《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。

 连续入选中国科学技术信息研究所“中国科技核心期刊”,2017、2020年入选第四届、第五届中国精品科技期刊;入选CSCD核心期刊、中国农林核心期刊、全国中文核心期刊;被《世界期刊影响力指数(WJCI)报告》收录。

   2021年最新影响因子2.109 (cnki)。

 

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    2022,23(3):627-635, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220125002
    摘要:
    作物种质资源是推动现代种业创新的物质基础、推进农业高质量发展的“芯片”,是保障国家粮食安全、建设生态文 明、维护生物多样性的战略性资源。如何对种质资源进行有效管理,是种质资源安全保护和高效利用的重要一环。首先,本文 分析了联合国粮农组织、联合国环境规划署和国际植物新品种保护联盟等国际组织对作物种质资源的管理体系和保护与利用 体系,并以美国、日本、巴西和印度为例介绍了在针对种质资源的法律法规、经费支持、运行机制等方面的现状;然后,介绍了 我国种质资源管理的政府主导阶段、行政指导下的技术部门负责阶段和依法管理阶段等三个发展阶段的种质资源管理工作, 同时阐述了我国现行种质资源的管理体系、运行体系及保障机制等;最后,结合国内外种质资源管理发展现状及趋势,借鉴国 际种质资源管理的好的做法,对我国种质资源管理未来开展的重点工作提出建议,以期促进种质资源的保护和利用。
    2022,23(3):636-643, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211206002
    摘要:
    作物种质资源保护经过近百年来的发展,逐步形成以非原生境保护与原生境保护为基础的整体保护策略,其要点: 一是每一种作物种质类型,依据其生物学特性及其保护利用的需求,需发展适宜的保存方式 / 技术,实现种质资源遗传完整性 或潜在进化能力的保护;二是一种作物种质资源,需组合多种保存方式,对其全体基因源实现完整的保护;三是在国家(区域) 层面,需采用原生境和非原生境保护的方式,以及实行中期、长期与备份保存机制,实现种质资源多样性、完整性和安全性的保 护,以供持续利用。至 2021 年底,我国已建成包括长期库、中期库、复份库、种质圃、试管苗库、超低温库在内的非原生境保存 设施 55 个和原生境保护点 214 个,在国家层面上初步对作物种质资源实现了整体保护,保存总量达到 52.8 万份,为我国作物 育种、种业发展和农业原始创新提供了雄厚的物质基础。本文阐述了作物种质资源整体保护策略的内涵、科学基础、及其国内 外的应用实践,以期能进一步促进我国作物种质资源保护与利用的发展。
    2022,23(3):644-653, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211106002
    摘要:
    盐碱地是农业种植的重要后备耕地资源,但其高盐碱度特性严重制约了作物的种植。培育适宜盐碱地种植的作物, 对保障粮食安全具有重要意义。近年来,耐盐水稻成为盐碱地改良与利用的首选粮食作物,因此,耐盐性遗传改良已成为水稻 遗传育种的一个重要研究方向。高浓度盐胁迫对水稻各生育期的生长发育都会造成影响,导致水稻产量与品质显著下降。水 稻耐盐分子机制的研究对培育耐盐水稻品种具有重要指导意义。本文从离子稳态调节、渗透调节、抗氧化调节、气孔调节以及 信号分子调节等 5 个方面综述了水稻耐盐适应性分子机制研究的最新进展,进一步介绍了国内外水稻耐盐性遗传改良的情 况,并重点总结了负调控水稻耐盐性功能基因的鉴定,以及基于基因组编辑技术的水稻耐盐性分子改良;同时还探讨了未来 值得重点关注的方向及策略,以期为高效培育耐盐性强、综合性状优良的水稻品种提供参考。
    2022,23(3):654-669, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211119001
    摘要:
    本研究基于 Web of Science(WOS)数据库和 CNKI(中国知网)数据库收录的兰科植物功能基因相关文献,借助 CiteSpace 计量工具,采用文献计量方法和知识图谱可视化技术对领域内 2002-2020 年间的文献进行定量统计和数据分析。 在回顾近 19 年间国内外学者对兰科植物功能基因研究的探索历程及应用现状的同时,探究了该研究领域的文献发布时间、 作者和国家发文量、期刊共被引分析、知识基础、关键词研究热点及主题演化的网络特征,揭示了不同时段研究热点的变化规 律,并对目前该领域需解决的问题以及未来探索方向进行讨论,以期为兰科植物的进一步开发、创新和应用提供理论支撑。结 果表明:(1)兰科植物功能基因研究经历了 3 个阶段(形成期、成长期、稳定发展期),发文量整体呈稳步增长趋势。(2)研究 热点聚集于物种形成、转录组学、遗传转化、ISSR 和 ITS 分子标记等方向;功能基因以 MADS-box、ACS、MYB 等基因为主,其 中对参与调控花器官发育的 MADS-box 基因的研究最为广泛。(3)国内外形成了以 Chen HW(陈虹桦)、Tsai WC(蔡文杰)、 Tamura K、刘仲健、朱紫乐、崔波、孙崇波和吴建设等为主的核心作者群,但团队之间合作较为疏散。
    2022,23(3):670-677, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211111001
    摘要:
    花青素是植物中重要的类黄酮化合物,在果实着色、抗逆境等方面起着重要的生理作用。富含花青素的食物对人 体也有良好的保健作用,如抗衰老、防止血管硬化等。花青素的生物合成与积累不仅受到自身结构基因、调节基因以及植物激 素的影响,也会受到外界环境因素(如光照、温度等)的影响。其中,光照是影响植物花青素合成与积累的重要因素之一,因此 解析植物从接收光信号到影响花青素合成的调控机制有重要的生物学意义。HY5(ELONGATED HYPOCOTYL5)作为碱性 亮氨酸拉链(bZIP,basic leucine zipper)类转录因子,在调控植物生长发育的过程中发挥着重要的作用,它是第一个被发现参 与光形态建成的转录因子,在植物花青素生物合成的过程中也发挥着关键性的调控作用。本文综述了 HY5 蛋白在植物花青 素合成通路中响应光信号机制并激活下游转录因子和结构基因的转录特征,概述了该转录因子与 BBX 蛋白互作进而调控花 青素合成积累过程,旨在为后续深入阐明 HY5 介导植株类黄酮化合物代谢及响应光信号机理提供理论依据。
    2022,23(3):678-690, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211206001
    摘要:
    小麦叶锈病严重危害我国小麦生产安全,培育持久性抗病品种是防治小麦叶锈病最为经济有效的方法之一。本试 验通过已知抗病基因连锁的分子标记检测结合基因推导、系谱分析和成株期抗病鉴定对 63 个小麦高代品系进行抗叶锈病鉴 定,进而推导其所含的抗病基因。在苗期,对 63 个小麦高代品系材料和 36 个含有已知抗病基因的载体品种,比较了接种 17 个具有不同毒性的叶锈菌生理小种的抗病反应,并利用 10 个已知抗叶锈病基因连锁分子标记检测供试材料。2018-2019 年 度分别在河南周口和河北保定对 63 份小麦高代品系进行病害严重度调查,筛选具有成株抗叶锈病的品系。结果表明,在 63 个品系中,含有 Lr26、Lr45、Lr17 和 Lr1 的品系分别有 18 个、14 个、11 个和 10 个。此外,含有 Lr10、Lr11 和 Lr46 的品系分 别有 2 个,含有 Lr2a、Lr2b、Lr15 和 Lr37 的品系各有 1 个。17 个品系在田间表现为成株期慢叶锈病抗性。上述含有抗叶锈 病基因的品系为抗叶锈病品种改良提供了重要的育种材料。
    2022,23(3):691-705, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211029001
    摘要:
    为了对海南岛野生海马齿种质资源进行收集和系统评价,沿海南岛东线和西线进行 5 次环岛采样,从海南岛 11 个 市县收集到 16 个代表性地区的野生海马齿种质材料,并对这些海马齿种质的地理分布、生长环境及伴生植物等进行了系统性 调查研究。通过对收集的海马齿种质资源分布特点进行分析,发现海马齿主要分布在平均海拔 7.4 m 左右海陆交汇处的沙滩 上,主要位于海南本岛的 18°14′~20°05′ N 和 108°39′~110°59′ E 区域内。另外,观察到海马齿的主要伴生植物共计 27 种。为 了筛选耐盐性较强的海马齿种质,进一步比较分析了这 16 个地区的野生海马齿在不同浓度盐胁迫下的形态和生理变化特性, 并运用主成分分析方法对这些海马齿的耐盐性进行综合评估,发现海口市江南城和文昌市清澜港两处的海马齿耐盐性更强, 而从儋州市洋浦新英湾和陵水黎族自治县盐尽村两处获得的海马齿耐盐性较弱。据现有资料所知,这是首次对海南岛野生海 马齿种质资源进行系统性调查搜集和耐盐性比较评估,研究结果为后续研究海马齿极端耐盐分子机制及挖掘优良耐盐基因提 供了宝贵试验材料并奠定了研究基础。
    2022,23(3):706-721, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211114002
    摘要:
    藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)种质资源的准确鉴别是遗传多样性研究及藜麦种业和产业发展的前提和基础。 本研究利用 MultipSeq 多重 PCR 扩增子捕获技术获得 656 个 SNP,对 251 份藜麦种质资源进行遗传多样性分析,并利用 perl 脚本构建每份种质资源的 DNA 指纹图谱,基于指纹图谱信息构建个体分子身份证。群体遗传结构分析表明,251 份种质资 源被划分为 2 个类群Ⅰ和Ⅱ,分别对应安第斯高原型藜麦群和智利低海拔型藜麦群;类群Ⅰ、Ⅱ群体遗传多样性指数分别为 0.0037 和 0.0036,群体分化指数为 0.14;群体主成分分析结果与群体遗传结构分析结果完全一致,类群间存在部分遗传交叉 现象;系统发育分析显示类群Ⅰ包括以玻利维亚、秘鲁为主的 152 份种质资源,类群Ⅱ包括以智利为主的 99 份种质资源,其中 类群Ⅰ又进一步划分为Ⅰ-1 和Ⅰ-2 两个亚群,亚群Ⅰ-1、Ⅰ-2 的 Nei′s 遗传距离为 0.054。112 份河北石家庄种质材料中,40 份与 玻利维亚种质群亲缘关系较近、24 份与秘鲁种质群亲缘关系较近、48 份与智利种质群亲缘关系较近。本研究构建的 251 份 藜麦种质材料分子身份证能够达到对种质材料溯源和保护的作用,同时群体遗传多样性分析结果对于我国藜麦种质资源划分 和系统整理具有一定的参考意义。
    2022,23(3):722-730, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211104001
    摘要:
    花生落荚性是指成熟后荚果脱落的难易程度,主要与果柄 - 荚果和果柄 - 茎秆的断裂力有关。为了探究不同花生 品种的落荚性状的差异性,本试验对 294 份花生品种在鲜花生时和晾晒 4 d 后果柄 - 荚果和果柄 - 茎秆断裂力进行系统的 测量和统计分析。结果表明,不同花生品种的果柄 - 荚果与果柄 - 茎秆断裂力存在显著差异。294 份花生品种在鲜花生和 晾晒 4 d 后果柄 - 荚果断裂力变幅分别为 2.07~20.07 lb、1.73~9.64 lb,果柄 - 茎秆断裂力的变幅分别为 2.21~22.86 lb、1.90~ 11.25 lb,花生品种在刚收获时果柄 - 茎秆断裂力的变幅最大。落荚性状与主茎高度、单株果数相关性不显著。分别筛选出鲜 花生和干燥后落荚特性适中的花生品种 9 份和 20 份,为下一步培育适合机械化收获的花生新品种打下基础。
    2022,23(3):731-737, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211112001
    摘要:
    为明确粤西蔗区甘蔗白条病的病原类型,对 27 份新引进的甘蔗品种进行田间病害调查,并对 15 份疑似发病植株 的蔗茎样品进行病菌分离和 PCR 检测鉴定。2019 年和 2020 年田间调查结果显示,种植的 11 个甘蔗品种出现典型的白条病 症状,其中桂糖 08-1589、德蔗 12-88、福农 11-2907 和福农 09-7111 在新植蔗和宿根蔗上均有发生,自然发病率为 0.2%~9.4%。 利用白条黄单胞菌 Xanthomonas albilineans 特异性引物 XAF1/XAR1,对 15 份病样分离出来的病原细菌进行 PCR 检测,均可 获得 608 bp 的特异性扩增片段,所得序列完全一致,与来自中国福建、美国佛罗里达州和法国瓜德罗普岛的白条黄单胞菌一 致性为 100%,在系统进化树中处于同一分支,属于 PFGE-B 型基因型。本研究证实湛江地区 11 个甘蔗品种发生的白条病是 由白条黄单胞菌引起。
    2022,23(3):738-745, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211021003
    摘要:
    目前花药培养白苗再生较多,因此选取不同成分的碳源对花药培养体系进行优化,并利用优化的体系连续 2 年 对 22 个小麦品种(系)的培养力进行了鉴定。结果表明,以国药公司蔗糖为碳源进行离体培养的花药没有产生胚状体;以 Sigma 公司麦芽糖和 Phytotech 公司麦芽糖为碳源时,花药均可以脱分化形成胚状体并进一步再生植株,绿苗产率在此 2 种 麦芽糖间无显著差异,但白苗产率在 2 种麦芽糖间差异显著,Sigma 麦芽糖条件下白苗产率显著高于 Phytotech 麦芽糖,说 明利用 Phytotech 麦芽糖能减少白苗的再生。22 个品种(系)的绿苗及白苗产率差异显著,筛选出高绿苗再生力基因型河 农 6425(33.97%)、洛麦 28(22.28%)和郑麦 136(15.63%),高白苗再生力基因型小偃 22(39.69%)、郑麦 136(33.99%)、洛 麦 28(42.17%)和豫农 903(28.59%),高植株再生力基因型小偃 22(46.69%)、郑麦 136(49.62%)、洛麦 28(64.45%)、河农 6425 (41.47%)和豫农 903(31.69%)。本研究鉴定筛选的高再生力基因型可作为单倍体育种、基因定位或遗传转化研究的基础材料。
    2022,23(3):746-754, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211109002
    摘要:
    高糖种质是甘蔗高糖育种取得成功的物质基础,性状遗传变异的评估是提高遗传改良效率的重要内容。本研究 以 292 份国内外甘蔗品种资源为研究材料,通过 3 年(1 年新植 2 年宿根)系统的田间试验,对蔗糖分的方差和遗传参数(遗 传方差、广义遗传力、变异系数等)进行了分析和评估。结果显示,种质间蔗糖分性状差异极显著,但与年份间的互作效应不 显著,具有较高的广义遗传力(3 年试验的广义遗传力为 0.85)。变异系数分析显示,尽管具有较大的极差(平均为 10.66%), 但变异系数相对较小(平均为 10.13%),这可能与参试种质大部分为不同时期育成的商业品种有关。变异系数进一步分析显 示,不管是新植还是宿根试验,11 月的变异系数均大于之后的各月份。相关性分析显示,11 月与总平均蔗糖分的表型和遗传 相关系数分别为 0.94 和 0.95(P<0.001)。表明 11 月或更早时间可能更有利于蔗糖分的选择。基于 3 年蔗糖分数据,发掘出 平均蔗糖分超过 16.00% 的高糖种质 32 份提供杂交利用,进一步丰富了我国高糖育种亲本基因库。此外,本研究还就进一步 促进我国高糖育种研究提出了建议。
    2022,23(3):755-767, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211105001
    摘要:
    通过对 43 份枸杞材料进行表型性状指标的测定,结合 SSR 分子标记技术,综合分析枸杞古树与现有宁夏枸杞品 种(系)之间的群体结构和遗传多样性。表型性状主成分分析结果确定了主成分为 4,累计贡献率达到 78.09%,第一主成分叶 片大小和第二主成分果实大小起主要贡献作用。样品变异系数范围为 15%~54%,平均值为 26.78%,样品遗传变异指数范围为 5.26~5.41。表型性状指标通过聚类分析后分为 4 个类群,第Ⅰ类群 3 份材料,第Ⅱ类群 3 份材料,第Ⅲ类群 8 份材料,第Ⅳ类群 29 份材料。采用隶属函数法分析确定综合性状优良的 5 个材料,分别为 L14、 L16、L28、L40、L43。SSR 分子标记遗传信息有效 等位基因平均值为 2.018,期望杂合度平均值为 0.398,Shannon′s 指数平均值为 0.839。SSR 分子标记确定最优 K 值为 4,综合评价 较好的 5 份材料中,L16 表现为杂合基因型,L14、L28、L40、L43 表现为单一基因型。本研究运用多种方法综合分析了不同来源、 不同树龄枸杞古树的表型性状差异和遗传多样性,为后续枸杞古树种质资源的利用及枸杞品种选育提供了理论依据和实践指导。
    2022,23(3):768-774, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211227001
    摘要:
    青藏高原喜马拉雅地区是荞麦的起源中心,其独特的气候类型和地理位置孕育了丰富独特的野生荞麦资源。为探 明西藏地区荞麦属种质资源的群体数量以及分布情况,中国农业科学院野生荞麦资源调查队于 2020-2021 年间历时 40 d 在 西藏自治区进行了系统的资源调查与收集工作。以金沙江、澜沧江、雅鲁藏布江、尼洋河、帕隆藏布等河流为主线,在西藏的昌 都、林芝、山南、拉萨、日喀则 5 个地区采集到荞麦属野生植物种质资源 189 份(苦荞野生种 122 份、野生金荞麦 36 份、甜荞野 生种 10 份、细柄野荞麦 8 份、心叶野荞麦 5 份、金沙野荞麦资源 5 份、小野荞麦 2 份、四倍体齐蕊野荞麦 1 份),其种间性状变 异丰富且与其他地区的野生荞麦资源在性状上存在明显差异。野生荞麦有部分荞麦栽培种所不具备的优异性状,为荞麦属遗 传育种提供了宝贵的基因资源。
    2022,23(3):775-786, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211207001
    摘要:
    2015-2020 年,依托“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”,对重庆 35 个涉农区县进行普查征集与系统调 查收集。通过对收集到的蔬菜资源分布情况、生物学分类等进行整理和分析,并经田间初步鉴定。结果表明,本次资源调查共 获得蔬菜种质资源 428 份,隶属 14 科,30 属,35 种。主要分布在渝东北三峡库区及主城都市区,海拔 800 m 以上蔬菜资源占 51.17%,多在人口密度 500 人 /km2 以下地区分布,豆类、瓜类、芥菜类蔬菜资源数量占比最大。通过对各类蔬菜资源的鉴定评 价,分别筛选出在高产、抗病虫、抗逆、优质等方面表现优异的资源 64 份,其中有 6 份适宜大面积推广,分别是三元丝瓜、冬寒 菜、脚板苕、丁家儿菜、青草坝萝卜、酒罐萝卜。本研究结果将为重庆蔬菜种质资源多样性研究、种质创新、新品种选育提供基 础。
    2022,23(3):787-799, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211218001
    摘要:
    DELLA 蛋白作为赤霉素负调控因子参与植物开花期调控。与拟南芥 DELLA 蛋白同源比对,研究发现大豆具有 8 个 DELLA 基因,其中 GmGAI3a 只有 GRAS 结构域,其他 7 个 DELLA 蛋白均具有 DELLA 结构域和 GRAS 结构域。对 8 个 大豆 DELLA 基因在 424 份材料的自然群体中的单倍型与开花期进行关联分析,发现 DELLA 基因早花型自然变异已经应用 于我国中高纬度地区,推测大豆 DELLA 基因负向调控开花。利用 CRISPR/Cas9 技术,在大豆发根系统中验证靶点的编辑效 率,成功鉴定出 7 个 DELLA 基因的有效靶点,为进一步获得稳定遗传转化的大豆 DELLA 突变体及解析基因功能提供了重要 的靶点信息与理论基础。
    2022,23(3):800-810, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211117001
    摘要:
    早熟性状是棉花遗传改良的目标性状之一,鉴定棉花早熟性状 QTL 具有重要育种价值。以陆地棉早熟品系 EM019(Early-maturity 019)和陆地棉晚熟品种鲁棉研 37 号(LMY37,Lumianyan 37)为亲本杂交,构建了包含 312 个株系的 重组自交系群体(RILs,recombinant inbred lines),采用复合区间作图法对该 RIL 群体在山东临清(2019,2020,2021 年)、新 疆轮台(2019 年)4 个环境条件下的开花时间、吐絮率、铃重、衣分进行 QTL 检测,共获得 21 个 QTLs。其中 7 个与开花时间 相关,加性效应在 0.30~1.01 之间,解释表型变异率为 2.56%~17.71%;8 个与吐絮率相关,加性效应在 -5.81~-2.39 之间,解释 的表型变异率为 4.66%~20.44%。这些 QTLs 大多成簇分布在 A05、D03 和 D08 染色体上。对 D08 染色体上的一个 QTL 簇 进行相关基因鉴定,筛选出 124 个相关基因,结合 LMY37 和 EM019 在长日照和短日照处理下不同叶龄期的转录组数据,通 过 GO 富集和热图分析,获得了 3 个可能与早熟相关的基因:GH_D08G0636、GH_D08G0684 和 GH_D08G0948。本研究为后 续棉花早熟相关性状 QTL 的精细定位和相关基因鉴定奠定了理论基础。
    2022,23(3):811-822, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211203002
    摘要:
    qSsnps-5D 为一个控制不育小穗数的主效稳定 QTL,其优异等位基因来自小麦骨干亲本京 411。本研究利用科农 9204× 京 411 衍生的包含 187 个家系的重组自交系群体(KJ-RIL,recombinant inbred lines derived from the cross of Kenong 9204 and Jing 411)及 314 份育成品种(系)组成的自然群体对其进行遗传及育种选择效应解析,明确其对产量性状的遗传 效应,分析其在育种过程中的选择应用情况,评价其未来育种应用潜力。试验结果表明,qSsnps-5D 在 8 套数据集中被定位 于 5D 染色体上 0.72~4.13 Mb 之间,跨度约 3.41 Mb。基于 KJ-RIL 群体及自然群体分析结果均表明,来自京 411 的优异等位 基因可增加单株穗数,但对千粒重表现为极显著负向效应;其对穗粒数、单株产量的影响在两套群体的分析结果不一致。在 qSsnps-5D 靶区间内选择 2 个紧密连锁的 SNP 标记 AX-110565536 和 AX-86170796 对 314 份自然群体进行目标 QTL 单倍型 分析;结果显示,国外品种对 qSsnps-5D 优异单倍型(Hap-GG-CC)的选择利用率最高;中国品种中青海省、四川省和河南省 3 个省份优异单倍型品种占比较高,而山东、北京、陕西和河北 4 地对 qSsnps-5D 优异单倍型选择利用率较低。时间跨度显 示,qSsnps-5D 优异单倍型 Hap-GG-CC 选择利用效率随时间推移在我国呈下降趋势。为便于 qSsnps-5D 后期分子育种应用, 本研究开发了一个基于 PCR 检测技术的 InDel 分子标记,命名为 5D-1620921,其带型扩增清晰,可重复性好,为 qSsnps-5D 分 子育种应用提供理论支撑。
    2022,23(3):823-831, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211124001
    摘要:
    干旱胁迫是限制玉米生长发育和产量形成的主要非生物胁迫因素之一。解析玉米响应干旱的分子机制、挖掘优 异的耐旱基因资源,对玉米耐旱种质改良和品种培育具有重要的意义。本研究前期利用耐旱性极端差异的 2 个玉米自交 系,开展了不同水分处理下叶片和根系的转录组测序,通过基因共表达网络分析获得了一个与玉米耐旱相关的重要节点调 控基因 Zmhdz6,该基因编码一个 HD-Zip 转录因子。在此基础上,本研究对 Zmhdz6 的功能进行进一步的研究。在玉米基 因组中共有 60 个 HD-Zip 转录因子基因,分为 4 个亚家族;Zmhdz6 属于第 I 亚家族,并与 Zmhdz4 的序列同源关系较近, Zmhdz4 已被报道具有增强耐旱性的功能。干旱和 ABA 处理下的基因表达分析表明,Zmhdz6 的表达受到干旱胁迫和外施 ABA 处理的诱导,在玉米的叶片和根系中均呈现上调表达。对耐旱性极端差异玉米自交系中 Zmhdz6 的编码区序列进行 测序分析,发现编码区存在 5 个 SNP 变异位点,导致编码蛋白中 3 个氨基酸的差异,但是均不存在于 HD 或 LZ 结构域中。 Zmhdz6 的过表达转基因拟南芥具有显著增强的耐旱性,在干旱胁迫下的存活率高于野生型对照;此外 Zmhdz6 的过表达转 基因拟南芥在正常水分处理下的植株大小显著低于野生型。因此,本研究的结果表明,Zmhdz6 是一个重要且有潜力的耐旱 基因资源,进一步创制干旱诱导表达 Zmhdz6 的转基因玉米并评估其育种利用价值,对玉米耐旱改良和分子育种具有重要的 意义。
    2022,23(3):832-841, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211223002
    摘要:
    玉米雄穗分枝数是影响玉米产量的重要因素之一,研究控制玉米雄穗分枝数的 QTL 位点对玉米品种改良、分子辅 助育种具有重要意义。本研究利用京科 968 的双亲京 724 和京 92 构建 BC1F1 群体,以 Maize6H-60K 高质量高密度 SNP 芯 片鉴定群体基因型,获得 28910 个高质量多态性 SNP,构建了包含 2737 个 BIN 标记的高密度遗传图谱,各染色体 BIN 标记 数在 145~512 个之间,BIN 标记平均遗传距离为 0.56 cM。2021 年将亲本及 727 个单株种植在北京,调查雄穗分枝数。采用 QTL IciMappingV4.2 的完备区间作图法进行雄穗分枝数 QTL 检测及定位,共检测到 6 个 QTL,分别位于第 2、5、6、7、8 和 9 染色体,QTL 的 LOD 值范围为 3.18~11.08,揭示 1.58%~5.59% 的表型变异。通过物理位置比对,6 个 QTL 中有 4 个与前人 定位在相同区域,qTBN6 和 qTBN7 尚未见报道。其中 qTBN6 的 LOD 为 6.73,增效等位基因来自京 724,具有负的加性效 应,作用为减少雄穗分枝数。本研究为克隆调控雄穗分枝数功能基因奠定了基础。
    2022,23(3):842-856, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20211208002
    摘要:
    长链非编码 RNAs(lncRNAs,long non-coding RNAs)是长度在 200 个核苷酸以上的功能性 RNA 分子,在植物 的生长发育及逆境应答中发挥重要调控功能。前期研究发现一个大豆盐胁迫响应 lncRNA,称其为 lncRNA77580,它的大片 段缺失和过表达影响其邻近蛋白编码基因的表达。本研究通过 lncRNA77580 转基因材料的转录组分析,探究 lncRNA77580 可能的功能及调控网络。在大豆发状根中过表达 lncRNA77580,转基因复合体表现为盐敏感;利用 dual-sgRNA/Cas9 成功 实现 lncRNA77580 大于 4 kb 的大片段敲除,突变效率为 12.5%。利用 lncRNA77580 转基因材料进行 RNA-seq 分析发现, lncRNA77580 过表达和大片段缺失显著改变了转基因发状根的基因表达谱。差异表达基因(DEGs,differentially expressed genes)GO 和 KEGG 富集分析表明,lncRNA77580 过表达或敲除主要影响了大量转录因子和信号传导类基因的差异表达,这 些差异表达基因与植物逆境应答及生长发育密切相关。上述结果说明 lncRNA77580 可能是在大豆逆境胁迫响应及生长发育 过程中具有重要功能的一个长链非编码 RNA。
    2022,23(3):857-870, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211122003
    摘要:
    胁迫相关蛋白(SAPs,stress-associated proteins)在植株应答非生物逆境中扮演重要角色,但对小麦中该家族基因 信息及成员的功能了解尚少。本研究对小麦 SAP 家族基因鉴定得到 62 个成员,并结合系统进化、基因结构和蛋白基序组成 进行了分析。应用 qRT-PCR 研究前期发现的该家族低磷胁迫应答成员 TaSAP1;1 的表达特征,结果表明其表达量在两种胁 迫后均显著增加。该基因存在生物多样性,亚细胞定位分析发现 TaSAP1;1 定位于细胞核。构建表达载体并转化烟草,获得 过表达转基因系(OE,overexpression lines),结合表型特征和植株鲜重、叶面积以及叶绿素含量等参数分析发现,过表达该基 因不仅提高了植株耐盐性,还增强了对低磷胁迫的抵御。其中过表达株系较野生型耐盐性和耐低磷能力增加可能分别与部分 ABA 信号途径基因 NtSAPKs 表达量增加引起的气孔关闭速度加快和部分磷转运蛋白(PTs,Phosphate transporters)基因的上 调表达有关。此外,酵母双杂交技术分析发现 TaSAP1;1 与小麦转氨酶 TaAMTR 存在的相互作用可能也参与了该基因抵御 胁迫的功能。研究结果丰富了对小麦 SAP 基因家族的认识,也对其成员参与非生物胁迫的功能有了新理解,为作物综合抗逆 遗传改良提供了理论依据。
    2022,23(3):871-880, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211115001
    摘要:
    为解析小麦叶片直立的分子调控机制,以快中子辐射诱变获得的小麦直立叶突变体 MtHS29 及其野生型衡 S29 为 材料,通过转录组分析挖掘与 MtHS29 叶片直立相关的差异表达基因。结果表明,突变体 MtHS29 的叶片相较于野生型衡 S29 存在不同程度的缺失,其中旗叶和倒二叶的叶枕、叶舌和叶耳全都缺失,叶片呈直立向上生长的状态。突变体 MtHS29 和野生 型衡 S29 倒二叶、倒三叶和倒四叶的叶枕部位存在共同差异表达基因 1567 个,主要富集在植物激素信号转导、淀粉和蔗糖的 生物合成、苯丙素的生物合成、内质网的蛋白质加工,以及氨基酸和核苷酸糖代谢等通路。进一步分析发现,参与细胞壁松弛 的细胞壁主要成分合成相关基因、参与调控叶舌形成和叶夹角大小的生长素和油菜素内酯合成或信号转导相关基因,以及多 个参与植物器官形态建成调控相关基因在突变体 MtHS29 中差异表达,与叶枕处近、远轴面细胞分裂和伸展活动减弱,以及突 变体叶舌、叶耳和叶枕等结构的缺失密切相关。本研究为小麦株型育种提供了新的种质资源,也为阐明小麦直立叶形成的分 子调控机制提供了一定的理论依据。
    2022,23(3):881-894, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210910001
    摘要:
    为发掘和利用小麦地方品种中的优良品质性状基因资源,本研究利用 30 个 KASP 分子标记对 405 份山西小麦地 方品种的 15 个品质性状相关基因进行了检测。结果表明,在供试材料中籽粒硬度优异等位变异 Pinb-D1b 与 Pinb-B2b 分别占 比为 4.94% 和 63.46%;麦谷蛋白 Glu-1 位点的优异等位变异 Glu-Ax1 或 Glu-Ax2* 占比为 93.09%,Glu-Bx7OE 占比为 47.16%, Glu-D1d 占比为 0.74%;面粉色泽相关的优异等位变异 Psy-A1b 占比为 1.23%,Psy-B1a 或 Psy-B1b 为 95.80%,Psy-D1a 为 87.65%,TaPds-B1b 为 0.74%,Zds-A1a 为 87.16%,TaLcy-B1b 为 96.05%,Lox-B1a 为 88.89%,TaPod-A1b 为 1.73%,Ppo-A1b 为 97.28%,Ppo-D1a 为 20.94%。且在山西中部晚熟和南部中熟冬麦区中优异等位变异的频率分布范围分别为 0.52%~97.41%、 0~97.51%。此外,鉴定出 89 份材料聚合 9 个优异等位变异的组合 Pinb-B2b/Glu-Ax1 或 Glu-Ax2*/Glu-Bx7OE/Psy-B1a 或 PsyB1b/Psy-D1a/Zds-A1a/TaLcy-B1b/Lox-B1a/Ppo-A1b,其频率为 21.98%。本研究筛选出含有优异等位变异的小麦地方品种,为 小麦品质相关性状的遗传改良提供了重要参考。
    2022,23(3):895-905, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211209002
    摘要:
    本试验以品苦一号为材料,克隆得到 FtMYB41 基因。基因结构分析表明:FtMYB41 由 1 个 5′UTR 和 2 个内含子 构成,CDS 全长 705bp,编码 234 个氨基酸序列,属于 MYB(Myeloblas-toma)超级家族蛋白。系统进化树分析表明:FtMYB41 氨基酸编码蛋白与番茄 NP_001234262.1 和烟草 NP_001312384.1 同源关系较近。转录激活活性分析表明:FtMYB41 具有转 录激活活性并且转录激活区域在羧基端(C 端)。qRT-PCR 结果分析显示:FtMYB41 基因在根中表达量最高,并且受到干旱 和盐胁迫的诱导表达,干旱胁迫 9 h 表达量显著提高。过表达拟南芥和苦荞毛状根抗逆性鉴定表明:FtMYB41 基因的过表达 通过提高发芽率,增加过氧化氢酶(CAT,catalase)和超氧化物歧化酶(SOD,superoxide dismutase)酶活,降低丙二醛(MDA, malondialdehyde)含量来提高抗旱性。
    2022,23(3):906-916, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211205001
    摘要:
    NAC 转录因子参与植物对生物和非生物胁迫响应过程。本研究以甘蔗野生种割手密为材料,克隆得到 3 个 SsNACs 基因,命名 SsNAC2、SsNAC3、SsNAC4。生物信息学分析表明,其编码序列 CDS 全长 931 bp、486 bp、781 bp,编码 309 个、162 个、259 个氨基酸。亚细胞定位预测 3 个 SsNACs 基因位于细胞核,上游启动子含有与逆境胁迫应激相关的 ABRE、 LTR、MBS、MYB、STRE 顺式作用元件。系统进化分析表明 SsNAC2 与高粱 SbNAC68 亲缘关系最近,属于 OsNAC3 亚家族, SsNAC3 与南荻 MlNAC1 亲缘关系最近,属于 ATAF 亚家族,SsNAC4 与高粱 SbNAC82 同属 NAC2 亚家族。组织特异性表达 分析结果 SsNAC2、SsNAC3 基因在割手密茎叶生长期表达量较高。基因表达谱分析表明,不同胁迫下 3 个 SsNACs 基因的相 对表达水平不同,推测 SsNAC2、SsNAC3 和 SsNAC4 基因可能参与调控割手密应对干旱、低温、盐分、病原真菌等非生物和生 物胁迫,同时又能够被 ABA 和 MeJA 诱导表达,以上研究为进一步分析 NAC 转录因子在割手密响应逆境胁迫中的功能奠定 理论基础。
    2022,23(3):917-925, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211011002
    摘要:
    为研究 SpsLAZY1a、SpsLAZY1b 基因的表达调控机制,本研究从沙柳中分离了 SpsLAZY1a、SpsLAZY1b 基因的启 动子片段。使用 PlantCARE 数据库对该启动子片段中顺式作用元件预测显示,SpsLAZY1a 和 SpsLAZY1b 启动子序列中除 了包含核心元件 CAAT-box 和 TATA-box 外,还含有光、茉莉酸甲酯、脱落酸、低温、乙烯、赤霉素等响应元件。ProSpsLAZY1a 和 ProSpsLAZY1b 在烟草中瞬时表达和转基因 84K 杨中的 GUS 显色结果表明,ProSpsLAZY1a 和 ProSpsLAZY1b 具有启动子活性。对转基因 84K 杨的 GUS 酶活检测结果表明,ProSpsLAZY1a 的 GUS 表达活性强于 ProSpsLAZY1b。对转基因 84K 杨茎的切片结果显示,蓝色显 色反应主要集中于内皮层和韧皮部。上述结果表明,SpsLAZY1a、SpsLAZY1b 基因的启动子是非组织特异性表达启动子,并且 这两个基因启动子的活性存在差异。本研究结果为解析 LAZY 基因的上游调控机制提供参考。
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    优先出版日期:  2022-05-22 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220330004
    摘要:
    枸杞茄科枸杞属的重要经济植物,广泛分布于我国西北地区,环境适应性强。本研究分析了枸杞基因组中SSR的分布特征,并基于‘宁杞1号’全长转录组开发SSR分子标记,对28个枸杞种质进行遗传多样性分析和亲缘关系分析。用MISA软件搜索全长转录组中SSR位点,设计并筛选多态性好的SSR引物,对206对引物经过毛细管电泳筛选后最终选出23对引物对28个不同分布区的枸杞种质进行遗传多样性分析,遗传系数用非加权组平均法(UPGMA)聚类。23对引物共扩增得到240个等位基因,每个位点的等位基因数范围为4~17,Shannon信息指数最大值为1.177~2.487。期望杂合度和观测杂合度的范围分别为0.635~0.909和0.250~0.964。PIC的范围是0.58~0.902。 遗传距离聚类分析显示28份枸杞种质在相似系数为0.71时被分为四类,宁杞系列种质为Ⅰ类,天精系列和广东种质为Ⅱ类,黑果枸杞种质为Ⅲ类,Ⅳ类中只有枸杞岛种质。利用全长转录组序列可以高质量实现枸杞SSR标记开发,新开发的23对引物后续可用于枸杞种质遗传多样性分析和分子标记辅助育种工作。
    优先出版日期:  2022-05-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220419004
    摘要:
    玉米茎秆倒伏严重影响产量、品质和机械化收获。本研究以110份遗传多样性丰富的玉米种质资源为研究对象,对包括茎秆强度、维管束和纤维含量等8个性状进行相关性分析,并比较不同血缘种质的差异。结果表明,弯折强度与穿刺强度、大维管束数目与小维管束数目、中性洗涤纤维与酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维与半纤维素具有协同作用;大维管束数目越多弯折强度越强,抗倒性越好;中性洗涤纤维含量越高弯折和穿刺强度越强,抗倒性越好;在广西南宁生态环境条件下,热带种质的茎秆强度较强、维管束数目较多、纤维含量较高,从热带种质中较易选育抗倒性强的优异种质资源。研究结果可为玉米抗倒性研究提供理论参考,为热带种质在玉米抗倒性方面的改良和利用提供借鉴。
    优先出版日期:  2022-05-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220128003
    摘要:
    粒重是小麦产量构成三要素之一,而籽粒大小与粒重高度相关。因此,开展籽粒大小相关的研究对小麦高产育种具有重要意义。小麦TaGS2基因正调控籽粒大小和粒重。为进一步探索该基因等位变异情况,本研究利用黄淮海麦区268个小麦品种,根据TaGS2三个同源基因的基因组DNA序列设计特异引物,利用PCR扩增技术对其进行了鉴定。结果发现在部分品种中TaGS2-2B基因组序列第四个外显子3002 bp位有“CTT”3个碱基的缺失,导致其编码蛋白第306位苯丙氨酸(F)缺失。分别将 TaGS2-2B基因无和有 “CTT”缺失的变异类型命名为TaGS2-2B-a 和TaGS2-2B-b。不同基因型小麦品种的籽粒性状比较分析发现,TaGS2-2B-a基因型品种的千粒重、粒长、粒宽、籽粒面积和籽粒周长均显著高于TaGS2-2B-b基因型品种。本研究结果为小麦品种千粒重的提高提供了一种优良基因型TaGS2-2B-a。
    优先出版日期:  2022-05-17 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220407002
    摘要:
    本文对70份砧用茄子种质资源的19个植物学性状进行调查,通过遗传多样性分析、主成分分析和聚类分析,及青枯病、根结线虫病、黄萎病等茄子生产中3种主要土传性病害的抗性鉴定,对现有砧用茄子种质进行评价,以期为茄子砧木育种提供理论和实践依据。遗传多样性分析结果表明:19个植物学性状的变异系数介于15.9%~73.05%,平均为46.11%,遗传多样性指数介于0.325~2.008,平均为1.145,其中,单果重变异系数最高(73.05%),主茎粗的遗传多样性最丰富,指数为2.0083。主成分分析结果显示:特征值大于1的主成分有7个,累计贡献率76.55%,其中,第4主成分(植株刺因子)、第5主成分(茎粗因子)与嫁接操作便利度和植株生长势相关。聚类分析将参试种质分为3 个类群: 第Ⅰ类群和第Ⅲ类群全是栽培种, 但主茎色、叶缘、果色、果实大小等性状差异明显;第Ⅱ类群包含4份栽培种和20份野生近缘种,主茎粗最高(20.42 mm)、果实最小(平均果长3.79 cm、果粗4.60 cm、单果重73.38 g)。抗病性鉴定筛选出高抗青枯病种质22份、高抗根结线虫病种质11份、高抗黄萎病种质7份,其中,高抗青枯病和根结线虫病的种质3份(BW9, LJ-7, Ng1-052),高抗根结线虫病和黄萎病的种质4份(Ng1-003、喀西茄、蒜芥茄、水茄),这些种质可为茄子抗病育种提供抗源。最后,根据植物学性状和抗病性鉴定结果,筛选出生长旺盛、嫁接操作方便的多抗栽培种种质3份(LJ-18、Ng1-015和Ng1-013),为培育优质、多抗茄子砧木奠定基础。
    优先出版日期:  2022-05-17 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20220412004
    摘要:
    植物自交不亲和性(self-incompatibility,SI)中SSI和GSI主要受S位点控制。油茶属于后期自交不亲和(LSI)植物,油茶自交不亲和性已成为油茶产业发展的制约因素。为探究油茶自交不亲和分子机制,本研究以课题组前期研究的油茶雌蕊转录组数据和已完成基因注释的油茶良种‘华硕’全基因组数据中获得的5条S-RNase(CoS-RNase)基因组序列为基础设计引物,从10个油茶品种的叶片DNA中扩增CoS-RNase外显子,结合雌蕊CoS-RNase的cDNA全长克隆预测CoS-RNase氨基酸多态性位点,共获得28条CoS-RNase等位基因。基因结构分析显示CoS-RNases基因包含4个外显子和3个内含子;cDNA全长1141bp,ORF 717bp,编码238个氨基酸,进化分析显示CoS-RNase与茶树CsS-RNase同源性最大;序列分析确定CoS-RNases具有T2 RNase蛋白家族的两个保守结构域和活性位点,同时有与苹果、梨等S-RNase相同的作用位点:降解RNA的组氨酸(His,119位)位点和解聚肌动蛋白的脯氨酸(Pro,156位)位点;体外重组蛋白实验表明CoS-RNase蛋白具有RNase活性,能抑制花粉管的生长;qRT-PCR分析CoS-RNase在油茶花粉中几乎不表达,其他各组织中均有表达,同时在自花授粉和异交授粉后花柱和子房中的表达模式与花粉管生长规律相吻合。以上结果说明CoS-RNase很可能直接参与了油茶的SI反应,是调控油茶SI反应的重要因子。本研究可为进一步探索油茶SI反应的分子调控提供理论基础。
    优先出版日期:  2022-05-17 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220330002
    摘要:
    为了保护地方种质资源遗传多样性和摸清家底,农业部和广西政府先后启动“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”项目和广西创新驱动专项“广西农作物种质收集鉴定与保存”,借此对广西区内南瓜属地方资源开展系统性收集,并从植物形态、果实性状、开花习性、口感品质和抗性等农艺性状对地方资源进行鉴定与评价。试验结果表明:261份南瓜地方资源分布在全区各地,桂北、桂西和桂东地区保存种质资源数量高于其它地区且品质、抗性相对优异;所有地方资源均属于南瓜栽培种,具有瓜蒂呈五棱形的南瓜栽培种典型特征;地方资源存在丰富的遗传变异,叶片长度、叶片宽度和主蔓粗度变异系数介于10%~11%之间,果形指数介于0.516~3.190之间,果实重量范围0.89~11.40 kg,变异系数38.1%,同时存在遗传稳定性差、总体品质差和综合性状不佳等缺陷;共筛选出首雌花开放早资源53份,品质优资源32份,高抗白粉病资源61份和高抗病毒病资源5份。这些研究工作为南瓜属地方资源的保存和高效利用奠定了坚实基础。
    优先出版日期:  2022-05-13 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220403001
    摘要:
    转FvC5SD-L05基因大豆事件是利用农杆菌介导的大豆子叶节遗传转化法将从金针菇克隆到的FvC5SD基因导入大豆栽培品种沈农9号中获得的纯合耐旱转基因大豆株系,该材料具有良好的耐旱特性和农艺性状。为了明确该份转基因大豆材料的分子特征及其检测方法,从而推进其生物安全性评价工作,本研究以转基因大豆FvC5SD-L05的T4代纯合株系为研究对象,利用Southern杂交方法鉴定了外源基因的拷贝数;及基因组重测序技术分析外源基因FvC5SD在大豆基因组中插入位点的位置和方向。同时利用PCR扩增技术获得了外源T-DNA的左右侧翼序列,并基于左右旁侧序列,建立了转FvC5SD基因耐逆大豆L05事件的特异性定性PCR检测方法。该方法特异性强、灵敏度高,能够在FvC5SD-L05基因组DNA含量为0.1%的模板中检测出转基因成份,实现了对转FvC5SD基因耐逆大豆L05事件的特异性检测,进一步为该份转基因大豆及其衍生产品的检测和身份识别提供技术依据。
    优先出版日期:  2022-05-10 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211231003
    摘要:
    黑科56号系黑龙江省农业科学院黑河分院以黑河33号为母本、黑河34号为父本,经有性杂交,系谱法选育而成。在适应区出苗至成熟105~110 d,需≥10 ℃活动有效积温2030~2100 ℃。亚有限结荚习性,株高69.6~75.0 cm,有分枝,白花,尖叶,灰色茸毛,荚镰刀形,成熟时呈褐色。籽粒圆形,种皮黄色,种脐浅黄色,有光泽,百粒重16.5~19.0 g。5年品质平均:蛋白质含量38.80~43.05 %,脂肪含量18.18~19.69 %。经过两级审定机构抗病鉴定,灰斑病为2级,抗(R),病毒病为3级,中抗(MR)。适合黑龙江省第五积温带下限及六积温带上限种植。通过遗传系谱分析,黑科56号细胞质基因来源于克山白眉,通过育种第3轮到育种12轮共经历了9个传递过程,细胞质遗传物质通过克山白眉→紫花四号→丰收1号→黑河54→黑河4号→黑交7710→黑河9号→黑河18→黑河33→黑科56号完成100 %遗传传递。黑科56号细胞核遗传追溯到14份祖先亲本,具有丰富的遗传基础,其核基因来自2份国外优异种质,7份东北地区的骨干地方品种,4份地方育成品系,1份野生大豆。祖先亲本贡献率从高到低依次:北92-28(25.00 %)、十胜长叶(15.36 %)、黑交83-1345(7.81 %)、尤比列(7.81 %)、黑河51(L)(6.25 %)、蓑衣岭(4.69 %)、克山白眉(4.30 %)、克山四粒荚(3.91 %)、四粒黄(3.71 %)、金元(3.71 %)、黑河野生豆3-A(3.13 %)、黑交75-861(3.13 %)、黑龙江41(3.13 %)、长叶1号(3.13 %),广泛的遗传基础为黑科56号的高产稳产、优质、抗逆、超强广适奠定遗传基础。
    优先出版日期:  2022-05-10 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220129001
    摘要:
    芝麻黑斑病和蒴腐病是生产上最重要的病害之一,严重影响芝麻产量和品质。在田间通过人工接种,开展芝麻种质资源抗芝麻黑斑病和蒴腐病特性鉴定与评价,筛选抗病品种,为芝麻抗病育种提供亲本资源,为田间病害防治提供技术指导。2020-2021年,采用人工接菌方法,开展了84份芝麻种质资源对黑斑病(Alternaria sesami)和芝麻蒴腐病(Alternaria alternata)田间抗病性鉴定与评价。鉴定结果表明:在84份芝麻种质资源中,对黑斑病表现抗(R)的资源15份,占鉴定资源总数的17.86%;表现中抗(MR)的资源29份,占总数的34.52%;表现感(S)的资源30份,占总数的35.71%;表现高感(HS)的资源10份,占总数11.90%;未发现对芝麻黑斑病高抗(HR)的资源。对蒴腐病表现高抗(HR)的资源7份,占总数的8.33%;表现抗(R)的资源25份,占总数的29.76%;表现中抗(MR)的资源26份,占鉴定资源总数的30.95%;表现感(S)的资源22份,占鉴定资源总数的26.19%;表现高感(HS)的资源4份,占鉴定资源总数4.76%。在供试的芝麻种质资源中,鉴定出兼抗黑斑病和蒴腐病的资源6份,分别为湖南芝麻、97-6、辽芝9号、辽品芝2号、赣芝11、冀芝1号,抗病级别均为R级。研究发现,参试材料中对黑斑病和蒴腐病的抗感数量存在明显的差异,抗蒴腐病的资源数量明显多于抗黑斑病资源。
    优先出版日期:  2022-05-10 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220323002
    摘要:
    花生是我国重要的油料作物之一,高产是花生育种的重要目标性状,种子大小和出仁率是花生产量构成的因素。定位种子大小性状相关QTL,并分析其与出仁率的关系,将为花生高产分子育种奠定基础。本研究以种子大小差异显著的徐花13和中花6号为亲本构建的重组自交系群体(RIL)为材料,连续3年对种子大小性状进行考察,种子长、种子宽和百仁重在RIL群体中变异广泛,并且性状间均极显著正相关。通过前期构建的遗传图谱,共检测到52个QTL位点,贡献率为3.09%~17.34%,其中qSLA05.2和qHSWA05.2, qSWA07.1 和qHSWA07为两个性状共定位的主效QTL并且能在多个环境下被重复检测到。qHSWA05.2和 qHSWA07的有利等位基因分别来自于母本和父本,利用连锁标记发现这两个有利等位基因组合在RIL群体中能使百仁重增加33.80±1.19 g。结合前期利用该群体出仁率QTL定位结果,发现出仁率与种子大小主效QTL除存在共定位外,也存在特有QTL。上述结果为精细定位和分子标记辅助育种以及多性状协同改良花生产量奠定了基础。
    优先出版日期:  2022-05-10 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220415001
    摘要:
    根系是植物吸收水分与养分的重要器官,挖掘利用小麦根系相关调控基因对于粮食生产具有重要意义。bHLH(basic Helix-Loop-Helix)是植物中广泛存在的一类转录因子,参与调节植物的生长发育。本研究克隆了小麦基因TabHLH123-6A,其开放阅读框1386 bp,编码461个氨基酸,含有保守的HLH结构域,具有典型的bHLH家族成员特性。对其互作蛋白预测分析发现,TabHLH123-6A与HLH家族的其他蛋白以及锌指蛋白存在相互作用。组织表达模式分析表明,TabHLH123-6A在小麦不同生育时期的各个组织中均有表达,在根和根基中表达量较高。启动子序列分析显示TabHLH123-6A启动子区含有多种顺式作用元件,包括生长素、脱落酸和茉莉酸甲酯等激素应答元件。qRT-PCR检测结果表明在生长素、脱落酸和茉莉酸甲酯的处理下TabHLH123-6A表达均上调,但是在PEG模拟的干旱处理下其表达受到抑制。利用小麦多态性群体材料检测到TabHLH123-6A基因25 bp处有一个核苷酸变异位点(C/T),表示为TabHLH12325-C/T,根据该位点开发了功能标记dCAPS-KpnI。关联分析发现TabHLH12325-C/T与小麦深根比显著相关,且等位变异类型为TabHLH12325-C的小麦深根比高于TabHLH12325-T,TabHLH12325-T在小麦育种历史中受到了正向选择。本研究结果为小麦根系构型改良提供了理论依据和基因资源。
    优先出版日期:  2022-04-27 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220317001
    摘要:
    胡萝卜作为世界十大蔬菜作物之一,是人类重要的维生素A源。我国是胡萝卜主要生产国,拥有丰富的地方胡萝卜种质资源,包含橘色、红色、黄色和紫色等不同类型。多样根色的胡萝卜种质不仅是研究类胡萝卜素、花青素等合成与代谢调控的有利材料,也是胡萝卜起源和驯化研究的重要资源。本文梳理了不同根色胡萝卜的驯化历史和主要色素组分,综述了调控胡萝卜肉质根中类胡萝卜素、花青素积累的遗传位点、基因及其功能研究进展,介绍了不同根色品种的用途和选育方法,并对胡萝卜根色性状今后的研究内容和方向作了展望,以期为胡萝卜根色的调控机理研究和不同根色品种的选育提供依据。
    优先出版日期:  2022-04-26 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220322001
    摘要:
    提高产量是作物育种的最主要的目标之一。通过对不同时期大麦育成品种的产量相关性状进行鉴定评价,有助于提高大麦高产育种的针对性。本研究对我国155份青稞、啤酒和饲料大麦育成品种的8个产量相关性状,分别在两个环境进行了表型鉴定。结果显示,啤酒大麦的株高、穗长、穗节数等性状相互间均呈显著正相关;青稞和啤酒大麦中,穗密度和千粒重呈显著负相关。总体来看,近30年中国大麦育成品种千粒重表现为逐渐上升趋势,而株高和穗密度呈下降趋势。聚类分析发现,参试材料可划分为高秆多粒组、中矮秆组、长穗高千粒重组、长粒稀穗组4类,反映了不同大麦产区的主要品种特征。本研究通过分析不同时期大麦育成品种的产量相关性状变化规律及潜在利用途径,可为我国不同生态区的大麦高产育种提供参考。
    优先出版日期:  2022-04-26 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211209001
    摘要:
    花生(Arachis hypogaea L.)油酸和花青素含量是花生品质育种的重要目标。本研究以高油酸粉色种皮“G110”(G,♀)和普通油酸紫色种皮“紫珍珠”(Z,♂)组配杂交组合。亲本子仁在开花后30天(30 DAF,G1/Z1)和45 DAF(45 DAF,G2/Z2)的转录组分析结果表明,氧化-还原过程(GO:0055114)和脂肪酸合成过程(GO:0006633)为主要的GO富集代谢通路。差异基因表达结果表明,ahFAD2B(arahy. 5913QL)在G110中显著上调表达,ahFAD2A(arahy. 42CZAS)差异水平不显著。AlleleXa/b和AlleleYa/b分型结果表明,G110基因型为aabb、紫珍珠基因型为AABB。利用Kompetitive Allele-Specific PCR(KASP)荧光标记A004807和A004808,在F2筛选出aabb高油酸单株66株。经继代繁育后,在F7得到紫色种皮高油酸种质材料3个,分别为18-B-40、18-B-49和18-B-54,其油酸含量为分别为79.46%、78.77%和78.09%,分别是紫珍珠的1.77倍(p=3.61×10-9)、0.99倍(p=1.21×10-9)和0.99倍(p=1.45×10-9);油亚比(O/L)分别为14.69、11.89和10.88,分别是紫珍珠的11.58倍(p=4.01×10-15)、9.37倍(p=7.92×10-15)和8.58倍(p=4.51×10-15);花青素含量分别为30.20 OD/g、28.77 OD/g和29.13 OD/g,分别是G110的23.91倍(p=1.17×10-7)、22.77倍(p=4.00×10-10)和23.06倍(p=1.63×10-10)。本研究获得的富集花青素高油酸花生种质材料对丰富我国高油酸花生种质资源具有重要的现实意义,同时对花生油酸代谢机制的深入研究提供参考。
    优先出版日期:  2022-04-25 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220305001
    摘要:
    株高是亚麻主要的株型性状,与亚麻的抗倒性、产量等密切相关。为深入研究亚麻株高的遗传规律,本研究利用株高具有显著差异的亲本组合“P.I.250089×黑亚15号”构建分离世代,采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传分离分析方法研究亚麻株高的遗传模型,同时以RIL群体为材料基于二代测序技术的BSA性状定位方法,对亚麻株高进行基因定位。研究结果表明,亚麻株高符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型, B1、B2和F2世代主基因遗传率分别为7.68 %、0.0 %和13.86 %,多基因遗传率分别为70.88 %、0.0 %和0.0 %,亚麻株高遗传以两对主基因的上位性效应为主,其次为加性效应和显性效应。通过BSA定位分析,在第14条染色体5,770,000 bp~6,100,000 bp和6,920,000 bp~9,400,000 bp共发现2个候选基因位点,区间大小分别为0.33 Mb和2.48 Mb,含有176个候选基因。该研究结果对于揭示亚麻株高遗传机制及指导亚麻株型改良具有重要意义。
    优先出版日期:  2022-04-25 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220304003
    摘要:
    罗布红麻具有重要的经济价值和生态应用潜力,但其资源分布、生物学特性等系统性研究的缺乏严重限制了新品种培育与产业开发进程。为探明伊犁河谷罗布红麻资源分布情况,评价种质间黄酮成分含量差异及其体外抗氧化活性,本研究对伊犁河谷地区6个市县罗布红麻开展了资源调查,并对其总黄酮抗氧化活性进行了分析。研究共在12个点位发现有罗布红麻资源分布,海拔分布在605~1376 m,株高介于75~220 cm之间,茎总黄酮含量变幅在15.92~42.31 mg/g(干重),叶总黄酮含量变幅在34.33~56.06 mg/g(干重)。叶片中的总黄酮含量均高于茎,与海拔和株高无显著相关性(p<0.05)。对采集自察布查尔锡伯自治县罗布红麻资源样品的总黄酮抗氧化活性进行评价发现,其总黄酮对DPPH和ABTS自由基的清除率高达92.97%和97.40%,IC50值分别为0.077 mg/mL和0.143 mg/mL,T-AOC总抗氧化能力达10.48 μmol/mL。研究认为,新疆伊犁河谷罗布红麻资源黄酮含量变异丰富,具有较好的遗传改良潜力,并表现出优异的抗氧化特性,具有较高的开发利用价值。
    优先出版日期:  2022-04-21 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220113001
    摘要:
    本实验以55个板栗品种为材料,对这些板栗品种的单粒重量、横径长度和纵径长度等14个表型性状进行测定及分析,部分板栗品种形态性状指标差异不显著,仅利用表型性状很难进行准确的品种鉴定。因此本文基于板栗全基因组序列开发SSR标记,并对55个板栗种质资源进行PCR扩增,利用POPGENE32、PowerMarker V3.25和NTSYS Version 2.10软件对SSR标记数据进行分析,筛选出6对多态性较好的SSR引物。6对引物共检测到31个等位基因,多态位点百分率达100%,多态性信息含量指数、Nei’s基因多样性指数、Shannon’s多态性信息指数、观测杂合度和期望杂合度的平均值分别为0.651、0.696、1.358、0.524、0.703。利用筛选出的6对引物能够明确区分供试的55份板栗品种,并构建了55个板栗品种的字符串、条形码和二维码分子身份证。本研究利用表型性状和SSR标记研究板栗品种的遗传多样性,构建板栗品种的分子身份证,为板栗种质资源的品种鉴定、合理利用和有效保护提供理论参考。
    优先出版日期:  2022-04-14 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220310002
    摘要:
    金龙胆草Conyza blinii H.Lév.为我国云贵川地区的道地中药材,具有良好的消炎,止咳,平喘的功效。为了探究野生金龙胆草居群间的差异,本实验采集了9种来自不同地区的野生金龙胆草样本,对其进行核型、叶绿体基因组以及亲缘地理结构分析。结果显示:在这9个居群中,攀枝花地区的野生金龙胆草次生代谢产物苦蒿素含量高于本次采样的其他地区。金龙胆草为二倍体,细胞染色体核心公式 2n = 2x = 20 = 18m + 2st,居群之间的核型无显著差异。叶绿体基因组的系统进化分析表明,匙叶紫菀(Aster spathulifolius)亲缘关系较近。基于金龙胆草cpDNA的亲缘地理分析结果显示,Hap1为祖先型且金龙胆草经历过种群扩张事件,居群差异主要来源于种群内部。综上,种群内部变异和环境因素可能导致了金龙胆草居群间差异,以上的研究为金龙胆草野生资源的开发和利用提供基础。
    优先出版日期:  2022-04-12 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220226001
    摘要:
    为深入分析向日葵产量相关性状的分子遗传机制,挖掘有效的分子标记和基因,本研究在前期构建的SNP分子标记高密度连锁图谱基础上,结合2019年和2020年两个环境下的表型数据,利用RQTL软件对以K55×K58组合衍生的150个向日葵重组自交系(RIL)群体的产量相关性状进行QTL定位和候选基因筛选。结果表明,两个环境下共检测到株高、茎粗、叶片数、单盘粒数、单盘粒重、单盘空粒数、百粒重、结实率8个性状的9个QTL(LOD≧2),其中,茎粗和百粒重在两年环境下均检测到QTL位点,分别为Qsd17、Qsd9、Qhgw8和Qhgw5,检测到1个同时控制单盘粒数和茎粗的一因多效位点(Qsd17、Qngp17),这些QTL位点分布在4、5、7、8、9、13、14、16和17号染色体上,表型变异贡献率0.265%~13.075%,其中17号染色体上分布的QTL位点最多(2个),且有2个表型贡献率超过10%的主效位点(Qngp17、Qhgw8)。在稳定或主效(PVE>10%)的QTL位点内注释到14个候选基因,这些基因参与碳水化合物过程与细胞壁/膜/包膜生物发生过程,具有NADH脱氢酶、E3泛素蛋白连接酶、SAUR家族蛋白、MADS-box转录因子、MYB家族转录因子等功能,此结果可为向日葵高产育种提供理论基础。
    优先出版日期:  2022-04-12 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220309001
    摘要:
    为了探索单性结实分子调控网络,准确获得控制单性结实性状的基因,为茄子单性结实育种提供基础材料,本研究构建了茄子单性结实/非单性结实性近等基因系。试验采用杂交、回交和自交技术,结合单性结实鉴定和农艺性状调查,获得两组近等基因系JDX1和JDX8。利用覆盖茄子基因组的219对SSR引物对茄子近等基因系及亲本进行遗传背景分析。结果表明,近等基因系JDX1和JDX8与轮回亲本的遗传背景相似度分别达97.14%和88.23%,说明两组近等基因系材料遗传背景与其轮回亲本基本一致。单性结实鉴定结果表明,与轮回亲本比,近等基因系JDX1与JDX8已经完全转育成非单性结实株系。对两组单性结实近等基因系农艺性状调查结果表明,轮回亲本相比,JDX1和JDX8株高、首花高度、节间距、叶片长和宽、果实长和粗均不存在显著差异。结合果色、株型等农艺性状,可以得出单性结实近等基因系JDX1和JDX8的表型基本与轮回亲本一致的结论。该材料的成功创制为单性结实基础研究奠定良好的材料基础。
    优先出版日期:  2022-04-12 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220314001
    摘要:
    种子萌发和休眠是两个复杂且紧密联系的生理过程,涉及一系列外界环境和内部因子的相互作用,对农业高产稳产和生态进化具有重要意义。其遗传变异是典型的受多位点控制的数量性状,受环境因素影响。近年来,针对影响种子萌发和休眠等各种因素,国内外学者发现了多个QTL位点,并对其机制进行了解析。本文综述了遗传调控和外界因子对种子萌发和休眠的影响,总结了目前研究存在的问题,并对未来发展方向进行了展望。
    优先出版日期:  2022-04-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220321004
    摘要:
    因为人类膳食不平衡和微量营养缺乏导致的隐性饥饿已经受到国内外高度重视。利用生物育种技术培育富含各种微量营养的优良作物品种是生物强化和功能食品的主要发展方向。国内外大量研究表明,彩色小麦种质资源富含花青素、铁、锌、硒、维生素、叶酸等微量营养和蛋白质等,对抗炎、抗癌、糖尿病、心脑血管疾病、贫血病、生长发育不良等有一定的功效,将在保障粮食安全和人类健康中发挥重要作用。本文首先介绍了隐性饥饿、生物强化、功能食品、功能农业和功能品种等方面的发展趋势,重点介绍了国内外彩色小麦种质资源功能营养成分及遗传育种方面的研究进展。建议广泛收集和创制彩色功能营养小麦新种质,挖掘优异营养基因资源,揭示彩色小麦花青素和微量营养(硒、锌、铬等微量元素,维生素,人体不能合成的8种氨基酸;叶酸等)和品质(蛋白质含量和组分)性状的遗传耦合机理,以期为彩色小麦生物强化和主粮功能化提供理论依据和技术支撑。
    优先出版日期:  2022-04-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220223003
    摘要:
    甘薯基腐病是在浙江省东南沿海地区新发生的、由间座壳属病原菌侵染引起的真菌病害。为了筛选抗病种质资源和探索病害田间自然诱导抗性鉴定方法,对126份甘薯供试种质资源进行了田间抗性鉴定,并分析了甘薯生长后期的病情变化以及种质抗性对鲜薯产量损失率的影响。结果表明,对照品种浙薯255属于高抗,浙薯38属于抗,浙薯13属于高感。在89份新收集资源及当地主推品种中不存在高抗种质,仅3份种质属于抗,65%以上品种属于高感。在抗病品种浙薯255的34份杂交后代中筛选出13份抗病种质,其中高抗6份,抗2份。甘薯生长后期病情发生显著变化,尤其是中抗、感种质从120 d至135 d时病情指数跃升幅度大。135 d时整体发病植株的4级病级比例达93.8%,绝大多数发病植株最终基部完全腐烂或枯死。甘薯鲜薯产量与抗性水平呈线性相关,抗性好(高抗或抗)的品种鲜薯产量损失率可以控制在15%以下,而感病品种的鲜薯产量损失率会超过65%,甚至绝收。总之,甘薯基腐病抗病品种资源稀少,通过抗病亲本的常规杂交可以获得抗性好的育种材料,发病率和病情指数均可以作为甘薯基腐病田间自然诱导抗性鉴定指标。
    优先出版日期:  2022-04-07 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220225002
    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。
    优先出版日期:  2022-04-07 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220207003
    摘要:
    果实绵疫病是茄子生产上的重要病害,明确病原菌并筛选出抗病种质对茄子抗绵疫病品种选育具有重要意义。本研究对采自江苏省南京市和徐州市的茄子绵疫病果实进行病原菌的分离、纯化和鉴定,并利用获得的病原菌对146份国内外茄子种质资源进行抗性鉴定。结果表明:从两个地区的病样中各分离出一株菌株,两株菌株具有辣椒疫霉菌的典型特征,通过rDNA-ITS序列分析确定两株均为辣椒疫霉菌,接种茄子果实后发病症状为典型的绵疫病症状,分别命名为NJ1和XZ1。抗病性鉴定结果表明,种质资源间的抗性存在明显差异,抗病种质较少。3份种质资源对2个菌株具有良好抗性,可作为茄子抗绵疫病育种的抗源,其中G42和G114兼抗菌株NJ1和XZ1,G135抗菌株XZ1、中抗NJ1。本研究为茄子抗绵疫病遗传育种研究奠定了重要基础。
    优先出版日期:  2022-04-02 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220316001
    摘要:
    国家重要野生植物种质资源库是科技部和财政部设立的31个国家生物种质和实验材料国家平台之一,目前由国内11家从事野生植物种质资源收集保藏的科研院所和高校参与建设。为了实现各参建单位在野生植物种质资源的数据汇交、资源共享和统计分析等方面进行协同工作,中国科学院昆明植物研究所中国西南野生生物种质资源库联合科技信息中心,首先对共享服务平台进行需求分析,然后对平台的架构、功能模块、核心业务流程和数据库等进行设计,并基于ASP.NET MVC框架,采用数据质量保证技术、互联互通技术、权限控制技术和安全技术等实现了国家重要野生植物种质资源库共享服务平台。该平台能有效控制种质资源的数据质量,实现了与中国科技资源共享网等相关平台的数据交互,满足了较为复杂的权限分配需求,平台的安全性较高,从而促进了各参建单位在野生植物种质资源的采集、处理、保藏和分发等方面进行协同工作,为广大科技工作者在获取野生植物种质资源的实物和数据方面提供了一个便捷的途径,促进了国家科技资源尤其是以种子为代表的植物遗传资源的共享,为提高国家战略生物资源的开发利用起到了重要作用。此外,该平台的设计与实现方法亦可为其他领域的资源共享服务平台建设提供借鉴。
    优先出版日期:  2022-04-02 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211121001
    摘要:
    花生的营养保健价值不断受到重视,鲜食花生尤其是高糖甜花生逐渐被消费者喜爱。在花生品质育种中,子仁糖分已成为当今重要的育种目标之一,糖代谢分子调控机理的研究凸显重要。花生糖含量是花生品质性状的决定因子之一。本研究中的高糖花生品系DJ的含糖量和普通花生品系DG存在品种间显著差异。糖分含量测定结果表明,DJ子仁总糖、可溶性糖及蔗糖含量分别是DG的2.4倍(p-value = 8.38×10-12 < 0.001)、2.3倍(p-value = 3.64×10-10< 0.001)和4.0倍(p-value = 1.71×10-9 < 0.001)。RNA-seq及KEGG分析结果表明,3371个差异表达基因富集到117条通路,其中4条与糖代谢密切相关。筛选出与糖代谢相关的通路主干结构基因7个,包括SS、FBP、HK、MAN、PFK、GPI和TPSA;与衍生物相关的基因8个,包括USP、RHM 、GMLS、2个UGDH、UGE、GLCAK和GALE;新基因1个GAE。在差异代谢物中定位到蔗糖、果糖、海藻糖、1-磷酸甘露糖、腺苷二磷酸葡萄糖、二磷酸尿苷乙酰氨基葡萄糖、尿苷二磷酸葡萄糖等,其中蔗糖、果糖、海藻糖显著上调,差异倍数分别为1.18、1.33和8.37。转录组与代谢组联合分析结果表明,淀粉和蔗糖代谢与果糖和甘露糖代谢是糖代谢的关键通路,蔗糖、果糖和海藻糖为主要差异代谢物质。16个关键差异表达基因qRT-PCR验证结果表明,SS、HK和GPI上调,FBP、MAN、PFK、USP、RHM、TPSA、GMLS、2个UGDH、UGE、GLCAK、GALE和GAE下调,调控趋势与转录组学趋势一致。本研究结果将为深入探究花生子仁糖代谢的分子调控机理提供参考。
    优先出版日期:  2022-03-30 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220219001
    摘要:
    硫苷及其降解产物是十字花科蔬菜重要的次生代谢产物,具有防癌抗癌作用。硫苷合成基因MAMs(Methylthioalkylmalate synthases)负责硫苷侧链的延伸,MAM1催化生成短链脂肪族硫苷而MAM3催化生成长链脂肪族硫苷,因此MAM基因影响了硫苷成分的多样性。本研究利用大白菜和结球甘蓝自交系,从苗期到莲座期取样测定硫苷含量及MAM的相对表达量,分析有益硫苷在两者之间的积累差异以及MAM基因的表达调控作用。结果表明:从苗期到莲座期结球甘蓝的硫苷含量平均值均高于大白菜,大白菜中侧链长度为5C和4C脂肪族硫苷(GBN和NAP)含量较高,而结球甘蓝中3C和4C脂肪族硫苷(IBE、SIN和GRA)含量较高,有益硫苷SIN和GRA在结球甘蓝中的含量显著高于大白菜。在大白菜和结球甘蓝中分别发现7个MAM拷贝基因,同源基因比较发现MAM1和MAM3的相对表达量在两者之间存在显著差异。大白菜中BraMAM1.1和BraMAM1.2的表达量显著低于结球甘蓝同源基因BoMAM1.1和BoMAM1.2的表达量,而BraMAM3.2和BraMAM3.3的表达量显著高于结球甘蓝同源基因BoMAM3.1的表达量;并且结球甘蓝中3C脂肪族硫苷含量与BoMAM1.1的表达量呈显著正相关,大白菜中5C脂肪族硫苷含量与BraMAM3.2的表达量呈显著正相关。由此推测可能是BraMAM1.1的低表达而BraMAM3.2的高表达,导致了大白菜中3C脂肪族硫苷SIN积累极少而5C脂肪族硫苷GBN积累较多。
    优先出版日期:  2022-03-23 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220113003
    摘要:
    研究小麦根系在干旱逆境下的形态特征和遗传机制是提升小麦抗旱能力并获得稳产的基础。本研究以300份国内外小麦品种(系)为材料,苗期采用PEG-6000模拟干旱胁迫对小麦根系的最长根长、根总长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数、根鲜重和根干重等8个性状进行表型鉴定,结合90K SNP芯片对8个性状的抗旱系数进行混合线性模型MLM(Q+K)的全基因组关联分析,并对稳定遗传的显著关联位点进行候选基因的挖掘。研究结果表明,干旱胁迫下小麦品种(系)的根系性状表现出丰富的表型变异,变异系数为0.17~0.58,全基因组多态信息量(PIC, polymorphic information content)为0.01~0.38,LD衰减距离为7Mb。群体结构分析表明,供试材料分为3个亚群。GWAS分析显示,共检测到与8个根系性状显著关联的41个SNP位点,主要集中于1B、2B、3A、3B、5A、6B和7B染色体上,可解释表型变异范围为3.91%~8.04%。同时在两个及两个以上的性状中均发现的显著关联位点13个,分布在1B、1D、2A、2B、3B(2)、4A、4D、5A、5B、6B(2)和7B染色体上,解释3.99%~7.05%的表型变异。其中Tdurum_contig71499_211(5A)、GENE-1743_858(3B)、Tdurum_contig28552_211(5B)3个位点同时与根鲜重、根表面积、根干重、根体积或总根长、根尖数等4~5个性状显著关联,分别能解释遗传变异的4.12%~5.37%、5.77%~6.70%、4.10%~5.22%。同时对41个稳定遗传的显著关联位点进行候选基因的挖掘,共筛选到11个与小麦抗旱性相关的候选基因。其中TraesCS3B01G392300(钙依赖而钙调素不依赖的蛋白激酶)参与Ca2+水平的刺激应答;TraesCS1D01G036900(半胱氨酸受体激酶)和TraesCS5A01G370400(丝氨酸蛋白激酶)在干旱、高盐等逆境环境以及各种生长发育的信号传导过程中起重要作用;TraesCS7B01G440700(细胞色素P450蛋白)对细胞防御有毒物质方面有重要作用,这些候选基因可作为抗旱性重要基因。
    优先出版日期:  2022-03-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220114001
    摘要:
    小麦属内遗传基础狭窄和多样性种质资源匮乏是小麦遗传改良的瓶颈,利用近缘物种有益基因拓宽小麦遗传资源,是发掘小麦新种质的重要途径。染色体工程是将小麦外源靶向基因渗入小麦的有效方法,部分同源重组诱导体系和电离辐射是创制小麦异源易位系的两种高效技术,可以在短期内诱致大量染色体结构变异,得到了广泛研究和应用。文章重点综述了中国春ph1b突变体和60Co-γ射线辐射两种常用的诱变方法及特点,并简述了其在小麦种质创新上的应用进展。上述诱变技术与寡核苷酸探针FISH相结合将加快外源基因向小麦中的渐渗与精准鉴定,提高染色体工程效率。本文为进一步发掘和利用外源优异基因拓宽栽培小麦种质资源并开展相关遗传学和基因组学研究提供了重要参考。
    优先出版日期:  2022-03-16 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211221001
    摘要:
    AP2/ERF转录因子家族在植物逆境胁迫中发挥重要作用,本文以‘品苦1号’为材料,从中克隆得到FtDREB6基因,该基因CDS全长615 bp,编码204个氨基酸,编码蛋白分子量22.7 KDa,等点位点为4.96。在Tair网站上将其与拟南芥进行同源比对,发现其与拟南芥AtERF043同源性较高。转录激活活性分析表明FtDREB6全长没有自激活活性。利用农杆菌介导法将FtDREB6基因转入拟南芥,过表达FtDREB6基因显著提高转基因拟南芥的抗旱性。将FtDREB6基因转入发根农杆菌A4,侵染苦荞外植体诱导毛状根,在甘露醇处理下,过表达毛状根的SOD和CAT活性显著高于对照组A4且MDA含量显著低于对照组。以上结果表明,FtDREB6参与苦荞干旱胁迫反应,为进一步研究苦荞抗旱分子机制提供了参考。
    优先出版日期:  2022-03-15 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220123001
    摘要:
    大规模高质量基因组DNA的提取是植物分子生物学研究的基础,是作物种质资源鉴定、重要农艺性状调控基因的正向定位克隆、作物基因组标记分子辅助育种的重要技术环节。然而,目前常规的单管离心法效率不能满足大规模提取需要,整板离心法及全自动高通量核酸提取仪对设备和耗材要求较高,实验室常用的传统离心方法步骤较为繁琐,涉及较多有机溶剂,耗时较长,成本较高,不太适用于大批量植物材料。为了满足一般实验室大规模、低成本、高质量DNA提取的需求,我们开发了一套半自动DNA提取仪、配套耗材和钢珠分样器,并开发相应DNA提取流程和试剂。应用高通量、高效率的磁珠法吸附DNA,目的是建立简化、快速、高效且安全的植物组织基因组DNA提取方法。通过对小麦、水稻、玉米等主粮作物,以及部分种类的杂粮、油料、蔬菜等植物组织进行DNA提取,并用琼脂糖凝胶电泳、Qubit等方法对DNA完整性和纯度检测,结果表明(1)磁珠法提取的植物基因组DNA质量与纯度高、完整性好、无降解且无盐离子、有机物等污染;(2)提取过程无需反复对每个样品进行标注,试剂少、步骤少、操作简单快速且成本低,平均每人每天可提取2000个样品;(3)所得DNA样本可应用于基因克隆,转基因检测、CRISPR编辑检测等多种分子实验,也可用于多种NGS(Next Generation Sequencing)建库的高通量深度测序检测。因此,基于磁珠法的DNA纯化方案为植物研究提取DNA提供了一种简单、高效且经济的方法。
    优先出版日期:  2022-03-15 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220112002
    摘要:
    水稻穗顶部退化是一种典型的数量性状,极容易受环境条件的影响。Ats1是一个来自于秋光和七山占的染色体片段置换系,先前的连锁分析发现,它在第8染色体上带有一个穗顶部退化基因ATS1,与先前定位的qPAA8位置近似。通过比较北京地区2018年与其它年份的气候差异,以及在不同生长环境条件下Ats1的穗顶部退化表型时发现,穗顶部退化表型与生长环境条件高度关联。在2018年的高温生长条件下,Ats1穗顶部退化程度相对减轻,说明高温降低了Ats1穗顶部退化表型的发生率。此外,通过IRAT129和Ats1杂交配置的F2群体的遗传分析,发现穗顶部退化的遗传分离明显偏离单基因显性遗传的3退化:1正常的分离比例,说明Ats1置换系中可能还存在其它穗顶部退化基因。基于F2:3家系群的表型分析,筛选出了单基因分离家系18C4013,进一步将ATS1基因定位于包含4个候选基因的57Kb区域内,为最终克隆该基因奠定了基础,该方法可以被进一步用于其它受环境条件影响的复杂性状的基因精细定位。
    优先出版日期:  2022-03-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220211001
    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。
    优先出版日期:  2022-03-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220118002
    摘要:
    金荞麦是蓼科荞麦属的多年生药用植物。为了研究我国野生金荞麦的分布特点,探明各地区的资源密度和遗传特性,我们依托第三次全国农作物种质资源普查与收集行动,考察了我国13个省(区),62个县(市、区),共计采集到金荞麦种质资源530份。调查结果表明:我国野生金荞麦资源分布广泛,在调查范围内分布于E 90°.44′28″~119°.36′37″、N 24°.59′66″~33°.53′16″的广大区域,一般分布于海拔3500 m以下的亚热带季风气候区。金荞麦的群体数量和遗传特征呈现明显的区域差异,形成了西藏东南部高海拔的特殊类型集中分布区,西南地区中低海拔的遗传多样性富集区和长江中下游低海拔的遗传类型单一区的分布特点。野生群体中存在诸多优异材料,可在医药、保健、畜牧、观光、育种多个领域中开发利用。该研究在珍稀植物保护、荞麦属的分类进化研究、种质资源的创新利用和作物遗传改良等方面具有重要参考价值。
    优先出版日期:  2022-03-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220207001
    摘要:
    开展玉米重要性状主效位点的育种应用价值评估,对促进分子设计育种有效开展,提高种质资源遗传改良效率具有重要意义。针对前期工作中利用导入系1133B(热带玉米自交系Tzi8为供体亲本,温带骨干自交系B73为轮回亲本)定位的玉米株高主效位点qPEH6.02,本研究借助分子标记追踪,创制了主效位点的近等基因导入系1133BB73和1133BTzi8。以此为试验材料,在52500株/hm2、67500株/hm2和82500株/hm2三种不同密度下,开展了主效位点qPEH6.02近等基因导入系(1133BB73和1133BTzi8),及其弱优势杂交组合(同类群自交系杂交F1)和强优势杂交组合(强优势类群自交系杂交F1)的株高和产量鉴定分析。结果发现,不同种植密度下1133BTzi8较其近等基因导入系1133BB73的株高增加15.17~20.40 cm,但在其弱优势和强优势杂交组合中株高仅分别增加3.87~5.03 cm和3.23~5.97 cm。同时发现,在不同种植密度下1133BTzi8较其近等基因导入系1133BB73的小区产量增加10%以上,最高可增产15.00%;在其杂交组合中小区产量提高3%以上,最高可增产8.85%,表明主效位点qPEH6.02来自热带玉米自交系Tzi8的单倍型在提高产量方面具有潜在育种应用价值。
    优先出版日期:  2022-03-09 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220213001
    摘要:
    园艺作物在栽培过程中广受高温、低温、淹涝、高盐等非生物胁迫,不仅严重影响其生长发育,还限制其适应性及栽培范围。全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)是解析复杂性状遗传规律的有效策略。迄今,国内外学者运用GWAS鉴定到了多个与园艺作物非生物胁迫抗性显著关联的遗传点位,已成为挖掘重要农艺性状关键基因及研究基因功能的有效方法手段,也为推动园艺作物由传统育种向高效、定向分子设计育种转变奠定了重要线索。本文着重介绍GWAS的原理、特点及影响因素,并系统性梳理GWAS在园艺作物非生物胁迫研究中的研究进展,并对今后运用GWAS并结合其它方法精准挖掘关键基因进行了展望。
    优先出版日期:  2022-03-09 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220108001
    摘要:
    通过增加种植密度提高产量已成为大豆增产的有效途径之一。然而,关于大豆种质资源耐密特性的综合评价体系尚未系统化。本研究旨在运用多年数据构建一套大豆耐密植评价方法,并利用该方法对不同品种耐密特性进行评价,进而筛选耐密型资源。选择77份适宜于黄淮海生态区的大豆种质资源,分为高密度(株距8.0 cm,约31.5万株/公顷)与常规密度(株距13.0cm,约19.5万株/公顷)播种。通过获取2019和2020两年9个相关性状指标进行耐密特性综合评价。与常规种植密度相比,高密度条件下大豆植株重心高度和底荚高度分别呈极显著(P<0.01)和显著性增加(P<0.05),有效分枝数和单株粒重呈极显著性下降(P<0.01)。根据显著相关系数,进行主成分和隶属函数标准化分析,估算大豆耐密性综合评价值(M),并根据M值对供试品种进行聚类分析。再综合以上试验结果,将参试品种耐密性划分为5个等级,即:I级(不耐密植型),II级(较不耐密植型),III级(中间型),IV级(较耐密植型)和V级(耐密植型)。根据该方法初步筛选出3个耐密植大豆品种(五星1号、Motte*和高作选1号),为进一步开展大豆耐密植生理机制研究及耐密植新品种选育奠定了方法和材料基础。
    优先出版日期:  2022-03-09 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211222004
    摘要:
    老鹰茶是一种重要的民族特色类茶饮品和保健茶,在我国民间有着较长的饮用历史。用于制作老鹰茶的基源植物主要为五种樟科植物(毛豹皮樟、狭叶润楠、川黔润楠、红果黄肉楠和香叶子),其遗传学与分子生物学等方面的基础研究十分缺乏,导致老鹰茶树种质资源发掘与利用等工作支撑理论薄弱,制约了产业发展。本研究首次利用流式细胞术和K-mer频数分析两种方法对五种老鹰茶树的基因组大小及基本进行了分析。流式细胞术以番茄(929 Mb)和水稻(430 Mb)为内标;K-mer频数分析基于五个物种基因组DNA的Illumina测序数据(深度50X以上)进行。主要研究结果如下:(1)通过流式细胞术测定的毛豹皮樟基因组大小约为1,150.56 ± 20.47 Mb,狭叶润楠约为999.83 ± 25.02 Mb,川黔润楠约为1,471.99 ± 16.31 Mb,红果黄肉楠约为1,123.42 ± 10.24 Mb,以及香叶子约为1,350.06 ± 37.28 Mb;(2)K-mer频数分析估测川黔毛豹皮樟基因组大小为1025.91 Mb,杂合率1.29%,重复率49.98%;狭叶润楠基因组大小为1024.79 Mb,杂合率1.41%,重复率42.51%;润楠基因组大小为1234.90 Mb,杂合率1.23%,重复率50.86%;红果黄肉楠基因组大小为1014.27 Mb,杂合率1.32%,重复率41.82%;香叶子基因组大小为1258.00 Mb,杂合率0.74%,重复率54.89%;(3)毛豹皮樟、狭叶润楠、川黔润楠和红果黄肉楠四种老鹰茶树属于高杂合基因组,香叶子属于微杂合基因组,而这五个物种的基因组重复度都属于中等。本研究的结果为后续的老鹰茶树单个物种基因组测序策略或泛基因组研究计划等工作提供了可参考的基础数据。
    优先出版日期:  2022-03-09 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220110001
    摘要:
    热激蛋白90(heat shock protein 90,HSP90)广泛参与生物体的生长发育,对研究信号转导、细胞周期调控、蛋白降解及转运等生理生化代谢具有重要研究价值。为全面解析谷子HSP90基因家族信息,找到重要耐旱SiHSP90的优异单倍型,基于谷子基因组数据,利用生物信息学的方法对谷子HSP90基因家族成员进行了鉴定分析。结果表明,从谷子基因组水平共鉴定到9个SiHSP90家族基因,分布于5条染色体上,内含子数1~19不等,编码蛋白质氨基酸个数为404~818;系统进化树分析结果显示,谷子HSP90家族基因分为4组;亚细胞定位预测结果显示该家族基因主要位于细胞质和内质网;基于已发表的谷子转录组数据进行组织表达分析,不同HSP90基因在不同组织中的表达模式不同;顺式作用元件分析得到9个响应胁迫与激素调控元件,表明谷子HSP90家族基因可在不同非生物胁迫下进行转录调控,响应不同的环境胁迫。耐旱与旱敏感的表达谱分析表明,HSP90家族基因Seita.7G009200在两类材料的多个组织表现极显著差异表达,对532份谷子品种Seita.7G009200基因进行单倍型分析发现,基因区变异极少,启动子区变异丰富,共分为4个单倍型,结合表型分析发现H004是最优异耐旱单倍型,且核心变异位点位于结合茉莉酸甲酯的顺式作用元件核心序列。
    优先出版日期:  2022-03-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220127001
    摘要:
    大豆脂肪氧化酶(LOX)能催化不饱和脂肪酸的酶促反应,使豆制品产生令人不愉快的豆腥味,被称为抗营养因子,从而影响豆制品的营养品质。本研究采用脂肪氧化酶缺失近等基因系(Suzuyutaka 和 Century)和育成品种为材料,克隆了三种脂肪氧化酶突变体基因lox1、lox2和lox3,比较不同 lox 基因序列的差异;根据差异序列设计特异性引物,采用琼脂糖凝胶电泳、毛细管电泳法和 KASP 标记法,开发不同LOX突变基因(lox1-303 bp、lox3-266 bp、lox2-KASP、lox3-KASP)的功能标记,并利用开发的标记鉴定低豆腥味大豆育成品种和育种后代材料的基因型,结合比色法生化验证,筛选出25份缺失脂肪氧化酶-2基因(lox2)的低豆腥味大豆新品系。比较杂交育种后代材料的产量和主要品质性状,发现群体中大豆脂肪氧化酶突变体与野生型株高、单株产量、蛋白质和脂肪含量没有显著性差异。结合农艺和品质性状,筛选出6份高产低豆腥味新品系,为低豆腥味大豆分子育种提供可靠的功能标记和优异育种材料。
    优先出版日期:  2022-02-17 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220107003
    摘要:
    药食同源是薏苡作物的天然禀赋,但是加工利用过程中往往存在适口性差、不易蒸煮等特点。种子萌芽是植物新一轮生命周期的开端,也是改善谷物口感与品质的重要手段。本研究旨在研究薏米萌芽前后特征代谢物的变化,为薏米功能食品的开发和利用提供理论依据。以‘兴仁白壳’、‘黔薏2号’、‘安国薏苡’和‘日本薏米’4份薏米材料进行萌芽,采用广泛靶向代谢组学分析方法对其萌芽后和萌芽前的代谢物进行比较分析,并对其差异代谢物进行鉴定和筛选。结果显示,4份薏米材料在萌芽前后共检测到590个代谢物,其中190个共有差异代谢物,2黄皮品种聚在一起,2个红皮品种聚为一类。薏米萌芽后脂质、有机酸、生物碱、木质素和香豆素、酚酸类、氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物整体上呈上调模式,而黄酮类则整体表现为下调模式。上调倍数最大的10个差异代谢物分子为N-苯乙酰甘氨酸、S-腺苷蛋氨酸、N-α-乙酰-L-精氨酸、甲基马来酸、丙氨酰亮氨酸、天冬氨酰苯丙氨酸、茶氨酸、L-苯丙氨酸-L-苯丙氨酸、对香豆酰基O-水杨酰奎尼酸、核酮糖-5-磷酸,下调倍数最大的代谢分子为脯氨酸甜菜碱、甘草素-7,4-二葡萄糖苷、顺式玉米素、扁蓄苷、七叶苷、槲皮素-3-O-α-L-吡喃阿拉伯糖苷、山奈素、芍药花素、金圣草黄素7-O-葡萄糖苷、苜蓿素-O-芸香糖苷。KEGG通路富集分析表明,萌芽过程中氨基酸生物合成、氨酰tRNA生物合成、ABC转运蛋白、嘧啶代谢及玉米素生物合成、黄酮代谢、生物碱合成、芥子油苷生物合成、甘油脂类生物代谢过程均发生了显著变化。萌芽后,如溶血磷脂酰胆碱、薏苡素、10-甲酰四氢叶酸、齐墩果酸、没食子儿茶素、绿原酸、丁香酸等具有重要生物活性的功能分子在萌芽过程中得到了显著富集。薏米萌芽过程中涉及脂质、有机酸、生物碱、木质素和香豆素、酚酸类、氨基酸和核苷酸及其衍生物的生物代谢过程活跃,并找到了一些重要特征分子和生物活性分子。
    优先出版日期:  2022-02-17 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220118001
    摘要:
    以高产四倍体栽培种‘冀张薯12号(G12)’为母本,3 个高淀粉含量二倍体原始栽培种为父本,创制高产高淀粉含量的马铃薯新种质。共配制 3 个杂交组合,每个组合分为嫁接组和对照组,共6个处理。嫁接组采取母本预先嫁接于父本的方法,与砧木(父本)品种进行有性杂交,以常规杂交为对照。嫁接组平均授粉 254 朵花,坐果 112 个,平均坐果率 44.1%;对照组平均授粉 296 朵花,坐果 65 个,平均坐果率 22.0%。6个处理共收获杂交浆果 177 个,获得杂交种子 30 粒,将种子播种在培养基上获得F1植株 15 株。用流式细胞仪、保卫细胞叶绿体计数法和花粉母细胞染色体计数法对F1植株的无性系后代进行倍性鉴定,共获得四倍体 9 个,三倍体 4个,二倍体 2个。对F1植株进行 SSR 分子鉴定表明,所有四倍体和三倍体后代均为双亲的有性杂种。杂种植株长势良好,除 1 份材料具有自交后代,其他F1代植株均不能天然结实,马铃薯种间后代块茎大小明显大于二倍体亲本,芽眼深度浅~中等,较父本二倍体种有较大改良,薯肉颜色多为黄色,薯皮颜色有不同于父母本的类型出现。田间试验结果表明所有四倍体F1代植株淀粉含量均显著高于‘G12’,且除‘SY18-6’产量显著低于‘G12’外,其他 8 份F1代植株产量与‘G12’差异不显著,结合块茎产量、淀粉含量、淀粉产量等数据特征,决选出高产、高淀粉含量材料 6 个‘SY24-1’(淀粉含量21.39%)、‘SY18-1’(21.37%)、‘SY24-5’(18.35%)、‘SY18-4’(20.28%)、‘SY24-3’(18.29%)、‘SY69-3’(18.84%)。
    优先出版日期:  2022-02-17 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220103001
    摘要:
    本研究于2015—2016年在海南梅东、河南洛阳、吉林公主岭3个不同纬度环境调查了160份谷子资源的株高、叶片数、穗长、穗粗、穗重、穗粒重、穗码数、码粒数8个农艺性状,系统估算这些性状在年份、纬度环境、品种基因型3因素组合条件下的广义遗传力,并进行性状间的遗传相关分析。单因素分析表明8个农艺性状的平均遗传力均超过0.9000,普遍高于单株遗传力,且平均遗传力不受调查年份和纬度环境的影响;单株遗传力在梅东低纬度环境不受调查年份影响,而在洛阳中纬度环境、公主岭高纬度环境穗长、码粒数和穗重、穗粒重、穗码数分别受调查年份影响;株高、叶片数、穗长、穗粗、穗码数为高遗传力性状,而穗重、穗粒重、码粒数为中遗传力性状。3因素组合条件8个性状的平均遗传力由0.9以上下降为0.7266~0.8483,单株遗传力由0.5209~0.9931下降为0.2292~0.4263,株高、叶片数、穗粗等3个指标适合作为谷子广生态适应性育种的选择指标。株高、叶片数、穗粗与穗重、穗粒重均存在极显著遗传正相关(P<0.001),通过有针对性地选择株高、叶片数、穗粗以及抽穗期可以实现对穗重、穗粒重进行选择,选育出广适应性、稳产或高产的品种。
    优先出版日期:  2022-02-16 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211130001
    摘要:
    The heavy metal-associated isoprenylated plant proteins (HIPPs), which play an important role in the maintenance of metal ion homeostasis and detoxification mechanism, have been accepted as key proteins in the safety transportation of metallic ions in plants. While the HIPPs gene family has been investigated in these model plants, such as Oryza sativa L. and Arabidopsis thaliana L., to our knowledge the HIPPs gene family in Brassica napus L remains analyzed. In this study, 104 HIPPs genes were identified in the genome of Brassica napus L. (Darmor-bzh v10) using Bioinformatics methods. The HIPPs members were not evenly distributed on 19 chromosomes. The amino acid number, protein molecular weight, isoelectric point, and protein hydrophobicity index of BnaHIPPs were ranged from 120 to 630 aa, 13 827.56 to 64 467.05 Da, 8.07, and -1.146 to -0.17, respectively. The HIPPs genes showed tissue specific expression and temporal specificity, as well as the highest transcripts in roots. Moreover, the expression of BnaHIPPs was significantly altered in response to Cd2+ stress treatment. For example, BnaA08p24150 and BnaA09p41730 were up-regulated in both roots and leaves. The phylogenetic analysis showed that BnaHIPPs were divided into five distinct clades. The collinearity analysis elucidated that the expansion of the BnaHIPPs gene family members was largely contributed by fragment replication, and only for four members BnaC05p3800, BnaC05p3810, BnaC05p3820, and BnaC05p3830 were found with tandem repetition. Our results will provided insights for future deciphering the BnaHIPPs gene family members in B. napus L..
    优先出版日期:  2022-02-15 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220107006
    摘要:
    钙调磷酸酶B类互作蛋白激酶CIPK(CBL interacting protein kinases)是植物钙离子信号通路中响应非生物逆境胁迫的重要蛋白激酶之一。本研究以拟南芥和水稻中CIPK家族基因序列信息为基础,利用玉米参考基因组B73和生物信息学分析方法,全基因组范围内鉴定玉米CIPK基因家族成员,分析CIPK家族基因的进化关系、基因结构、基因表达模式和对干旱胁迫的响应。本研究共鉴定出44个玉米CIPK家族基因,并将其分为5个亚家族,每个亚家族有不同的外显子-内含子和UTR的结构特征;基于基因差异表达分析,筛选出5个与抗旱性相关的候选基因ZmCIPK3、ZmCIPK7、ZmCIPK44、ZmCIPK25和ZmCIPK28;进一步的遗传数据表明,干旱胁迫下ZmCIPK3拟南芥转基因株系的存活率明显高于野生型,提高了拟南芥的抗旱性;同时,干旱胁迫下ZmCIPK3拟南芥转基因株系中抗旱性相关生化指标过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于野生型,而丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)的含量显著低于野生型。本研究在玉米全基因组水平上鉴定了CIPK基因家族成员,分析了其在不同抗旱性材料、不同水分处理下的基因表达模式,明确了ZmCIPK3是一个抗旱性候选基因。
    优先出版日期:  2022-02-14 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211227005
    摘要:
    麦类作物主要包括普通小麦、大麦、黑麦、燕麦及小黑麦等物种。麦类作物具有复杂庞大的基因组,基因组学研究相对滞后。随着测序技术的发展,成本的大大降低,麦类作物的研究迈入了基因组学的全新时代,推动了群体遗传学、表观基因组学、泛基因组学等研究并取得了重大突破。人们对于麦类的基因组变异和遗传选择有了更深刻的认知,为研究麦类作物的起源与演变、品种改良等提供了科学的理论依据和指导。本文就近年来基因组学时代主要麦类作物的研究现状及趋势进行概述,结合国际前沿动态,对本领域后基因组时代的研究热点提出了展望。
    优先出版日期:  2022-02-09 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211222001
    摘要:
    为发掘小麦小穗粒数相关基因位点,以384个重要小麦品种(系)组成的自然群体为材料,利用3个环境获得的表型和55K SNP芯片分型数据进行全基因组关联分析。结果发现,142个SNP和小穗粒数显著关联,解释的表型变异范围3.27%~6.09%。有8个SNP在2或3个环境下与小穗粒数显著关联,其中AX-109986855、AX-109875224和AX-109843323位于2D染色体523.12~526.25Mb区段,AX-111054388和AX-110671159在2B染色体上物理距离仅0.62Mb。这8个SNP位点中,每个SNP的2个等位变异在3个环境的小穗粒数均达到显著水平(P < 0.01),例如,2D染色体上AX-109843323位点G/G等位变异在3个环境的平均小穗粒数分别比C/C等位变异增加0.32、0.37和0.39粒。8个SNP位点的优异等位变异在供试材料的分布比例为5.20%~76.80%,其中7个优异等位变异的分布频率低于45.00%。进一步分析小穗粒数优异等位变异对穗粒数的影响,发现8个SNP位点具有优异等位变异的材料穗粒数(48.45~53.61粒)明显高于具有非优异等位变异材料的穗粒数(45.04~47.37粒),而且材料聚合的优异等位变异数与其小穗粒数和穗粒数呈极显著正相关(相关系数分别为0.97和0.94,P< 2.0E-4),表明这些小穗粒数相关位点可用于小麦穗粒数的遗传改良。
    优先出版日期:  2022-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211122002
    摘要:
    为探究大麦耐盐相关基因HvMBF1c的潜在功能及响应盐胁迫的表达规律,本研究以大麦种质ZY26(耐盐型)和ZY218(盐敏感型)为试验材料,采用同源克隆法克隆HvMBF1c基因,运用生物信息学软件预测分析该基因及其编码蛋白的结构、理化性质、同源蛋白差异及系统进化。结果表明,HvMBF1c包含471bp的开放阅读框,编码156个氨基酸,位于大麦染色体7HL上,无内含子结构;其编码蛋白主要由N端MBF1结构域和C端HTH结构域组成,具有不稳定、碱性、亲水性、非跨膜、无信号肽结构等特性,二级结构以α螺旋为主;进化分析表明HvMBF1c与多种植物MBF1的氨基酸序列高度同源,与小麦TaMBF1c的亲缘关系最近;亚细胞定位表明该基因主要定位于细胞核和细胞质中。qRT-PCR结果表明NaCl胁迫不仅能够诱导大麦萌发期种子中HvMBF1c基因的表达,而且也能使苗期叶片及根系中该基因显著上调表达且叶片中的表达量明显高于根系,整体表达程度随种质耐盐能力及胁迫时间的增强而上升;表明HvMBF1c参与调控大麦不同生育期盐胁迫响应过程。
    优先出版日期:  2022-01-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20211122001
    摘要:
    甘薯是世界第七大粮食作物,虽然甘薯对盐、旱等胁迫的抗逆性较强,但因其起源热带而对低温耐受性差,目前低温已经成为影响甘薯产量及限制甘薯种植面积的重要非生物胁迫。本研究以耐冷品种辽薯36为试验材料,在低温处理0 h、6 h、24 h和48 h后,利用转录组测序技术筛选与冷胁迫紧密相关的代谢通路和差异表达基因。结果共获得甘薯转录组数据75.01 Gb,与参考基因组比对效率达76.33%。差异表达基因分析结果表明,甘薯响应冷胁迫的过程中有6282 个基因上调表达,3881 个基因下调表达,其中283 个基因在低温处理6 h、24 h和48 h共有上调表达,26 个基因在三个处理中均下调表达。GO功能富集分析发现,差异表达基因被大量富集到蛋白激酶活性、过氧化物酶活性、氧化还原酶活性、蛋白质磷酸化、氨基酸跨膜转运、蛋白质生色团连锁及果胶分解代谢分子功能和生物学过程等分类条目中。KEGG代谢通路富集分析表明,苯丙烷生物合成、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导、植物-病原相互作用、谷胱甘肽代谢这5个代谢通路富集了大量的差异表达基因。本研究进一步筛选到ABA信号转导途径4 个关键基因(PYL、PP2C、SnRK2、ABF)与冷胁迫响应密切相关,为甘薯耐冷基因克隆及耐冷机制解析提供了理论依据。
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    2013,14(2):361-366, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.02.028
    [摘要] (4742) [HTML] (0) [PDF 29.26 M] (23805)
    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] (4164) [HTML] (0) [PDF 31.18 M] (18410)
    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。
    2013,14(2):289-297, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.02.005
    [摘要] (4777) [HTML] (0) [PDF 10.61 M] (16081)
    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] (3776) [HTML] (0) [PDF 7.81 M] (15459)
    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。
    2015,16(3):528-534, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2015.03.014
    [摘要] (3633) [HTML] (0) [PDF 19.71 M] (13042)
    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(3):364-368, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2010.03.003
    [摘要] (7102) [HTML] (0) [PDF 546.74 K] (12798)
    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。
    2013,14(6):996-1012, DOI:
    [摘要] (4523) [HTML] (0) [PDF 18.28 M] (12738)
    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(6):671-677, DOI:
    [摘要] (4808) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (12666)
    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。
    2010,11(1):1-4, DOI:
    [摘要] (5217) [HTML] (0) [PDF 422.92 K] (12517)
    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。
    2011,12(2):190-196, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2011.02.009
    [摘要] (5420) [HTML] (0) [PDF 503.46 K] (11799)
    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。
    2013,14(1):111-116, DOI:
    [摘要] (4283) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (11749)
    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。
    2011,12(2):228-233, DOI:
    [摘要] (4977) [HTML] (0) [PDF 401.61 K] (10675)
    摘要:
    本研究利用在SSR扩增产物检测过程中的一种基于荧光测序技术的高通量低成本分析技术体系TP-M13-SSR (simple sequence repeat with tailed primer M13) 对苹果种质资源的25份地方品种进行了遗传多样性研究,得到了25份材料分别个SSR位点的遗传多样性 、多态性信息含量和位点杂合度的变化范围分别为0.5032~0.8448、0.3952~0.8268和0.4400~0.9600。UPGMA法聚类分析将25个苹果品种分为2大类,与地理起源和亲缘关系相关。这种方法具有经济、灵敏、高效等优点,在苹果遗传多样性研究中得到成功应用。本文讨论了TP-M13-SSR的技术的优缺点,以及在果树种质资源遗传多样性研究中的应用潜力。
    2014,15(3):491-497, DOI:
    [摘要] (3837) [HTML] (0) [PDF 22.09 M] (10621)
    摘要:
    本试验对103份分别来源于印度、越南、贵州广西和云南等不同地域的亚洲棉进行了表型遗传多样性分析。结果发现亚洲棉在质量性状和数量性状上均存在不同程度的遗传多样性;质量性状遗传多样性指数在主茎、叶、花、铃等不同部位表现不同;21个质量性状的多样性指数为0.04~1.01,平均0.57,3个数量性状的多样性指数为1.65~1.96,平均1.82,表明数量性状的遗传多样性大于质量性状。研究发现不同地域的亚洲棉遗传多样性不同,并将这103份亚洲棉聚类到8个组群。
    2014,15(6):1334-1341, DOI:
    [摘要] (3420) [HTML] (0) [PDF 5.58 M] (10460)
    摘要:
    锚蛋白重复序列模体是生物体内最普遍的蛋白质序列模体之一,在多种细胞活动中主要介导蛋白质-蛋白质的相互作用。利用菜豆基因组数据库,通过生物信息学手段对菜豆ANK家族成员及分子生物学特性鉴定。菜豆基因组中含有30个ANK家族基因,分布于9条染色体上,其中第五条染色体上含有ANK的基因最多,包含13个基因。蛋白结构域分析发现ANK25除了含有ANK结构域外还含有RING结构域。据报道,RING蛋白主要参与基因转录调控、DNA修复和重组等。亚细胞定位结果显示,ANK25主要分布在细胞膜上。表达模式分析发现,ANK25对干旱、盐和ABA胁迫有响应。本研究为进一步研究菜豆ANK的分类及功能提供了有利的依据。
    2014,15(3):554-560, DOI:
    [摘要] (3711) [HTML] (0) [PDF 20.42 M] (10179)
    摘要:
    二氢黄酮醇还原酶是植物花青素合成的关键酶。以中国特有红肉萝卜种质‘心里美’为试材,克隆和分析其二氢黄酮醇还原酶基因(DFR)。通过与大白菜DFR基因的完整CDS 序列与白萝卜自交系‘36-2’全基因组序列(未公布)进行比对,获得单一的同源序列Rsa10008592。参照该序列设计5’和3’引物,以‘心里美’萝卜自交系‘HX12Q-49’的cDNA为模板,通过 RT-PCR 和 TA克隆获得 ORF 为1164 bp(Genbank 登录号KF280272)、编码 384 aa的RsDFR基因的完整CDS序列。通过对白萝卜‘36-2’的Rsa10008592和‘心里美’萝卜‘HX12Q-49’的RsDFR 序列比较分析,发现它们之间存在19个核苷酸和3个氨基酸的差异。氨基酸序列进化树显示,‘心里美’萝卜的 RsDFR与大白菜和芥菜的 DFR 的同源性较高。荧光定量PCR发现RsDFR 在白萝卜和‘心里美’萝卜不同发育阶段的表达模式不同,在白萝卜中仅在肉质根发育的早期表达,而在‘心里美’萝卜的全生育期均有表达,且在破肚期的表达量最高。同时,对‘心里美’萝卜 RsDFR 基因编码的蛋白质进行了初步分析。
    2011,12(5):686-693, DOI:
    [摘要] (3915) [HTML] (0) [PDF 647.96 K] (9845)
    摘要:
    针对目前亚洲栽培稻起源地和进化途径学说众多、分歧巨大的现状,本研究选择原产中国的98份亚洲栽培稻和125份普通野生稻为材料,对叶绿体中atpA序列、rps16内含子序列、trnP-rpl33间隔区、trnG-trnfM序列、trnT-trnL间隔区序列的五段高突变序列进行测序,利用生物信息学方法进行比对分析,绘制Network网络图,构建系统发育树。结果表明,普通野生稻的Indel和SNP数目均比亚洲栽培稻多,序列多样性丰富;基于单倍型的Network网络图和系统发育树可将所有参试材料归为3个类群,类群I主要为粳稻与普通野生稻,类群II主要为籼稻,类群III主要为普通野生稻,而类群II和类群III亲缘关系较近,提示粳、籼两个亚种可能由偏粳、偏籼的普通野生稻分别进化而来,支持二次起源学说;所有与亚洲栽培稻亲缘关系较近的普通野生稻均来源于华南地区,支持华南地区为我国亚洲栽培稻起源中心的论点。
    2014,15(3):630-637, DOI:
    [摘要] (4056) [HTML] (0) [PDF 31.60 M] (9787)
    摘要:
    本文对绿色草莓(Fragaria viridis Duch.)及其自交后代5个株系的生物学特性进行了观察,其生物学特性与母本均存在一定程度差异,在观察的67个性状中,我们获得了可溶性固形物等42个差异明显的性状。利用SPSS软件对其中15个差异明显性状进行主成分分析和变异系数分析,结果表明植株高度、植株冠径、小花梗长、小花梗粗、叶柄粗、花序梗粗及花粉生活力是区分绿色草莓及其自交后代株系的重要指标。5个自交一代株系自交坐果率差异明显,其中株系Ls-S1-4属于自交不亲和最强的株系。本研究为绿色草莓自交亲和/不亲和系的创建奠定基础。
    2011,12(6):941-947, DOI:
    [摘要] (4134) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (9651)
    摘要:
    普通菜豆是重要的食用豆类之一,在世界各大洲普遍种植。近年来,普通菜豆在遗传图谱构建、新标记开发与利用、抗性基因定位以及比较基因组学等方面取得了很大进展。遗传连锁图谱的构建是基因定位与克隆的基础,是遗传研究中的重要内容;利用分子连锁图谱鉴定、标记和定位抗病基因将在种质改良和分子标记辅助育种方面发挥重要作用。豆科植物比较基因组学的研究成果为菜豆遗传连锁图谱的发展提供了新的思路。本文从普通菜豆遗传连锁图谱的获得、普通菜豆与大豆同线性比较以及抗炭疽病基因定位等方面进行了综述,以期为普通菜豆遗传改良和抗病育种提供参考。 关键词:普通菜豆;遗传连锁图;同线性比较;抗菜豆炭疽病
    2011,12(2):184-189, DOI:
    [摘要] (5165) [HTML] (0) [PDF 564.46 K] (9610)
    摘要:
    苎麻是重要的经济作物,本文简要阐述了苎麻种质资源的分布状况,介绍了中国苎麻种质资源的保存现状,总结了苎麻种质资源田间栽培保存技术及室内保存技术的研究进展。并且针对目前单一的保存方法进行了讨论和分析,提出了自己的看法和建议。
    2014,15(3):597-603, DOI:
    [摘要] (3652) [HTML] (0) [PDF 16.02 M] (9323)
    摘要:
    摘要:利用30对多态性良好的SRAP引物对90份山药种质资源进行PCR扩增,构建扩增图谱,共扩增到722位点,多态性位点581个,多态性比例为80.47%,每对引物组合检测多态性位点3-30个,每对引物能鉴别6-51份山药种质资源;采用DNA数据分析软件对扩增出的多态性位点进行分析,构建山药种质资源方框指纹图谱,该图谱清晰地反映出每对引物能扩增的多态位点数,鉴别资源份数及资源具体编号,资源在该引物组合下所能检测得到的多态位点数及所处的具体位置等信息;从10对SRAP引物组合中挑选出的21个多态性位点,根据谱带的有无转化成的1/0字符串编码,形成山药种质资源DNA数字指纹图谱,该图谱将90份山药种质资源中的82份资源鉴别开。这些指纹图谱可为下一步的山药品种鉴定,种质资源评价、利用,分子标记辅助育种及品种权保护提供技术支撑。

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