《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,2024年改为月刊。

   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。

 中国科技核心期刊、中国精品科技期刊、CSCD核心期刊、中国农林核心期刊、全国中文核心期刊,全国优秀资源期刊;被《科技期刊世界影响力指数(WJCI)报告》收录。

 

 

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    优先出版日期:  2024-07-18 , DOI:
    摘要:
    气候变化影响着物种的生态适宜性分布,预测物种潜在适生区对生物多样性的保护具有重要意义。该研究以滇重楼为研究对象,基于MaxEnt模型和ArcGIS软件,结合中国境内128条滇重楼有效分布点记录和32个生态因子进行模拟预测,筛选影响其生态适宜性分布的主导生态因子,并预测在末次盛冰期(The Last Glacial Maximum LGM)、全新世中期(The Mid Holocene MH)、当前(Current)和未来时期(2050s、2070s)3种不同温室气体排放情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)下潜在适生区分布及质心迁移趋势。结果表明,MaxEnt模型预测结果精度极高,AUC(受试者工作特征曲线下的面积)在各时期的均值为0.951。影响滇重楼生态适宜性分布的主导生态因子为年均降水量(bio12)、温度季节性变化系数(bio4)、最暖季度平均降水量(bio18)和海拔(elev)。自末次盛冰期以来滇重楼潜在适生区显著变化区域主要在高适生区,尤其在未来温室气体高排放情景下缩减区域较大,缩减面积最大达到16.86×104 km2,缩减区域主要集中在四川东北部地区,同时,质心分析显示在气候变化情景下滇重楼高适生区质心呈高纬度高海拔迁移的趋势。该研究表明全球气候的变暖导致滇重楼高适宜区生境缩减,为滇重楼引种栽培和野生资源合理应用提供理论基础。
    优先出版日期:  2024-06-28 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230830002
    摘要:
    为解析我省辣椒育种骨干亲本材料的遗传多样性并构建其DNA指纹图谱,本研究利用毛细管电泳和SSR分子标记技术对江西60份辣椒种质材料进行位点检测。结果表明,49对SSR引物共检测出202个等位基因,平均4.122个,有效等位基因平均2.172个,香农信息指数平均0.850,多态信息含量平均0.414,说明60份供试材料具有较为丰富的遗传多样性;期望杂合度平均0.475大于观测杂合度0.126,表明多代自交而导致材料纯合度较高。聚类分析、群体结构分析和主坐标分析结果一致,支持我省辣椒育种亲本材料以南方地区和小果型尖椒材料为主,遗传背景狭窄且保持较纯的血统。此外,本研究根据多位点匹配分析确定了PM1、CAMS-855、CO911525S、PM22、HpmsE015和Hpms1214为核心引物,并利用这6对核心引物构建了60份辣椒育种亲本的指纹图谱,为我省辣椒资源的鉴定和保护提供了有力支撑,为分子辅助育种中亲本的选择提供理论依据。
    优先出版日期:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231125001
    摘要:
    几丁质酶是以几丁质等为底物的糖基水解酶(Glycosyl hydrolases,GH),在植物生长发育及抵御逆境中发挥重要功能。然而,大豆几丁质酶基因组织表达模式及对逆境的响应尚不清楚,影响了应用。本研究分别鉴定野生与栽培大豆几丁质酶基因,并分析其表达模式。结果发现,野生与栽培大豆分别含62个和55个几丁质酶基因,位于17条和18条染色体上,进化树分析发现,117个基因分为5类,其中Class III与Class V属于GH18亚家族,Class I、Class II与Class IV属于GH19亚家族;启动子分析发现,含响应激素及逆境胁迫顺式作用元件。 分析栽培大豆几丁质酶基因表达发现,在不同组织及抗病耐逆等过程差异表达,其中Glyma.01G142400等在接种花叶病毒的抗病品种叶片诱导表达,Glyma.03G254300等在低磷胁迫的磷高效品种根系诱导表达,Glyma.08G259200等在低磷胁迫根瘤诱导表达;分析野生大豆几丁质酶基因表达发现,在不同组织及耐盐过程差异表达,其中Glysoja.02G002604等在耐盐品种盐胁迫叶片诱导表达。以上结果为挖掘利用几丁质酶基因奠定了基础。
    优先出版日期:  2024-07-22 , DOI:
    摘要:
    高粱在我国农业结构调整和酿酒行业中具有重要的作用,籽粒颜色是重要的性状之一,但有关高粱籽粒颜色的研究并不多。本研究观察了GLB41高粱籽粒的整个发育过程,1天-16天为快速生长期,17天-24天进入缓慢膨大期,第25天开始进入转色期,绿色逐渐褪去,籽粒颜色由乳白色或苍白色逐渐变成浅黄色,随后颜色加深,40天后籽粒颜色变为深黄色,同时利用黄色籽粒GLB41和白色籽粒6E16两个材料构建的群体及重测序 BSA方法,将控制黄色籽粒性状的基因初定位在1号染色体15.6 Mb区间内,利用 3215株分离个体将该基因定位在BR13和P2两个标记的之间,区间内有7个候选基因,对这些基因的功能注释进行分析,经测序表明 GLB41、6E16两个材料中Yellow Seed 2(Sobic.001G397900)的编码区内第619 bp-621 bp位插入CTG三个碱基,导致多了L(亮氨酸),第819 bp位C突变为G,C(半胱氨酸)突变为W(色氨酸);第912 bp位C突变为T,但氨基酸序列无变化。因此推测Yellow Seed 2可能参与这两份亲本材料籽粒颜色的形成。本研究为高粱籽粒颜色性状的研究提供了新的基因。
    优先出版日期:  2024-07-19 , DOI:
    摘要:
    黑龙江省是我国水稻商品粮重要生产基地,低温胁迫是其水稻生产重要限制因素。本文在回顾水稻耐冷鉴定方法和遗传研究同时,通过分析黑龙江省水稻近20年(2006 ~ 2023)育成品种耐冷数据发现,随着近年来审定品种数量“井喷”,品种耐冷性呈现整体下降趋势;其次,通过基于参考基因组比较发现,苗期和生殖生长期(含孕穗期、开花期和成熟期)耐冷大多受独立的位点或染色体区段控制,遗传重叠(包括一因多效位点和连锁区段)比例在21%左右,其中负调控位点占比20%。对当前的黑龙江省水稻耐冷育种而言,针对上述遗传重叠位点/区段和负调控位点开展深入研究,有利于进一步提高育种效率。在此基础上,笔者针对黑龙江省粳稻耐冷性改良的生物育种策略提出了具体建议。
    优先出版日期:  2024-07-19 , DOI:
    摘要:
    晚香玉为石蒜科的多年生鳞茎花卉,是著名的香花植物,具有较高的观赏、经济和药用价值,鳞茎是其主要的繁殖器官和药用器官,为深入探析其生长发育的机制和次生代谢途径,利用高通量测序PacBio Sequel平台,以其鳞茎为材料,使用单分子长读数测序技术SMART对晚香玉鳞茎进行三代全长转录组测序及分析。平台共获得 508012条高质量CCS reads和 402032 条全长非嵌合序列(FLNC),对全长非嵌合序列进行聚类得到高质量一致序列共137215个,经质控和去冗余后共获得 81719个转录本(Unigene) 和36215个完整CDS区,获得的所有转录本经过NR、SwissProt、KOG、KEGG、GO等数据库进行注释和功能分类,结果共有64362 个单基因被注释, NR注释数量最多63538,占98.72 %,KEGG注释的基因最少,58878个基因被注释到148 条途径,代谢途径分布的基因最多(11112)。并分析出41240个SSR、15835个lncRNA和 4903个转录因子,RLK转录因子家族的基因最多,本研究为深入研发晚香玉的分子标记和重要功能基因及种质资源创新提供了参考和依据。
    优先出版日期:  2024-07-16 , DOI:
    摘要:
    本研究利用708份国内外苦荞资源的22个表型性状和3个品质性状数据,进行苦荞核心种质构建。通过比较遗传距离、取样方法、取样比例和聚类方法四个层面的不同组合策略优劣,确定了苦荞核心种质的最佳取样策略为“欧氏距离 +多次聚类偏离度取样法+20% 取样比例+最长距离法”,构建的核心种质包含141份苦荞资源。核心种质和原始种质的均值差异百分率、方差差异百分率、极差符合率和变异系数变化率分别为 0、84%、97.6%和115.42%。比较核心种质与原始种质各性状的均值、方差、极值、变异系数、多样性指数和主成分对核心种质进行验证和评价,所构建核心种质能较好地代表原始群体,可作为苦荞种质资源收集保存和有效利用的依据。
    优先出版日期:  2024-07-15 , DOI:
    摘要:
    通过挖掘水稻籽粒中锌含量显著关联的QTL,并结合基因功能注释、单倍型和灌浆期籽粒相对表达量分析,筛选出与水稻籽粒锌含量相关的候选基因。本研究以139份西北早粳稻核心种质资源为试验材料,结合重测序获得的1800920个高可信度SNPs,基于一般线性模型(GLM)进行全基因组关联分析,对显著QTL区间内候选基因进行功能注释,并对进一步筛选后的基因进行单倍型和籽粒灌浆期相对表达量分析,以期筛选出与籽粒锌含量相关的候选基因和优势单倍型。结果表明,139份水稻中籽粒锌含量存在丰富的表型变异,且符合正态分布。通过对水稻籽粒锌含量进行全基因组关联分析,共关联到12个显著SNP,分布在1、2、4、10、11号染色体上,结合候选区间内的基因功能注释,推测定位在囊泡中OsFRDL2可能与水稻籽粒锌元素富集相关,通过单倍型和灌浆期籽粒相对表达量分析,发现OsFRDL2在优势单倍型Hap5中表达量相对较高。故推测OsFRDL2可能与水稻籽粒锌元素富集相关。研究结果为解析水稻籽粒锌元素富集机制和开发富锌水稻分子标记提供理论基础,为培育富锌水稻提供基因资源。
    优先出版日期:  2024-07-12 , DOI:
    摘要:
    水芹[Oenanthe javanica(Bl.)DC.]是伞形科水芹属多年生水生蔬菜植物,因其营养成分丰富、富含多种功能性生物活性成分,也是一种具有保健功能的药食同源蔬菜。我国水芹种质资源丰富,其利用涉及食用、药用、污水净化、提取加工等方面,但育种及其分子机理方面的研究较少。本文综述了近20年来水芹种质资源、栽培加工、育种、基因及组学研究的进展,具体内容包括:(1)伞形科分类及水芹种质资源;(2)水芹栽培生产、生理生化及次生代谢物质研究;(3)基因功能及组学(包括基因组学、转录组学、代谢组学及蛋白质组学)研究。本文旨在为我国水芹在资源创新和保护、遗传育种、基因挖掘、加工、环境治理等方面进一步的研究利用提供理论依据。
    优先出版日期:  2024-07-12 , DOI:
    摘要:
    西瓜果皮条纹是西瓜重要的商业和园艺性状,尽管已经有部分研究对果皮条纹形成决定基因进行了遗传定位,然而西瓜果皮条状纹和网状纹形成的分子机制仍不清楚。本研究利用自交系条纹状西瓜和突变体网纹状西瓜为材料,通过分离群体条纹性状比例确定突变体西瓜的网纹性状由单基因控制,且条纹状对网纹状为显性;基于转录组测序和差异分析探索不同发育阶段网纹状突变体西瓜中的表达谱变化,筛选了57个在条纹状和网纹状西瓜之间显著差异表达的基因,主要富集在光合作用天线蛋白、生物碱生物合成、氨基酸代谢等7个通路中;通过加权基因共表达网络进一步挖掘核心基因,初步探索了网纹状突变体西瓜中与生物胁迫抗性相关的部分基因的变化,进一步筛选了5个与西瓜网纹果皮性状决定相关的核心基因:ClGS、类半胱氨酸蛋白酶抑制剂5编码基因,UDP-葡糖糖基转移酶编码基因,类长春碱合成酶编码基因和叶绿素a-b结合蛋白编码基因;实时荧光定量验证的结果表明,这些基因在自交系条纹状西瓜和突变体网纹状西瓜中存在显著差异表达。本研究为西瓜不同果皮条纹育种提供了新的种质资源,也为阐明西瓜不同果皮条纹性状形成的分子调控机制提供了一定的理论依据。
    优先出版日期:  2024-05-06 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231023003
    摘要:
    本文采用田间观察和分子鉴定等方法对我国梭梭属2个物种梭梭和白梭梭的主要生物学性状和肉苁蓉寄生情况进行比较分析。结果表明梭梭和白梭梭在形态特征、花粉结构及农艺性状方面均存在显著差异,其中成熟的梭梭种子果翅长度和同化枝长度显著低于白梭梭;梭梭花粉网眼较深、表面颗粒结构的数量显著少于白梭梭,且花粉体积小于白梭梭。相关分析表明梭梭和白梭梭农艺指标与气温和湿度等气候因子显著相关,其中梭梭对水分及光照等环境因子变化适宜能力较强,分布较广;而白梭梭受水分等因子限制,仅在新疆准噶尔盆地长势较好。ITS分子鉴定技术可以有效鉴别梭梭和白梭梭,并且证明二者均可被肉苁蓉寄生,但二者寄生的肉苁蓉持续成活率存在差异。根据梭梭和白梭梭生物学性状特征和肉苁蓉寄生情况,适宜推广梭梭作为寄主植物生产肉苁蓉药材。本研究为我国梭梭属植物的分类鉴定、引种栽培以及肉苁蓉优良寄主种质筛选提供了科学依据。
    优先出版日期:  2024-02-02 , DOI:
    摘要:
    为了鉴定小麦种质资源的穗发芽抗性,筛选出有效的抗穗发芽分子标记,挖掘优异白粒小麦抗穗发芽种质资源。本研究通过室内整穗发芽试验对222份小麦种质资源进行穗发芽抗性鉴定,并利用myb10D、DFR-B、Vp1B3、PM19-A1、MFT-3A、MFT-A2、MKK3-A和QSD1等8个抗穗发芽基因的功能分子标记对供试材料进行基因型检测。表型鉴定结果表明,222份小麦种质资源材料的室内相对穗发芽率存在显著差异,相对穗发芽率变化范围为0.00~1.15,平均相对穗发芽率为0.73,鉴定出抗穗发芽小麦材料38份,其中白粒小麦9份、红粒小麦27份、黑粒小麦2份。等位基因类型与室内相对穗发芽率相关性分析表明,功能标记myb10D、DFR-B、Vp1B3、MFT-3A和MFT-A2与相对穗发芽率呈极显著相关,而PM19-A1、MKK3-A和QSD1与小麦穗发芽抗性相关性不显著,说明myb10D、DFR-B、Vp1B3、MFT-3A和MFT-A2等分子标记可用作小麦抗穗发芽基因型检测和分子标记辅助育种。综合表现型和基因型结果,筛选出豫农914、豫农946、丰德存麦30、泛麦5号、徐麦029、连麦1901、保丰1903、郑麦829、13网27-8等9份抗穗发芽白粒小麦种质资源,可用于小麦抗穗发芽遗传育种和抗穗发芽品种布局。
    优先出版日期:  2024-02-02 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231023002
    摘要:
    镉(Cd)胁迫严重限制了植物的生长,因此筛选并鉴定与植物镉胁迫耐受性相关的基因显得尤为重要。前期,我们通过转录组数据筛选获得番茄UDP-糖基转移酶基因(SlUDP),其响应植株镉胁迫的反应。在本研究中,我们首先克隆SlUDP基因的编码区全长序列,基因表达分析表明,其在叶片和果实中表达量较高,并且受到镉胁迫诱导上调表达。酵母遗传转化试验表明,含有INVSc1-pYES2-SlUDP质粒的酵母菌株在不同浓度镉胁迫下表现出一定的耐受性。进一步构建SlUDP过表达载体转化模式植物拟南芥,获得过表达拟南芥株系。当SlUDP过表达拟南芥植株暴露于镉胁迫(40、60、80 μM)时,其存活率>50%,而野生拟南芥的存活率<10%。60 μM CdCl2时,与野生型植株相比,SlUDP?过表达拟南芥植株的丙二醛含量下降约1.4倍,可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性增加约1.8、2、1.25倍。这些结果表明,SlUDP的过表达导致抗氧化酶系统的变化,提高植株清除活性氧的能力,降低膜脂过氧化的程度,赋予植物更好的耐镉性。此外,金属离子转运相关基因(ZIP1、IRT1、COPT2和CSD1)在过表达植株中的表达量约为野生型植株的3.1、1.5、1.6、2.1倍。上述结果表明,番茄SlUDP基因可能通过活性氧清除系统和金属离子转运途径来提高植株对镉胁迫的耐受性。本研究为糖基转移酶基因在植物耐受镉胁迫中的作用研究提供一定的理论依据,并为园艺植物抗性分子育种提供了候选基因。
    优先出版日期:  2024-01-26 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231106003
    摘要:
    小麦穗发芽会造成小麦产量和品质的显著降低,近年来在黄淮地区逐渐加重,威胁我国、特别是黄淮区域小麦生产安全,抗性种质及功能分子标记的筛选和利用是减轻穗发芽危害的根本途径。本研究以多年田间自然鉴定的77份抗穗发芽种质及128份导入了5个抗性种质的轮回群体创制的高代品系为材料,采用整穗发芽法和籽粒发芽法对穗发芽抗性鉴定和评价,明确穗发芽功能标记Vp1B3、Dorm-B1和PM19在抗性种质中的分布并评估其育种效果。结果表明种质资源中49.35%(38份)达到中抗水平,其中仅57.89%(22份)含有Vp1Ba或(和)Dorm-B1b抗性标记,西农172、Kalango、淮麦40、豫农186同时含有2个功能标记;轮回选择对抗性改良具有较高的效率,高代品系中36.72%(47份)达到中抗以上,其中87.23%含有抗性位点,8份(17.02%)同时含有2个功能标记。抗性位点的累加可提升抗性水平,自然群体中穗发芽率和发芽指数从不含的36.45%和34.99%降至含有2个抗性位点的18.17%和25.87%,高代材料也呈现相同的趋势。高代材料中抗以上与其他材料在含有抗性位点数目间差异显著,含有2个标记材料在前者达到17.02%而在后者仅4.94%,表明利用功能标记可显著改良抗性。本研究将分子标记和表型鉴定相结合进行抗穗发芽种质筛选,并利用小麦轮回选择进行种质创新,为加速提升黄淮麦区的小麦穗发芽抗性水平提供依据。
    优先出版日期:  2024-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231109001
    摘要:
    为了解内蒙古酸枣资源果实表型性状变异特征,合理筛选优异资源,本研究采用统计分析、方差分析、相关性分析等方法对10个酸枣自然居群的果实性状开展分析比较,并利用层次-灰色关联法对其仁用价值进行综合评价。结果表明:(1)内蒙古分布的酸枣资源在居群间及居群内的表型多样性丰富,16个果实表型性状的平均变异系数为17.96%,其中与种仁相关性状的变异丰富度尤为突出。(2)相关性分析结果显示,果实、果核及种仁各性状间存在不同程度的相关性。此外,果实及果核大小与经纬度呈显著正相关性,与海拔呈显著负相关性;果核中单仁比率与年均气温呈显著负相关性;种仁有效药用成分含量与经纬度、年均降雨量、海拔均无显著相关性。(3)运用层次-灰色关联度分析方法建立酸枣仁用品质综合评价模型,评价结果显示,10个居群的仁用综合品质从优到劣依次为:P8>P5>P1>P7>P2>P9>P4>P3>P6>P10。其中,鄂尔多斯市杭锦旗乌吉尔居群在仁用方面的综合表现最佳。本研究为酸枣资源的保护利用及仁用品种选育提供了科学依据和种质基础。
    优先出版日期:  2024-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231130001
    摘要:
    谷子抽穗期是决定品种适应性的关键性状,解析抽穗期关键基因的表达规律及其单倍型变异特点可为提升品种改良效率奠定基础。本文通过全基因组关联分析(GWAS),发现了一个与抽穗期紧密相关的关联信号,该信号定位于谷子5号染色体的11,062,649 bp处,该位点附近存在一个拟南芥抽穗期基因AtGI的同源基因SiGI。使用实时荧光定量PCR技术研究短日照(10 h光照/14 h黑暗)条件下SiGI 24 h节律变化规律,并对其进行了组织时空表达及亚细胞定位分析。利用697份谷子品种,分析SiGI编码区和启动子区的遗传多态性和单倍型变异规律,并对单倍型的表型效应进行鉴定。结果显示,SiGI在光周期响应组织(根、茎、叶等)中高表达,亚细胞定位于细胞核,在傍晚表达量上调,呈现出24 h节律性表达模式。SiGI在不同谷子品种中存在丰富的多态性,其中,启动子Hp-6单倍型较Hp-3单倍型品种的相对表达量显著上调了约1.5倍(P=0.0083)。在8个不同种植环境下,Hp-6单倍型品种的抽穗期显著提前,并在4个环境中株高显著降低。结果表明SiGI基因的Hp-6单倍型具有早熟且对产量影响较小的优势,可作为优异单倍型用于分子育种选择。
    优先出版日期:  2024-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231117001
    [摘要] (157) [HTML] (0) [PDF 3.16 M] (636)
    摘要:
    ARR-B基因家族是细胞分裂素信号转导的正向调节因子,在植物生长发育和抗非生物胁迫中起重要作用。然而,目前对小麦中ARR-B基因家族的研究还很少。本研究从小麦基因组中鉴定出25个ARR-B基因家族成员,利用生物信息学方法分析其理化性质、基因结构、顺式作用元件和非生物胁迫诱导的表达模式。结果表明,ARR-B基因都存在于细胞核中,ARR-B蛋白二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主要结构。ARR-B基因在小麦染色体上分布不均匀,7号染色体上含有的ARR-B基因数量最多。此外,在ARR-B的启动子区域中鉴定出了与生长发育、激素响应以及生物和非生物胁迫相关的多种顺式作用调节元件。qRT-PCR 分析表明,基因TaARRM-like9、TaARRM-like10、TaARRM-like12和TaARRM-like13在干旱、盐和低温胁迫下表达量显著上调,能够响应非生物胁迫。本研究为进一步研究ARR-B转录因子在植物发育和小麦非生物胁迫应答中的作用奠定了基础。
    优先出版日期:  2024-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231106002
    摘要:
    调查新疆帕米尔高原杏资源的果肉、种核及其种仁甜苦性状,对人类驯化栽培杏果实特性进行研究。以塔什库尔干分布区域的6个乡所收集的60份实生杏树的果实为研究对象,对其果实、种核的15个质量性状和20个数量性状进行相关性状测定,通过相关性分析、主成分分析及综合评价等方法对其特性进行鉴定。结果表明:测定的60份杏果实的可溶性固形物的平均值为16.07%,61.67%的果实可溶性固形物大于15%。杏仁苦杏仁苷含量在0.41~14.59 mg/g之间,其中78.33%的种仁为甜仁,苦杏仁苷含量在0.41~2.24 mg/g之间;21.67%的种仁为苦仁,苦杏仁苷含量在2.76~14.59 mg/g之间。主成分分析表明前5个主成分的累计贡献率为83.255%,单果重、果实纵径、果实横径、单核重、核形指数、果形指数、出仁率、出核率、杏核侧径等性状可以反映出这20个数量性状的基本信息。综合评价发现‘库科9’、‘库尔11’、‘其如16’、‘库科13’较优异,可直接进行利用。其中较高的果实可溶性固形物和甜仁是人类驯化引种的重要目标性状。
    优先出版日期:  2024-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231109006
    摘要:
    以来源于内蒙古10个盟市及地区的 143份冰草属种质资源为研究对象,通过变异系数、遗传多样性指数、相关性、主成分、聚类和灰色关联法等分析方法,分析了143份内蒙古地区冰草属种质资源表型性状的多样性水平,并筛选了优异种质资源材料,为冰草属种质资源创新和品种选育提供参考。结果表明:冰草属种质的17个表型性状变异较大,遗传多样性丰富,变异系数在93.92% ~ 11.47%之间,平均为42.80%,其中叶片宽度的变异系数最高,种子长的离散程度最低;遗传多样性指数(H")为 1.279 ~ 2.025,平均为1.72,以颖长度的多样性指数最大,小穗长的多样性指数最小;相关性分析表明,各性状间显著或极显著相关;主成分分析显示,前6个主成分因子贡献率为 5.934% ~ 20.885%,累计贡献率达 69.866%;聚类分析将143份种质划分为3大类。第Ⅰ类综合性状较好,小穗数和小花数指标突出,具有高产潜力,包含27份资源;第Ⅱ类综合性状一般,种子综合性状较高,包含23份资源;第Ⅲ类综合性状较差,株高较长,包含93份资源;采用灰色关联的方法综合评价冰草属种质的综合表现,千粒重、小穗数、叶舌长度、叶片宽度和叶面积作为种质评价指标;鉴选出A-24、A-23、A-25、A-22、A-35、A-43、A-18冰草材料及A-142、A-92和A-136 多花冰草材料等综合性状协调的优异种质,可供冰草属种质遗传改良与育种利用。
    优先出版日期:  2024-01-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231109002
    摘要:
    藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)营养价值丰富且抗逆性较强。本研究以“M059”和“M024”两个胚根生长快和慢的极端类型种质材料为研究对象,通过高渗法 PEG-6000 模拟干旱胁迫,对四个比较组 C1vsD1、C2 vsD2、 C1vsC2 和 D1vsD2 进行转录组测序。在 15% PEG 处理24 h条件下 M059 和 M024 胚根长度较正常水处理24 h条件下分别降低68.65%和71.43%。在正常水处理24 h条件下 M059 的可溶性总糖、蔗糖、葡萄糖和果糖含量较 M024 分别提高18.58%、97.84%、70.54%和32.77%。在 15% PEG 处理24 h条件下, M024 的蔗糖含量比 M059 提高23.01%, M059 的可溶性总糖和葡萄糖含量比 M024 分别提高7.26%和25.00%。转录组测序结果显示,在干旱胁迫处理后获得7042个差异表达基因(DEGs)。 Venn 分析结果表明,四个比较组中共有 DEGs 为211个,特异性 DEGs 分别为132、1270、578和914个。 GO 富集分析表明,与干旱胁迫下藜麦种子糖代谢的分子响应密切相关的 GO Terms 为5条。 KEGG 富集分析表明,与干旱胁迫下藜麦种子糖代谢密切相关的代谢途径为3条。10个关键候选基因(LOC110702784_AGAL2、LOC110719866_INV1、LOC110717843_TPPJ、 LOC29490_CELB、LOC110719843_bg1x、LOC110689796_SUS1、LOC110690728_MAN6、LOC110729879_HK2、LOC110712726_EGLC、 LOC110734349_FK7)的 qRT-PCR 验证结果与转录组结果一致。本研究结果将对深入解析藜麦响应干旱的分子调控机制提供参考。
    优先出版日期:  2024-01-15 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231130002
    摘要:
    为了解向日葵种质资源的耐盐性,鉴定发掘向日葵耐盐优异种质,本研究对444份种质资源分别进行了芽期(250 mmol/L NaCl)和苗期(250 mmol/L NaCl)耐盐鉴定和全生育期实际盐碱地种植观察,通过计算芽期发芽率、苗期存活率、叶面积、株高、SPAD值等6个指标和全生育期株高、葵盘直径、结实率、相关产量等7个指标的相对值(各指标与对照处理下的相应比值)进行耐盐性分析评价。结果表明苗期两两指标间均呈极显著正相关,相关系数在0.518-0.790之间;全生育期7个指标中多数指标间的相关性都达到了显著或极显著水平;基于这些指标进行相关性分析、主成分分析、隶属函数值计算、耐盐性综合评价和聚类分析,筛选出芽期耐盐材料132份、苗期耐盐材料9份、全生育期耐盐材料41份 ,其中6份材料(“ZX0365”、“ZX0389”、“ZX1391”、“ZX1394”、“ZX3089”、“ZX3094”)在3个时期均表现为耐盐以上等级,综合耐盐性表现好,可作为耐盐基因挖掘和耐盐品种选育等后续利用的种质材料。对这些材料3个时期(芽期、苗期、全生育期)的耐盐等级进行相关性分析,得出各时期的耐盐性鉴定结果极显著相关,芽期和苗期的耐盐鉴定结果可为实际盐碱地种植选择耐盐材料提供有效参考。本研究为向日葵耐盐品种选育提供了方法和材料基础。
    优先出版日期:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231009005
    摘要:
    菥蓂(Thlaspi arvense L.)属十字花科菥蓂属,是一种兼具药食同源功效的草本植物,生态适应能力强,种子富含油脂,具备丰富的资源开发利用价值。国外一些发达国家研究菥蓂较早,已将其有效应用于农业生产循环中,例如作为越冬覆盖作物改良土壤的可耕性、制备生物柴油和补充油料生产等。相比之下,我国对菥蓂的系统研究和产业开发还较为薄弱,用途多集中于传统的中药材领域,而且常被视为杂草。随着现代生命科学研究技术的不断进步,菥蓂的诸多优势得以被发掘,对菥蓂开展生物技术育种改良已成为可能,其中利用代谢工程手段改良菥蓂的脂质特性以制备新型植物油甚至异源生产高价值脂肪酸(e.g.神经酸等)将潜力巨大,是菥蓂最具前景的开发方向之一。本文综述并展望了近年来国内外在菥蓂的资源开发利用和脂质代谢工程改良研究等方面的报道,以期为菥蓂在我国的基础和推广应用研究提供有用信息。
    优先出版日期:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231101002
    摘要:
    氮素是影响玉米生长发育、产量和籽粒品质形成所必须的营养元素。为挖掘早期发育的玉米胚乳响应低氮胁迫的关键基因,揭示玉米胚乳抵御低氮胁迫的生理响应及分子机制,本研究在低氮和足氮处理下,对授粉后时间为6天(6 DAP)的B73玉米胚乳进行氨基酸含量、氨基酸衍生物含量分析和转录组测序。结果表明,低氮胁迫下,玉米胚乳中10种氨基酸或氨基酸衍生物含量升高,其中苏氨酸、β-氨基异丁酸、组氨酸、β-丙氨酸、赖氨酸含量升高程度最大,其升高程度介于71.1~153.1 %;而其余21种氨基酸或氨基酸衍生物含量降低,其中鸟氨酸、胱氨酸、天冬酰胺、苯丙氨酸、α-氨基丁酸含量下降程度最大,其下降程度介于51.6~65.8 %。转录组分析表明,与足氮处理相比,低氮胁迫下玉米胚乳中鉴定到3 185和2 612个显著上调和下调差异表达基因(DEGs);GO富集分析表明,这些DEGs主要富集在细胞过程、代谢过程、生物调节和刺激反应中;KEGG分析表明,这些DEGs主要富集在细胞信号、生物周期节律调控及生物合成与代谢途径中。进一步在氮代谢途径、氰基氨基酸代谢途径及AP2/ERF-ERF、bZIP、WRKY转录因子家族中检测到低氮胁迫下显著DEGs/差异表达转录因子分别为12、9、20、10和21个。这些候选基因可能是玉米胚乳抵御低氮胁迫响应的重要基因资源,其为玉米胚乳应答低氮胁迫的分子机制及耐低氮玉米新品种培育奠定基础。
    优先出版日期:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231031007
    摘要:
    大麦条纹病是对大麦影响最为严重的病害之一,为探明我国不同来源种质大麦对条纹病的遗传差异并挖掘与大麦抗条纹病基因相关联的候选标记,本研究通过97对SSR标记对137份大麦品种进行遗传多样性及群体结构分析,并结合抗性鉴定结果进行关联分析。结果表明,人工接种大麦条纹病菌后共鉴定出18份免疫、27份高抗、28份抗病、42份感病和22份高感大麦材料;97对SSR引物中挑选出85对多态性较好的引物,85对SSR分子标记共检测到651个等位变异,平均每个引物为7.57个;SSR标记基因多样性指数变幅为0.0401 ~ 0.8646,平均值约为0.5799;多态性信息含量变幅为0.0393 ~ 0.8498,平均值约为0.5155,137份大麦材料的遗传距离范围为0.1021 ~ 0.4807,平均值约为0.2774,整体亲缘关系相对较远;聚类分析及群体遗传结构分析均可将137份大麦种质分为4个亚群,分别包含30、16、15和76份材料;根据一般线性模型法共获得7个与大麦抗条纹病显著关联的标记(P<0.05),解释率介于5.8 % ~ 17.89 %,解释率最高的标记是EBmatc0039,解释率最低的标记是Bmag603。本研究结果可为大麦抗条纹病育种提供参考。
    优先出版日期:  2024-01-02 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231019002
    摘要:
    为了挖掘优异西葫芦(Cucurbita pepo L.)种质资源,提高外观品质优翠(青)绿色相关范围嫩瓜皮色西葫芦选择效率,本研究利用色差仪对本单位创制的54份西葫芦自交系进行不同嫩瓜皮色分类,并以7份(重点4份)代表性材料为研究对象,对西葫芦嫩瓜皮叶绿素合成代谢及与其皮色形成的关联性进行分析。结果表明,叶绿素是决定偏白色、浅绿色、翠(青)绿色和深色(绿和深绿色)嫩瓜皮西葫芦材料的主要色素。其中,叶绿素a含量占总含量的49.20% ~ 60.58%,是决定嫩瓜皮色深浅的主要原因。颜色最鲜艳且更加偏绿色的翠(青)绿色嫩瓜皮材料,色度值(C)显著大于其他皮色,而叶绿素a/b和红绿值(a*)分别显著大于和小于偏白色、浅绿色和深绿色皮色。深绿色、翠(青)绿色和偏白色嫩瓜皮叶绿素合成存在胆色素原→尿卟啉原Ⅲ和粪卟啉原Ⅲ→原卟啉IX两个受阻点,但后一转换阶段是导致偏白色和翠(青)绿色嫩瓜皮叶绿素合成受阻,叶绿素含量骤降的主要原因。叶绿素合成减弱与叶绿素代谢中的叶绿素酶(Chlase)活性降解增强以及抗氧化酶中的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性减弱之间成显著相关,这也证明了嫩瓜皮偏白色的成因。SOD和CAT活性与嫩瓜皮叶绿素含量显著相关,延缓了翠(青)绿色和深绿色嫩瓜皮叶绿素降低速率。本研究结果为深入解析不同嫩瓜皮色,特别是翠(青)绿色嫩瓜皮呈色机理及挖掘和利用相关优异特异资源材料提供了理论依据和技术支撑。
    优先出版日期:  2023-12-22 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231127001
    摘要:
    针对广西野生稻濒危状况越来越严重的问题,对广西野生稻丰富的地区进行抢救性收集,并开展白叶枯病和稻瘟病抗性鉴定。按照野生稻分布面积和密度等指标划分,广西野生稻原记载的44个分布点中,灭绝群体占45%,濒危群体占7%,易危群体为25%,只有23%的群体属于无危等级,抢救性收集到11个普通野生稻和药用野生稻群体317份种质资源。利用国际强毒菌株PXO99对177份材料进行白叶枯抗性鉴定,采用离体戳伤叶片鉴定的方法进行不同病菌小种(Guy11、RB22、FJ-3-2、FJ-3-5、FJ-2-3)的稻瘟病抗性鉴定,结果表明,从177份野生稻中鉴定出白叶枯抗性资源27份,稻瘟病抗性资源105份,兼抗白叶枯和稻瘟病的种质资源5份。针对广西野生稻抗病资源丰富但消失严重的问题,建议加强收集和保护,并加大种质资源鉴定力度。
    优先出版日期:  2023-12-05 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231023001
    摘要:
    三角梅花期长、花量大、抗逆性强且应用形式多样,现成为我国南方地区花卉朝阳产业中发展最快的木本花卉。随着园艺技术的提升与国际交流的扩大,三角梅品种数量逐年攀升,“同名异物”及“同物异名”的现象频繁发生,给资源的收集与保存带来一定的难度。为促进三角梅种质资源的管理,厦门市园林植物园作为国家三角梅种质资源库,基于B/S模式,利用现代化的管理信息系统,初步建成国家三角梅种质资源库信息管理系统与服务平台,实现种质资源库的高效管理。本文详细地介绍了平台架构、数据库设计、技术实现及平台功能构成等内容,提高信息管理效率,促进三角梅种质资源的收集、保护、研究、评价和应用。此外,该平台的设计与开发实现方法亦可为其他花卉的信息管理系统与服务平台建设提供借鉴。
    优先出版日期:  2023-11-29 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231101003
    摘要:
    水稻是中度盐敏感作物,在盐碱地种植水稻,其产量将严重受到影响,发掘耐盐相关基因,阐明耐盐分子机制,对于水稻耐盐品种选育及盐碱地的有效利用具有重要意义。前期,本实验室利用东乡普通野生稻和日本晴为亲本创制了强耐盐染色体片段置换系CSSL91,其耐盐性与Pokkali相当。本研究利用CSSL91与日本晴构建的F2:3群体为实验材料,以耐盐等级和幼苗存活率为指标,检测到5个耐盐相关QTL,分布于第4、9、10染色体上,LOD 值介于2.95 - 3.97,贡献率变幅为9.83%-18.48%;其中耐盐等级QTL qST4的表型变异贡献率最高,为18.48%,定位在第4染色体DX-C4-1和DX-S4-16标记间,而且该位点用连锁标记分析和BSA分析均能被检测到;耐盐等级QTL qST4-1和幼苗存活率QTL qSSR4均定位在第4染色体DX-C4-12和DX-C4-13标记间,LOD值为3.36和3.92,表型贡献率为13.97%和9.49%;在第9、10染色体还定位到两个耐盐等级QTL qST9和qST10;qST4-1/qSSR4和qST10是本研究新定位的耐盐性QTL。本研究结果将为水稻耐盐性相关基因克隆和分子标记辅助改良水稻品种的耐盐性奠定基础。
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