《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。

   2022年最新复合影响因子 2.914 ; 期刊综合影响因子 2.177 (cnki统计)。

 

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    2022,23(6):1549-1571, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220423002
    摘要:
    随着人类对彩色营养功能小麦需求越来越大,彩色小麦遗传研究越来越深入,彩色小麦品种越来越多,但我国彩色小麦种质资源家底不清。为了满足国内外对彩色小麦营养遗传育种方面的快速需求,本文综述了彩色小麦基因和种质资源育种利用进展,首先介绍了彩色小麦基因来源的种质资源,其次是介绍了彩色小麦染色体组及系谱,第三是首次全面总结了我国彩色小麦育种和种质资源创新的进展。我国近24年来审定了60个彩色小麦品种,其中紫(黑)粒品种49个,蓝粒小麦品种10个,绿粒小麦品种1个,还育成了23个彩色小麦种质新资源,其中近4年来是我国彩色小麦品种审定最多的年份。河南省、山东省、河北省、山西省是我国4大彩色小麦育种和产业化基地。彩色小麦品种大部分来源于彩色小麦和普通小麦杂交,彩色小麦基因来源更多的是来自小麦与野生一粒小麦、野生二粒小麦、偃麦草、黑麦、赖草等远缘杂交。有47个彩色小麦品种籽粒蛋白质含量超过14%,有4个彩色小麦品种籽粒蛋白质含量超过18%,有4个彩色小麦品种面团稳定时间超过10 min。针对彩色小麦遗传育种和产业化存在的问题,建议作物种质资源保护与利用要遵循“有差异,就选择;能遗传,可定向;有价值,就保藏;需鉴定,要精准;扬其长,广利用”的基本原则。以上资料将为我国彩色小麦遗传育种研究提供大量有用信息和基因种质资源,推动我国彩色小麦遗传育种研究深入发展。
    2022,23(6):1572-1584, 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。
    2022,23(6):1585-1593, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220518003
    摘要:
    盐胁迫是最重要的非生物胁迫之一,严重威胁植物的生长发育。了解植物盐胁迫适应性机制有利于科学选育耐盐作物,进而有效利用盐地滩涂减轻日益增加的粮食压力。盐胁迫导致植物体内离子失衡、渗透紊乱以及毒性物质积累,特别是活性氧(reactive oxygen species, ROS)。为了适应盐胁迫,植物需要平衡细胞离子、重塑渗透势并维持ROS稳态。在过去遗传学和生理生化研究揭示了大量的植物盐胁迫响应和调控因子,它们通过多重复杂的胁迫信号通路调控植物的耐盐性。本文综述了近年来盐胁迫下植物的感知、信号转导、基因表达调控、激素调控以及适应性响应,归纳了一套较为完整的植物盐胁迫响应机制。
    2022,23(6):1594-1603, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220411002
    摘要:
    盐胁迫是影响绿豆生长、造成绿豆减产的主要限制因素之一。开展绿豆耐盐胁迫研究,培育耐盐品种,对盐碱地利用率具有重要意义。本文主要从绿豆耐盐鉴定方法和评价指标、耐盐种质资源筛选、耐盐基因挖掘以及提高耐盐性的途径等方面,综述了国内外最新研究进展,同时还探讨了未来重点关注的方向及策略,旨在为今后开展绿豆耐盐性研究、培育耐盐性强、综合性状优良的绿豆品种提供参考。
    2022,23(6):1604-1612, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220426003
    摘要:
    植物叶片背-腹轴极性建立是叶片形态建成的重要过程之一。ASYMMETRIC LEAVES1/ASYMMETRIC LEAVES2(AS1/AS2)是植物叶片发育中背-腹面极性关键的转录因子,直接或间接与多个蛋白或miRNAs相互协作,共同协作调控植物叶片发育与形成过程。本文综述了拟南芥、大白菜等植物AS1/AS2保守结构特征及其参与叶片发育和形态建成的调控功能等,为深入揭示AS1/AS2生物学功能的分子机制提供思路。
    2022,23(6):1613-1625, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220417001
    [摘要] (32) [HTML] (0) [PDF 20.83 M] (1954)
    摘要:
    本研究以116份枣种质为研究材料,通过遗传多样性指数、聚类分析和主成分分析等方法对22个果实性状进行多样性及综合评价分析。结果表明:13个数量性状变异系数介于1.76%~41.30%,单果重和可滴定酸含量变异程度较大。22个果实性状遗传多样性指数H’范围在1.04~2.05,其中果实横径(2.05)、维生素C含量(1.96)、果实形状(1.88)和果实颜色(1.10)H’较高。22个果实性状进行聚类分析,分为四个类群,Ⅰ类群属于野生资源类型,Ⅱ类群属于高营养物质含量种质类型,Ⅲ类群属于特异营养含量种质,Ⅳ类群属于果实外观品质较好的种质类型。主成分分析把22个果实性状分为8个主成分,累计贡献率为75.620%,第1主成分与果实大小有关,第2个主成分与果形指数有关,第3、4主成分与果实营养物质和果实口感有关。果实性状综合得分(D)范围在0.15~1.04,平均值0.64,河北的赞晶和山西临县的杨家山大枣等种质位居前列,综合评价优异。根据特异性状指标,筛选出了泗洪大枣、赞皇1号、清徐蘑菇枣、榆次奶头枣、襄汾葫芦枣、鲁枣7号、稷山水枣、稷山蛤蟆枣、稷山猪牙枣、临县甜酸枣、临县刘家会枣、兴县老婆枣、临县开阳大酸枣和鲁枣10号等特异种质14份。本研究对枣种质果实性状进行多样性分析和优特异性状鉴定,可为构建枣种质综合评价体系和筛选特异种质提供重要参考。
    2022,23(6):1626-1635, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220407005
    摘要:
    干旱是水稻生产中最严重的非生物胁迫,增强根系对深层土壤水分的吸取能力是提高水稻抗旱性的重要育种目标。为筛选优异抗旱稻种资源,本研究对2234份栽培稻种质资源进行了以深根比为鉴定指标的避旱性鉴定评价,在水分梯度抗旱大棚中对131份具有不同深根比的种质进行了孕穗期抗旱性鉴定评价。供试材料的深根比变异范围为8.6%~60.1%,平均深根比为25.8%,47.2%材料的深根比集中在20%~30%之间,25.2%材料的深根比低于20%,深根比超过40%的高深根比种质仅占6.1%;国外材料中高深根比种质比例达到了24.2%,其次是上海(17.9%)和湖南(15.6%),广东、贵州和广西的高深根比种质比例均低于1%;地方品种的深根比高于育成品种(系),地方品种的高深根比种质比例也高于育成品种(系);粳稻深根比高于籼稻深根比,粳稻中高深根比种质比例是籼稻的3.6倍;在籼稻种质中,湖南籼稻材料中高深根比种质比例较高,而广东、广西和贵州的籼稻种质中都只有一份高深根比种质。孕穗期抗旱性鉴定结果显示高深根比种质中的抗旱材料比例是低深根比材料的3.2倍、是中等深根比材料的2倍。综合分析干旱胁迫和正常水分条件下的结实率以及两种情况下的每穗粒数比值和结实率比值等抗旱性鉴定指标,筛选获得26份抗旱性优异材料,可作为水稻节水抗旱育种优良亲本和应用于抗旱基因挖掘。
    2022,23(6):1636-1643, 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。
    2022,23(6):1644-1659, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220407004
    摘要:
    本研究以高粱株型性状为研究对象,对株高、茎粗和叶片相关性状等9个指标进行精准鉴定,利用变异系数、相关性分析、聚类分析、主成分分析和隶属函数F值评价方法对 371份国内高粱种质资源进行精准鉴定与种质资源综合评价。结果表明:两年两点表型性状的平均变异系数范围为10.14%~35.70%,遗传多样性指数范围为1.94~2.14,种质资源变异种类丰富,节数、倒二叶角、倒三叶角和茎粗容易受到环境条件的影响。聚类分析将高粱种质资源分为三类,Ⅰ类群为中秆平展型和中秆紧凑型植株,Ⅱ类群为高秆平展型植株,Ⅲ类群为矮秆紧凑型植株。通过主成分分析将 9 个性状分为四个主成分,第一主成分主要是茎粗、倒二叶宽、倒三叶宽和节数,贡献率为 36.424%,第二主成分主要是株高、倒三叶长和倒二叶长,贡献率为 24.786%,第三主成分主要是倒三叶角,贡献率为 11.765%。第四主成分主要是倒二叶角,贡献率为 11.132%。逐步回归分析法确定了株高、节数、茎粗、倒二叶角可以做为株型分析的主要性状。利用隶属函数综合评价法结合育种目标筛选‘103’、 ‘京选1号’、‘44F’、‘714R’等 30 个优异种质资源。通过不同高粱品种类别间性状比较发现改良种中的矮化、紧凑、抗倒伏趋势明显,更加符合现代化的生产要求。
    2022,23(6):1660-1669, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220418003
    摘要:
    绿豆枯萎病是影响绿豆产量最严重的病害之一。筛选苗期抗性资源,培育抗病品种对枯萎病防治具有重要意义。本研究采用剪根浸根接种法,对来自全国18个省市及国外的215份绿豆核心种质资源和85份绿豆新品系进行了苗期枯萎病抗性鉴定。结果显示,不同地区种质间的枯萎病抗性水平存在差异。国内产区中,东北、华东、华中地区约50%的种质具有枯萎病抗性;华北地区抗枯萎病种质占比40.4%;西北、西南和华南地区种质抗病水平较高;国外材料抗病种质占比40.0%。本研究共筛选出18份高抗(HR)枯萎病种质资源,并利用部分材料建立了枯萎病抗性研究RIL群体;6份高抗高代品系材料,在田间全生育期表现高抗且农艺性状优异。本研究期望为今后抗枯萎病绿豆新品种选育及抗性遗传相关研究提供优异资源和理论依据。
    2022,23(6):1670-1681, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220427001
    摘要:
    为明确云南猕猴桃属种质资源的遗传背景,进一步发掘利用和保护野生种质资源,本研究对滇东北、滇东、滇东南、滇南和滇西北等5个野生猕猴桃资源主要分布区域开展实地调查和收集,对果实进行形态学鉴定评价分析,采用高效液相色谱法对果实糖酸、VC含量进行测定分析,利用10对SSR引物对211份野生猕猴桃资源进行遗传多样性分析。结果表明:云南野外分布有中华猕猴桃、美味猕猴桃、京梨猕猴桃、紫果猕猴桃、贡山猕猴桃等多种猕猴桃属植物,表型性状丰富多样,其中滇东北昭通地区的野生资源类型分布最为丰富广泛。66份资源的总糖含量范围为0.08%~8.90%,其中含量0.08%~5%的资源所占比例为57.58%;45份资源的总酸含量范围为0.75%~2.90%,其中含量1%~2%的资源占比为71.11%;61份资源VC含量范围为4.74~523mg /100 g,含量值0~100mg /100 g的资源占78.69%、100~200mg /100 g的资源占19.67%、200 mg /100 g以上的资源占1.64%。所考察野生资源的果实总糖、总酸和 VC 含量存在明显差异和多样性。10对SSR引物共扩增出421条条带,其中多态性条带421条,多态性比例为100%,对211份种质材料的区分率达100%,平均有效等位基因数为1.0772,Shannon’s信息指数为0.1246,从 DNA 层面印证了云南猕猴桃属种质资源具有丰富的遗传多样性,并筛选出7份具有较高开发利用价值的野生资源。本研究为加快云南猕猴桃属种质资源的研究利用提供参考。
    2022,23(6):1682-1695, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220629002
    摘要:
    以488份苹果种质资源为试材,利用嫩叶和嫩枝离体接种方法鉴定评价苹果属栽培品种、野生资源和古老栽培资源火疫病抗性。结果表明,嫩叶和嫩枝接种结果存在较大差异,嫩枝接种的抗性资源明显多于嫩叶接种。不同种、不同来源、不同系谱的苹果资源火疫病抗性均存在较大差异。嫩叶接种显示栽培苹果种和野生资源的抗病资源比例均高于古老栽培种;旭系和金冠系抗性资源比例较高;不同来源的189份塞威士苹果评价结果显示,抗性资源主要来自乌兹别克斯坦和新疆新源县。嫩枝接种显示栽培种的抗性表现与嫩叶接种相似;塞威士苹果则存在差异,来自乌兹别克斯坦和新疆巩留的抗性类型比例较高。嫩叶和嫩枝接种结果一致的187份资源分析,发现栽培苹果种抗性资源比例较高;旭系品种的抗性较强;抗病的塞威士苹果主要来自乌兹别克斯坦和新源。筛选高抗资源8份,栽培苹果品种6份和塞威士苹果2份,6份栽培苹果品种可作为鲜食种质创制和品种选育亲本,2份塞威士苹果既可作为鲜食也可用作砧木品种选育的基础材料。
    2022,23(6):1696-1708, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20220523001
    摘要:
    草铵膦是一种在世界范围内广泛使用的内吸型除草剂。目前,我国还未研发出具有自主知识产权的抗草铵膦除草剂油菜品种。本研究通过油菜下胚轴的遗传转化方法成功将一个新型草铵膦抗性基因Syn1-RePAT转化到甘蓝型油菜中,通过筛选获得了27株阳性单株。利用Southern blot技术筛选出其中的单拷贝T-DNA插入株系,并通过后代分离比检测对重要株系进行了拷贝数验证。利用Inverse-PCR技术对OV40-7、OV40-15、OV40-16和OV40-17等转化体进行T-DNA侧翼序列分析与比对,分离获得了各转基因株系的插入位点信息。对不同转化体株系设计特异性引物,通过PCR技术检测外源基因序列在T1~T3代材料的整合稳定性。RT-PCR和qRT-PCR表达分析证实,Syn1-RePAT转基因在多个转化株系的不同世代稳定超量表达。对T1代转化体进行功能鉴定,各转化体对草铵膦具有良好的抗性,至少可耐受6倍田间推荐施用剂量的草铵膦。本研究所创建的新型抗草铵膦油菜种质资源极具应用前景,为我国抗草铵膦良种培育工作奠定了重要的基础。
    2022,23(6):1709-1717, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220419006
    摘要:
    CRISPR/Cas9基因编辑技术已成为植物新种质创制和性状定向改良的重要手段。GS3和qGL3是调控水稻籽粒伸长的主效基因,功能缺失后产生大粒表型。本研究拟以小粒型粳稻品种南粳5055为试验材料,对GS3和qGL3基因进行编辑,以期获得能稳定遗传的大粒水稻新种质。利用CRISPR/Cas9系统构建了分别携带GS3-gRNA和qGL3-gRNA双靶点的pYLCRISPR/Cas9编辑载体,通过农杆菌介导的遗传转化法,成功获得了GS3和qGL3基因编辑植株,编辑效率均在88%以上。与南粳5055相比,GS3编辑植株的粒长增幅约9.0%,千粒重增幅平均为12.5%,每穗粒数降低约9.3%,穗数、穗长、结实率和单株产量差异不明显;而qGL3编辑植株的粒长增幅约21.0%,千粒重增幅平均为31.7%,每穗粒数降低约31.5%,且穗数表现出增加而结实率表现降低趋势,而穗长和单株产量差异不明显。qGL3基因对粒形和粒重的贡献明显大于GS3。综上所述,通过CRISPR/Cas9技术编辑南粳5055的GS3和qGL3基因,获得了一系列大粒水稻新种质,该结果为水稻粒形改良研究提供了重要参考。
    2022,23(6):1718-1725,1736, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220519001
    摘要:
    大豆是人类膳食蛋白的主要来源之一,提高大豆蛋白含量是主要的育种目标。因此,挖掘调控大豆蛋白质含量的关键基因,对高蛋白大豆品种的定向选育有重要意义。本研究以中黄35和十胜长叶为亲本,构建了F2:16与F2:17重组自交系(Recombination Inbred Lines, RIL)群体,以前期定位的蛋白含量新位点 qPRO-19-1为基础,对区间内基因测序,发现Glyma.19g223300在亲本间有1个InDel变异并开发标记IN-1,同时从区间内22个SSR标记中筛选出5个多态性标记,通过整合基因型和蛋白含量表型数据,将定位区间qPRO-19-1从384 kb缩小到68.03kb,包括注释基因4个,其中Glyma.19g221800和Glyma.19g222000两个基因在种子不同发育时期存在极显著的表达差异。研究结果为该大豆蛋白含量相关基因的图位克隆及分子标记辅助育种提供了参考。
    2022,23(6):1726-1736, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220420002
    摘要:
    芽期耐冷性是华南双季稻地区水稻育种的一个重要目标。虽然水稻芽期耐冷QTL的标记定位已取得了一定的进展,但是这些QTL/基因尚未在水稻育种中得到有效的应用。定位稳定表达的芽期耐冷QTL,开展QTL聚合育种是水稻芽期耐冷性育种取得突破的关键。在本研究中,我们利用以粳稻“IR65598-112-2”为供体,籼稻“华粳籼74”为受体构建的单片段代换系(SSSL)开展芽期耐冷QTL定位,并进行聚合育种。通过评价SSSL与受体“华粳籼74”的芽期耐冷性差异,定位了2个稳定的芽期耐冷QTLs(qCTBB-3和qCTBB-12)。实验表明,分别携带有耐冷QTL qCTBB-3和qCTBB-12的SSSL 在冷处理后都比“华粳籼74”表现出更高的幼苗成活率。通过代换作图,发现在qCTBB-3区间存在2个紧密连锁的耐冷QTLs(qCTBB-3a和qCTBB-3b)。利用本研究携带qCTBB-3a/qCTBB-3b的单片段代换系和前期研究鉴定出的芽期耐冷QTL qCTBB-6的单片段代换系为亲本进行杂交,通过分子标记辅助选择,获得了2份含有这三个QTL的聚合系。耐冷性评价表明,来源于两个供体/亲本的QTL不存在显著的上位性效应,聚合系的芽期耐冷性较亲本显著增强。可见,通过聚合芽期耐冷QTLs qCTBB-3a/qCTBB-3b和qCTBB-6能显著提高水稻芽期的耐冷性,获得的QTL及三耐冷QTL聚合系为水稻芽期耐冷性分子育种提供了优良的基因资源和亲本材料。
    2022,23(6):1737-1745, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220419001
    摘要:
    茎粗是影响玉米株型的一个重要性状,为解析玉米茎粗的遗传基础,本研究以茎粗存在显著差异的自交系郑58和D863F及其构建的241个RILs家系为材料,在2个环境及最佳线性无偏预测值(BLUP,best linear unbiased prediction)下进行QTL定位。2个环境及BLUP 值下共检测到6个与玉米茎粗有关的QTL,分布于玉米的第3、6和10染色体上,单个QTL解释的表型变异为4.30%~10.73%。对2个亲本茎秆RNA-Seq结果进行分析,QTL定位区间共检测到106个差异表达基因,其中49基因个上调,57个基因下调。GO功能富集分析表明,差异表达基因主要富集在分子功能中,涉及催化活性、转移酶活性、苹果酸脱氢酶活性和离子结合等;KEGG富集分析表明,差异表达基因主要参与到次生代谢产物的生物合成、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢和类苯基丙酸合成代谢等过程。将QTL定位与转录组测序相结合,筛选出12个可能调控茎粗发育的候选基因。这些QTL位点和候选基因可用于进一步的精细定位和功能分析,为开展玉米理想株型分子育种奠定了基础。
    2022,23(6):1746-1755, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220707001
    摘要:
    高粱籽粒物理性状是影响酒用高粱酿造工艺的关键因素,定位影响这些性状的QTL/基因,对酒用高粱的遗传改良具有重要意义。本研究利用全基因组重测序技术,对来源于‘654’与‘LTR108’的244个家系的重组自交系群体(RIL)开展基因分析,构建了包含3418个Bin标记的高密度连锁遗传图谱。2021—2022年,在海南陵水和乐东调查了RIL群体的籽粒种果皮厚度和颜色。利用完备区间作图法(ICIM),在7条染色体(1-5,8,10)上共检测到25个QTLs与7个性状(外果皮厚度、中果皮厚度、果皮厚度、种皮厚度、子实皮厚度、外果皮颜色和种皮颜色)相关。一个位于2号染色体的重要QTL(57.83-57.96 Mb)在多个性状和多个环境被重复检测到,与控制中果皮厚度的Z基因位点一致。在该位点附近发现了3个候选基因(Sobic.002G204200、Sobic.002G206700和Sobic.002G206750),与其他作物中编码泛素家族蛋白和多胺合成代谢相关蛋白的基因同源,参与调控种子大小形成。本研究为Z基因的基因克隆和分子标记辅助育种奠定了基础。
    2022,23(6):1756-1765, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220420001
    摘要:
    淀粉是稻米品质形成的主要理化基础,因此它也是水稻品质改良的重要育种目标。本研究旨在挖掘包含不同淀粉含量的特异种质和鉴定其相关的基因型,为完善水稻淀粉合成调控网络及水稻优质育种工作提供有用信息。以江苏南京水稻种质资源国家野外科学观测研究站收集的119份种质资源为材料,运用改进的免煮简易法测定供试材料的直链淀粉含量;以直链淀粉含量极高、低的材料,利用开发的dCAPS分子标记鉴定其Wx基因型。测定直链淀粉含量极高的15份材料的抗性淀粉含量,并选取3份高抗性淀粉材料,以日本晴为对照,进行SSIIIa与SBEIIb两个基因的序列比对和基因型鉴定。结果表明,改进的免煮简易法准确性与现行国标法结果相当,但操作更加简便容易。供试材料的直链淀粉含量大部分处于9.0%~33.0%之间,抗性淀粉含量位于1.0%~4.5%之间。dCAPS分子标记鉴定表明高直链淀粉材料的Wx基因型一般为Wxa型。通过序列比对,发现相对于日本晴,SSIIIa基因在3个高抗性淀粉材料(立新粳、南特号、郴晚3号)有3处共同突变,其中第三外显子+2362为错义突变;SBEIIb在2个高抗性淀粉品种(立新粳与南特号)第四外显子+96检测到共同的错义突变。这些错义突变可能是导致水稻抗性淀粉含量增加的原因,这为下一步精确定向编辑目标基因,创制淀粉品质性状优异新种质奠定了基础。
    2022,23(6):1766-1781, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220401001
    摘要:
    捕光叶绿素a/b结合蛋白(light-harvesting chlorophyll a/b-binding protein,Lhc)直接影响光合系统的效率和作物产量。小麦作为我国主要粮食作物之一,生长发育过程中,非生物胁迫严重影响小麦的产量和品质。为了系统研究小麦Lhc基因家族的特性,本研究对小麦中的Lhc成员进行了生物信息学分析,并对其中的差异显著或高表达基因进行了定量表达分析。结果显示,从小麦基因组中共鉴定到96个Lhc基因,除4个基因(TaLhca5.1、TaLhcb1.31、TaLhcb1.39和TaLhcb1.29)未定位到具体染色体外,其余基因分布于除3A和3D外的19条染色体上;这些Lhc基因在系统发育上分属于3个亚家族,处于同一分支的基因具有相似的基因结构与motif;在Lhc基因的启动子区域,发现存在大量的胁迫响应元件和生长发育相关响应元件;Lhc基因在根、茎、叶、穗和籽粒等器官中的表达模式不同,其中在叶中的表达较高;在对所选的4个基因中,TaLhca3.3、TaLhcb1.7和TaLhcb1.20的表达量呈现先升高后降低的趋势,TaLhcb1.46呈下调表达趋势。
    2022,23(6):1782-1792, 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 1 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。
    2022,23(6):1793-1806, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220328003
    摘要:
    脯氨酸是一种广泛存在的渗透调节物质,在植物生长发育以及响应干旱胁迫的信号途径中具有重要作用。吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、鸟氨酸转氨酶(δ-OAT)、吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)、脯氨酸脱氢酶(ProDH)、吡咯啉-5-羧酸脱氢酶(P5CDH)、脯氨酸转运体(ProT)是影响植物体内脯氨酸积累的关键酶。但关于大豆脯氨酸积累相关基因家族成员的研究尚未见报道。本研究在大豆基因组中鉴定出7个GmP5CS、2个GmOAT、2个GmP5CR、5个GmProDH、3个GmP5CDH及6个GmProT基因,不均匀地分布在大豆20条染色体中的12条上,发生16对片段复制事件。系统进化树分析发现,大豆脯氨酸积累相关基因家族分为不同的进化分支,同一亚族间的基因结构和保守基序相似。顺式作用元件分析表明,脯氨酸积累相关基因家族含响应逆境胁迫及植物激素的顺式作用元件。干旱胁迫下的表达模式分析表明,脯氨酸合成代谢(GmP5CS、GmOAT、GmP5CR)相关基因家族成员响应干旱胁迫,在干旱胁迫24 h时显著上调表达;脯氨酸分解代谢相关基因家族成员(GmProDH、GmP5CDH)的表达量显著下调,脯氨酸转运相关基因家族成员(GmProT)在干旱胁迫24 h显著上调表达,其中GmP5CS5、GmOAT1、GmProT亚族II及GmProDH3~5基因在干旱胁迫下的脯氨酸积累中可能起到关键作用。大豆幼苗P5CS、OAT活性随干旱胁迫时间的延长呈显著上升的趋势,与脯氨酸的积累呈正相关:ProDH活性随干旱胁迫时间的增长呈显著下降的趋势,与脯氨酸的积累呈负相关。本研究为进一步解析大豆脯氨酸积累相关家族基因响应干旱胁迫的功能提供了参考。
    2022,23(6):1807-1815, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220517003
    摘要:
    芹菜花小、花多及花发育不一致,以及种子小等特点,限制了芹菜杂交育种及制种。为此,培育雄性不育性彻底的不育材料,对于芹菜育种及制种具有积极意义。本研究以‘津南实芹’为材料,于2017年利用辐射诱变的方法,获得一份芹菜雄性不育材料(命名为:QCBU-001)。通过多年田间研究表明,该不育材料花药彻底肉质化,无法形成花粉,能够自由接收外来花粉,形成种子。初步杂交制种表明,该材料培育的芹菜新品种能够正常发芽生长,杂交优势明显。线粒体基因组分析表明,‘QCBU-001’线粒体基因组长度为260,872 bp,含有52个mRNA,21个tRNA和7个rRNA。进一步与NCBI上公布的不育芹菜材料‘W99A’和可育材料‘W99B’线粒体基因组比对,以及设计引物对‘津南实芹’线粒体基因克隆均表明了‘QCBU-001’是由 Cox 1发生突变导致其不育。为此,‘QCBU-001’为芹菜CMS雄性不育材料,可用于芹菜杂交育种和制种中。
    2022,23(6):1816-1827, 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。
    2022,23(6):1828-1834, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220414003
    摘要:
    芦笋超雄株的获得是芦笋全雄系育种的关键,但是传统的全雄系材料需要通过杂交后代的分离情况来鉴定,极大增加了育种的周期和成本。因此,设计和开发芦笋超雄株植株性别鉴定标记具有重要的实践价值。本研究首先构建了968株的芦笋两性株自交群体。在此基础上,根据Y染色体特异区基因SOFF和X染色体特异区基因WIP2/NTT设计开发了性别鉴定的STS双分子标记YSM和XSM。通过对单株性别鉴定结果表明,该STS双分子标记检测后出现大小为293 bp单一条带的为超雄株,共有58株;出现245 bp单一条带的为雌株,共有550株;而出现245 bp和293 bp双条带的为雄株,共有360株,分别将293bp和245bp大小的条带进行测序后发现,两个序列和设计引物所用目的序列一致性均为100%。对开花后鉴定为雄株的418株单株逐一测交,对测交组合F1的雌、雄性鉴定分析,发现有58个测交组合F1全部为雄株,证明他们父本为超雄株;有360个测交组合F1出现雌雄株分离,证明他们的父本为雄株。这和STS分子标记鉴定结果完全一致,说明本实验的STS双分子标记可以准确鉴定芦笋雌株、雄株及超雄株性别。这为育种者进行芦笋全雄分子标记辅助育种提供了强有力的技术支撑。
    2022,23(6):1835-1846, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220611001
    摘要:
    薄壳山核桃是著名的干果和木本油料树种,当前存在“同名异物、同物异名”现象影响产业发展。本研究在薄壳山核桃基因组中筛选到80个简单重复序列(SSR),利用8个品种的基因组DNA,对80对SSR引物进行筛选,初筛到23对目标条带清晰、检测结果稳定的引物,发现它们分布于13条染色体上。进一步在‘波尼’(‘Pawnee’)、‘马罕’(‘Mahan’)、‘斯图亚特’(‘Stuart’)等36个常用品种中开展基因分型,共检测到70个等位位点;其中18对引物具有遗传多态性,检测到的等位基因数介于2~8,多态性信息含量(PIC)介于0.03 ~ 0.72。聚类分析发现,各个样本按照遗传背景聚类,不同品种之间遗传距离介于0.026~0.6359,同一品种的不同来源个体之间遗传距离介于0 ~ 0.0127。按PIC值从大到小的顺序,依次增加引物的数量,直至能够区分每个品种,发现最少可使用Ciz91、Ciz85、Ciz81、Ciz140和Ciz107等5个标记实现所有品种的有效区分,进而将这组引物确定为核心引物组。最后,使用核心引物组分别构建每个品种特异的分子指纹图谱、分子身份证条形码和二维码。本研究,利用SSR标记构建品种特异的分子指纹图谱和分子身份证,为薄壳山核桃品种鉴别、种苗纯度检测、品种追溯等提供理论基础。
    2022,23(6):1847-1855, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220510001
    摘要:
    恢复系的恢复能力在三系杂种F1的育性稳定中发挥着重要的作用。本研究以相同不育系为母本和不同恢复能力的强、弱恢复系为父本配制的2个大豆细胞质雄性不育杂种F1为研究对象,在开花期对其不同大小的混合花芽进行转录组测序。经比较分析,共筛选出2060个差异表达基因(Differentially expressed genes, DEGs),其中相对以强恢复系为父本配制的杂种F1,在弱恢复系为父本配制的杂种F1中1446个DEGs下调表达,614个DEGs上调表达。qRT-PCR分析验证RNA-Seq结果是可靠的。对差异表达基因进行生物信息学分析,GO富集分析表明细胞外围、果胶酯酶抑制剂活性、果胶酯酶活性、细胞壁和外部封装结构等功能为主要的差异生物学功能;KEGG通路富集分析表明戊糖葡萄糖醛酸相互转化、植物病原相互作用和糖酵解/糖异生等通路为主要的差异代谢通路。根据差异转录学分析结果结合相关文献报道,推测大豆细胞质雄性不育杂种F1的育性稳定性与花粉细胞壁发育、碳水化合物代谢和植物病原相互作用等相关基因有关,当环境条件变化导致其功能平衡打破时,将会出现不育及育性发生转变。本研究为从育性稳定性方面了解大豆细胞质雄性不育及育性恢复的分子机理提供了有价值的信息。
    2022,23(6):1856-1866, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220527001
    摘要:
    MicroRNAs(miRNAs)是植物中具有调控功能的非编码小RNA,可调节植物生长发育、次生代谢及胁迫响应。为挖掘彩色马铃薯花青素合成相关的miRNAs, 本研究基于miRNA和降解组测序数据,对筛选出和花青素相关的miRNA及靶基因进行鉴定,分析其理化性质、蛋白质结构、调控关系及在不同彩色马铃薯品种的表达。 结果表明:stu-miR156a_R-1:StSPL9、stu-miR828:StMYB3、stu-miR858:StMYB4、stu-miR5021:StMYB在马铃薯块茎的不同发育时期存在显著的负相关关系。不同彩色马铃薯品种中,stu-miR828负调控靶基因StMYB3,抑制花青素合成;stu-miR156a_R-1负调控靶基因StSPL9,促进花青素合成。stu-miR858负调控靶基因StMYB4,在紫色马铃薯中促进花青素合成,在红色马铃薯中抑制花青素合成。stu-miR5021负调控靶基因StMYB,在紫色马铃薯中抑制花青素合成,在红色马铃薯中促进花青素合成。
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    优先出版日期:  2022-11-24 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20221024005
    摘要:
    花青素是一种天然色素,可以作为清除自由基的重要天然抗氧化剂,其富含的多种化合物在医疗保健方面十分重要。花青素影响果蔬成熟、口感、色泽,对植物的非生物和生物胁迫产生保护作用,因此优化花青素含量被视为许多园艺作物的育种目标。本文阐述了乙烯响应因子(ERFs)作为乙烯信号传递的次级转录因子响应植物激素信号并能产生反馈调节,以多种方式介导了乙烯调控植物花青素生物合成的过程。在作用方式上,ERFs主要通过与转录因子互作、激活转录因子、与MBW形成调控复合物或直接激活结构基因启动子的方式调控植物花青素的生物合成。本文旨在为后续深入阐明ERF调控不同物种花青素生物合成的机制、探究果蔬成熟后期花青素快速积累与乙烯释放量增加之间存在的联系提供理论依据。
    优先出版日期:  2022-11-24 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220925002
    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)定位和筛选矮秆基因。在1号染色体上检测到三个侯选区域,总长度为21.03Mb,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,主要涉及苯丙烷代谢、脂肪酸链延长、半乳糖代谢和苯丙素的生物合成等代谢通路。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及表达量分析,初步获得与植物激素代谢相关的Zm00001d032035和Zm00001d032422候选基因2个。PCR 扩增和qRT-PCR 分析显示,与K718相比,K178d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、明确矮化机制和应用奠定了基础。
    优先出版日期:  2022-11-24 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20221012002
    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/100g(冻干);BN2/ZN3组合中5-F-thf的含量最高,为115.64 ug/100g(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-M-thf的母体效应(0.28)高于5-F-thf,而5-M-thf的遗传力(0.81)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。
    优先出版日期:  2022-11-22 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220918002
    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-138和K-27之间约76.05Kb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ZmNPPR5(Zm00001eb252430)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。本项研究揭示ZmNPPR5具有影响叶绿素合成的重要功能, 为深入研究核定位的PPR蛋白调控叶绿体发育和叶绿素合成奠定重要基础。
    优先出版日期:  2022-11-21 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20221115002
    摘要:
    榛子是重要的坚果和木本油料树种,营养价值很高。榛属植物属于壳斗目桦木科植物,世界上公认的榛属植物共有13个种,其中欧洲榛是最具经济价值的栽培种,主要在欧洲各国和美国的西部地区栽培。欧洲榛育种最早开始于二十世纪初,现代育种开始于1960年左右。经过几十年的品种选育,欧洲榛中推出了很多具有优良性状的品种,如具有高度抗逆性的仁用或带壳品种、专用授粉品种和观赏品种等。中国第一代榛子杂交育种始于二十世纪八十年代,在数十个候选单株中先后推出15个优良品种,自2000年后陆续在我国二十余个省区引种栽培,目前栽培面积168万亩;第二代榛子杂交育种自2006年开始,育种和区域试验的目标是培育高抗寒性、抗抽条性、抗旱性和耐热性品种,以及雄花序保存率高的亲和授粉品种。客观来说,欧洲榛的育种水平和相关研究成果均远超我国。目前世界榛树育种仍主要通过杂交手段实现,对欧洲榛特异资源的引进和高效利用是加快我国榛树育种的有效途径。作者在多年榛树育种工作和国际交流的基础上,通过大量国内外文献的阅读,本文综述了世界欧洲榛栽培现状,欧洲榛的主要性状及其遗传力,欧洲榛品种选育的主要目标性状及其评价标准,以及美国、意大利、西班牙和土耳其推出的主要栽培品种及其主要性状,向国内学者更为全面、系统地介绍欧洲榛这一重要坚果树种;同时,总结了欧洲榛在我国的引种历史、科学研究、各单位资源收集和杂交利用现状;分析了欧洲榛在我国引种和杂交利用中存在的问题,并从引种工作的持续性、资源保护、杂交利用、人员交流和拓展经费来源等方面,提出了欧洲榛资源利用的发展建议;最后,对我国榛子科研和产业发展进行了展望,以期为我国榛树品种选育和栽培推广提供一定参考。
    优先出版日期:  2022-11-17 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220809002
    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指标中的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、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;性状间的相关分析表明生育期与株高呈显著正相关关系,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、湿面筋有关;聚类分析在距离为12.5时将56个彩色小麦资源分为四个类群,其中第1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。
    优先出版日期:  2022-11-17 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220923004
    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低蛋白群体,第Ⅲ类为高蛋白高钾群体,第Ⅳ类为高维生素C高钾群体。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。
    优先出版日期:  2022-11-17 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220914004
    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。本文以260份大豆资源材料为试材,正常氮水平和低氮水平两种条件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也有所不同。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,其中强耐低氮种质资源40份和极不耐低氮种质资源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片三出复叶SPA(SPAD2)以及第1片三出复叶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。
    优先出版日期:  2022-11-17 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220911002
    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7A染色体上的AX-111660155—AX-109600915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TraesCS4A01G424000、TraesCS6A01G047200、TraesCS5B01G056600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。
    优先出版日期:  2022-11-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220913001
    摘要:
    植物芥酸是在以FAE1(Fatty 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存在一个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。
    优先出版日期:  2022-11-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220920002
    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(open reading frame, ORF)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。
    优先出版日期:  2022-11-01 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220806001
    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四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。
    优先出版日期:  2022-10-28 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220802002
    摘要:
    近年来,全球低温极端气候频发,对水稻生产带来严重的影响。低温严重限制了水稻种植区域的扩大。因此,鉴定克隆水稻低温发育相关基因,阐明其分子机理,为水稻低温分子育种奠定理论基础。本研究从水稻“日本晴”化学诱变突变体库筛选鉴定到一个低温叶片白化的突变体lta1(Low temperature albinism1)。相比野生型,在20℃生长条件下,突变体lta1叶片白化,叶绿素含量显著降低,叶绿体结构发育异常;在30℃生长条件下,突变体lta1与野生型生长无显著差异。通过图位克隆将突变基因lta1定位第3号染色体短臂插入/缺失标记LTA1-3与LTA1-7之间,物理距离为132 kb。基于水稻基因表达数据库,在132 kb区间内有17个候选基因,其中有6个候选基因翻译的蛋白可能定位于叶绿体。实时荧光定量PCR结果表明多数叶绿体编码基因的表达在突变体中受到显著抑制,而多数叶绿素合成相关基因的表达未发生显著变化。本研究结果为进一步克隆LTA1基因,揭示水稻低温下叶绿体发育的机理奠定了基础。
    优先出版日期:  2022-10-28 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220825003
    摘要:
    理想株型是水稻品种改良的重要方向,直接影响着水稻产量。分蘖角作为影响株型的最重要核心要素之一,具有合适分蘖角的品种具有更好的抗倒性和稳产潜力,因此解析水稻分蘖角度调控的分子机制对于改良水稻株型进而提高产量具有重要的理论意义和应用价值。本文综述了国内外对水稻分蘖角调控基因克隆的进展以及调控机制进行了系统性总结,为构建高产、理想株型的分子设计育种提供了重要理论支撑。
    优先出版日期:  2022-10-27 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220830003
    摘要:
    本研究采用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0.470和0.504,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)。AMOVA分析结果表明:枫香群体内变异为92%,显著高于群体间变异8%,与群体遗传分化系数(Fst=0.133)较为一致,有可能是较高的基因流造成的(Nm=2.995)。主成分分析(PCoA)表明9个群体被分成3大类群,Structure结果表明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。
    优先出版日期:  2022-10-27 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220721003
    摘要:
    大豆是喜磷作物,缺磷会影响大豆正常生长发育,使大豆产量下降。大豆的单株粒重为数量性状是鉴定大豆耐低磷性的重要指标,目前多数研究还处于QTL定位阶段,因而发掘出更多调控基因和优异等位变异,为促进大豆耐低磷性调控机制的解析及育种利用尤为重要。本研究利用395份大豆种质资源,以低磷处理下单株粒重和相对单株粒重作为耐低磷性状鉴定指标,结合高密度SNP标记进行全基因组关联分析并初步预测候选基因。结果表明不同大豆种质的耐低磷性差异明显,单株粒重在常磷、低磷和相对条件下的均值分为4.08 g、1.15 g、0.34,三者变异系数均高于50%。通过聚类分析筛选出ZDD00219、ZDD00163等4份地方种质和ZDD00383、ZDD23714等16份选育种质为磷高效大豆种质。全基因组关联分析共鉴定出32个与大豆耐低磷性显著相关的SNP位点,其中低磷处理下单株粒重相关的SNP位点23个,相对单株粒重相关的SNP位点9个。经LD block分析得到候选基因2个,分别是在根中特异性表达WRKY DNA结合域相关的基因和在根毛中特异性表达磷酸吡哆醛磷酸酶相关的基因。
    优先出版日期:  2022-10-24 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220917001
    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“甘青9号”优质粮草双高型青稞品种1个;同时也筛选获得“昆仑15号”籽粒高产型青稞品种1个、“康青7号”和“藏青22”青贮型青稞品种2个。
    优先出版日期:  2022-10-21 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220830002
    摘要:
    为抢救性收集和保护海南省野生稻资源,2021年11月中国农业科学院作物科学研究所与海南省农业科学院粮食作物研究所联合开展了海南省野生稻调查、异位保护及白叶枯病抗性鉴定工作。本研究对海南省原记载的11个县市中17个乡镇21个野生稻分布点进行考察,发现原分布点中7个分布点处于极度濒危状态,6个分布点遭受到不同程度破坏,并发现3个新的野生稻分布点。抢救性收集野生稻资源239份,统一保存于国家野生稻种质圃。同时,本研究使用毒性强、致病性广的白叶枯病菲律宾致病小种6(PXO99),采用人工接种的方式对本次考察收集的145份普通野生稻和47份药用野生稻进行白叶枯病抗性鉴定,最终筛选出5份高抗白叶枯病的野生稻种质资源,为水稻抗白叶枯病的研究和育种奠定了丰富的材料基础。
    优先出版日期:  2022-10-21 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220821001
    摘要:
    通过对谷子主要农艺性状遗传变异分析,探讨影响谷子直链淀粉和黄色素含量的主要因素,筛选出综合性状优良的株系,为谷子遗传改良和创造新种质提出理论依据。本研究以嫩选15和黄金苗杂交获得的重组自交系群体为材料,于2020年和2021年种植于山西农业大学东阳示范基地,对籽粒直链淀粉、黄色素2个品质性状和株高、穗长、叶面积、茎粗、穗粗、茎节数、单穗重、穗粒重8个主要农艺性状进行了遗传变异分析、相关性分析和回归分析。综合两年试验结果表明:亲本之间黄色素含量、直链淀粉含量、叶面积和穗粗存在显著差异;RIL群体所调查性状变异丰富,分布近似符合正态分布,表现双向超亲分离。各个性状的变异系数范围为7.78%~35.32%,综合分析2年数据可知,单穗重和穗粒重变异系数较高,茎粗和直链淀粉含量的变异系数较低。黄色素含量与直链淀粉、株高、茎节数呈极显著正相关,与单穗重、穗粒重呈显著正相关,与叶面积呈极显著负相关。直链淀粉含量与叶面积、茎粗、穗长极显著负相关,和茎节数呈极显著正相关。进一步回归分析可知,叶面积、株高和穗长是影响黄色素含量的最主要因素,叶面积、穗长对直链淀粉含量存在负向的影响作用,单穗重、穗粗、茎节数对直链淀粉含量存在正向的影响作用。
    优先出版日期:  2022-10-21 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220818002
    摘要:
    谷子是抗逆性强且营养价值丰富的粮饲兼用作物。硒是人体和动物必需的微量元素,适量的硒能促进作物生长发育和品质提升。本研究旨在探讨不同基因型的谷子苗期硒响应能力,建立筛选与评价体系。对具有代表性的205份谷子核心资源的苗高、叶面积、茎粗、地上鲜重、地下鲜重、根冠比、主根长、根系总体积、根尖数、地上部硒含量和地下部硒含量等11个指标的硒响应系数进行相关性分析,并采用隶属函数法综合评价不同品种的苗期硒响应能力,筛选硒高效与硒低效品种,在生理水平上分析其植株体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性。结果表明,205份谷子种质资源可划分为5类,其中30份材料属于硒高效品种,49份材料属于硒较高效品种,40份属于硒中等效率品种,32属于硒较低效品种,54份属于硒低效品种;施加0.5 mmol.L-1的亚硒酸钠使谷子植株SOD和POD酶活性增强,CAT酶活性降低。总之,以综合指标评价谷子苗期硒高效品种的方法更为客观,保护酶系统在谷子苗期硒响应中具有重要作用。
    优先出版日期:  2022-10-21 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220725002
    摘要:
    水稻是全球重要的粮食口粮作物之一,近年来随着人们生活质量提升,对稻米的品质逐渐重视。胚乳是稻米的主要组成成分,为种子萌发和种胚发育提供能量,其中淀粉含量约占水稻种子干物质积累的80%,研究淀粉生物合成的分子机制对水稻品质改良具有重要理论意义与应用价值。虽然淀粉的基本合成途径已比较清晰,但是大田条件下淀粉的合成是一个受遗传和环境条件共同决定的复杂生物学过程。由于表型鉴定相对困难,很难通过QTL等方法对稻米品质的影响因子进行图位克隆。通过物理化学诱变获得的淀粉合成缺陷突变体多是单基因控制。近年来,利用突变体克隆的新调控因子逐渐增多,参与合成的路径多样化,充实完善了淀粉合成的调控网络。本文通过对近年来的此类突变体进行概括综述,探讨影响淀粉合成的不同调控因子类型及代谢通路,以期对水稻品质改良提供参考。
    优先出版日期:  2022-10-13 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220914002
    摘要:
    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。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。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,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。
    优先出版日期:  2022-10-12 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220818003
    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。本研究对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个农艺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缩减为8个主成分,累计贡献率为68.361%。203份大豆资源的综合得分范围为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。
    优先出版日期:  2022-10-12 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220715001
    摘要:
    第三次全国农作物种质资源普查与收集行动对安徽省各县、市的水稻地方品种资源进行了调查和收集,共收集到水稻资源82份,并对其农艺性状、稻瘟病抗性、品质等特性进行鉴定评价。结果表明,地方品种资源中糯稻和有色稻资源丰富,糯稻占资源总数的56.1%,黑米和红米共占34.2%。通过鉴定筛选出具有大穗、高穗粒数、高结实率、高千粒重等优良性状资源34份、抗稻瘟病资源17份、优质资源6份;进一步通过分子标记鉴定,阐明这些优异资源中所携带的稻瘟病、垩白、香味等基因型。筛选出稻八、夹沟香稻、三粒寸、庄红贡米、庐江小红稻-1和长粒糯稻6份产量、稻瘟病抗性和品质等综合性状优异的资源,为高产、优质、抗病水稻育种提供材料基础。
    优先出版日期:  2022-10-12 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220630002
    摘要:
    偃麦草属是小麦野生近缘种属,作为小麦遗传改良和种质创新的重要基因源,在创制小麦桥梁材料和遗传育种方面发挥了重要作用。以长穗偃麦草(Thinopyrum elongata & ponticum)和中间偃麦草(Thinopyrum intermedium)为亲本创制的小偃麦,在小麦抗病研究和新种质创制方面表现突出,在生产实践中取得了重要成果。本文综述了小偃麦的创制及应用研究展望,旨在为小偃麦的研发利用和小麦遗传资源创新提供科学依据。
    优先出版日期:  2022-10-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220708001
    摘要:
    2017—2018年“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”福建项目组对省内74个县(市、区)开展农作物种质资源的全面普查和征集,经过系统调查共收集到水稻地方品种资源148份,并进行了表型性状和稻瘟病抗性鉴定评价。调查发现,在福建闽西和闽北地区收集到的水稻资源数量远比闽东南沿海地区多,海拔4-1000m地区均有收集到水稻地方品种;表型鉴定结果表明:收集到的水稻地方品种中籼稻、粳稻,粘稻和糯稻数量相当;大多数品种表现为种皮白色、叶鞘绿色、颖尖秆黄色、颖色黄色,谷粒形状以阔卵形、椭圆形为主;收到的水稻地方品种数量性状遗传变异丰富,具有较大的挖掘潜力。鉴定评价获得抗稻瘟病资源有下洋粳稻、罗洋粳稻、丹阳糯稻、香春优种、宫占同安本、红米、红壳糯、黑米和红米仔9份。经综合评价筛选出香春优种、红米、红米仔、428、K28和长龙时谷6份优异水稻地方品种。本研究可为福建水稻地方品种的有效保护提供科学依据。
    优先出版日期:  2022-10-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220822002
    摘要:
    黄秋葵果实发育过程质地易木质化变硬,严重影响商品价值。为探究黄秋葵果实质地变硬的机制,选择易老化变硬的‘Z06’和不易老化的‘苏优葵3号’两个品种在其果实3个发育时期进行生化指标的测定及转录组测序。结果发现,品种间或不同发育时期果实质地的差异主要是由于木质素积累导致的木质化,纤维素和原果胶同时也起到积极的作用。转录组学分析表明,相同品种在不同果实发育时期的差异基因(DEGs)主要在苯丙烷生物合成和次级代谢产物的生物合成途径显著富集;而相同时期两品种间的DEGs除了与苯丙烷生物合成途径有关,光合作用和光合作用天线蛋白途径也起重要作用。在果实成熟质地变硬阶段,PAL是影响木质素积累的关键基因;SUS3基因对纤维素的积累贡献最大,而BGLU基因的下调表达也是促进纤维积累的重要因素;GAUT6和SUS6对原果胶的积累贡献最大,但大部分PME基因和PG基因对原果胶的积累均呈负贡献。木质素合成相关基因PAL6、PAL5、PAL1、CCR2、CYP84A1、CYP73A12,以及光合途径相关基因PSBP2和CAB1R是影响品种质地差异的重要基因。
    优先出版日期:  2022-10-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220822005
    摘要:
    为探讨滇龙胆(Gentiana rigescens Franch. ex Hemsl.)表型多样性并建立优良种源综合评价方法。采集分布于云南的477株个体19个性状数据,结合遗传多样性指数、主成分分析、隶属函数、偏最小二乘等方法,开展滇龙胆种质资源评价。结果显示477株滇龙胆根、茎、叶性状多样性指数范围:1.59 ~ 2.06;各性状中根粗(H'' = 2.00)、茎粗(H'' = 2.00)、根质比(H'' = 2.02)和根含水量(H'' = 2.06)多样性指数最高,地上部分干重多样性指数最低(H'' = 1.59)。不同地理来源的滇龙胆植株性状差异较大(P < 0.05),分布于滇南的滇龙胆根部产量性状数值显著高于其它分布区的植株(P < 0.05)。综合得分D值计算显示,477株滇龙胆D值变化范围:0.50 ~ 2.45,采自滇西、滇西北(D均值 = 1.17±0.03)及滇南的植株综合评分较高(D均值 = 1.19±0.37),滇中(D均值 = 1.00±0.30)和滇东南(D均值 = 1.00±0.32)样品综合评分较低;云县居群植株综合评分高(D均值 = 1.24±0.14),且居群内个体间性状差异小(CV = 28.77%),属最优种源。PLS-R与PLS-DA分析发现,根鲜重、根干重、全草干重、分枝数、根数、地上部分干重、茎粗及叶长是区分优劣种源的关键性状(VIP > 1.00);土壤属性、生长期降水、最干季平均气温等环境因子则与滇龙胆高产性状的形成紧密相关(VIP > 1.00);土壤沙土含量过高、粘土含量过低,干旱高温可能促使根鲜重、干重和根数数值呈降低趋势;4月、5月及11月降水增加则对根部性状提高有积极作用。
    优先出版日期:  2022-10-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220905001
    摘要:
    诸葛菜(Orychophragmus violaceus,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。本文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1GB)、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的n=12的基因组。诸葛菜(作父本)与芸苔属六个栽培种(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及利用进行了讨论。
    优先出版日期:  2022-09-23 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220728001
    摘要:
    为了明确不同苹果属资源的SFB基因及在各居群中SFB基因的类型和分布频率,本试验以‘奎花’等栽培苹果及新疆野苹果等野生资源共82份为试验材料,利用3对苹果属SFB基因特异性引物,以叶片DNA为模板进行PCR扩增。特异扩增结果显示:鉴定的所有试材中均只鉴定出单一的SFB基因片段。经GenBank同源性比较分析,共获得5种SFB基因,分别为SFB1、SFB2、SFB3、SFB7、SFB9。同时对不同生态种群中SFB基因的分布频率进行了分析,结果表明不同SFB基因出现的频率不同,SFB3出现的频率最高为45.12 %,其次为SFB1(42.60 %),而相同的SFB基因在不同苹果种间及种内出现的频率亦不同。此外,系统进化树分析显示,新疆野苹果与土库曼苹果及栽培苹果的驯化起源有关。
    优先出版日期:  2022-09-23 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220801001
    摘要:
    荧光原位杂交技术(FISH)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序列在染色体上的精确定位。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(Oligonucleotide, Oligo)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。本文对Oligo-FISH的起源发展及其在植物中的应用进行了综述,并对其应用前景进行了展望,以期对后期构建植物遗传图谱、基因组组装、和分子辅助新品种选育等提供新途径。
    优先出版日期:  2022-09-23 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220811001
    摘要:
    ‘Hort16A’黄肉猕猴桃是中华猕猴桃( Actinidia chinensis Planch.)的一个品种,其营养价值高,受到了广大消费者们的青睐,但该品种的抗寒能力较差,严重影响了其推广种植。此外黄肉猕猴桃低温胁迫响应机制目前尚不清楚。该研究通过对低温胁迫的黄肉猕猴桃进行转录组分析,为了解其相关机制以及后续进行抗寒研究奠定一定的理论基础,实验以前课题组筛选出的抗寒四倍体植株作为材料,将低温(0 ℃)处理5h的植株作为实验组和常温未做特殊处理的作为对照组,取样利用Illumina NovaSeq 6000平台进行转录组测序。比较了实验组和对照组的转录组数据共发现了1630个基因表达差异达到显著水平,其中619个上调表达,1011个下调表达。GO 富集分析表明1013个差异表达基因被富集到分子功能、细胞组分和生物过程三大主要功能中;KEGG 富集分析表明410个差异基因被富集到植物激素信号转导、MAPK植物信号通路、淀粉和蔗糖代谢等89个代谢通路中。初步推定PR1、PYL、TPS、GH3、SAUR、PP2C等9个基因与黄肉猕猴桃抗寒响应有关。该研究结果可为进一步研究四倍体黄肉猕猴桃低温胁迫响应机制提供理论参考。
    优先出版日期:  2022-09-23 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220811002
    摘要:
    江苏省农作物种质资源库建于2008年,现已保存水稻、小麦、玉米等54种作物种质资源样本约5.5万份。面对当前庞大的保存规模和多样的种质类型,若仅依靠传统管理方法来独立记录各项工作流程信息和种质资源数据,不但会造成字段信息重复和数据冗余,也不利于库内资源整体情况的调查和共享服务情况的关联查询。科学有序的资源管理是促进种质有效共享的关键。因此,本文根据种质资源库的运行需求,利用Java Web、分布式数据库、工作流、可视化等技术研究设计了集种质资源收集引进、保存监测、繁殖更新、鉴定评价和共享服务等功能于一体的全流程作物种质资源信息管理系统,实现了融合数据采集、存储、加工、分析、展示的一体化数据平台,能极大地提高种质资源库管理工作效率,促进优异资源的安全保存和有效共享。
    优先出版日期:  2022-09-23 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220815003
    摘要:
    通过对647份海岛棉种质资源进行变异系数分析、遗传多样性分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析,以期为今后海岛棉亲本选配和品种选育筛选出类型更加多样的海岛棉种质资源材料。结果表明,647份海岛棉种质资源数量性指标变异范围在2.46%~36.43%之间,表明海岛棉种质资源间差异大,种质资源类型丰富;描述性指标遗传多样性分析表明,海岛棉种质资源茎毛多少、叶片颜色、叶茸毛多少、花瓣基斑大小、主茎硬度、果枝类型、花柱长度,种质资源外在描述性类型较为多样,可直接用于开展品种植株形态的改良使用;数量性指标遗传多样性分析表明,反映纤维品质的指标较反映产量的指标多样性更为丰富,种质资源材料可用于纤维品质、熟性的改良使用。相关性分析表明,不同数量性状间呈现出显著的相关性,相互制约、相互作用、相互影响,在材料创制时应当相互考量,综合分析。主成分分析表明,前5个特征值的累计贡献率达到了75.76%,第1主成分与纤维品质有关,第2主成分与籽棉产量有关,第3主成分与伸长率有关,第4主成分与熟性有关,第5主成分与衣分有关;聚类分析在遗传距离为10时,将种质资源划分为6个类群,第II类群综合表现较好,在实际育种中可根据育种目标进行针对性选择和改良。
    优先出版日期:  2022-09-23 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220816002
    摘要:
    氮元素是保障作物稳产、高产的三大重要养分元素之一。高粱是全球重要的五大粮食作物之一,具有耐瘠薄、耐旱等特性。尽管在拟南芥和水稻中氮信号途径相关基因的研究相对深入,但在高粱中基本不清楚,挖掘缺氮诱导基因,有助于解析高粱氮素吸收、利用相关分子通路。本研究从高粱BTX623苗期缺氮、缺磷及缺钾表达谱中筛选出一个地上部分特异受缺氮诱导的MYB_related转录因子家族成员SbMYB-like基因Sb03g030330,该基因编码蛋白预测定位于细胞核。高粱中组织表达qRT-PCR分析表明SbMYB-like基因在根、茎、花中表达较低,主要在叶片中表达。进化树分析表明该基因与玉米、二穗短柄草中同源基因亲缘关系相对较近。通过qRT-PCR在高粱和二穗短柄草中验证了该基因及其在二穗短柄草中同源基因地上部分受缺氮诱导的特性。在高粱BTX623品种中分离并克隆了SbMYB-like基因,构建超表达载体,转化拟南芥获得了超表达株系。通过缺氮和缺磷处理,测定野生型和过表达纯系植株主根长度和开花时间,结果表明该基因在促进根系伸长和开花方面有重要的作用,但此促进作用并不依赖于外源氮素水平。该基因的研究,为高粱缺氮响应分子途径解析,提供了基础数据。
    优先出版日期:  2022-09-09 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220727002
    摘要:
    胡麻是北方地区特有的、富含不饱和脂肪酸的油料作物。培育高亚麻酸品种、高亚油酸品种是胡麻品质育种的主要目标。分子标记辅助选择能提高胡麻育种效率,缩短育种年限。本研究进行了胡麻资源材料自然群体多年多点脂肪酸检测数据的统计分析和基因分型群体构建、亚麻酸、亚油酸相关SNP位点的KASP基因分型及其验证等研究,取得了以下几个方面的结果:1.检测247份胡麻种质资源材料多年多点5种脂肪酸成分,并对其进行了统计分析。相关性分析结果显示,亚麻酸与其他成分之间呈极显著负相关,尤其是亚麻酸和亚油酸之间负相关性最高(-0.794**)。2.对5种脂肪酸表型数据统计分析,确定了亚麻酸、亚油酸相关SNP标记分型群体:包括49份高亚麻酸(≥54%)材料、36份低亚油酸(≤13.5%)材料,及8号和254号高亚油酸低亚麻酸材料。3..验证并确定了7个SNP位点:g6-6229142、g10-19305239、g9-18961021与亚麻酸显著关联;g6-19208888、g9-14900088、g15-22369840和g2-7680441与亚油酸显著关联。4.对确定的7个SNP位点进行了高通量测序,结果与KASP基因分型结果完全一致,证明KASP基因分型体系的有效性及准确性。
    优先出版日期:  2022-09-06 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220726001
    摘要:
    本文阐述了“甜味糯”新型鲜食糯玉米极其代表品种的育成。通过对糯质玉米的种质创新和改良提升,实现果穗上的所有籽粒都是糯质,在适采期内,糯质籽粒糖度值平均可达到12度以上,显著高于普通糯玉米,带有明显的甜味,形成“糯中有甜”的特殊口感品质。北京市农林科学院鲜食玉米创新团队在2011年开始“甜味糯”种质创新和品种培育工作,利用创新集成的“大群体、严选择、单株配合力测定”以及“优系聚合”等育种方法,并通过大量田间表型鉴选和籽粒糖度、口感品质等鉴定评价,创制选育出甜味糯新型玉米优良自交系ZN3。以ZN3为骨干亲本,组配育成京科糯768等甜味糯新型鲜食糯玉米系列新品种,鲜籽粒糖度可达14度以上,具有籽粒甜度高、口感品质好、高产稳产、多抗广适、采收期长等综合优点。京科糯768被评为“全国十大优秀糯玉米品种”,于2021年通过四大生态区国审,适宜在全国鲜食玉米生态区种植。“甜味糯”玉米将是是我国未来鲜食糯玉米的一个重要发展方向。
    优先出版日期:  2022-09-06 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220717002
    摘要:
    为了探究超氧化物歧化酶(SOD)基因家族在油茶自交不亲和反应中的作用,通过RT-PCR法克隆出油茶SOD基因家族成员,分别命名为CoCSD、CoFSD和CoMSD。其CDS序列长度分别为660、813和693 bp,编码219、270和230个氨基酸。CoCSD、CoFSD和CoMSD蛋白分子质量分别为22.49 kDa、31.18 kDa和25.51 kDa,结构分析发现三个蛋白均为亲水性蛋白,无跨膜结构域和信号肽,属于非分泌蛋白,且均包含21个磷酸化位点。CoCSD和CoMSD两者属于稳定蛋白,而CoFSD属于不稳定蛋白。CoCSD二级结构主要是无规则卷曲和延伸链,而CoFSD和CoMSD的二级结构主要由α螺旋和无规则卷曲构成。三个蛋白因结合不同的金属离子,系统进化树构建时被划分到三个大支,但均与茶树相应蛋白聚类在同一小枝上,且序列上具有高度的同源性。自交授粉雌蕊中的SOD酶活性整体高于异交授粉,但CoCSD、CoFSD和CoMSD在授粉前表达量最高,自交和异交授粉处理均对其表达量有抑制作用。该研究结果为后续深入探究油茶SOD基因的生物学功能奠定基础,也为揭示油茶自交不亲和作用机制提供参考。
    优先出版日期:  2022-09-02 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220805001
    摘要:
    水稻剑叶性状与产量息息相关,也是水稻遗传学和分子生物学研究的热点之一。剖析水稻剑叶长度的遗传机理,为培育理想株型新品种提高水稻产量奠定基础。以长剑叶的非洲长雄蕊野生稻(Oryza longistaminata)为父本、短剑叶的粳稻Balilla为母本构建F2分离群体。统计近三年的F2群体的表型数据和基因型数据,对剑叶长度性状进行了遗传效应分析和QTL定位。一共检测到10个控制剑叶长度的QTL位点,分布在水稻的第3、4、5、7、8、9、11和12号染色体上。其中位于第9染色体上的qFLL9-1是群体中控制水稻剑叶长度的主效位点,还鉴定到了两个新位点qFLL4-1和qFLL11-1。针对主效位点qFLL9-1构建了高世代回交群体BC6F2,验证了qFLL9-1在群体中发挥重要的效应。鉴定了qFLL4-1和qFLL11-1两个调控剑叶长度的新QTL位点,验证了一个调控水稻剑叶长度的主效QTL qFLL9-1,研究结果为水稻剑叶长度QTL的精细定位奠定了基础,有利于长雄蕊野生稻种质资源的进一步开发与利用。
    优先出版日期:  2022-09-02 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220809001
    摘要:
    小麦籽粒营养丰富,其面粉可制作成多种食品,是全球超过三分之一人口的主食。但是,随着病虫害加重、环境恶化(干旱、高温、盐碱)等生物和非生物逆境的影响,对全球小麦安全生产带来的威胁越来越大。为保障全球粮食安全供给和人民生活对优质产品的需要,提高小麦产量和改进小麦品质仍将是重要的育种目标,要求不断创新育种手段技术和种质资源。近10年来,转基因和基因编辑等生物技术发展迅速,将在小麦改良中发挥重要的作用。目前为止,通过转基因和基因编辑已经改良了小麦多个性状,创制了抗病、抗逆、优质、高产潜力和生长发育修饰的小麦新材料,丰富了小麦种质资源。本文旨在综述转基因和基因编辑的最新研究进展,并探讨目前研究中存在的问题和可能的解决途径。
    优先出版日期:  2022-08-24 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220706001
    摘要:
    将基于面向用户的概念数据模型与方法应用于农作物种质资源信息的规范化整理,并重构数据模型,开发农作物种质资源管理系统,对于促进种质资源信息整合,提升种质资源保护和共享利用效率具有重要意义。本文针对上海市农作物种质资源信息管理系统的建设,围绕系统总体设计、数据规范、数据模型、业务流程和系统应用等方面进行了详细的介绍,旨在为农作物种质资源信息库建设提供参考。
    优先出版日期:  2022-08-24 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220617002
    摘要:
    植物多倍化进程造成大量的基因冗余,同时伴随着核仁显性现象发生。调节rDNA基因表达控制核糖体数量,使多倍体植物能够应对多倍化带来的基因冗余。串连重复的rDNA基因表达调控是一种大规模、整体基因表达调控模式,rDNA基因沉默往往发生在整个核仁组织区,受所处位置染色质状态控制,而不受基因前序列的影响。核仁显性不但在调控蛋白质合成中发挥着重要作用,还与多倍体染色体组稳定性相关,相应基因组的rDNA基因沉默往往引起该基因组的染色体消除,染色体消除也是多倍体应对基因冗余的一种手段。虽然大量证据表明核仁显性与染色体消除之间存在必然的联系,但rDNA基因表达稳定染色体的遗传机制仍不清晰,尤其是染色体消除的基因组特异性更难解释。因此,对核仁显性稳定染色体组的遗传机制进一步研究将揭示核仁在多倍体形成中的作用。本文旨在阐述植物如何通过核仁显性应对多倍化带来的基因组冲击,为读者呈现植物多倍化进程的一个侧面。
    优先出版日期:  2022-07-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220622001
    摘要:
    玉米花序和小花的分化与发育是穗粒数形成和小花育性决定的发育生物学基础,与籽粒产量密切相关,因而这一研究领域受到广泛关注,并取得了丰硕的成果。近年来,在玉米花序分枝发育和穗粒数形成的遗传控制和分子调控机制等研究方向取得了一系列新的研究进展。本文主要聚焦花序特异性转录因子基因、非编码序列及其调控基因、活性氧清除和糖代谢相关酶基因、乙烯等激素生物合成和信号途径关键基因以及膜系统与信号传导相关基因等,对这些基因在玉米花序分枝、小穗和小花发育进程中的生物学功能与作用途径进行了综述,以期为玉米花序发育、穗粒数和籽粒产量的分子遗传调控网络构建和玉米高产育种提供参考。
    优先出版日期:  2022-07-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220602001
    摘要:
    苹果、梨、柑橘、香蕉等果树作物,马铃薯、甘薯、木薯等薯类作物,以及橡胶、椰子、油棕等热带经济作物,需通过植株、块根、块茎、鳞茎、种茎等繁殖体在种质圃进行种植保存,这类作物统称“种质圃保存作物”或“圃位保存作物”。经过近40年的发展,逐步形成了种质圃作物种质资源安全保存策略,其技术层面上的要点:一是建设良好保存设施,二是建立规范化保存技术,三是实施资源的复份保存。随着国家作物种质库新库的试管苗和超低温保存设施的投入使用,我国初步建成了以种质圃为主,集种质圃、试管苗库、超低温库、原生境保护点为一体的保护设施体系,为实现圃位作物种质资源多样性、完整性、安全性的保存和持续利用奠定了可靠保障。至2021年12月,我国43个国家种质圃共收集保存种质资源69504份,隶属1469物种(含亚种),是世界上种质圃保存资源数量最多的国家。本文阐述了种质圃保存作物的繁殖特性,植株安全保存影响因素与技术策略,实践应用及展望等,以期对我国种质圃作物种质资源的安全保存起到促进作用。
    优先出版日期:  2022-06-23 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220504002
    摘要:
    镉、砷是两种有毒元素,且从土壤迁移到水稻籽粒的风险比较高。近些年来,我国农田镉、砷污染日益严重,导致稻米镉、砷超标事件时有发生,严重威胁着人体健康。因此,减少镉、砷在稻米中的积累成为水稻产业发展亟待解决的重要问题。研究水稻对镉和砷的累积机制,在此基础上培育镉、砷低积累水稻品种,对实现污染农田的稻米安全生产具有重要意义。本文主要综述了水稻吸收、转运、耐受镉和砷的分子机制,以及镉、砷低积累水稻育种进展,并对未来的发展方向进行了展望。
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    2013,14(2):361-366, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.02.028
    [摘要] (4852) [HTML] (0) [PDF 29.26 M] (24713)
    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。
    2022,23(5):1298-1309, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220616001
    [摘要] (69) [HTML] (0) [PDF 35.18 M] (20937)
    摘要:
    近年来,设施栽培已成为我国西瓜栽培的主要方式之一,而矮生种质资源在设施栽培中具有广阔的应用前景。矮化是西瓜一个重要的株型农艺性状,它有利于高密度种植、机械化管理和病虫害防治,而且能减少人工整枝打杈,可有效降低生产成本,适应当前简约化栽培的需求。本试验前期收集到14份国内外西瓜短蔓种质,经多年连续自交获得纯合自交系,将这14份短蔓种质进行双列杂交,对这些种质及其杂交后代的株型相关农艺性状进行表型调查分析和等位性检测。结果表明14份种质可被分为两类短蔓自然突变体,Ⅰ类短蔓突变体d1、d2、d3、d6的短蔓性状由隐性基因Cldw1控制,Ⅱ类短蔓突变体的短蔓性状则由另一个隐性基因Cldf控制。两类短蔓突变体的杂交F1为长蔓,Ⅰ类短蔓突变体d1和Ⅱ类短蔓突变体d5的F2群体蔓型分离比为9:3:3:1,进一步明确了两类短蔓突变体的株高性状分别由两对隐性单基因控制。本研究通过对不同西瓜短蔓种质株型的调查分析,丰富了对西瓜短蔓资源的认识,为西瓜短蔓新品种的培育奠定了良好基础。
    2013,14(2):193-201, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.02.002
    [摘要] (4218) [HTML] (0) [PDF 31.18 M] (18823)
    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。
    2020,21(4):975-983, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191126002
    [摘要] (1079) [HTML] (0) [PDF 709.26 K] (17507)
    摘要:
    根系建成(RSA, Root system architecture)决定根系系统的构成,在作物生长发育过程中起着不可替代的作用。解析小麦根系建成遗传机制、选育具有较好根系建成的品种对于小麦高产、抗逆育种具有十分重要的意义。全基因组关联分析(GWAS)是解析小麦复杂数量遗传性状遗传机制的有效方法。本研究基于GWAS 方法,发掘RSA 相关性状关联位点,以期为小麦RSA 分子育种提供参考。对160 份来自于河南和山东等地的小麦品种RSA 相关性状(总根长、总根表面积、总根体积、平均根直径和根尖数)进行统计评价,并结合660K SNP 芯片数据进行GWAS 分析。检测到23 个关联位点,分布于1A、2A、2B、3B、4A、5A、5B、5D、6A、6B 和7B 染色体上,解释7.2%-12.8%的表型变异。其中,11 个位点与已报道的位点一致,其他12 个位点为新的位点。本研究对于解析根系建成遗传机制,选育高产、抗逆小麦品种具有重要意义。
    2013,14(2):289-297, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.02.005
    [摘要] (4862) [HTML] (0) [PDF 10.61 M] (16554)
    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] (3837) [HTML] (0) [PDF 7.81 M] (15854)
    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] (3704) [HTML] (0) [PDF 19.71 M] (13639)
    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] (7165) [HTML] (0) [PDF 546.74 K] (13305)
    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。
    2010,11(6):671-677, DOI:
    [摘要] (4863) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (13285)
    摘要:
    研究小麦加倍单倍体无性系和品种间杂交后代中高分子量麦谷蛋白亚基(High molecular weight glutenin subunits, HMW-GS)变异,探讨通过花药培养和杂交手段获得HMW新亚基或改良HMW-GS组成的可能性。通过对Alondra、Orofen、新春9号、Verry、百农3217等小麦品种进行花药培养,培育出足够数量的加倍单倍体近等基因系;同时,以新春9号、京771、CB037、中国春、宁春4号、Bobwhite、扬麦12号、京冬8号等高分子量麦谷蛋白亚基组成不同的小麦品种相互间配制正交和反交组合;利用SDS-PAGE对加倍单倍体近等基因系和杂交后代籽粒中的HMG-GS进行电泳分析;对加倍单倍体近等基因系主要农艺性状进行了调查。发现小麦加倍单倍体无性系中HMW-GS发生了频繁变异,Alondra加倍单倍体中变异率最高(61.8%),Verry加倍单倍体次之(16.7%),均出现了原始材料中所不具备的亚基类型;田间调查和考种结果表明,HMW-GS发生变异的典型发现加倍单倍体其主要农艺性状与原始品种基本一致;HMW-GS在部分F1杂种中呈现不完全共显性,有的组合中出现了亚基表达沉默和正、反交亚基表达不一致现象,尤其在宁春4号/CB037、京771/宁春4号2个组合中出现了双亲所不含有的亚基;通过连续自交和对新出现亚基的跟踪选择,已获得了表达新亚基的高代株系。花药培养和杂交能够诱导HMW-GS组成变异,甚至出现新亚基,HMW-GS表达在所有品种间杂交后代中并不一定完全共显性,在一些组合中也存在细胞质效应。研究结果对于改良小麦加工品质,加深了解小麦HMW-GS编码基因的遗传特性结构特性等具有理论意义和实践价值。
    2013,14(6):996-1012, DOI:
    [摘要] (4568) [HTML] (0) [PDF 18.28 M] (13187)
    摘要:
    中国是葡萄属植物的主要起源地之一,也是世界葡萄属植物种类最多、遗传资源最丰富的国家之一,起源于中国的葡萄属植物共有40种、1亚种、13变种。本研究根据《葡萄种质资源描述规范和数据标准》,选择多项性状指标作为形态鉴定参数,对起源于中国的葡萄属植物23个种的生物学性状、植物学特征、农艺性状等进行鉴定,分析其遗传多样性特点。结果表明,中国葡萄属植物的主要物候期,嫩梢新梢的绒毛、颜色,叶片的形状、颜色、锯齿,果实大小、颜色、香型和花器官等形态性状都有丰富的变化,表现出丰富的多样性。上述研究结果将为葡萄属植物的分类鉴定提供依据,也将为葡萄属植物演化研究和育种利用提供参考。根据本研究结果,建议对目前使用的《葡萄种质资源描述规范和数据标准》作进一步修订和完善,以适应我国野生葡萄资源多样性评价研究。
    2010,11(1):1-4, DOI:
    [摘要] (5261) [HTML] (0) [PDF 422.92 K] (12933)
    摘要:
    中国西南横断山区广泛分布野生鸭茅资源,包括鸭茅亚种和喜马拉雅鸭茅亚种。二者的分布范围相近,但在形态及物候发育等方面存在明显差异,鸭茅亚种的主要农艺性状优于喜马拉雅鸭茅亚种。两个亚种在人工控制条件下可以杂交形成三倍体后代,但自然状态下尚未发现二者杂交的确切证据。近年来,中国加强了对两个鸭茅亚种的基础研究,但从保护和利用研究角度出发,开展的工作较少。从来源角度分析,喜马拉雅鸭茅亚种为当地起源类型,鸭茅亚种为外来归化种的可能性较大。由于喜马拉雅鸭茅面临鸭茅亚种的竞争威胁,因此应加强中国喜马拉雅鸭茅亚种野生资源的保护和开发利用研究。
    2022,23(4):1076-1084, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220211001
    [摘要] (109) [HTML] (0) [PDF 36.21 M] (12932)
    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。
    2022,23(5):1393-1399, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220225002
    [摘要] (73) [HTML] (0) [PDF 44.50 M] (12312)
    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。
    2011,12(2):190-196, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2011.02.009
    [摘要] (5455) [HTML] (0) [PDF 503.46 K] (12239)
    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] (4326) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (12139)
    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。
    2021,22(2):427-437, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200804002
    [摘要] (859) [HTML] (0) [PDF 33.91 M] (11722)
    摘要:
    稻瘟病是水稻的主要病害之一,改良水稻稻瘟病抗性对水稻生产、推广具有重要意义。本研究以携带广谱抗稻瘟病基因Pi9材料9311-Pi9为供体,水稻优良恢复系M630为受体,将杂交、回交与分子标记辅助选择和背景筛选相结合,获得改良恢复系M630-Pi9。主要农艺性状和稻米品质分析显示改良后的M630-Pi9及其杂交组合徽两优630-Pi9与M630和徽两优630相比无显著差异。进一步利用安徽省优势混合生理小种进行苗期稻瘟病抗性鉴定,结果表明改良后的M630-Pi9相对于M630抗性明显增强;稻瘟病抗性自然病圃鉴定结果发现改良后的恢复系及其杂交组合抗性显著增加。为了更好地了解稻瘟病抗性基因对植株发育的代谢机制,对M630-Pi9和M630受稻瘟病病原菌侵染后的植株进行代谢组分析,结果显示与M630相比,M630-Pi9中有212种代谢物合成受到调控,其中155种含量降低,57种含量增加;与细胞壁有关的物质含量明显增加,对生物体具有毒害和免疫作用的生物碱类代谢物含量显著降低,与生物胁迫相关的黄酮类物质受到不同程度地调控。这些数据表明稻瘟病抗性基因Pi9可能通过调控植物体中代谢物质的变化进而抵御病原体的侵害。创制的新恢复系稻瘟病抗性显著提高,对稻瘟病抗性机制研究提供依据,为水稻抗病、高产育种提供新的种质。
    2011,12(2):228-233, DOI:
    [摘要] (5013) [HTML] (0) [PDF 401.61 K] (11127)
    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] (3885) [HTML] (0) [PDF 22.09 M] (10971)
    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] (3459) [HTML] (0) [PDF 5.58 M] (10934)
    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] (3771) [HTML] (0) [PDF 20.42 M] (10661)
    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。

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