摘要:玉米是重要的粮食和饲料作物，为畜禽提供必需的代谢能和营养物质，饲料的营养价值与蛋白质及氨基酸组成比例密切相关。玉米籽粒蛋白质中氨基酸组成不平衡，添加豆粕可以补充玉米中缺乏的赖氨酸和色氨酸。然而，含硫氨基酸（半胱氨酸和蛋氨酸）也是大豆中的限制性氨基酸，其中蛋氨酸直接影响畜禽的机体蛋白质合成速率，进而影响肉蛋奶的产量。因此，提高玉米含硫氨基酸特别是蛋氨酸含量对畜牧业发展意义重大。我国玉米种质资源中缺乏高蛋氨酸种质，且育种进程缓慢。近年来，随着人们对植物硫元素的吸收和转运机制的深入研究，初步构建了含硫氨基酸代谢调控网络。本研究概括了近年来关于提高作物含硫氨基酸代谢机制的研究结果，提出将群体遗传学、比较基因组学及分子生物学相结合挖掘候选基因的新策略，并利用现代生物育种技术提高玉米籽粒蛋氨酸含量，为优质蛋白玉米遗传改良提供参考。

摘要:黑米和红米特种稻是一类由于色素沉积而导致种皮表现出黑（紫）色或红色的特殊稻种资源，其营养物质丰富，除了含有比白米更多的蛋白质、矿物质及膳食纤维外，还富含花青素（原花青素）、黄酮类、萜类等生理活性物质，其营养物质及价值都远超白米，因此受到越来越多稻米消费者的青睐。我国黑米和红米资源丰富，合理利用这些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。本文分4个阶段概括了黑米和红米的研究历史并介绍了我国黑米和红米资源的分布情况，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，为黑米和红米的新品种培育及进一步开发利用提供参考。

摘要:番茄作为重要的蔬菜作物之一，鉴定番茄种质资源的抗旱性及筛选抗旱番茄种质资源对番茄育种具有重要意义。本研究利用12.5% PEG-6000溶液对92份番茄种质资源进行干旱胁迫处理，测定发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、根长、芽长等6个抗旱性相关指标，运用相关性分析、主成分分析、隶属函数法和聚类分析进行番茄萌发期抗旱性评价及筛选。结果表明，干旱胁迫下6个指标均显著降低，其中活力指数和发芽势降低最大。通过主成分分析将6个指标转化为2个新指标，累计贡献率达86.657%。基于相关性和主成分分析，筛选出发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数作为萌发期抗旱性鉴定的主要指标，利用隶属函数法结合聚类分析将番茄种质资源分为4类，其中抗旱型19份、较抗旱型41份、较敏感型18份、敏感型14份；通过增大、减小PEG-6000溶液浓度，进一步筛选出抗旱性强的密植红番茄和锦农矮秧两个品种，敏感性强的北京早红和大红袍两个品种。本研究结果可为番茄种质资源的抗旱性研究提供理论基础。

摘要:玉米成熟期籽粒含水量（KMC，kernel moisture content）是影响玉米机械化粒收的关键因素，利用多位点全基因组关联分析（ML-GWAS，multi-locus genome-wide association study）挖掘与籽粒含水量相关性状显著关联的遗传位点，解析其遗传基础，可为适机收玉米品种的选育和遗传改良提供参考。本研究以205份玉米自交系为材料，在4个环境下测定成熟期籽粒、苞叶与穗轴的含水量，使用mrMLM、FASTmrMLM、FASTmrEMMA、pLARmEB、pKWmEB和ISIS EM-BLASSO 6种多位点关联分析方法结合分布于全基因组的76492个单核苷酸多态性位点（SNP，single nucleotide polymorphism）进行关联分析，挖掘其候选基因并进行基因注释。表型分析显示，205份材料的籽粒含水量相关性状的变异系数在10.47%~33.90%，广义遗传率在67.39%~81.24%。6种ML-GWAS方法共检测到26个、15个和23个SNP位点分别与籽粒含水量、苞叶含水量和穗轴含水量显著关联；其中3种及以上方法共同检测到14个显著关联SNP位点，表型贡献率（PVE，phenotypic variation explained）在1.13%~17.21%。6种方法中pLARmEB检测到的显著位点最多，FASTmrEMMA检测到的最少。基于3种及以上方法共同检测到且平均PVE≥5%的显著SNP位点为Chr1_9232728、Chr4_176596174、Chr8_57716249和Chr5_191021635，在这4个SNP位点上下游220 kb共挖掘到17个候选基因，主要富集到细胞解剖实体、新陈代谢过程和细胞进程与催化活性，推测这些基因通过调节细胞代谢与催化活性最终影响玉米籽粒、苞叶和穗轴的含水量。

摘要:稳定遗传的雌性不育系是薏苡实现杂种优势利用的关键，雌性不育基因的利用也是实现轻简化杂交种制种的重要途径。本研究团队在资源鉴定过程中首次发现了在自然条件下产生的薏苡雌性不育遗传材料FS2106。以FS2106为试验材料，对其表型、花粉活力和染色体数目进行鉴定，以其为父本与2个可育薏苡材料配制杂交组合，观测雌性不育性、柱头颜色、叶鞘颜色和总苞质地4个性状在F₁、F₂群体中的性状分离情况，并通过χ²检验揭示其遗传方式和遗传规律。结果表明，FS2106植株的株高、茎粗、分蘖数、叶长和叶宽的平均值分别为86.9 cm、4.9 mm、33.4 个/株、34.3 cm和2.2 cm；开花期雌穗不发育、雄穗发育正常，产生正常活力花粉，雌性不育性状稳定；染色体数目为2n=20，倍性正常。χ²检验显示，FS2106植株的雌性不育性属于单基因控制的隐性核遗传，其紫色叶鞘、紫色柱头颜色、总苞质地性状均为单基因显性遗传，而且总苞质地性状位点表现为杂合子。FS2106的发现及其雌性不育基因的挖掘为薏苡杂种优势利用和杂交制种提供了基础材料，叶鞘颜色、柱头颜色和总苞质地性状也可做为育种应用的重要标记性状。

摘要:为了探究葡萄种质资源果实香气成分的遗传多样性，以62份葡萄种质资源作为试验材料，采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术检测样品中的挥发性物质，进行显著性分析。鉴定葡萄种质资源幼叶上表面颜色、幼叶上表面光泽、幼叶花青素着色和成熟果肉香味等8个农艺性状，将其与挥发性物质进行相关性分析，并进一步通过非度量多维尺度分析（NMDS，non-metric multidimensional scaling，stress<0.2）和正交偏最小二乘-判别分析（OPLS-DA，orthogonal partial least squares-discriminant analysis）筛选出特征挥发性物质。结果表明，在62份葡萄种质资源中共检测到7类99种挥发性物质，主要是醇类、酯类和萜烯类，含量分别为13.83 mg/L、13.53 mg/L、8.99 mg/L。各类挥发性物质之间存在显著的差异。8个农艺性状与香气物质相关性分析结果显示，幼叶上表面颜色、上表面光泽、花青素着色、果皮颜色、果肉香味与萜烯类、酯类及酮类具有显著相关性。非度量多维尺度分析可以明显区分幼叶花青素着色极弱的种质和幼叶花青素着色中的种质。以变量投影重要性VIP（Variable importance in projection）>1，P<0.05为标准，筛选到17种主要的挥发性物质，其中正己酸乙酯的VIP值最高（4.07），萜烯类中橙花醇VIP值最高（2.07）。本研究结果可为改善浆果香气品质性状和葡萄种质资源的创新提供一定的理论参考。

摘要:本研究旨在探明不同种源野生油茶（Camellia oleifera）果实表型性状的遗传多样性，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（自治区）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，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%，说明不同种源野生油茶果实表型性状变异丰富。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互相呈极显著正相关，果皮厚度和鲜出籽率呈极显著负相关。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。聚类分析表明，16个种源在欧式距离10处被分为Ⅰ和Ⅱ类，同时进一步在欧氏距离5处分成不同的亚类，第Ⅰ类在生产加工中比较方便，第Ⅱ类在产量和收益上更具优势。本研究野生油茶果实表型性状变异丰富，可根据育种目标选择不同类群种源作为育种材料。

摘要:苹婆又名凤眼果、九层皮等，是药食两用坚果类植物。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。相关性分析表明，种子重量分别与果实纵径、单果重、单果种子总重、种子纵径、种子横径呈极显著正相关，出种率与果实横径呈极显著负相关，可溶性蛋白含量与可溶性糖含量呈极显著正相关。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。通过鉴定评价，筛选出果形大、淀粉含量高、可溶性糖和可溶性蛋白含量丰富的优异种质资源6份。

摘要:籽粒性状直接影响水稻的产量和品质，因此，解析水稻籽粒性状的遗传机制对提高水稻产量和品质至关重要。本研究以籽粒性状差异较大的穞稻和广百香占为亲本构建定位群体，利用水稻1 K mGPS SNP芯片对定位群体进行基因分型，构建了包含770个Bin标记的高密度遗传图谱，通过QTL定位分析，最终鉴定出17个调控籽粒性状的QTLs，其中粒长QTL 4个，粒宽QTL 3个，粒厚QTL 3个，长宽比QTL 2个，千粒重QTL 5个，LOD值介于2.55~42.44之间，表型贡献率介于4.73%~29.63%之间。在这17个QTLs中，9个为已知粒型基因位点，8个可能是新鉴定位点，分别为粒长qGL6，粒宽qGW5、qGW10和qGW12，粒厚qGT10，长宽比qGLWR5-2，千粒重qTGW10和qTGW11。根据新发现粒宽QTL（qGW5）定位区间内的基因注释、与拟南芥的同源基因比对、时空表达分析、激素响应分析和序列分析，最终筛选到1个编码CCCH类锌指蛋白的调控水稻粒宽的候选基因Os05g0195101。本研究为进一步开展水稻籽粒性状基因的克隆和遗传调控的解析奠定了基础。

摘要: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，采用分子标记对胚乳直链淀粉合成调控基因Waxy进行基因分型，并选取不同直链淀粉含量代表种质资源进行基因测序和差异位点分析。结果表明，100份糜子种质资源直链淀粉含量变化幅度为0~22.78%，平均6.07%，直链淀粉含量低于3.7%的糯性材料占36%，完全糯性材料占24%；支链淀粉含量变化幅度为4.55%~56.73%，平均15.30%。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 ACC I和EcoN I剪切，可鉴别出L_C、L_Y、L_F基因型。100份糜子种质共发现9种基因型，其中S₀/L_c数量最多，占33%，S_-15/L_F占25%，杂合型S₀S_-15/L_F、S₀S_-15/L_C、S₀S_-15 /L_YL_F各占2%。通过Waxy基因序列比对，在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号等种质资源中发现了大量新的SNPs位点，可用于基因功能和糜子育种材料创制研究。本研究结果为糜子分子育种工作及品质改良提供了理论依据。

摘要:为探究猕猴桃雌雄异株变异为雌雄同株的分子机制，本研究对满天红猕猴桃雌雄同株变异株的雌花与雄花进行了转录组测序、生物信息学分析及qRT-PCR验证。转录组差异表达基因鉴定结果表明，雌花和雄花间共有337个差异表达基因，雄花中有241个基因表达量上调，有96个基因表达量下调。差异表达基因的GO与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；下调的基因则主要富集在次生代谢物合成、类胡萝卜素合成等途径。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，其在雌花、雄花中的表达水平与转录组数据一致。本研究结果为猕猴桃雌雄同株材料的创制提供了一定的理论依据。

摘要:甘薯在储藏过程中受到低温冷害会大大降低甘薯的商品价值，因此研究甘薯耐低温储藏的分子机制，减少低温在甘薯储藏过程中的影响具有重要意义。本研究选取了较耐低温储藏、不耐低温储藏以及表现居中的3个甘薯品种商薯19（S19）、烟薯25（Y25）和苏薯16（S16），分别在9℃和6℃储藏35 d。提取上述处理的薯块总RNA进行转录组测序和比较分析，发现与对照相比，S19在低温储藏后的差异表达基因较少，而Y25则相反，S16居中。差异表达基因KEGG和GO分析发现，甘薯块根在低温胁迫下蛋白酶体相关基因的表达水平较高。最终，通过比较不同品种不同温度下的转录组数据，得到响应储藏期低温胁迫的候选基因Ibat.Brg.02F_G010830，该基因注释为冷胁迫响应类受体蛋白激酶。qRT-PCR验证该基因的表达与转录组数据相一致。进一步分析了该基因及其等位基因和同源基因的进化关系，并分析了该基因在不同品种中的变异。本研究将为甘薯低温储藏响应机制解析以及耐低温储藏品种的选育提供支撑。

摘要:植物生长调节剂5-羟色胺（5-HT，5-hydroxy-tryptamine）已应用于农业生产，以提升作物抗旱性，然而其转录水平的分子机制尚不清楚。本研究通过转录组测序、内源激素水平和抗氧化酶活性的综合评价，探讨模拟干旱胁迫下蜡杨梅幼苗响应外源5-羟色胺的生理和分子影响机制。结果表明，50 μmol/L的5-HT处理显著提高了蜡杨梅根系中脱落酸和茉莉酸含量，而100 μmol/L的5-HT处理的结果则刚好相反。50 μmol/L的5-HT处理诱导丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性显著升高，而过氧化氢含量则显著降低。基于上述两种浓度水平的5-羟色胺处理基因集富集分析结果表明，差异表达基因集主要包括抗氧化酶活性、氧化还原酶活性、生长素和赤霉素介导信号传导、细胞壁生物合成、木聚糖生物合成、果胶代谢、次生代谢物生物合成、苯丙烷和半乳糖醛酸代谢等。与抗氧化酶活性及激素代谢相关的差异表达基因主要为PER、LAC、DHAR和PIN等。通过加权基因共表达网络分析发现8个共表达基因模块与5-羟色胺及干旱胁迫显著相关，其中枢纽基因KAB1218346.1（LOX3）、KAB1219593.1（WRKY53）和KAB1217691.1（CZF1）主要参与激素代谢和转录调控，上述关键基因及其分子调控机制将是今后研究的重要对象。

摘要:种质资源是农业科技原始创新与现代种业发展的物质基础，优异种质为培育优良棉花品种提供了材料基础。本研究以230份棉花种质资源为材料，利用遗传多样性、相关性分析、主成分分析以及聚类分析等方法对其13个表型性状指标进行分析。结果表明，13个性状的变异系数在0.90%~22.43%之间，其中整齐度指数的变异系数最小，单株结铃数的变异系数最大。各表型性状的遗传多样性指数在1.92~2.07之间，马克隆值的遗传多样性指数最大，单株结铃数的遗传多样性指数最小。主成分分析结果显示，6个主成分的累计贡献率可达74.413%，其中第1主成分、第5主成分和第6主成分可合并为纤维品质因子，第2主成分、第3主成分可合并为棉花产量因子，第4主成分为植株性状因子。聚类分析把230份棉花种质资源材料分成3类，其中类群II是产量与纤维品质性状综合表现较好的类群。最后依据综合评价D值进行评价，初步筛选出29份表现较好的棉花品种，在育种工作中可根据育种目标对其进行针对性的改良。

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，落叶前期、落叶中期和落叶后期分别获得1400个、2466个和935个差异表达基因，其中落叶中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、转录调节活性以及对氧化应激的反应、细胞葡聚糖代谢过程、葡聚糖代谢过程、细胞外围、细胞壁等相关基因在这3个时期品种间均表现出显著差异。KEGG分析表明，落叶中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，通过对以上4个途径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、吲哚乙酸诱导蛋白、吲哚-3-乙酸-氨基合成酶、过氧化物酶、β-葡萄糖苷酶、发病相关基因转录激活因子AP2和发病机制相关蛋白等13个基因，这些基因可能与柠檬叶片脱落的调控有关。qRT-PCR验证这些基因的表达与转录组数据相一致。以上结论丰富了柠檬叶片脱落相关研究，为柠檬落叶候选基因筛选、落叶途径解析提供可靠数据。

摘要:大米镉超标问题严重威胁人体健康。水稻镉吸收转运基因OsNramp5的功能缺失可有效降低镉在稻米中的积累。为了快速创制镉低积累的水稻新种质，本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除三系杂交稻优质抗病恢复系川恢491（R491）中的镉吸收转运基因OsNramp5，获得了多种不同突变方式的编辑植株，并筛选出单靶点突变无转基因成份的两种纯合突变株系（KO1和KO2） 。在镉污染土壤中种植并测定野生型和敲除植株糙米的镉含量，结果显示，相比于野生型R491，敲除株系KO1和KO2糙米中的镉含量显著下降，均降低约90%左右。农艺性状调查结果发现，相比野生型R491，KO1突变株系的农艺性状没有显著差异，但KO2突变株系的株高、结实率和千粒重显著降低。因此，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除镉吸收转运基因OsNramp5可快速创制镉低积累的水稻新种质，本研究创制的新种质为加速培育可在镉污染区种植的安全水稻品种提供了新的遗传资源。