果为枫香古树的利用及保护提供科学依据,在今后的枫香育种工作中,要加强对枫香古树个体的保护,可以加强在赣北、赣南地区群体内开展优树选择,有可能含有特定的基因类型资源,可以获得更大的遗传增益。

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    • 世界主要葡萄种质资源数据库的功能与使用

      2023, 24(2):532-549. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220806001

      摘要 (135) HTML (88) PDF 1.15 M (485) 评论 (0) 收藏

      摘要:葡萄是世界上栽培范围最广的果树之一,种质资源丰富。种质资源圃长期进行种质资源的收集与保存工作,积累野生种、地方品种、育成品种、育种材料、珍稀资源和近缘植物等资源,但传统的种质资源信息常以纸质形式呈现,并不便于信息管理,随着互联网技术的发展,线上种质数据库在信息共享、性状评价、种质保护与利用等方面逐渐展现出了明显优势。在国内外的种质资源数据库中,有各种类型的葡萄相关数据库。数据库不仅向决策部门、品种审定机构等提供数据信息,也为种质资源和生物技术研究人员、种质库管理以及种子、饲料、酿酒等企业服务。本文主要选取了覆盖范围较广的欧洲葡萄数据库(The European Vitis Database)、国际粮食和农业植物遗传资源数据库(Genesys PGR)、美国农业部种质资源信息网(GRIN,Germplasm Resources Information Network)、中国作物种质资源信息系统(CGRIS,Chinese Crop Germplasm Resources Information System) 4个数据库进行功能介绍与信息统计,对数据库收录的原产地、属种、果色、用途、香气、植物学特性等进行数据分析,以期促进种质创新技术研发,提高种质资源的共享效率,为在线数据库的高效利用以及我国数据库未来的建设提供参考。

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    • 玉米乙烯信号转导相关基因ZmEIL2的克隆及表达分析

      2023, 24(2):550-558. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220920002

      摘要 (142) HTML (52) PDF 1.38 M (403) 评论 (0) 收藏

      摘要:EIN3/EILs(Ethylene-insensitive proteins/ethylene-insensitive 3-like)家族蛋白是乙烯信号转导途径中的主要成员,在植物生长发育及胁迫响应中发挥着重要调控作用。本研究以玉米(Zea Mays L.)自交系B73为材料,从中分离了乙烯信号转导相关的ZmEIL2基因,并对其进行生物信息学、亚细胞定位及表达模式分析。结果表明,ZmEIL2基因的开放阅读框(ORF, open reading frame)全长1,788 bp,编码595个氨基酸残基,蛋白分子量为63.81 kD,理论等电点为6.34,保守结构域分析表明ZmEIL2基因具有EIN3/EILs家族所特有的EIN3结构域。系统进化分析表明ZmEIL2蛋白与高粱(Sorghum bicolor L.) SbEIL1蛋白亲缘关系最近,与拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)和大豆(Glycine max (L.) Merr.)的EIL蛋白亲缘关系较远,且不同物种间存在明显的种属特性。亚细胞定位发现该基因同时定位于细胞膜和细胞核。组织特异性表达分析表明ZmEIL2基因在玉米苞叶中的表达量最高,其次为雌穗、雄穗和花丝,在穗位叶中的表达量最低。同时,ZmEIL2基因的表达受到脱水、PEG、ABA、高盐、高温和低温等非生物胁迫的显著诱导,其中对PEG、ABA、高盐的响应较为强烈,同时叶片中ZmEIL2基因的表达水平明显高于茎和根系。研究结果将为深入研究ZmEIL2基因响应逆境胁迫的分子机理奠定理论基础。

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    • 玉米K718d矮秆基因的定位及候选基因分析

      2023, 24(2):559-568. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220925002

      摘要 (141) HTML (67) PDF 1.74 M (409) 评论 (0) 收藏

      摘要:为发掘玉米矮秆基因,解析矮化机理,以玉米矮秆突变体K718d、野生型K718及其F2分离群体为材料,结合BSA全基因组重测序(BSA-reseq)和转录组测序(RNA-seq)定位矮秆基因。在1号染色体上检测到3个侯选区域,总长度为21.03 Mb,包含基因438个。共鉴定出差异表达基因2374个,其中上调基因1452个,下调基因922个。KEGG分析显示,差异表达基因主要涉及苯丙烷代谢、脂肪酸链延长和半乳糖代谢等通路。基因功能注释显示,差异表达基因参与细胞生长发育、细胞壁组成和植物激素合成代谢等过程。BSA-reseq与RNA-seq联合分析,共筛选出基因26个,其中非同义突变基因19个。结合同源基因功能注释、基因表达量和生物信息学分析,初步获得与植物激素代谢相关的Zm00001d032035Zm00001d032422候选基因2个。PCR扩增和qRT-PCR 分析显示,与K718相比,K718d中2个基因编码区碱基和氨基酸序列均有不同程度突变,基因表达量均极显著降低。研究结果为进一步克隆矮秆基因和育种应用提供参考。

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    • 不同超长链脂肪酸延长酶基因FAE1芥酸合成功能的比较

      2023, 24(2):569-583. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220913001

      摘要 (155) HTML (67) PDF 1.71 M (464) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物芥酸是在以FAE1Fatty acid elongase 1)编码的β-酮脂酰-CoA合酶为关键限速酶的多酶复合体的催化下合成的,主要以TAG形式储存于种子中,是一种重要的油脂化工原料。不同植物来源的FAE1基因序列差异是导致其芥酸合成能力差异的根本原因。为分离和鉴定芥酸高合成能力的FAE1,本研究采用同源克隆法从油菜、海甘蓝、旱金莲和荷包蛋花等4种植物中克隆获得了12条正常编码的FAE1基因序列,并分别构建表达载体在酵母中进行诱导表达和芥酸含量比较分析。结果表明,源于不同植物的12条FAE1基因cDNA序列一致性介于52.1%~99.9%,氨基酸序列一致性介于49.9%~99.8%,FAE1基因具有明显的种属特性。酵母表达及GC-MS分析结果表明,源于绵油328、海甘蓝和荷包蛋花的8个FAE1基因具有超长链脂肪酸合成能力,其中CaFAE1-3合成芥酸能力最强(4.82%),其次为GjFAE1-1(4.53%),LdFAE1合成芥酸能力最弱(0.29%);CaFAE1-3对C20∶1转化率可达95.39%,在高芥酸育种领域具有极大的应用潜力。另外4个源自阳光80和旱金莲的FAE1基因均不具有芥酸合成功能,因为GyFAE1-2、TmFAE1-1和TmFAE1-2在保守的半胱氨酸或(和)组氨酸位点存在突变,而GyFAE1-1存在1个R395K突变,导致酶活丧失。本研究增进了对FAE1基因结构与功能之间关系的认识,为油菜和海甘蓝的高芥酸育种及芥酸性状基因工程改良提供了科学依据。

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