《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。

 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《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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    2023,24(6):1515-1526, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230505002
    [摘要] (99) [HTML] (129) [PDF 1.56 M] (280)
    摘要:
    花青素和甜菜色素同为植物水溶性天然色素,在植物中分布和功能相似。前者为苯丙氨酸衍生色素,后者为酪氨酸衍生色素,含有生色团甜菜醛氨酸。花青素在植物中分布广泛,但在石竹目植物中,甜菜色素已经取代了花青素。值得注意的是,从未在同一植物中同时发现花青素和甜菜色素,这种互斥现象可能是由进化中的偶然导致,也可能是因为两种色素共存会对植物的生存造成问题,这一问题一直未解。本文综述了花青素和甜菜色素的概况、生物合成途径及其调控、人工诱导两种色素共存的案例,以及两者互斥的可能原因等研究进展。此外,还讨论了两种色素互斥的可能机制、未来可以开展的研究方向以及在分子育种等各方面的潜在应用价值。本文旨在通过对前人研究的综述及展望,更好地理解花青素和甜菜色素之间的关系,揭示它们存在互斥的原因,并为相关领域的研究和应用提供新的思路和方法。
    2023,24(6):1527-1533, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230320002
    摘要:
    十字花科菘蓝为我国大宗常用中药材植物,其叶和根分别是大青叶和板蓝根的原料。本文总结了菘蓝的基因组结构、生物活性成分及其生物合成途径、远缘杂交及新材料创建等方面的研究进展。菘蓝(2n=2x=14)的基因组大小为300 Mb,为tPCK 核型,3万余蛋白编码基因。高质量的基因组测序解析了菘蓝的主要生物活性成分吲哚生物碱、苯丙烷类、萜类的合成途径及其候选基因。由于染色体消除,菘蓝(父本)与白菜及甘蓝型油菜的族间有性杂交只产生了具有少数菘蓝遗传成分的非预期杂种。菘蓝与萝卜的体细胞杂种具有双亲染色体,但自交及回交均未产生后代。菘蓝与白菜的体细胞杂种具有加倍的菘蓝染色体组,花粉部分可育而雌性不育。菘蓝与甘蓝型油菜的体细胞杂种与甘蓝型油菜连续回交后创建了全套的7个甘蓝型油菜-菘蓝附加系,一些附加系具有比菘蓝更强的广谱抗病毒效果;体细胞杂交中发生的双亲线粒体基因组重组导致甘蓝型油菜新细胞质雄性不育系的产生,菘蓝特定染色体上的育性基因导入培育了恢复系。最后讨论了这些附加系对菘蓝遗传研究的价值及开发利用前景。
    2023,24(6):1534-1545, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230514001
    摘要:
    内蒙古东北部是我国大豆重要产区,也是转基因大豆安全生产试验区域。为了了解当地野生大豆资源概况,给转基因大豆安全种植提供参考,本研究对兴安盟科右前旗、呼伦贝尔市扎兰屯市和阿荣旗61个野外非连续地块进行了野生大豆资源种群概况实地调查。结果显示,54个地块(88.52%)有野生大豆分布,包括野生种群、野生-半野生混合种群和首次发现的全部由半野生大豆构成优势型的种群。该区域种群片段化严重,大部分种群的面积比较小,1000 m2及以下的种群占72.2%;500 m2及以下的占59.3%。约46%的地块野生大豆样方频率在80%以上,约41%地块野生大豆样方频率在40%~60%,约13%地块野生大豆样方频率在20%以下。从54个种群搜集到836份野生和半野生型单株资源,其种皮色有黑、双、褐、褐绿、绿、黄绿6种,叶形有长椭、椭圆和披针3种。该区域野生大豆百粒重偏小,1.5 g及以下类型占84.57%,平均1.19±0.49 g。根据调查结果估算出扎兰屯、阿荣旗和科右前旗分别约17.92%、29.48%和40.10%的剩余闲置土地可能有野生大豆潜在分布。调查发现,种植业发达程度较高会降低野生大豆天然种群植株密度;常年大豆种植面积越大的地域半野生型出现的概率越高。本文还对内蒙古东部地区未来安全种植转基因大豆,同时对野生大豆资源进行保护的措施进行了探讨。
    2023,24(6):1546-1557, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230507002
    [摘要] (57) [HTML] (52) [PDF 3.00 M] (223)
    摘要:
    大麦属(Hordeum)隶属于禾本科(Poaceae)小麦族(Triticeae),自然群落分布广阔、生态迥异,部分物种具有重要的经济利用价值。由于大麦属各物种之间在形态上辨识度低,同名异物、同物异名的现象时常发生,降低了野外资源考察鉴别物种的效率和准确度。构建完整且详细的分组分种检索表及各物种电子名片,将为物种分类检索及快速识别大麦属物种提供重要的参考模本以及实践数据,推动大麦属植物资源的调查、收集、评价和利用。本研究选取32个大麦属物种的38份材料,于2020和2021年度开展大麦属各物种的温室种植试验,调查统计了45个质量性状和15个数量性状。通过对整株、穗部、三联小穗等重要表型性状拍照以及各物种细微差异比较,可以精确区分大麦属各个物种,并构建了大麦属物种分组分种检索表和各物种的电子名片。
    2023,24(6):1558-1567, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230320003
    摘要:
    地方品种资源是小麦新品种选育的重要亲本来源,充分应用其优异性状对于育种实践具有重要意义。本研究利用分子标记检测甘肃省种质库地方品种春化(Vrn-A1、Vrn-B1、VrnD1Vrn-B3)和光周期(Ppd-D1)基因的等位变异。结果表明:(1)445份地方品种共携带6种春化基因显性等位变异,分布频率差异较大,分别为Vrn-A1a (2.5%)、Vrn-B1a (11.0%)、Vrn-B1b (1.6%)、Vrn-B1c (0.5%)、Vrn-D1 (67.4%)和Vrn-B3(0.5%);在检测材料中光周期非敏感等位变异Ppd-D1a分布频率为17.8%。(2)除Vrn-B1a+Vrn-D1外,其余显性春化基因等位变异组合的材料全部分布在春麦区;从春麦区到冬麦区,春化基因显性等位变异分布频率呈降低趋势,而隐性等位变异频率呈升高趋势;Ppd-D1a在甘肃省不同麦区均有分布,且冬麦区分布频率远高于春麦区。陇东旱塬冬麦区分布频率最高(35.6%),洮岷高寒春麦区分布频率最低(5.1%)。(3)比较基于资源目录记载的冬春性和春化基因显性等位变异推断的冬春性的一致性,发现春性和弱冬性品种的一致性较高,冬性和强冬性品种的一致性较低,从甘肃省春麦区到冬麦区,一致性逐渐降低。(4)筛选出83、119和82份地方品种,可分别在春麦区(甘肃省中西部及洮岷高寒春麦区等)、冬季较为温暖的秋播冬麦区(陇南嘉陵江上游、天水南部渭河上游等)及较为寒冷的冬麦区(如平凉、庆阳的泾河流域及天水、定西的北部等)的育种中广泛应用。研究结果为现代小麦育种中发掘利用优异地方种质资源提供参考。
    2023,24(6):1568-1579, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230508005
    [摘要] (64) [HTML] (117) [PDF 1.61 M] (259)
    摘要:
    以220份玉米自交系为材料,通过两年两点田间试验对6个苞叶相关性状进行鉴定,利用遗传多样性分析、主成分分析、聚类分析和逐步回归分析进行苞叶性状的综合评价与评价指标筛选。结果表明:供试自交系苞叶相关性状的变异系数为13.41%~51.79%,遗传多样性指数为1.71~2.08,遗传变异丰富。主成分分析将6个性状转化为3个主成分,其累积贡献率为86.674%,第1主成分主要和苞叶干重、苞叶长度有关;第2主成分和第3主成分主要与苞叶包裹度和苞叶层数有关。220份自交系综合评价D值范围为0.161~0.728,其中101314的D值最高,7026B的D值最低。聚类分析将220份自交系划分为3类,其中第I类有62份自交系,其苞叶层数少、苞叶短且窄、干重和包裹度低。逐步回归分析表明苞叶长度、宽度和包裹度3个性状可作为玉米种质苞叶性状综合评价的关键指标。以上结果为适宜籽粒机收玉米种质资源的精准鉴定提供了理论参考。
    2023,24(6):1580-1590, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230401001
    [摘要] (72) [HTML] (40) [PDF 2.21 M] (203)
    摘要:
    为了挖掘优异地方种质资源,提高广西玉米育种效率,本研究利用10K SNP芯片对169份广西玉米地方品种进行全基因组扫描,研究广西玉米地方品种的遗传多样性与群体遗传结构。结果表明,广西玉米地方品种总体的遗传多样性较高,5877个SNPs标记在169份地方品种中基因多样性平均值为0.37,多态信息含量(PIC)平均值为0.30。种群水平上,桂东北区域地方品种的遗传多样性最高(基因多样性=0.39,观察杂合度=0.27,最小等位基因频率=0.30,PIC=0.31)。群体遗传结构分析、主成分分析和进化树分析将地方品种划分为两大类群,种群间遗传关系和类群归属与地理位置不完全相关,品种杂合率差异较大且总体遗传相似系数较低。分子变异方差分析结果显示2%的遗传变异来自种群间,98%的遗传变异来自种群内。群体间遗传分化系数(FST)平均为0.049,群体间遗传分化较小。研究结果确定了广西不同地理来源的玉米地方品种多态性及亲缘关系,为广西玉米种质改良和指导新品种培育提供理论依据。
    2023,24(6):1591-1601, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230513003
    [摘要] (59) [HTML] (22) [PDF 1.78 M] (198)
    摘要:
    大豆Lox可以使大豆产生豆腥味,7S球蛋白是潜在的致敏源,很大程度上限制了人们对大豆的食用。因此,选育Lox和7S球蛋白缺失或高11S/7S比值的大豆品种,有助于提高大豆自身的营养价值,培育适合加工不同豆制品的大豆新品种。我国具有丰富的大豆种质资源,但是尚未见大范围开展大豆蛋白亚基组成分析的报道。本研究利用优化后的大豆蛋白SDS-PAGE提取方法,测定了来源于我国大豆种质资源库的2713份大豆种质的蛋白亚基组成,并对影响蛋白亚基含量的遗传和环境因素进行分析。研究结果表明,大豆7S球蛋白与11S球蛋白之间呈极显著负相关,地方品种11S/7S比值大于选育品种,年份对7S和11S球蛋白含量及比值有显著影响,蛋白质含量、油分含量对大豆亚基组成无显著影响。研究筛选出大豆蛋白亚基组成特异种质资源15份,包括4份11S/7S比值大于3.0且无亚基结构变异的材料,5份Lox缺失材料,1份α'亚基缺失材料,2份α亚基缺失材料,1份β亚基缺失的材料,1份11S/7S比值大于3.0且Lox缺失的材料和1份7S亚基完全缺失材料,这些种质资源的鉴定为大豆优质育种和不同豆制品加工奠定了材料基础。
    2023,24(6):1602-1614, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230519001
    [摘要] (45) [HTML] (22) [PDF 1.69 M] (183)
    摘要:
    蚕豆(Vicia faba L.)是我国重要的食用豆作物,在我国南方为秋播作物,主要生产大粒鲜食型蚕豆,对该地区蚕豆资源进行粒型性状关联分析,发掘与其关联的分子标记,有助于鲜食型蚕豆分子标记辅助育种。本研究以90份秋播区蚕豆资源为材料,于2019 年和 2020 年对其粒型性状进行了表型鉴定;采用 67对多态性的 SSR 标记对群体进行基因型鉴定,共扩增出278个等位变异,平均等位基因数目为4.1,聚类分析将该资源分成 3大类,其中粒长、粒宽和百粒重3个性状值较大的品种主要分布在A类群。在群体结构分析的基础上,利用TASSEL软件的MLM(Q+K)模型分析了67 个SSR标记与粒型性状的相关性,通过关联分析共检测到50个与粒型性状显著相关联的分子标记(P<0.001),其中有29个标记P值小于0.0001。在多年多点的分析中,ICS48和ICS455同时与粒宽和粒重显著关联。根据关联分子标记的稳定性和贡献率,得到3个与粒型相关的优势等位位点:ICS48-H1、ICS51-H1以及ICS455-H3(P<0.0001;r2>18%)。本研究将有助于我国秋播区蚕豆的分子标记辅助选择和分子设计育种。
    2023,24(6):1615-1625, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230427001
    [摘要] (57) [HTML] (95) [PDF 2.07 M] (223)
    摘要:
    以100份澳洲坚果种质为研究材料,通过相关性分析、聚类分析和主成分分析等方法对12个果实数量性状进行综合评价分析。结果表明:12个数量性状变异系数介于9.66%~23.62%,单果重和果仁重的变异程度较大。相关性分析表明单果重与果仁重呈极显著正相关,是选育大果的重要参考。聚类分析分为2大类,Ⅰ类果实外观品质较差:果小、出种率与出仁率相对低,属于育苗种质资源类型;Ⅱ类果实实外观品质较好:果大、出种率与出仁率较高,符合市场及选育需求。主成分分析把12个果实数量性状分为4个主成分,累计贡献率为79.902%。主成分1特征值最大,为4.280,贡献率最高,为35.667%,主要与果实外观性状大小有关;主成分2的贡献率为20.177%,主要反映了果仁性状;主成分3的贡献率为13.026%,主要反映了出种率;主成分4的贡献率为11.032%,主要反映了出仁率。果实性状综合评价得分为-2.333~0.983,筛选出综合性状前10的优异种质:花纹、SS14、壮圆1号、临沧47号、桂热1号、南亚2号、A4、B2、临沧1号、贵3;并筛选出单果重最大的FS3、果仁最重的桂热1号、出种率最高的选育8号、出仁率最高的A4。通过这些综合评价数据及筛选出的种质,为后期选育或杂交提供重要参考。
    2023,24(6):1626-1638, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230324002
    [摘要] (40) [HTML] (15) [PDF 1.82 M] (210)
    摘要:
    花瓣中挥发性成分对观赏植物的开发和利用起着重要作用。本研究采用顶空固相微萃取气质色谱联用技术,对5种蔷薇盛花期花瓣中挥发性成分进行检测分析,结果表明:5种蔷薇植物花瓣中共鉴定出91种挥发性成分,包含萜烯类、醇类、酯类、醛类、烷类、酚类、酮类、醚类和酸类9个类型。其中,百叶蔷薇共检测到45种挥发性成分,无特有成分,百叶蔷薇品种摩洛哥共检测到52种挥发性成分,5种特有成分;格拉斯共检测到40种挥发性成分,2种特有成分;菲茨詹姆斯共检测到57种挥发性成分,8种特有成分;大马士革蔷薇共检测出63种挥发性成分,11种特有成分。2-苯乙醇、香叶醇、香茅醇、乙酸香叶酯等是5种蔷薇花瓣中主要的挥发性成分,大马士革蔷薇花瓣的挥发性物质含量最多,达3622.68 ng/g,其次是摩洛哥、菲茨詹姆斯、格拉斯和百叶蔷薇,挥发性物质含量分别为2507.0 ng/g、2445.9 ng/g、1394.54 ng/g和883.38 ng/g。基于5种蔷薇花瓣中挥发性成分含量进行聚类分析发现,大马士革蔷薇与菲茨詹姆斯聚类关系较近,萜烯类挥发性成分种类和含量在5种蔷薇中差异较大。本研究为蔷薇属植物资源的开发和利用提供理论参考。
    2023,24(6):1639-1648, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230517002
    [摘要] (50) [HTML] (47) [PDF 1.28 M] (217)
    摘要:
    通过杂交育种进行花香特征改良是花香育种重要方式。本研究采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术(HS-SPME-GC-MS)对满庭芳华及其父母本盛开期花瓣挥发性物质进行了测定和比较分析。结果表明:满庭芳华及其父本弯刺蔷薇、母本伊丽莎白女王盛开期花瓣中分别检测到25种、36种及22种挥发性有机物,包括醇类、萜烯类、酯类、烃类、醚类、醛类、酮类和酸类8类,共计59种组分。满庭芳华与弯刺蔷薇存在10种共有成分,与伊丽莎白女王存在13种共有成分,8种特有成分,其香气成分种类与母本更为相似。满庭芳华花香成分总释放量为579.70 ng/g,低于父本(13939.42 ng/g)、母本(1157.10 ng/g),其中,萜类和苯类/苯丙素类化合物含量低于父母本,但其倍半萜类物质的种类和含量高于父母本,脂肪酸及其衍生物类总含量介于父母本之间;主成分分析及相对含量表明,β-荜澄茄油烯、β-杜松烯、β-石竹烯等为主要影响满庭芳华香气的挥发性组分。本研究可以为蔷薇属植物花香代谢遗传改良提供参考,具有重要的理论价值和实践意义。
    2023,24(6):1649-1658, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230411001
    [摘要] (38) [HTML] (22) [PDF 1.60 M] (174)
    摘要:
    为分析油茶杂交子代花器官性状的变异程度、杂种优势及遗传倾向,以322株油茶杂交子代(徳油2×华硕)及其亲本为试材,调查花横径、花纵径、花瓣数、花药数、花柱裂数、雄蕊群长、花柱长和雌蕊长8个花器官数量性状,并进行遗传变异分析、正态性检验和概率分级、杂种优势分析及聚类分析。结果表明:(1)子代群体花器官性状变异系数区间为11.74%~22.10%,平均为16.26%。(2)K-S正态性检验和频率分布显示,花横径、花纵径、花药数和雄蕊群长符合正态分布;花瓣数和花柱长为双态分布;花柱裂数与雌蕊长呈偏态分布特征。频率分布占比最高的位于Ⅲ级,平均占比43.05%;Ⅴ级占比最低,平均为8.07%。(3)花器官各性状的中亲优势范围为-28.48%~5.65%,超高亲优势范围为-49.29%~-9.12%,超低亲优势范围在-18.06%~29.12%。除超高亲优势全为负值,存在一定程度的衰退现象外,其余2个优势度量指标呈现正负双向分布趋势,其中花柱裂数和花药数在中亲优势、超低亲优势中均表现为正向,优势明显且稳定;花柱长和雌蕊长在超低亲优势中显示为正值。相对遗传力分析结果显示,父本的花药数和花柱裂数优于母本,子代具有亲父倾向;其余6个数量性状中母本更占优势,子代倾向于母本特性。(4)聚类分析将试验材料分为三大类群,其中,第Ⅱ类群综合表现最优,具有较高的杂种优势利用价值。以上结果表明,杂交子代群体的遗传变异程度较高,杂种优势明显,可为丰富油茶综合评价体系以及早期优株筛选提供参考依据。
    2023,24(6):1659-1668, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230404001
    [摘要] (40) [HTML] (16) [PDF 1.74 M] (189)
    摘要:
    以二倍体和三倍体的紫果西番莲满天星(Passiflora edulis)为研究对象,对其生长、叶片形态特征、叶绿素含量以及光合参数进行测定及分析。结果表明:(1)紫果西番莲满天星二倍体与三倍体相比,三倍体植株呈现矮壮、叶柄更短、叶片更窄和叶片之间的距离变短的现象。(2)三倍体的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量较二倍体更多,类胡萝卜素含量相差不大。(3)光合作用日进程中,两个倍性均有光合作用“午休”现象,而三倍体全天的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均高于二倍体,较二倍体分别提高了19.5%、6.9%、4.5%和3.9%。(4)二倍体和三倍体满天星的月光合作用变化相似,均在8月份达到最高值,12月份下降到最低点,均为单峰曲线。三倍体满天星的PnTrGs均优于二倍体。(5)两个倍性植株各指标之间均有相关性,表明各性状之间相互影响、相互促进,使得植株正常生长;且气孔的大小、开闭都显著影响着植物叶片的PnTr。以上结果表明,三倍体满天星随着基因剂量的增加,增强了三倍体满天星的光合作用能力及对光能的利用能力,提高了三倍体满天星的叶绿素含量的积累。
    2023,24(6):1669-1675, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230406002
    [摘要] (43) [HTML] (22) [PDF 1.19 M] (182)
    摘要:
    为研究野生黄花型扁蓿豆分类归属问题,提供扁蓿豆物种鉴定和分属依据。对野生黄花型扁蓿豆(Medicago ruthenica L.)、扁蓿豆和黄花苜蓿(Medicago falcata L.)的花粉形态特征进行了观察和测量,比较三者之间的差异。结果表明,两种扁蓿豆和黄花苜蓿的花粉均属N3P4C5型单粒花粉,两种扁蓿豆花粉大小相近,均小于黄花苜蓿。但三者花粉外壁纹饰存在较大差异。黄花型扁蓿豆和扁蓿豆花粉表面具蜡质,黄花苜蓿花粉表面蜡质极少;黄花型扁蓿豆花粉外壁纹饰以穴状纹饰为主、伴有少量脑状纹饰,扁蓿豆花粉外壁纹饰整体为穴状纹饰,黄花苜蓿花粉外壁纹饰则整体为脑状纹饰。研究结果显示:黄花型扁蓿豆花粉外壁纹饰与扁蓿豆相近,与黄花苜蓿差异较明显,可作为扁蓿豆物种及不同种质的区分依据。
    2023,24(6):1676-1689, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230410001
    [摘要] (48) [HTML] (21) [PDF 2.52 M] (238)
    摘要:
    基于农业行业标准《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 辣椒》(辣椒DUS测试指南),利用47个基本性状作为形态学标记对457份近十年新育成辣椒品种进行数量性状分析、性状间相关性分析、品种聚类分析及多年栽培的稳定性分析等,综合分析目前我国新育成辣椒栽培品种特性及遗传多样性。利用11个数量性状进行分析发现供试品种呈现较好的多态性分布,品种间变异系数在23%~93%之间,而品种内平均变异系数均小于20%,说明供试品种内表达较为一致且品种间表达状态丰富,性状相关性分析发现数量性状中有4组之间显著相关;品种聚类分析在遗传相似系数0.52处可将457份种质资源划分成10大类,大部分品种集中在3个大类;通过两年栽培试验分析品种年度间稳定性和性状年度间稳定性,结果显示品种年度间表现较为稳定,平均相关系数为88.0%,年度间相关性中个体测量性状稳定于群体目测性状,群体测量性状年度间稳定性最低。本研究通过对457份新育成辣椒品种的形态学数据进行多层次综合分析,以此研究辣椒种质资源的遗传多样性,同时通过稳定性分析,进一步分析目前我国新育成辣椒栽培品种特性,为辣椒品种资源做出客观、严谨的评价,为辣椒品种选育提供基础。
    2023,24(6):1690-1701, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230329002
    [摘要] (51) [HTML] (20) [PDF 2.76 M] (243)
    摘要:
    qPh-3D为1个控制株高的主效QTL,可在科农9204×京411衍生的重组自交系群体(KJ-RILs)的14组环境数据中被稳定检测到,定位于科农9204基因组3D染色体KN3D:515.08~539.08 Mb区间内,其降低株高的等位基因来自京411。本研究继续深入分析该QTL降秆机制,并利用包含187个家系的KJ-RILs群体及316份育成品种(系)组成的自然作图群体,对其进行遗传效应解析,进一步明确其对产量性状的影响。基于KJ-RILs群体分析结果表明,来自京411的qPh-3D降秆基因型通过降低穗部以下各节间长度进而显著降低株高,但对穗长无显著影响。qPh-3D在降低株高的同时,可一定程度降低单株产量。在qPh-3D靶区间内选择2个紧密连锁的标记AX-110160363AX-111109273,对316份自然作图群体进行产量性状遗传效应和靶区段选择效应分析。结果表明,降秆基因型在降低株高的同时,对穗长具有一定正效应,但对单株产量具有显著负效应。qPh-3D靶区段育种选择效应分析结果表明,北京和陕西对qPh-3D降秆基因型利用率较高;而四川、青海、山东以及国外地区对其利用率较低,且在不同年代中,降秆基因型利用率均较低。随着时间的推移,qPh-3D的增秆基因型利用率呈上升趋势。此外,本研究还开发了1个与qPh-3D紧密连锁的基于PCR技术检测的InDel分子标记。研究结果可对未来qPh-3D分子育种应用提供理论参考。
    2023,24(6):1702-1715, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230326001
    [摘要] (47) [HTML] (29) [PDF 1.22 M] (200)
    摘要:
    旱直播技术可有效提升水稻生产效率。中胚轴长度(ML,mesocotyl length)是影响旱直播水稻出苗和幼苗活力的重要性状。选育长中胚轴品种是促进旱直播技术推广最为经济、有效的方式。旱直播在南亚和东南亚地区的籼稻种植区已有一定推广面积,在粳稻种植区推广面积较少。前人已发现一批中胚轴伸长相关候选基因,但其可靠性及适用性尚待验证。基于已报道的97个中胚轴伸长相关候选基因,在不同来源的TROP和TEMP两个粳稻自然群体开展候选基因关联分析,鉴定到4个显著候选基因,解释4.7%~6.3%和5.4%~6.7%的遗传变异。其中,LOC_Os01g44130LOC_Os03g50560LOC_Os05g27790在TROP和TEMP群体中均显著关联,而LOC_Os11g10990LOC_Os10g20860分别在TROP和TEMP群体中显著关联。候选基因所编码蛋白主要参与植物激素合成与代谢、信号转导和植物生长进程。进一步在TROP群体(LOC_Os05g27790-Hap3LOC_Os05g27790-Hap6、LOC_Os03g50560-Hap1、LOC_Os01g44130-Hap1LOC_Os11g10990-Hap1LOC_Os11g10990-Hap3)和TEMP群体(LOC_Os05g27790-Hap6、LOC_Os01g44130-Hap1LOC_Os10g20860-Hap5)中分别鉴定到6个和3个可用于分子标记辅助育种的优异单倍型。本研究鉴定到的显著关联候选基因及其优异单倍型可应用于水稻长中胚轴分子育种实践中。
    2023,24(6):1716-1724, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230426003
    [摘要] (42) [HTML] (27) [PDF 1.18 M] (220)
    摘要:
    穗顶部退化型在生产中十分常见,它影响穗粒数、结实率和单株产量,需要在育种实践中尽量避免;而直立密穗型是一种能够适应密植栽培的穗型。分离和克隆这两个性状的相关基因对水稻的分子设计育种具有重要意义。本研究报道了一个水稻穗部突变体zhao1的研究结果。zhao1表现为密穗和穗顶部退化的双重表型,利用该材料与 IRAT129杂交,F2群体中分离出穗型和顶部退化两个独立遗传的性状。遗传分析表明,直立密穗性状为单基因显性性状,而穗顶部退化性状可能涉及不多于两对的基因。分别对这两个性状开展了连锁分析和图位克隆,发现密穗性状的候选基因为DEP1,其突变方式与dep1的突变方式相同。穗顶部退化性状的连锁和图位克隆结果将穗顶部退化候选基因确定在第3号染色体6.85~6.93 Mb区间内。该区间包含8个推测的基因,其中基因LOC_Os03g12790的表达量下调了27倍,是可能的候选基因,为最终克隆穗顶部退化候选基因奠定了基础。
    2023,24(6):1725-1735, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230608001
    [摘要] (43) [HTML] (35) [PDF 1.14 M] (192)
    摘要:
    大麦(Hordeum vulgare L.)的芒是其穗部小花的外稃上端延伸出的针状特化结构,内部有绿色组织细胞和维管组织。芒在大麦的防御、光合作用、籽粒自然脱落后在土壤中的固着和萌发出土等方面均具有重要作用。在禾谷类作物中,大麦是少数仍保留着芒结构的栽培作物,在自然群体中其形态变异丰富。研究大麦芒形态的遗传调控与变异分布,具有重要的理论与应用价值。本研究鉴定了1个大麦的钩芒突变体M7966,通过分离群体遗传分析证实该突变由单个显性遗传位点控制;随后利用遗传群体的分离单株混池测序分析,定位和克隆了引起钩芒表型的目标基因HvKNOX3。在突变体中,该基因第4内含子中的一处305 bp序列原位重复与钩芒突变表型共分离;HvKNOX3为homeobox类转录因子,在发育早期1~1.5 cm长的幼穗及播种后35 d的穗轴中特异性表达,在大麦泛基因组包含的20个品种间保守性高,仅在其外显子区域发现少数核苷酸序列变异,其余序列变异均位于非编码区域。通过设计共显性分子标记对我国不同地区来源的238份栽培大麦地方品种进行了基因型鉴定,结果发现该305 bp突变在西藏地方品种中具有较高的分布比例,为钩芒突变起源于喜马拉雅地区的理论假设提供了证据。
    2023,24(6):1736-1743, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230425001
    [摘要] (33) [HTML] (63) [PDF 2.86 M] (205)
    摘要:
    矮小型棉花具有抗倒伏、适合密植等特点,利于塑造棉花的理想株型,优化群体结构,提高光合生产率,增加单位面积产量。本课题组在远缘杂交品系N31中发现了一个株型矮小突变体,经过连续多代自交,获得了稳定遗传的纯合体并命名为df31。表型鉴定结果表明:突变体df31株高矮、果枝夹角小、节间距短、生育期长,与N31呈极显著差异。遗传学分析表明: df31与N31杂交,F2分离群体中突变表型与正常表型符合1∶3分离,矮小突变由隐性单基因控制。细胞学观察结果表明:与N31相比,df31叶柄、下胚轴和茎的单位面积薄壁细胞数量增加,维管束较多,形成层欠发达。随着营养生长,df31中赤霉素、油菜素类固醇呈明显下降趋势,生长素含量稳定,生长速度缓慢。本研究分析了矮小突变体的综合表型和遗传基础,并从细胞和生理水平分析了矮小突变体的变化,为进一步突变基因定位、克隆奠定基础。
    2023,24(6):1744-1754, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230419003
    [摘要] (52) [HTML] (25) [PDF 3.01 M] (220)
    摘要:
    双单倍体技术被广泛应用于加速植物育种,近年来,利用含有功能未知结构域DUF679膜蛋白(DMP)突变的玉米(Zea mays L.)株系作为单倍体诱导株系。本研究搜索与玉米DMP基因氨基酸序列同源率60%以上的大豆DMP基因,对其进行生物信息学分析;并结合2214份重测序数据库探究GmDMP基因在大豆中的分子机理及生物多样性。分析结果表明: GmDMP1Glyma.18G097400)与GmDMP2Glyma.18G098300),与玉米DMP基因的进化关系亲缘度极高,基因全长均为645 bp,氨基酸序列同源率高达95%以上,编码氨基酸数目与等电点完全一致,磷酸化分布仅有1个位点差异。GmDMP1GmDMP2基因均有1个相同的结构域DUF679,定位于内质网的可能性较大,均为跨膜的不分泌亲水蛋白。GmDMP1GmDMP2基因在2214份种质资源中分别发生了3个与1个非同义突变,各组成3种和2种单倍型。GmDMP1H3在驯化中受到了强烈的选择,GmDMP1H1GmDMP1H2单倍型的突变位点在结构域DUF679上。将大豆的两个DMP基因突变后可能获得单倍体诱导系,从而缩短大豆育种年限。
    2023,24(6):1755-1765, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230304001
    [摘要] (31) [HTML] (21) [PDF 1.18 M] (172)
    摘要:
    簇毛麦是小麦遗传改良的重要基因资源之一,其2V染色体上携有抗白粉病、护颖颖脊刚毛、光周期响应、长穗多粒等许多普通小麦所不具备的优良基因,但缺乏足够的分子标记,不能准确鉴定导入小麦的2V染色质。为了开发2V染色体上特异分子标记,本研究设计了2套引物,一套是基于普通小麦第2群染色体不同区段表达序列标签设计的序列标记位点引物30对,另一套是基于小麦2D、黑麦2R测序结果同源比对的差异设计的内含子定位引物296对,分别筛选出2个和33个2V染色体特异分子标记,占总引物数6.7%和11.1%,说明基于新一代高通量测序技术设计内含子定位引物是一种开发染色体特异性标记的高效方法。研究结果进一步发现,大多数位于小麦2D染色体上的基因可以分别对应2V染色体相同区段上的基因,但也有例外,说明簇毛麦2V染色体与普通小麦2D染色体之间存在复杂的共线性关系。本研究共开发出35个标记,并对其可靠性进行了验证,其中lfz8187-1100定位于2VS FL0.68-1.00,lfz8387-280、lfz8462-760和lfz8470-200定位于2VS FL0.00-0.26,其余31个标记定位于2VL。这些分子标记为鉴定2V染色体结构变异提供了有效工具,也为鉴定导入普通小麦的2V染色体携带的有益基因提供了技术支撑。
    2023,24(6):1766-1777, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230420002
    [摘要] (35) [HTML] (20) [PDF 2.91 M] (202)
    摘要:
    甘薯茎线虫病由马铃薯腐烂线虫引起,是严重影响甘薯产量和品质的检疫性病害。挖掘抗茎线虫病基因并通过分子设计育种培育抗病品种是防控茎线虫病的有效途径。本研究前期以抗茎线虫病甘薯品种美国红为父本,感病品种徐紫薯8号为母本,通过控制授粉有性杂交方式构建了包含274个F1子代的分离群体。以该F1群体为材料,利用室内人工接种法对F1子代的茎线虫病抗扩展性进行鉴定,结果表明,甘薯茎线虫病抗扩展性呈连续性偏峰态分布,甘薯茎线虫病发病体积比与扩展直径和扩展长度呈极显著正相关,与薯块直径、薯块长度和薯块长宽比无相关性,说明薯块的大小和薯形对抗扩展性鉴定结果无影响。甘薯茎线虫病抗扩展性遗传力为75.7%,表明抗扩展性主要受遗传因素控制。基于前期构建的甘薯SNP遗传图谱对抗扩展性进展QTL定位,获得与抗扩展性紧密连锁的QTL 10个,解释6.6%~10.7%的表型变异。候选基因功能注释表明,苯丙素生物合成、植物激素信号转导、植物病原互作代谢等通路参与抗病胁迫。筛选5个关键候选基因进行荧光定量表达分析,在接种茎线虫后候选基因itf13g19570表达量显著增高。研究结果为甘薯茎线虫病抗病基因挖掘和抗病机理解析提供了重要参考。
    2023,24(6):1778-1793, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230506002
    [摘要] (53) [HTML] (38) [PDF 3.38 M] (205)
    摘要:
    为获取蓖麻耐盐基因的序列信息,挖掘盐胁迫下差异表达基因及相关代谢途径,本研究以盐胁迫(300 mmol/L NaCl)处理0、12和24 h后通篦5号的幼苗真叶为试验材料,借助高通量测序技术进行转录组测序分析。结果表明,在盐胁迫12 h和24 h分别有4822和3103个差异表达基因。对共有的1872个差异表达基因进行共表达模式聚类分析,发现这些基因共有3种表达模式。KEGG代谢通路分析结果显示,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解(ko00280)、植物昼夜节律调控(ko04712)以及淀粉和蔗糖代谢(ko00500)3个通路在盐胁迫适应过程中显著富集;GO功能富集分析结果显示,多数差异表达基因被富集到生物过程中,其中细胞进程(GO:0009987)和响应非生物胁迫(GO:0009628)过程富集到差异表达基因的数目最多。另外,共有19个转录因子参与蓖麻的盐胁迫响应。植物激素信号转导通路中有42个差异表达基因,其中有97.6%的基因分别在12 h和24 h是上调表达的。此外,还筛选出包括光合作用途径、抗氧化调节、Na+、K+和Ca2+转运相关参与蓖麻幼苗盐胁迫的差异表达基因。qRT-PCR结果证明了上述试验结果可靠。综上,该研究可为蓖麻耐盐基因挖掘及盐胁迫适应机制的解析提供理论依据。
    2023,24(6):1794-1804, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230531001
    [摘要] (36) [HTML] (22) [PDF 1.75 M] (191)
    摘要:
    大麻是一年生草本植物,一种多用途、可持续的作物。迄今为止,关于大麻遗传结构的研究还很少。本研究通过EST-SSR分子标记分析大麻的遗传多样性和种群结构。结果表明,20对引物共扩增出113个清晰条带,其中113个(100%)是多态性的;共检测到232个等位基因,平均每对引物检测到4.0176个等位基因;观测杂合度(Ho)平均为0.7102,期望杂合度(He)平均为0.6935;200个个体香农信息指数介于0.7204~2.4625之间,平均值为1.5368;多态信息含量(PIC)变化范围为0.3519~0.8801,平均为0.6558;平均基因流(Nm)平均值为13.6525。基于种群遗传结构、主成分分析和未加权的算术平均对组法(UPGMA)分析,将大麻材料聚类为3组。不同聚类方法之间结果相似,但3种模型的少数个体植株分布不同。聚类结果、基因多样性和遗传相似系数表明,大麻个体总体亲缘关系较为密切。同时用5对核心引物能够区分参试种质,并为每份种质构建了指纹图谱。研究结果为今后的大麻育种、遗传改良和核心种质资源收集提供了参考。
    2023,24(6):1805-1815, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230523001
    [摘要] (66) [HTML] (47) [PDF 1.07 M] (250)
    摘要:
    赤霉病严重影响小麦的产量和品质,利用抗病基因改良品种的赤霉病抗性是防治赤霉病危害的有效途径。为创制适用于黄淮麦区抗赤霉病小麦新品系,提高半冬性品种抗赤霉病育种效率。本研究以携带赤霉病抗性主效基因Fhb1Fhb2Fhb4Fhb5的高秆抗赤霉病品系L06486为供体,与黄淮麦区丰产、广适但高感品种济麦24进行杂交,得到的杂种再与矮秆种质206A杂交,于F3至F6连续进行大规模育种田弥雾接种鉴定。通过田间选择,在F7获得106个新品系。采用单花滴注法对106份品系进行抗性评价,同时利用7个与抗赤霉病主效基因Fhb1Fhb2Fhb4Fhb5紧密连锁的分子标记进行基因型分析。结果表明,与亲本济麦24相比,F7品系的赤霉病抗性明显提高。106份新品系中,有98份赤霉病抗性水平达中感以上;有105份携带1~4个抗病基因。Fhb1Fhb2Fhb4Fhb5的检出频率分别为96.23%、41.51%、18.87%和87.74%。携有单个或多个抗性基因的小麦品系较不携带抗性基因的品系表现出更强的赤霉病抗性,聚合抗病基因越多,品系的赤霉病抗性越强。创制的14份携有Fhb1基因组合、中抗赤霉病且农艺性状优良的小麦新品系将为黄淮麦区小麦赤霉病抗性的改良提供帮助。
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    优先出版日期:  2023-12-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230928002
    摘要:
    对甘薯育成品种进行亲缘关系评价,是了解其遗传背景并有效利用种质资源的重要前提。利用本课题组开发的23对InDel引物,通过荧光毛细管电泳技术对305份中国甘薯登记品种进行基因型分析,扩增共获得56个位点,其中53个位点具有多态性,多态率达94.6%。品种间遗传距离最小为0.1111,最大为0.6977,平均遗传距离为0.3624。PIC值在0.2212~0.6016区间内,平均值为0.4098。遗传多样性分析表明,NJ (Neighbor-Joining)聚类结果将群体划分为4个主要类群(I、II、III、IV),分别包含有40份、74份、17份和174份种质。以甘薯的传统种植区域进行划分,聚类图中显示北方薯区和长江流域薯区的品种在类群I、II、III和IV中均匀分布,南方薯区主要(77.03%)集中于类群IV中,这一聚类结果与群体结构研究和主坐标分析(PCoA)基本一致。本文将分子标记结果与系谱信息相结合,初步表明中国甘薯登记品种的亲缘关系较近,遗传背景狭窄,为甘薯的种质创新、新品种选育提供参考。
    优先出版日期:  2023-12-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230906003
    摘要:
    摘要:滇山茶是世界著名观赏花木,花色是其重要的观赏性状。滇山茶‘狮子头’花色为深红色,而其芽变品种‘玛瑙’是滇山茶中唯一红白双色的名贵品种,极具观赏价值。本研究以上述2个品种为研究材料,采用RHSCC比色卡比色法和色差仪测定2个品种滇山茶花蕾期和盛花期花瓣的花色表型,并基于转录组与代谢组分析挖掘呈色相关的关键代谢物及关键基因。花青素靶向代谢分析表明,在滇山茶中共鉴定出28种花青素代谢物,其中‘狮子头’与‘玛瑙’红色区域花瓣间没有差异代谢物,‘狮子头’与‘玛瑙’白色区域花瓣间的关键差异代谢物为矢车菊素-3-O-桑布双糖苷、原花青素B2、原花青素B3、阿福豆苷,‘玛瑙’花瓣的红白区域关键差异代谢物为矢车菊素-3-O-桑布双糖苷、原花青素B2、阿福豆苷。转录组KEGG分析结果表明,苯丙醇生物合成和类黄酮生物合成途径与‘玛瑙’红白双色花瓣的形成有关;植物激素信号转导和昼夜节律-植物途径与滇山茶花色芽变有关。转录代谢联合分析共筛选出与滇山茶呈色高度相关的差异表达基因共18条,包括4条CHS、4条HCT、2条F3′H、5条MYB、和2条bHLH。本研究结果对进一步揭示花色芽变育种具有一定的参考意义。
    优先出版日期:  2023-12-05 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231009003
    摘要:
    盐生肉苁蓉(Cistanche salsa (C. A. Mey.) G. Beck)为列当科肉苁蓉属寄生性草本植物,为目前已知寄主植物种类最多的肉苁蓉属物种,也是我国西北地区传统常用中药材。为探明我国盐生肉苁蓉寄主植物种类及分布区域,本文采用DNA条形码鉴定技术和形态鉴别相结合对采集到的66份带有寄主根的盐生肉苁蓉的寄主植物进行序列比对分析。结果表明盐生肉苁蓉在新疆及宁夏等地区海拔400~2000 m的区域分布广泛。新疆塔城地区塔城市盐生肉苁蓉寄主植物主要为菊科绢蒿属聚头绢蒿(Seriphidium compactum (Fisch. ex DC.) Poljakov)和苋科滨藜属疣苞滨藜(Atriplex verrucifera Bieb.),裕民县为苋科盐爪爪属里海盐爪爪(Kalidium cuspidatum (L.) Ung.-Sternb.)、苋科驼绒藜属驼绒藜(Ceratoides latens (L.) Gueldenst.)和疣苞滨藜,该地区优势寄主植物为驼绒藜和疣苞滨藜。新疆阿勒泰地区哈巴河县和吉木乃县的寄主植物为聚头绢蒿、驼绒藜和心叶驼绒藜(Ceratoides ewersmanniana (Stschegl.ex Losinsk.) Botsch.et Ikonn.)。新疆哈密地区伊吾县寄主植物为苋科戈壁藜属戈壁藜(Iljinia regelii (Bunge) Korovin),巴里坤县寄主为里海盐爪爪。新疆昌吉州吉木萨尔种植基地寄主为苋科碱蓬属囊果碱蓬(Suaeda physophora Pall.)。宁夏吴忠市盐池县寄主为盐爪爪属细枝盐爪爪(Kalidium gracile Fenzl)和合头草属合头草(Sympegma regelii Bunge),合头草为该地区优势寄主植物。文中聚头绢蒿为盐生肉苁蓉在我国的新记录寄主植物。本研究为盐生肉苁蓉及其寄主植物保护及优良品种选育等提供科学依据。
    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:  2023-12-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230927001
    摘要:
    鲜食风味是菜用大豆食味品质的关键因素,其形成与有机酸有着密切的关联,研究有机酸合成机制对于菜用大豆的品质改良具有重要的实际意义。本研究利用菜用大豆毛状根系统探究与苹果酸含量显著相关的候选基因GmALMT8、GmIF7GT5和GmAP在调控苹果酸含量方面的功能,结果表明:在GmALMT8-OE毛状根中,GmALMT8基因表达量与苹果酸的含量均显著高于空载对照毛状根。鉴于已经报道的ALMT家族基因的苹果酸转运功能,推测菜用大豆中GmALMT8基因可能具有相似的功能,在调控苹果酸含量方面发挥重要作用。通过拟南芥遗传转化进一步证明GmALMT8的稳定表达能够提高苹果酸含量,明确GmALMT8基因在菜用大豆中具有调控苹果酸含量的生物学功能,为有机酸积累的分子调控机制研究奠定理论基础。
    优先出版日期:  2023-12-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230918002
    摘要:
    木樨科白蜡树属椒叶梣组(Fraxinus sect. Sciadanthus)由自然分布于中国中部的对节白蜡(Fraxinus hupehensis S. Z. Qu,C. B. Shang P. L. Su)、喜马拉雅西部的椒叶梣(Fraxinus xanthoxyloides(G. Don)DC. )和非洲北部的Fraxinus dimorpha三个物种组成,呈现出特殊的间断分布模式,目前该组的起源和演化过程尚不清楚。本文利用ITS、psbA-trnH、rpl32-trnL和matK 4个标记对白蜡树属40个物种间的系统发育关系进行了分析。结果表明:(1)利用ITS序列构建的贝叶斯系统树支持Wallander的分类方法,即属内再分成六个组,对节白蜡、椒叶梣和F. dimorpha都属于椒叶梣组,且该组与欧梣组(sect. Fraxinus)的亲缘关系最近,形成姐妹组;(2)椒叶梣可能是F. dimorpha与欧亚种的杂交后代;(3)BEAST分化时间图显示,白蜡树属最早起源于42.05 Ma,椒叶梣组最早分化于21.86 Ma,对节白蜡最早分化于11.87 Ma。椒叶组物种的间断分布可能与青藏高原的快速隆起有关。
    优先出版日期:  2023-12-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231024001
    摘要:
    嫁接有利于增强树体对生物及非生物胁迫的适应能力,提高葡萄产量和品质。葡萄砧木品种多样复杂,识别难度较大,深度学习能够快速提取图像的深层特征,被广泛应用于植物图像分类识别领域。本研究以30份葡萄砧木成龄叶图像作为研究对象,通过采集叶片图像,构建了一个数量为13547张的葡萄砧木叶片数据集。采用GoogleNet、ResNet-50、ResNet-101以及Vgg-16等4个卷积神经网络对其进行自动识别。结果表明:精度最高的分类网络为ResNet-101,在最优模型参数下精度达到97.5%。在检测模型的30个品种中,有7个品种的预测精确率达到100%,平均预测精确率为92.59%;有8个品种的召回率达到100%,平均召回率为91.08%,叶片的叶面纹理、叶脉以及叶缘部分对品种识别的影响最大。进一步证明深度学习网络模型对自然环境下叶片种类识别的可行性,实现了对葡萄砧木的自动实时识别,为葡萄砧木品种的保护、利用、分类研究以及其他农作物的品种识别提供参考。
    优先出版日期:  2023-12-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230927002
    摘要:
    菊花(Chrysanthemum × morifolium Ramat.)具有丰富的花型,托桂型是较为特殊的一种,具有较高的观赏价值,但其花型和花色性状的遗传规律尚不清晰。此外,托桂型菊花管状花颜色丰富,是否与舌状花花色有关目前尚无研究。本研究以一个白色非托桂型小菊为父本,两个红色托桂型小菊为母本,设计两个杂交组合,测定F1代11个花型性状,并进行主基因+多基因混合遗传分析。遗传分析表明,花径、舌状花长、舌状花宽和管状花数均符合无主基因控制的0MG模型,心花直径、舌状花数、管状花长、管状花宽和最深齿裂长均符合由两个加-显-上位效应的主基因控制的2MG-ADI模型,其中管状花长和最深齿裂长的主基因遗传率均约70%,属于高度遗传力。相关性分析表明,托桂型菊花管状花长、宽和最深齿裂长之间有极显著的正相关性。根据舌状花的花色值(L*,a*,b*)将F1代聚类为5个不同色系,两个杂交组合舌状花花色的香农-威纳指数(H)分别为1.12和1.23,花色变化丰富。此外,我们测定了亲本及F1代共30个不同花色的托桂型菊花管状花内侧表皮和舌状花上表皮的花色值(L*,a*,b*),发现两者的L*,a*,b*值分别呈极显著正相关;对10个不同色系的托桂型菊花做切片观察,发现管状花内侧与舌状花上表皮、管状花外侧与舌状花下表皮色素种类相同且细胞形态大小相似因而花色相近。这些结果为菊花托桂花型性状的基因定位以及优质托桂型菊花品种的培育提供理论依据。
    优先出版日期:  2023-12-01 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231028001
    摘要:
    MADS-box是植物体内一种重要的转录因子,其家族成员具有典型的MIKC结构、高度保守的N端MADS以及保守性较低的I域和C端。MADS-box基因广泛表达于植物的根、茎、叶、花、芽等营养组织部位,并参与调控花期、花器官发育、种子发育及非生物胁迫响应等过程。近年来的研究报道显示,不同MADS-box基因的表达模式不尽相同,其功能也存在较大差异。本文概述了大豆MADS-box基因家族的结构及分类,总结了大豆MADS-box基因家族花发育ABCDE模型中相关成员及SVP、SOC1、FLC等基因的研究进展。最后对大豆MADS-box的研究提出了展望,为今后进一步挖掘和利用该类转录因子基因进行大豆遗传改良和种质创新提供参考依据。
    优先出版日期:  2023-12-01 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231113003
    摘要:
    大豆作为重要的粮食作物和油料作物,在人类生产生活中扮演着十分重要的角色。近些年来国内大豆供给孱弱,对外依存度过高,使国内大豆市场受到严重冲击,并给国家粮食安全带来一定隐患,因此培育优质高产的大豆品种是当前国内大豆育种的重要目标。目前,大豆中一批控制重要性状的关键基因已经被克隆和解析,为开展分子设计育种提供了重要的理论支撑。传统育种周期长、效率较低,基因编辑技术为生物育种提供了新的途径和工具,可以加速育种进程。以CRISPR/Cas9技术为代表的基因编辑技术已经快速发展成为大豆基因功能研究、改造及其农艺性状遗传改良的重要工具。本文介绍了基因编辑技术的类型、特点及其在植物中的应用概况,并综述了其在大豆产量、品质、抗病、抗逆、开花期、共生固氮和育性等农艺性状研究中的最新研究进展,为开展大豆基因编辑育种提供了一定的依据和借鉴。此外,本文还探讨了基因编辑技术在大豆遗传改良中存在的问题,并对其应用前景进行了展望。
    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。
    优先出版日期:  2023-11-28 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230925001
    摘要:
    瓜叶菊是拥有多种花色品种资源的观赏植物,同时具有如蓝色、斑色等观赏植物中稀缺的花色表型,不同花色品种具有多种花青素代谢途径,解析这些花色性状形成的分子机制能够为观赏植物分子育种,尤其蓝色花新品种培育提供宝贵的基因资源。作者在对瓜叶菊多年研究的基础上,从瓜叶菊特殊的花青素结构,花青素生物合成调控途径,及其花色研究的主要技术手段方面,综述了近20年来针对瓜叶菊花色研究的进展,具体内容包括:(1)瓜叶菊不同色系呈色的色素基础,尤其是蓝色花品种中特殊的多聚酰化色素结构;(2)包括多聚酰化修饰相关糖基化、酰基化修饰的瓜叶菊花青素代谢途径的结构基因,以及调控花色、花斑形成的MYB、MADS-box等转录因子的功能;(3)瓜叶菊中进行花色研究相关的高效遗传转化体系和VIGS体系(Virus-induced gene silencing),及其在花色研究中的研究进展。本文旨在为后续瓜叶菊及其他花卉花色研究和分子育种提供参考。
    优先出版日期:  2023-11-28 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230919001
    摘要:
    以“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”为依托,以2020-2021年在河北省内普查收集的136份高粱种质资源为研究对象,采用遗传多样性分析、相关性分析、聚类分析、主成分分析对其进行研究及综合评价。结果表明:河北省高粱地方种质资源具有丰富的表型变异,15个表型性状的多样性指数范围在0.0844~1.9926之间,变异系数在4.72%~68.00%之间,千粒重的多样性最高,穗形的变异系数最大;株高与穗部性状之间存在极显著正相关关系,关系较为紧密,可作为高粱选育过程中的指导性状;聚类分析将136份高粱种质资源分为三个类群,三个类群无明显地域聚类特点,但表型存在差异,其中第I类群在穗部性状方面表现最好,可进行工艺用高粱资源选育;第II类群在产量性状方面表现最好,可作为粒用高粱育种材料加以利用;第III类群株高较低,可筛选矮秆高粱资源进行种质创新;主成分分析将表型性状因子简化为5个主成分,累计贡献率为60.182%,株高、穗部与籽粒性状是高粱的表型变异主要因素;136份高粱的综合得分范围在0.107-1.147之间,以综合得分排序,筛选出肃宁高粱、长穗高粱、笤帚高粱、落黍等排名前10位的综合性状表现较好的种质资源。本研究从多方面、多角度对新征集的河北省高粱种质资源进行了分析及评价,以期为高粱优异种质资源的挖掘及种质创新利用提供理论参考依据。
    优先出版日期:  2023-11-28 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230822001
    摘要:
    病原微生物在侵染植物的过程中,植物会做出一系列的应激反应来抵御病原物的入侵。了解植物应对病原物入侵的反应对挖掘抗性基因具有重要意义。本实验通过白粉菌侵染小麦‘中作9504’幼苗,以观察在不同侵染时间小麦叶片生长、生理代谢相关指标和基因表达变化,揭示白粉菌侵染对小麦生长、渗透调节物质及活性氧的响应机制。结果表明,随着侵染时间的增加,小麦叶片死细胞数目、过氧化物酶活性和超氧阴离子数量呈上升趋势,白粉菌在7d后生长出成熟的分生孢子。苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶在不同侵染时间发挥作用,可溶性蛋白含量随侵染时间增加基本呈上升趋势,叶绿素含量在7 d时显著下降,进而影响植物生长,过氧化氢含量在整个侵染时期变化不大。转录组分析发现侵染初期(0 h-6 h)PTI信号传导部分受抑制下调,侵染前中期(6 h-1 d和1 d-4 d)PTI信号传导积极响应,ETI出现在侵染前期,侵染后期(4 d-7 d),由于白粉菌已经完全定殖于叶片表面,影响小麦的光合作用,PTI和ETI信号传导通路均有下调的趋势。
    优先出版日期:  2023-11-28 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230706001
    摘要:
    簇毛麦(Dasypyrum villosum L.)是小麦野生近缘种,在长期进化过程中,形成了许多可用于小麦遗传改良的重要农艺性状,包括对非生物和生物胁迫的抗性、优良品质等。本文简述了簇毛麦与小麦的同源性以及将簇毛麦携带有益基因的染色体片段导入普通小麦的有效方法,综述了簇毛麦对白粉病、纹枯病、条锈病、眼斑病、黄花叶病、全蚀病、胞囊线虫病等病害的抗性基因及其定位和应用,并介绍了簇毛麦品质相关基因,如高赖氨酸含量和多态性贮藏蛋白位点。本综述对挖掘与研究利用簇毛麦有益基因,拓宽小麦遗传资源、加快小麦遗传改良进程以及进行重要基因功能研究具有参考价值。
    优先出版日期:  2023-11-24 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230918001
    摘要:
    通过遗传多样性、相关性、主成分、聚类、综合评价等5种方法对296份花生种质资源13个主要农艺性状进行分析及评价。分析结果表明,2个质量性状的遗传多样性指数变化范围在0.710~0.909之间,11个数量性状的遗传多样性指数变化范围在0.526~2.007之间,变异系数范围在15.550%~68.198%之间,数量性状的变异系数均大于10,这表明296份参试花生种质资源拥有丰富的遗传信息。相关性分析指出,出苗整齐度、全生育期、叶形、单株生产力与产量关系紧密。主成分分析共提取到6个主成分,累计贡献率达到78.336%,代表了大部份的农艺性状。聚类分析将296份花生种质资源分为2个大类,4个小组,分别可以作为高产、小粒、早熟、大粒种质备选材料。根据模糊隶属函数基于6个主成分贡献率权重构建综合评分:F=0.323F1+0.257F2+0.122F3+0.108F4+0.010F5+0.091F6筛选到4份综合性状较好的花生种质资源,可作为今后花生育种的候选材料,本研究提示了296份花生种质资源的遗传多样性和综合评分,筛选出部分优异种质资源,可为今后花生亲本选择及特异种质资源筛选提供理论依据。
    优先出版日期:  2023-11-24 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230817001
    摘要:
    芒是麦类等作物穂部器官的重要组成部分,在提高籽粒产量、促进种子传播和抗御虫害等方面具有重要作用。大麦丰富的芒型突变体为作物芒器官形态建成研究提供了理想模型。本研究报道了一个大麦Calcaroides芒型突变体cal-d的基因定位结果,该突变体表现为跟状芒,伴随抽穗期推迟,株高、穗长和穗粒数显著降低等表型。遗传分析表明,cal-d受一个隐性基因控制。利用cal-d导入系BW106 × Bowman的F2群体,结合简化基因组测序(GBS,genotyping by sequencing)分析,将cal-d基因初步定位于3H染色体。进一步利用13000个交换单株衍生系进行筛选,将cal-d基因定位于3H染色体153Mb - 329 Mb区间的近着丝粒区域。通过转录组混池测序分析结合大麦基因组和表达谱资源数据库,初步筛选了9个候选基因。芒型突变体cal-d基因定位研究,为后续的基因克隆与功能验证奠定了基础,同时为麦类等大型基因组作物的着丝粒区域功能基因定位提供了借鉴。
    优先出版日期:  2023-11-24 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231010001
    摘要:
    在热带地区种植的香蕉、番木瓜、甘蔗、木薯、天然橡胶、油棕等热带作物,是我国农业的重要组成部分,不仅为我们的日常生活和工农业生产提供了重要的原材料,而且为我国热区的主要农业产量和经济增长做出了贡献。然而,这些作物的现代分子育种受到其生物学特性和遗传复杂性的严重阻碍,其多倍化、杂合性、无性繁殖、童期长和植株高大等问题导致热带作物的传统杂交育种周期长、难度大、进展慢。基因编辑技术的发展为热带作物育种带来了新途径和新机遇。CRISPR/Cas9 (Clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR-associated protein 9)系统介导的基因组编辑技术以其更高的靶向效率、多功能性和易用性,已被广泛应用于植物基因组编辑育种中。近年来,该技术在香蕉、木薯、天然橡胶、甘蔗等热带作物上也实现了基因编辑。本文介绍了基于CRISPR-Cas9系统的基因组编辑、CRISPR-Cas9在热带作物改良中的应用进展以及所面临的挑战和问题,同时对热带作物基因编辑育种方面提出建议,以期为后续研究提供思路,并为进一步开发应用该技术以有效操纵热带作物的植物性状提供参考。
    优先出版日期:  2023-11-20 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230810003
    摘要:
    通过哥伦比亚大学(UBC)公布的UBC801-900中100条ISSR通用引物序列,在春兰、莲瓣兰、春剑、墨兰、蕙兰、寒兰、建兰以及杂交种8个种类中,各挑选12份材料,共计96份兰属材料。结果显示,用11条引物在96份材料共检测到67个等位基因,平均每对引物检测到6.09个等位基因。Na等位基因数为1.9254,Ne有效等位基因数为1.4501,Nei’s遗传多样性为0.2767(0.2458-0.3640),I香农指数为0.427。多态性位点数为62,多态性位点的百分比(PPL)为92.54%,种群内基因多样性(Hs)为0.1934,遗传分化系数(Gst)0.3009,总遗传多样性(HT)0.2767。兰属种群间遗传分化程度高,系统聚类将8份兰属材料为三类,春兰和墨兰为一大类,寒兰、春剑、蕙兰、莲瓣兰、建兰为第二类,杂交种独为一类,与其他两类类种群之间的遗传距离较大,本研究结果可为今后兰属新品种选育及品种鉴定提供重要依据。
    优先出版日期:  2023-11-16 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230907001
    摘要:
    摘 要:目的 连翘Forsythia suspensa (Thunb.) Vahl为多年生木本植物,花柱二型具有自交不亲和性。挖掘连翘异型花柱发育候选基因,利于揭示连翘异型花柱的进化与发育机理。方法 本试验对40株长花柱型与短花柱型连翘植株进行全基因组重测序,检测样本基因组的SNP变异位点,开展选择清除分析。利用群体分化指数(Fst)和核酸多态性(θπ)结合的方法筛选候选区域(top 5%水平),对差异基因进行GO数据库和KEGG数据库功能注释分析,采用qRT-PCR对候选基因在花柱发育不同时期的表达量进行检测。结果 选择清除分析显示受选择基因295个,主要在植物的生长发育以及代谢调控方面发挥重要作用。分析植物激素调节相关的部分通路,确定连翘异型花柱候选基因CYP734A1(EVM0010386)、BRI1(EVM0011829)、CYCD3(EVM0018316),基因表达结果显示CYP734A1基因在连翘短花柱发育的关键时期持续高表达,露冠期BRI1与CYCD3基因表达水平在短花柱型中显著高于长花柱型。结论 本研究挖掘的候选基因在连翘长花柱与短花柱中存在差异表达,油菜素甾醇(BR)参与了连翘异型花柱的发育,是产生连翘花柱异型的原因之一。本研究为连翘异型花柱的进化以及遗传发育调控机制奠定基础并提供思路。
    优先出版日期:  2023-11-16 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230904003
    摘要:
    摘要:倒伏是一个严重降低油菜产量、品质和影响机械化生产的重要性状。培育和应用抗倒伏性强的油菜品种是实现油菜机械化生产和高产的重要措施,而提高抗倒伏能力的主要重点是提高茎秆强度。因此,本文以包含197个芥菜型油菜株系的重组自交系(Recombinant inbred lines,RILs )群体为研究材料,分别在贵阳和贵定两个环境条件下考察了该群体的茎粗、鲜干比、茎秆充实度、茎秆密度、茎秆抗折力和茎秆抗折强度等6个性状,全部性状均表现出了较大的变异,且符合正态分布。相关性分析显示,两个环境条件下,茎秆充实度与茎秆密度、抗折强度二者之间均呈极显著的正相关。进一步对茎秆抗折强度表现为高中低的三类材料进行了茎秆微观结构观察 相比较于低抗倒材料,高抗倒材料的皮层、维管束个数、维管束排列与维管束面积占比要更大。此外,QTL初定位结果检测到4个QTLs与茎秆茎粗有关,2个QTLs与茎秆鲜干比有关,2个QTLs与茎秆充实度有关,2个QTLs与茎秆密度有关;4个QTLs与茎秆抗折力有关,可解释的表型变异为4.1% ~5.1%;10个QTLs与茎秆强度有关,可解释的表型变异为7.5%~11%。本研究的开展可为后续芥菜型油菜抗倒伏相关基因的克隆提供基础数据信息,并对油菜抗倒伏育种有一定参考价值。
    优先出版日期:  2023-11-15 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230925002
    摘要:
    油茶(Camellia oleifera Abe.)是我国重要木本油料树种,具有重要的经济价值和社会效益。隐花色素(Cryptochrome)是植物蓝光受体之一,参与植物开花调控、光形态建成等生长发育过程。本研究从‘华硕’油茶中克隆到CoCRY1基因,通过生物信息学分析发现,其CDS序列包括2262 bp,编码的蛋白质序列包含684个氨基酸,同源序列及系统发育树分析发现CoCRY1蛋白与茶树(Camellia sinensis) CsCRY1序列相似性最高。组织表达分析显示,CoCRY1的表达量在茎中最高,在花中最低。通过农杆菌转化得到CoCRY1基因异源表达的拟南芥(Arabidopsis thaliana)植株,并且从DNA水平及RNA水平鉴定到阳性植株,对CoCRY1异源表达的拟南芥进行表型分析发现,CoCRY1基因的过量表达导致拟南芥提前开花,且特异性抑制光下胚轴伸长。本研究通过生物信息学,定量分析及异源表达发现,油茶CoCRY1基因在油茶开花等生物学过程中具有重要作用。
    优先出版日期:  2023-11-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230808002
    摘要:
    甘蔗品种宿根性的强弱与品种的好坏密切相关,是甘蔗品种的重要性状,但甘蔗生长周期长,对宿根性产生影响的因素很多,影响复杂程度高、研究难度大,因此宿根性评价一直是宿根性研究的难点。本研究以国内外不同地区引进的212份甘蔗种质资源为研究材料,分别在广西隆安和云南开远采用一年收获两季的方法开展甘蔗宿根性快速评价研究,利用发株、地上部蔗株生物量2个重要宿根关键性状二季宿根力指标结合主成分分析进行宿根性综合评价。研究结果表明,各宿根力指标分布频次呈中间高两边低的分布趋势,但均呈非正态分布。甘蔗宿根力受环境条件影响较大,在两点均存在极显著差异,且指标之间均呈极显著正相关。主成分分析在两个试验点均仅提取到1个主成分,云南开远点的主成分贡献率为80.25%,广西隆安点的主成分贡献率为62.68%。聚类分析将212份种质划分为10组五个类群,第Ⅰ类的4个宿根力指标均处于高水平,可作为强宿根种质资源的第一梯队首选,仅有9份种质。第Ⅱ类群、第Ⅲ类群各宿根力指标均处于较高水平或个别性状宿根力非常突出,该类群可作为强宿根种质资源的第二梯队加以利用,共有38份种质资源。第Ⅳ类群、第Ⅴ类群各宿根力指标均比较一般或较差,不建议作为强宿根种质资源加以利用,共有165份种质资源,占77.83%。这些研究结果说明优质强宿根种质资源数量稀少,加强加快甘蔗种质资源的宿根性评价,对强宿根甘蔗新品种的选育具有重要意义。
    优先出版日期:  2023-11-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230821001
    摘要:
    水稻是我国乃至世界最重要的粮食作物之一,养育了全世界将近50%的人口。叶绿素是水稻光合作用的重要色素,叶绿素的合成决定光合作用的效率,影响着植物的产量和品质。在本研究中,发现糖原合成酶激酶OsGSK2过表达Go-2植株成熟期呈现叶片深绿色的表型。相比野生型,Go-2植株叶绿素含量显著升高,叶绿体类囊体片层增多。酵母双杂交和双分子荧光互补实验证实OsGSK2与转录因子OsGLK1。荧光定量PCR结果表明,OsGLK1直接调控的靶基因OsPORB、OsCAO1、LHCB1等转录水平显著上调。研究结果初步揭示了OsGSK2与OsGLK1互作调控水稻叶绿素合成和叶绿体发育的分子机理,进一步拓展了水稻糖原合成酶激酶的分子功能,丰富了水稻叶色调控的分子网络,为水稻高光合分子育种提供了重要的理论依据。
    优先出版日期:  2023-11-06 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230809001
    摘要:
    中国一级保护野生兰科植物共33种,包括兜兰属、杓兰属、兰属、石斛属、蝴蝶兰属和虾脊兰属等种类,具有重要的观赏和药用价值。本文对这些种类的杂种登录情况、亲本选择、授粉及播种时期选择、属间杂交进展、杂交育种存在的问题等进行综述,并结合育种现状提出了未来育种方向。研究表明,以中国一级保护野生兰科植物为亲本已有3611个杂交组合在RHS上登录,杂交组合数最多的前十名均为兜兰属植物,其次为美花兰,而红花兜兰、广东兜兰、紫斑兜兰和暖地杓兰未见杂交组合登录。绿叶兜兰、曲茎石斛、霍山石斛、文山红柱兰等为极具潜力的优秀种质资源,但以其为亲本的杂交组合较少。建议未来开展杂交育种工作时,应当充分利用上述野生种质资源、加强属间杂交,并利用分子标记辅助育种加速新品种培育,以提高野生兰科种质资源的利用水平。本文可以为中国一级保护野生兰科植物的杂交育种工作提供参考,为兰科植物种质资源创新和兰花产业持续发展提供支撑。
    优先出版日期:  2023-11-06 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230827002
    摘要:
    苗期是油菜植株形态建成的重要阶段, 盐碱胁迫是影响其苗期形态的主要因素之一, 因此筛选出苗期过程中耐盐碱种质对油菜生产及研究具有重要意义。本研究对 286 份甘蓝型油菜品系进行苗期耐盐碱性鉴定,通过水培试验,测定盐碱胁迫处理下叶片数、绿叶数、绿叶比、株高、根 长、根重等指标,通过盐碱胁迫综合评价值(D值)、极端材料筛选分析、相关性、主成分、隶属函数、频数分析和逐步回归分析法,对不同基因型苗期油菜种质建立耐盐碱性综合评价模型并筛选出适宜的评价鉴定指标。盐碱胁迫下,除叶片数与株高相关系数未达到显著性,叶片数与株高、绿叶数呈负相关,其它性状之间均呈现正相关并达到了显著或极显著水平。利用主成分分析法将 7个耐盐碱指标综合成为4个主成分,可代表油菜耐盐碱性88.349%的原始数据信息量。依据4个主成分的相对重要性(权重)进行加权,得到不同基因型的耐盐碱性综合评价值(D值)。结合隶属函数分析和极端材料筛选分析,筛选出4份 耐碱盐的甘蓝型油菜种质和4份盐碱敏感种质。通过逐步回归分析结果认为,在油菜苗期测定其绿叶数、绿叶比、地上重、根长和根重,通过回归方程估算其D值,可以初步判断甘蓝型油菜种质资源耐盐碱性。
    优先出版日期:  2023-11-06 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230828001
    摘要:
    选用Pi2、Piz-t、Pi9、Pi25、Pi5、Pita、Pia、Ptr、Pi1、Pikm、Pi54等11个抗稻瘟病基因的功能性分子标记,对华南稻区近年育成的90个籼稻亲本进行抗性基因鉴定与稻瘟病抗性评价。结果表明,亲本综合抗性等级达到高抗、抗、中抗、中感、感及高感的分别为0份、3份、35份、38份、14份和0份,且年度间表现较为一致。不同鉴定时期的稻瘟病抗性级别相关性分析进一步显示,苗瘟抗性级别与叶瘟抗性级别(r=0.765,P<0.01)、苗瘟抗性级别与穗颈瘟抗性级别(r=0.571,P<0.01)、以及叶瘟抗性级别与穗颈瘟抗性级别(r=0.535,P<0.01)均呈极显著正相关。随后对上述11个抗性基因在90个亲本中的分布进行检测,发现除Pi9基因以外,其它10个抗性基因在亲本中的分布频率分别为75.56%(Pi54)、70.0%(Pi5)、47.78%(Pi2)、31.11%(Pi25和Pia)、20%(Ptr)、15.56%(Pi1)、13.32%(Pita)、4.44%(Pikm)和1.11%(Piz-t)。本研究为华南稻区新育成籼型常规水稻品种的合理布局及抗稻瘟病基因的育种应用提供有益的参考。
    优先出版日期:  2023-11-06 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230830001
    摘要:
    上海市农业种质资源信息共享服务平台是对上海市保护单位的农业种质资源进行规范管理和共享利用的服务体系。面对当前庞大的种质规模和多样的物种类型,保护单位分散的资源管理不利于资源信息的共享与利用。本平台采用统一的规范对种质资源进行标准化整合和管理,兼顾了多家保护单位的种质管理统一和不同资源用户群体的共享权限统一。本平台根据种质资源库的工作流程,为保护单位建立了管理系统模块,由保护单位管理员进行本单位的种质资源数据管理,资源共享信息发布,申请审核和利用成效管理;为资源用户创建了申请共享和利用反馈机制,可同时申请多个保护单位的种质,实现了一站式公共服务平台功能;为主管单位提供全面调查的统计汇总信息,实时掌握资源共享动向和利用成效。本平台将以优质高效全面服务的方式,提高农业种质资源保存与利用效率和效益,促进农业种质资源科技创新。
    优先出版日期:  2023-10-27 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230609001
    摘要:
    根据福建省第三次全国农作物种质资源普查与收集行动,梳理全省农作物种质资源种类、分布与多样性,全省总计采集作物地方品种和野生近缘植物种质资源数据6235条,蔬菜、粮食、果树1517份、经济作物、牧草绿肥分别占33.57%、25.91%、24.35%、14.59%、1.57%;所有资源隶属于83科,228 属,314种,寡属科占比高达55.42%,其个体数可占到本级个体总数的74.06%,豆科种质资源种类最多,占总数的16.04%。不同地区和海拔驱动了农作物种质资源的多样性,农作物资源数量总体随海拔升高而呈下降趋势,并以分布在海拔0~200 m范围内资源数量最多。有24个科的作物在6个海拔梯度都有分布,无患子科、山茶科和芸香科等的作物数量受到海拔影响较大。三明和龙岩地区Shannon-Wiener多样性指数呈显著正相关,三明和龙岩、漳州与莆田地区的Brillouin丰富性指数呈现显著正相关;说明三明和龙岩的种质资源多样性和丰富度较高。莆田和龙岩地区在Pielou均匀度指数呈现显著负相关,泉州和福州的Simpson优势度指数和Pielou均匀度指数呈现显著正相关。沿海与山区的农作物种质资源多样性受到环境和地区因子影响,呈现不同的响应策略。
    优先出版日期:  2023-10-12 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230811001
    摘要:
    花作为被子植物的繁殖器官,是植物的重要组成部分,是研究植物进化、分类的重要依据。花的发育受到多种因素的影响,基因作为其中的关键因子,在整个过程中发挥着重要作用,基因在花发育调控中的作用一直都是大家研究的热点。本文综述了MADS-box、AP2/ERF基因家族相关成员及NAP、SPL、TGA、PAN、WOX等基因在花器官建成中的调控作用,为进一步深入了解基因在各植物花发育调控中的作用提供参考。
    优先出版日期:  2023-10-12 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230728001
    摘要:
    为了更好地探究花生生长的影响因子,本研究在2018-2020年间以12个花生品种共30种环境的花生品质性状及其对应的地理环境为基础,利用变异系数、相关性分析和多元线性回归分析的方法,探讨了地理环境对花生品质的影响。研究发现:含油量与全生育期≥10℃活动积温和全生育期日照时数呈正相关关系。蛋白质含量与纬度和平均风速呈负相关关系。油酸含量与平均气温呈极显著正相关关系。亚油酸含量与纬度呈极显著正相关关系,与平均气温呈极显著负相关关系。本研究得出:温度、降水、昼夜温差、全生育期日照时数、平均风速和相对湿度是影响花生品质的主要气象因素。该结果对发挥花生品质地理优势,起到了重要指导意义。
    优先出版日期:  2023-10-12 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230818001
    摘要:
    摘要:通过对新几内亚凤仙(Impatiens hawkeri)指甲花醚合成相关基因CCoAOMT和SAMS的克隆及表达分析,探讨其对新几内亚凤仙指甲花醚合成影响,为解析凤仙花指甲花醚合成途径提供一定的理论依据。本研究基于新几内亚凤仙指甲花醚含量测定,通过转录组测序筛选出目的基因,克隆到1个CCoAOMT和2个SAMS基因,将其命名为IhCCoAOMT、IhSAMS1和IhSAMS2,并对其表达模式进行分析。结果表明:3种处理均能促进指甲花醚积累,且暗培养处理最佳。IhCCoAOMT的cDNA全长为729 bp,编码242 aa,其蛋白具有AdoMet_MTases超家族结构域;IhSAMS1和IhSAMS2的cDNA全长分别为1179 bp和1173 bp,分别编码393 aa和391 aa,其蛋白均具有S-AdoMet_synt超家族结构域。系统进化分析表明,IhCCoAOMT与喜马拉雅凤仙亲缘关系最近;IhSAMS1与IhSAMS2可能为旁系同源。qRT-PCR分析表明,3个基因在新几内亚凤仙的3个处理及4个时期中均有表达,其中IhCCoAOMT在暗培养及前体物 (1,4-dihydroxy-2-naphthoate,DHNA)诱导中表达量均逐渐上调,且暗培养第60 d时表达量最高;IhSAMS1和IhSAMS2在暗培养及DHNA诱导中表达量均逐渐下调,但IhSAMS1在DHNA诱导中表达量较高,IhSAMS2在暗培养中表达量较高且总体表达量较高。综上所述,推测IhCCoAOMT在指甲花醚处理后期起主要作用;而IhSAMS1和IhSAMS2在其早期起主要作用,且IhSAMS2作用更为显著。
    优先出版日期:  2023-10-09 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230717002
    摘要:
    玉米穗长影响穗粒数,进而影响产量,是育种改良的重要目标性状之一。发掘与穗长性状相关QTL和基因对穗长性状进行遗传改良具有重要意义。本研究以一对穗长具有显著差异的高世代姊妹系为亲本,构建F2群体并自交得到F2:3,利用Maize6H-60K基因芯片分别对亲本及F2群体进行基因型分析,并通过ICIM、GCIM和dQTG -seq三种方法对F2和F2:3群体的穗长进行QTL定位。结果表明,三种方法共定位到7个与穗长相关QTL位点和43个QTNs,解释了2.04-10.24%的表型变异。交叉分析不同方法得出的定位结果,在6号染色体上发现一个调控穗长的稳定QTL qEL6.01。根据定位区间内的基因注释的结果,并结合参考基因的表达谱数据,共筛选出5个在雌穗中表达的候选基因Zm00001d035514、Zm00001d035526、Zm00001d035537、Zm00001d035553和Zm00001d035535,本研究结果为玉米穗长基因的克隆及育种改良奠定了基础。
    优先出版日期:  2023-10-09 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230810002
    摘要:
    冰草(Agropyron cristatum L.,2n = 4x = 28,PPPP)携带的多样性外源基因是小麦遗传改良重要基因源。前期研究表明冰草1P染色体可以改良小麦株叶型,但在获得易位片段的基础上,外源片段导入不同背景小麦品种的叶型变化以及可能带来的不利遗传连锁累赘还不清楚。为进一步探究小麦-冰草T1PS.1AL和T1AS.1PL易位系在不同小麦背景中对主要农艺性状的遗传效应,本研究将小麦-冰草1PS、1PL易位系与百农607、川麦104、藁城8901等8个普通小麦品种进行杂交,对F2代分离群体进行农艺性状考察和分析。结果表明,冰草1PS染色体导入小麦后,降低了小麦的倒三叶长,株高也显著降低3~7cm,产量性状基本不受影响。冰草1PL染色体使小麦株高、旗叶、倒二叶和倒三叶显著降低,改变株型的同时,发现小麦的产量性状同时降低,具有连锁累赘。在冰草1P易位系中,后代的表型除与染色体本身所产生的效应有关外,也与小麦受体的遗传背景相关。我们发现在不同背景的小麦亲本杂交组合后代中,可以选出株叶型改良且产量性状不受影响的单株可用于小麦的遗传改良。总之,本研究报道了2个小麦-冰草1P易位系创新种质在株型改良上具有显著的遗传效应,为冰草1P染色体易位片段的利用提供指导。
    优先出版日期:  2023-10-09 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230804001
    摘要:
    地方种是小麦育种的重要种质资源,为了解矮秆基因在地方种中的分布,本研究检测了甘肃省地方种矮杆基因等位变异类型及其在不同麦区的分布频率。结果表明:(1)地方种Rht-B1b和Rht-D1b的频率极低;41.4%的地方种携带Rht8,且春麦区高于冬麦区;46.7%的地方种含Rht24b,春麦区低于冬麦区。Ppd-D1a的频率仅17.8%,且春麦区低于冬麦区。另外,仅检测到Rht-D1b/Rht8、Rht-D1b/Rht24b和Rht8/Rht24b 3种组合,频率分别为0.2%、0.5%和12.8%。(2)地方种携带的矮秆基因及其组合分布频率低于育成种,且差异较大。不同来源育成品种携带的优势矮秆等位变异和频率相同,清水品种以Rht-D1b、Rht8和Rht24b为主,黄羊品种以Rht-B1b、Rht-D1b、Rht8和Rht24b为主,甘谷以Rht8和Rht24b为主。清水和黄羊品种矮杆、丰产性好,可在河西和沿黄灌区的小麦育种中应用;甘谷品种品种茎秆高,抗病性突出,可应用于定西、天水、陇南和陇东等旱地小麦的抗病改良。(3)推测育成品种的矮秆基因可能来自农林10号、Akakomugi等品种。(4)筛选出15份地方种和31份育成种,可供甘肃不同麦区小麦矮秆育种参考。
    优先出版日期:  2023-09-26 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230730001
    摘要:
    北部冬麦区是我国重要的小麦主产区之一,对该麦区历年国审小麦品种进行回溯分析有助于小麦品种资源的合理利用。本研究基于产量与早熟性、穗数、穗粒数、千粒重、容重、品质指数、抗病指数和抗寒指数等性状的组合,采用品种-产量×性状组合(genotype by yield×trait, GYT)双标图方法对2003-2023年期间北部冬麦区47个国审小麦品种进行了综合分析和分类评价。结果表明,北部冬麦区历年国审小麦品种可划分为4个特征显著的品种类型。其中,Ⅰ型品种综合表现优秀,在产量与早熟性、抗病性、抗寒性、千粒重和容重等性状组合上表现突出,在产量与穗数、穗粒数和品质指数组合上表现优良,在生产上推广应用价值最高,主要包括京麦179、京农16、津麦3118、京麦189、京花12号、农大3486、航麦2566和中麦93等8个品种。Ⅱ型品种综合表现优良,在产量与品质指数、穗数组合上表现突出,在产量与抗病指数、抗寒指数组合上表现稍差,在生产上推广应用价值较高,但应注意生产安全,主要包括京麦202、京农19、轮选158、中麦623、京麦183、京农72、中麦Z21、长6794、京麦186、中麦5051、京农14-62、轮选149和中麦121等13个品种。Ⅲ型品种的产量与抗病和抗寒指数组合最好,但在其余性状组合上表现差,综合生产应用价值有限,可作为抗性亲本。Ⅳ型品种综合表现较差,可选择单性状表现优良的品种作为育种亲本应用。根据各品种在GYT双标图ATA轴上的投影位置,筛选出综合表现优良的京麦179、京农16、津麦3118、京麦189、京麦202、京花12号、京农19、轮选158和中麦623等品种,以及表现综合表现较差的北农9549、津农4号、京冬12、晋农207、中麦415、石优20号、邯4564、长4738、轮选518和津农7号等品种。本研究采用GYT双标图分析方法基于“产量-性状”组合水平对北部冬麦区小麦品种进行综合评价和分类研究,为其他作物和地区的类似研究提供了范例。
    优先出版日期:  2023-09-19 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230521001
    摘要:
    玉米突变体male-sterile 20s2(ms20s2)是在玉米自交系KWS49中发现的一个无花粉型雄性不育突变体。与野生型相比,ms20s2突变体花药细小且颜色偏浅,花药内未观察到花粉,而在株高、穗位等农艺性状上突变体与野生型无显著差异。扫描电镜观察表明,与野生型相比,9叶期突变体ms20s2的花药中未观察到正在减数分裂的花粉母细胞;抽雄后突变体花药壁外部角质层形成异常,内部未观察到乌式体结构。观察不同发育阶段花药的石蜡切片发现,在S6-S7时期,与野生型相比,ms20s2突变体花药部分中间层和绒毡层细胞发生异常分裂,导致花药壁萎缩,花粉母细胞无法正常进行减数分裂,最终造成花粉母细胞死亡,产生雄性不育表型。遗传分析表明,突变体ms20s2的雄性不育表型受单个隐性核基因控制。利用玉米10K SNP芯片对F2定位群体中60株不育株进行基因型分析,初步将该突变位点定位在玉米2号染色体长臂上6.21Mb区段内。进一步增设InDel标记,扩大定位群体,最终将基因精细定位在了590kb区间内,该区间包含一个已知的蛋白编码基因MS32(Zm00001eb106620)。对该基因进行测序分析,在4号外显子上发现了一段3166bp的大片段插入,该插入可能影响了MS32蛋白功能,进而造成ms20s2的花药发育异常和雄性不育的表型。等位测验结果表明,突变体ms20s2是雄性不育基因MS32的新等位突变。基因的组织表达分析结果表明,该基因在玉米花药中特异表达,且仅在花药发育的S6和S7时期表达量较高,进一步验证了该基因在玉米花药绒毡层和中间层细胞发育过程中的重要作用。
    优先出版日期:  2023-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230807001
    摘要:
    为探究热带睡莲花器官不同部位的花香代谢通路及参与萜类香气物质生物合成的差异表达基因。本研究借助转录组测序技术,以热带睡莲保罗蓝为研究对象,对其花器官的花瓣(PE)、雄蕊(ST)和雌蕊(PI) 3个部位进行转录组测序分析。研究结果显示,3个部位获得的Clean Data均大于6.30Gb,Q30碱基百分比均在90.09%及以上,GC含量为48.42-50.31%。3个部位差异表达基因分析结果显示,PE-vs-PI、ST-vs-PI和ST-vs-PE的差异表达基因数目分别为7853个、7501个和2526个,前两组的差异表达基因数量相近。GO分类和富集分析显示,3个比较组的差异表达基因主要参与了生物调节、细胞过程、代谢过程和刺激应答的生物学过程;KEGG分类和富集分析显示,PE-vs-PI的差异表达基因显著富集的KEGG通路最多,其次为ST-vs-PI,ST-vs-PE最少。从3个比较组共有的794个差异表达基因中筛选出98个参与萜类物质代谢差异表达基因,富集于4条萜类物质合成通路,且PE-vs-PI和ST-vs-PI的差异基因数目均高于ST-vs-PE。已知的金合欢醛和二萜贝壳杉烯合成关键基因HMGR和DXS在花瓣和雄蕊的表达量均高于雌蕊。从98个差异表达基因随机选取了6个基因进行qRT-PCR验证,基因表达变化趋势与转录组测序一致。研究结果为热带睡莲萜类香气物质生物合成分子机制提供了科学参考。
    优先出版日期:  2023-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230802002
    摘要:
    异戊烯基转移酶(isopentenyl-transferases,IPT)是催化细胞分裂素生物合成的关键酶,也是重要的限速酶。在植物中,IPT以ATP/ADP IPTs和tRNA-IPTs的形式存在,其主要介导植物体内两种类型CKs(细胞分裂素)的合成途径:ATP/ADP途径和tRNA途径。生姜是一种重要的“药食同源”植物,但其种植过程中容易受到各种生物/非生物胁迫的影响,不利于生姜的安全生产。本文通过系统的生物信息学分析,从生姜基因组中鉴定到10个ZoIPT,并且将其命名为ZoIPT1-ZoIPT10。基因结构分析表明所有的ZoIPTs基因家族成员均包含内含子。其编码蛋白的氨基酸长度范围在283(ZoIPT8)~491(ZoIPT10) aa之间,分子质量在31.14(ZoIPT8)~54.02(ZoIPT10) kD,等电点在4.97(ZoIPT8)~9.37(ZoIPT6)之间;蛋白质特征分析表明,所有ZoIPTs均具亲水性。亚细胞定位分析表明,8个ZoIPTs定位在叶绿体中,2个ZoIPTs定位在线粒体和细胞质中。转录组数据分析结果显示,ZoIPTs有一定的组织表达特异性,并且能响应病害、低温等逆境胁迫,其中,ZoIPT3和ZoIPT5在生姜不同生长时期、不同部位、低温和病害胁迫下均有较高表达。qRT-PCR分析结果表明,ZoIPTs响应干旱、淹水、盐胁迫。在淹水和盐胁迫下,根茎中ZoIPT3表达量显著上升;在干旱胁迫下,叶和根茎中ZoIPT5的表达显著上升。综上所述,本研究通过系统的鉴定、进化分析、特征分析、启动子分析、表达模式分析,并对干旱、盐、淹水胁迫下的表达模式进行了分析,为深入研究ZoIPT在调控生姜生长发育和抗逆性中的生物学功能提供了理论基础。
    优先出版日期:  2023-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230731001
    摘要:
    为探究甘孜九龙古茶树种质资源的分布区域、形态特征和农艺性状的遗传多样性。以67份九龙古茶树种质资源为研究对象,运用基本统计分析、主成分分析和聚类分析对九龙古茶树种质资源21个描述型性状和12个数值型性状进行遗传多样性评估。结果表明:九龙古茶树资源农艺性状变异丰富,数值型性状变异系数范围为1.38%~29.94%,描述型性状的遗传多样性指数范围为0.17~1.27;主成分分析显示,前11个主成分累计贡献率在76.49%,其中叶片大小、叶正面颜色、花瓣质地和果实形状性状是九龙古茶树种质资源农艺性状表现出差异的主要因素;21个描述型性状聚类分析结果显示,在欧式距离为16.9处,可将67份九龙古茶树种质资源为四个类群。该研究结果为九龙古茶树种质资源收集、保护和利用奠定一定基础。
    优先出版日期:  2023-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230718001
    摘要:
    小麦茎基腐病的发生给粮食生产造成巨大威胁,同时还会产生DON、NIV等毒素和次级代谢物严重影响食品安全和人畜健康,因此,筛选优良的抗病资源并挖掘抗性位点对小麦茎基腐病抗性育种具有重要意义。本研究采用小米培养基接种法对163份黄淮麦区小麦种质资源进行室内和田间茎基腐病抗性鉴定。研究结果表明,没有鉴定出高抗和免疫的小麦材料,但是不同材料的抗性能被明显区分,群体抗性整体上呈现正态分布趋势,病情指数分布在10.27~83.33之间;室内和田间鉴定结果较稳定,两环境病情指数的相关系数为0.79,说明室内鉴定结果可很好反应田间抗性情况;全基因组关联分析(GWAS)显示,显著SNP广泛分布于小麦各条染色体上,其中2A上最多,集中在725~763 Mb区段内;进一步集群分离分析法(BSA)结果显示,显著SNP集中在2A上的730~750 Mb区段内;综合来看,小麦2A染色体上730~750 Mb区段内可能存在显著调控小麦茎基腐病的抗性基因。本研究能够为小麦茎基腐病抗性材料筛选及抗病位点挖掘提供重要的参考意义。
    优先出版日期:  2023-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230628004
    摘要:
    为了鉴定新型水稻突变体ALS179对乙酰乳酸合酶(ALS)抑制剂类除草剂的抗性。本研究以野生型华航31(HH31)、耐咪唑啉酮除草剂水稻ALS627突变体和甲基磺酸乙酯(Ethyl Methyl Sulfone,EMS)诱变的新型水稻突变体ALS179为试验材料,通过不同浓度下的4类乙酰乳酸合酶抑制剂类除草剂包衣浸种和苗期喷施处理,进一步测定表型及相关酶活指标来探究突变体ALS179的抗性。结果表明,经过包衣浸种以及苗期喷施处理后,突变体ALS179对苯磺隆、咪唑乙烟酸、双草醚及啶磺草胺具有不同程度的抗性,且乙酰乳酸合酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性随除草剂浓度的升高呈下降趋势。除了高浓度下的咪唑乙烟酸处理外,其他处理条件下ALS179的酶活均高于野生型HH31。本研究发现Ala179Val突变赋予了对ALS抑制剂类除草剂的广谱抗性,为后续ALS类除草剂广谱抗性水稻品系的培育提供遗传种质资源。
    优先出版日期:  2023-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230609004
    摘要:
    对谷子四大名米(沁州黄、桃花米、龙山小米及金米)原始地方品种及其同名品种共计179份开展为期两年的农艺性状调查,从中选择51份进行营养品质测定。结果表明从农艺性状来看,四类名米品种在数量性状上具有明显差异,而质量性状在不同类品种间差异不大。相关性分析表明,穗粗与穗粒重、草重与穗粒重的相关性最强。主成分分析表明前4个主成分解释了累积变异的84.51%,基于主成分分析结果计算了综合得分F值,阴天旱-19的综合得分最高(F=2.25),菠菜根-75的综合得分最低为(F=-1.33)。基于农艺性状对179份材料进行聚类分析,发现材料划归四个类群,同名品种内聚集相对集中,农艺性状相似度较大。从营养品质上看,四类名米间营养品质差异较小,除粗纤维外其余营养品质指标差异均不显著。相关性分析发现粗蛋白与粗脂肪呈现较强的正相关关系;淀粉与蛋白质、脂肪之间呈现强烈的负相关关系。主成分分析表明前6个主要成分解释了累积变异的88.41%,能够基本涵盖10个营养品质的信息,基于主成分分析,结合不同品种谷子的综合得分,对小米品质进行排名,排名靠前的品种有菠菜根-77、菠菜根-33、菠菜根-44、爬坡糙-15、九根齐-25和阴天旱-13。
    优先出版日期:  2023-09-05 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230717003
    摘要:
    非生物胁迫制约了植物的生长和发育,并降低作物的产量。为了应对非生物胁迫,植物在进化过程中形成了一系列胁迫响应机制,包括肌醇(MI , myo-inositol)代谢途径。肌醇为一类化学性质稳定的极性小分子,植物可通过积累其糖苷类衍生物参与渗透调节途径,从而响应各种非生物胁迫。肌醇-1-磷酸合酶(MIPS, myo-inositol-1-phosphate synthase)、肌醇单磷酸酶(IMP, inositol monophosphtease)和肌醇加氧酶(MIOX, myo-inositol oxygenase)参与肌醇代谢途径。它们通过调控MI的含量,参与L-抗坏血酸(L-AsA, L-ascorbic acid)和部分细胞壁多糖的合成,响应盐、干旱、碱和低温等非生物胁迫。本文综述了肌醇的结构、生物学作用、肌醇代谢途径相关酶和肌醇衍生物在植物响应非生物胁迫中的研究进展,并对未来的研究方向进行了展望,旨在为利用肌醇代谢增强植物对非生物胁迫的抗性,培育抗逆植物品种提供理论基础。
    优先出版日期:  2023-09-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230717001
    摘要:
    通过与赣南各县(区)果业主管部门合作及走访果农,在赣南进行了野生山金柑种质资源调查与收集,共收集与鉴定评价野生山金柑种质资源716份。结果表明:赣南野生山金柑分布于安远、龙南、章贡、崇义、于都、信丰等县(区);性状统计发现树姿、节间长度、刺数量、刺长度、叶片长度、叶片宽度、叶柄、叶形、翼叶、叶尖缺刻、单果重量、果面主色、果面杂色、种子数量、油胞明显度、果皮厚度16个性状存在差异,进一步基于差异性状进行聚类分析发现可分为4大类8小类;抗病性鉴定初步筛选出一批对柑橘溃疡病、碎叶病、裂皮病和衰退病具有抗性的单株。根据柑橘产业需求,筛选出无刺、无籽、大果、晚熟和抗病性植株,对山金柑新品种选育、柑橘产业发展具有较明确的利用价值。
    优先出版日期:  2023-09-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr. 20230714001
    摘要:
    糖和酸是构成果实风味的重要物质,系统鉴定评价枣品种资源果实的糖酸风味,比较不同资源间的糖酸风味构成差异,建立枣品种资源果实糖酸风味评价体系,对资源高效利用具有重要意义。以210份枣资源脆熟期果实为试材,测定可溶性固形物、可滴定酸以及糖组分含量,并进行相关性分析。结果如下:(1) 10项指标的变异系数范围在9.81%~34.70%,其中可溶性固形物、甜度值和总糖的变异系数较小。蔗糖的范围最宽,最大值和最小值相差83.54倍。果糖、葡萄糖、蔗糖、总糖、可滴定酸、甜度值、固酸比和糖酸比等8项指标服从正态分布,可溶性固形物和甜酸比不服从正态分布。(2) 果糖、葡萄糖、蔗糖与总糖含量均呈极显著正相关,果糖与葡萄糖含量呈极显著正相关,总糖、可溶性固形物和甜度值间都呈极显著正相关,可滴定酸与固酸比、糖酸比和甜酸比间都呈极显著负相关,固酸比、糖酸比、甜酸比两两之间都呈极显著正相关。(3) 因子分析共提取3个主因子,累积贡献率为91.781%。结合各项指标的聚类分析,筛选出果糖、蔗糖、可溶性固形物、可滴定酸和固酸比5项评价枣果实糖酸风味的指标。(4) 基于5项评价指标进行聚类分析,将210个枣品种分为5个类群,根据各类群不同指标的含量特征,分别定义为低蔗糖型、高酸型、果糖优势型、居中类型和蔗糖优势型,其中蔗糖优势型包含的种质最多。可用果糖、蔗糖、可溶性固形物、可滴定酸和固酸比5项指标对枣果实糖酸风味进行评价,不同品种资源脆熟期枣果实以蔗糖优势型为主,不同类群果实风味不同,生产中可根据不同类群资源的糖酸指标特点进行针对性应用。
    优先出版日期:  2023-09-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230613003
    摘要:
    农村劳动力的大幅减少,迫切需求轻简化的生产方式。水稻直播是一种高效、经济和节约型的轻简栽培模式。低氧胁迫造成的出苗率低是阻碍水稻直播的首要因素,挖掘耐低氧萌发优异资源和基因并培育耐淹品种是解决此问题的有效途径。本文围绕水稻淹水萌发的生理特点、鉴定评价方法、遗传规律和分子机制研究等方面进行综述,以期为水稻耐低氧萌发的机制研究和萌发耐淹品种的选育提供参考。
    优先出版日期:  2023-08-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230530001
    摘要:
    通过野外调查并结合标本查阅、比对,我们发现了陕西省被子植物的2个新记录属,分别为叶下珠科Phyllanthaceae守宫木属(Sauropus Blume.)和报春花科Primulaceae杜茎山属(Maesa Forssk),对应的新记录种分别为苍叶守宫木(Sauropus garrettii Craib)和湖北杜茎山(Maesa hupehensis Rehd.)。本文对两个新记录属的背景进行了简要介绍,并详细描述了两个新记录种的形态特征,同时提供了两个物种野外照片及植株、叶片、花、果的照片。两个新记录属和种的发现不仅对陕西省植物分布研究具有重要意义,也为该区域相关类群的志书编写工作提供了重要参考资料。凭证标本保存于山东省林草种质资源中心植物标本馆(SDFGR)和陕西省西安植物园植物标本室(XBGH)。
    优先出版日期:  2023-08-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230625001
    摘要:
    以‘延边大香水’为母本的7个梨杂交组合F1代为试材,对果实性状进行连续三年调查,总结分析果实性状遗传规律,以期为梨遗传育种提供参考依据。结果表明:杂种F1代单果重、果实横径、果实纵径、果柄长度、果柄粗度、果形指数及可溶性固形物等7个性状都有趋中遗传倾向。其中,单果重产生退化,向小果遗传趋势强;可溶性固形物和果形指数变异系数小,组合传递力和优势率高,具有杂种优势;果柄粗度呈趋中偏低遗传,果柄长度、果实横径、果实纵径呈趋中偏高遗传。对不同组合果实性状遗传规律研究认为果实底色、萼片、萼洼、质地、汁液、风味等性状受母本影响较大,为母性遗传; 果肉类型趋中遗传且受父本影响较大,果实香气受父本影响也较大;果实面色可隔代遗传。以上研究结果为梨果实性状遗传规律研究及杂交育种亲本的选择选配提供参考价值。
    优先出版日期:  2023-08-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230706002
    摘要:
    为探明火龙果裂果性相关的果实性状,以279份火龙果种质资源为供试材料,对单果重、果实纵径、果实横径、果形指数、果脐直径、果脐深度、果脐形状指数、果皮厚度、果脐果萼长度、果萼数量、可食率、果肉中心可溶性固形物含量(SSC)、果肉边缘SSC等13个果实性状与裂果率进行遗传变异分析、相关性分析和多元回归分析。结果表明:13个果实性状和裂果率均存在丰富的遗传变异;相关性分析发现裂果率与果脐形状指数的相关系数最大且呈极显著负相关;裂果率与果形指数和果皮厚度存在显著负相关,而与可食率和果肉边缘SSC呈现显著正相关;进一步多元线性回归分析可知,果脐直径和果脐深度是影响裂果率的最主要因素,共解释裂果率39.30%的变异,而其他果实性状均不能显著影响裂果率。综上可知,果脐形态结构对火龙果的裂果性至关重要,在耐裂果育种中果脐形状指数可作为一个关键指标。
    优先出版日期:  2023-08-14 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230619001
    摘要:
    本研究以134份玉米自交系为实验材料,对玉米的9个苗期根系性状进行表型鉴定,并利用分布于玉米基因组的44935个SNP标记,基于FarmCPU模型进行全基因组关联分析(Genome-wide association study, GWAS)。结果表明9个根系性状表型变异范围在10.86%-55.96%之间,大部分表型间相关性达极显著水平(P<0.001),侧根长和总根长相关系数最高,为0.996,其次为侧根数与总根数达到0.993。共鉴定到32个显著关联的SNP位点(P=1.01e-11-9.74e-5),表型贡献率在0.54%-22.34%之间,主根长、总根长、最大根长、侧根长分别检测到4、8、3、9个显著的SNP位点;总根数、侧根数、不定根数分别检测到10、7、1个显著SNP位点;14个SNP位点同时与多个根系性状关联。12个显著关联位点位于已知根系相关性状QTL(Quantitative trait loci)区间内。共发掘49个根系候选基因,其中GRMZM2G028386 (ABI4)、GRMZM2G135713(PUB23)、GRMZM5G870592(MYB98)、GRMZM2G156861(LOX1)、GRMZM2G160005(AUX16)、GRMZM2G126936(NAC2)等是重要的根系候选基因。本研究为克隆玉米根系发育相关基因,解析玉米根系发育分子机制提供了重要参考。
    优先出版日期:  2023-08-14 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230621001
    摘要:
    蛋白质二硫键异构酶(PDI ,Protein Disulfide Isomerase)作为硫氧还蛋白家族的一员,是一种氧化还原酶,广泛存在于动物、植物及微生物中。在植物中,蛋白质二硫键的形成和异构主要由二硫键蛋白催化完成,在参与蛋白质正确组装折叠方面至关重要。本研究以拟南芥PDI家族基因序列信息为基础,利用同源序列比对方法,从玉米中鉴定出21个PDI基因,除8号染色体外,非均匀地分布在其余玉米9条染色体上。进化树分析表明,玉米PDI基因家族分为4个进化分支11个发育组,同一发育组的基因结构和保守基序相似。顺式作用元件分析表明,PDI基因家族启动子含响应逆境胁迫、植物激素及胚乳特异表达的顺式作用元件。表达模式分析表明,PDI基因家族在胚、胚乳和籽粒中表达量较高,在授粉后10天和15天的胚乳中达到高峰之后呈下降趋势,然后表达量又呈现上升趋势。亚细胞定位发现ZmPDIL1-1定位在内质网。本研究结果为玉米PDI家族基因功能研究提供参考。
    优先出版日期:  2023-08-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230510002
    摘要:
    土地盐渍化对大豆的产量和品质产生了极大的负面影响,培育耐盐大豆品种是改善和提高盐胁迫下大豆产量和品质的有效途径之一。ERF转录因子对植物响应逆境胁迫十分重要,但在大豆中相关研究报道较少。基于已报道的盐胁迫处理下的RNA-seq数据、549份大豆重测序数据及耐盐指数数据,以及Soybean Expression Atlas数据库中大豆组织表达数据,在大豆中鉴定能够响应盐胁迫的ERF基因。同时,在549份大豆重测序数据中鉴定响应盐胁迫ERF基因的优异等位变异,并分析其驯化与人工选择规律。对大豆植株盐胁迫下转录组数据分析,发现153个ERF基因中有40个受到盐胁迫后差异表达,其中11个基因上调表达,29个基因下调表达;11个上调表达的ERF基因中,有8个基因在根中富集表达,并分布在6条染色体上。对8个在根中表达的ERF基因在549份自然群体中鉴定自然等位变异,发现只有3个ERF基因产生了自然变异,其中ERF158H1,ERF166H2,ERF170H1单倍型是优异的等位变异,能够显著促进大豆对盐的耐性。对优异等位变异的核苷酸多态性分析表明,ERF170H1在大豆驯化的过程中受到了微弱的人工选择,而ERF158H1和ERF166H2在驯化的过程中发生了逐渐减少或丢失的现象。因此,我们的研究鉴定了大豆中响应盐胁迫的ERF基因及其优异等位变异,对丰富和完善大豆响应盐胁迫的分子机制具有重要意义,为培育耐盐大豆品种提供重要的基因资源和育种方案。
    优先出版日期:  2023-08-04 , DOI: DOI:10.13430/j.cnki.jpgr.20230611002
    摘要:
    高粱具有较强的耐盐碱特性,是最具耐盐碱品种开发潜力的饲用作物之一。生物量是饲用高粱的重要性状,株高与生物量呈正相关性。本研究以237份高粱自交系关联群体为材料,基于株高关联基因SbPH11的两个功能性SNP位点组合的单倍型开发了KASP分子标记,利用该标记对部分供试自交系关联群体材料和30份高粱种质资源进行了基因分型和表型验证,结果证实开发的KASP分子标记可以准确地鉴定出SbPH11两个功能性SNP位点的基因型。两个SNP位点组合的单倍型共3种:SbPH11-Hap1、SbPH11-Hap2和SbPH11-Hap3,SbPH11-Hap2 所对应的高粱材料的株高显著高于SbPH11-Hap1和SbPH11-Hap3所对应的高粱材料的株高,SbPH11-Hap1的高粱材料株高显著高于SbPH11-Hap3的高粱材料株高。该KASP分子标记可高效准确地预测不同高粱种质资源的株高类型,可应用于高粱株高的早期筛选和分子标记辅助选择育种。
    优先出版日期:  2023-08-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230523003
    摘要:
    为了对海南普通野生稻稻瘟病叶瘟、穗颈瘟的抗性进行综合鉴定与评价,2022年和2023年连续两年对来自海南省11个不同市县的2002份普通野生稻材料进行苗期叶瘟人工接种和田间自然抗病鉴定,并对995份已经抽穗的普通野生稻材料进行穗颈瘟人工接种抗性鉴定。结果表明:2002份叶瘟鉴定材料中,人工接种抗叶瘟材料为494份(占24.68%),其中免疫7份,高抗17份;田间自然状态下抗叶瘟材料1160份(占57.94%),其中免疫24份,高抗233份;995份抗穗颈瘟人工接种鉴定材料中,抗穗颈瘟材料506份,占50.85%,其中免疫23份,高抗136份;由结果可知,海南普通野生稻普遍抗稻瘟病叶瘟或穗颈瘟,这些抗性资源的生长习性大多为半直立或倾斜型,少数为直立型或匍匐型;高抗叶瘟的材料在抽穗后也普遍抗穗颈瘟,免疫或高抗穗颈瘟的材料也普遍抗叶瘟。经过鉴定和评价,筛选出双抗叶瘟、穗颈瘟的普通野生稻材料共有128份。本研究为海南普通野生稻资源抗稻瘟病研究和育种利用提供参考。
    优先出版日期:  2023-08-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230522002
    摘要:
    高油玉米胚较大,具有较高的营养价值。本研究对高油玉米自交系GY220授粉后15 d(G15)、25 d(G25)、35 d(G35)的胚蛋白质组进行双向凝胶电泳分离,利用串联质谱对分离蛋白质进行鉴定,并分析了差异表达蛋白功能。结果表明在授粉后三个时期鉴定到41个差异蛋白,其中G25/G15上调18个,下调19个;G35/25上调18个,下调25个;G35/G15上调7个,下调22个。通过GO注释分析和KEGG富集分析显示差异表达蛋白主要在小分子代谢、氧化还原和碳水化合物代谢等过程富集。根据玉米自交系B73转录组数据库,结合自交系GY220中差异蛋白编码基因RT-PCR表达分析,表明在胚发育后期差异蛋白甘油-3-磷酸脱氢酶、果糖激酶表达量增加,并与大豆、花生、油菜中的相关基因高度同源。本研究为进一步提升玉米籽粒品质和挖掘胚发育功能基因奠定基础。
    优先出版日期:  2023-08-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230510001
    摘要:
    集群分离分析法 (BSA-bulked segregant analysis)是一种利用样本混池的建库方式对极端性状进行QTL 定位的方法,因其具有“快速、准确、经济、实用”的特点,已成为当下应用较为广泛的基因定位方法。随着高通量测序技术的兴起,基于全基因组重测序的BSA方法更为广泛地应用在粮油作物、蔬菜花卉等物种中,并且成功定位出许多农艺性状相关的基因。本文简要介绍了BSA方法及流程步骤,总结了BSA在大豆农艺性状、抗逆性状以及雄性不育性状遗传定位中研究进展,并讨论了下一代测序(NGS)背景下BSA的机遇与挑战,以及BSA在大豆分子标记辅助选择(MAS)育种中发展趋势,以期为优质大豆品种的选育提供重要的理论基础。
    优先出版日期:  2023-08-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230613002
    摘要:
    摘要:本研究测定国家山楂种质资源圃(沈阳)中51份山楂地方品种(Crataegus pinnatifida var. major)的花青苷含量,结合果实色差值,以评价山楂果实颜色性状。利用色差仪测定山楂果皮、果肉的色差值(L*,a*,b*)值并计算h°、C*、CIRG值(红色葡萄果实颜色指数);采用酶标仪测定山楂果皮、果肉的花青苷含量;通过相关性分析、主成分分析、聚类分析,明确山楂果实颜色与花青苷含量的关系。结果表明山楂果皮花青苷含量与果皮CIRG、果肉花青苷含量呈极显著正相关;果肉花青苷含量与果肉a*、C*、CIRG值,及果皮的CIRG值呈极显著正相关。根据果实色差值及花青苷含量可将山楂资源聚为4类:第1类果皮a*值相对最低、花青苷含量相对最高,果肉a*值与花青苷含量相对最高;第2类果皮a*值相对最高、花青苷含量相对最低,果肉a*值与花青苷含量相对最低;第3类果皮a*值呈中等水平、果皮花青苷含量较高,果肉a*值与花青苷含量较高;第4类果皮a*值较高、花青苷含量呈中等水平,果肉a*值与花青苷含量呈中等水平。本文通过对山楂资源果实颜色性状进行数字化赋值,并分析其与花青苷含量之间的关系,为完善山楂种质资源评价提供参考依据。
    优先出版日期:  2023-08-04 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230613004
    摘要:
    通过对水稻萌发耐淹性进行QTL定位和稳定位点的聚合效应分析,可以为萌发耐淹性基因的精细定位及后续分子辅助育种奠定基础。本研究利用一个包含144份家系的强萌发耐淹性粳型杂草稻WR-4与籼稻品种广百香占的F2:3定位群体,基于1K mGPS SNP芯片构建了一个包含825个Bin标记的高密度遗传图谱,利用完备区间作图法共检测到10个萌发耐淹性QTL,分布于水稻第3、4、7、8、9和10染色体上,LOD值介于3.6~21.3之间,可解释3.0%~21.1%的表型变异。其中,具有较高LOD值和贡献率的2个主效QTL(qGS4-1和qGS7-1)能够被重复检测到,是后续基因功能研究的候选位点。根据Bin标记分型结果将不同子代在两个稳定QTL区间内分为WR型和广百香占型,在F2:3群体中进行聚合效应分析,发现聚合增效等位基因数量越多的家系,其淹水条件下的胚芽鞘越长,这些携带多个耐性QTL的株系可为分子育种培育耐低氧萌发水稻新品种提供亲本资源。
    优先出版日期:  2023-07-21 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230614002
    摘要:
    Whirly是一类能与单链 DNA 分子结合的植物特异转录因子,在细胞核以及细胞器内都起着广泛且复杂的作用。为探究茄子Whirly基因的功能和进化关系,本研究开展了基因家族成员生物信息学鉴定,包括系统进化关系、基因结构、保守基序及启动子中的顺式作用元件,分析了其在不同组织、外源激素处理和逆境胁迫下表达模式。结果表明,茄子Whirly基因家族包含2个家族成员,分别命名为SmWHY1和SmWHY2,它们与番茄中Whirly基因亲缘关系最近。SmWHY1和SmWHY2在不同组织中均能表达,在叶片中SmWHY1的表达水平高于SmWHY2,在其它组织中SmWHY2的表达水平高于SmWHY1。2个基因的表达均受到脱落酸、茉莉酸甲酯、水杨酸、低温胁迫和病原菌诱导,但不同处理或基因型响应程度存在差异。以上结果表明SmWHY1和SmWHY2可能在调控茄子生长发育和逆境响应中具有重要作用。
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    2020,21(6):1435-1445, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200522001
    [摘要] (1030) [HTML] (0) [PDF 30.14 M] (42928)
    摘要:
    研究作物的野生近缘植物,是确定作物起源演化的重要依据。栽培黍稷作为旱作农业的代表性作物,距今已有一 万多年的栽培历史。野生黍稷是栽培黍稷的野生近缘种,广泛分布于欧亚大陆黍稷栽培区以及野外林缘草地,在研究栽培黍 稷起源演化过程中扮演着非常重要的角色。本文总结了我国在野生黍稷资源收集保存、鉴定评价、遗传多样性分析、与栽培 黍稷亲缘关系研究等方面取得的进展,探讨了野生黍稷在栽培黍稷起源演化研究中的地位和作用,展望了未来我国在野生黍 稷资源收集保存、有效利用和深入研究中的发展方向和重点任务。
    2022,23(5):1298-1309, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220616001
    [摘要] (319) [HTML] (0) [PDF 35.18 M] (31271)
    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):361-366, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.02.028
    [摘要] (4949) [HTML] (0) [PDF 29.26 M] (25900)
    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] (4313) [HTML] (0) [PDF 31.18 M] (20028)
    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(5):1196-1206, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200109006
    [摘要] (1165) [HTML] (0) [PDF 31.37 M] (19016)
    摘要:
    以云南、广西、贵州的5个带叶兜兰主要野生居群分布区为研究对象,采用巢式方差分析、表型分化系数、主成分分析、相关分析、聚类分析等分析方法,对带叶兜兰的18个性状的表型多样性进行分析。结果显示:带叶兜兰表型性状在居群间表现出显著或极显著差异,居群内变异较少。带叶兜兰平均表型分化系数为75.18%,居群间的变异是居群多样性的主要来源;18个表型性状变异系数平均值的变化范围为6.36%~18.51%,离散程度较高。主成分分析表明,造成带叶兜兰表型变异的主要来源是株高、子房长、花茎高、最大叶长、花横径和合萼片长6个性状。Pearson相关分析表明,株高、合萼片宽和中萼片宽等与大部分性状均呈显著或极显著正相关;18个性状中只有合萼片长与地理因子极显著相关。聚类分析结果表明,5个居群大致依据地理距离聚为3个类群。本研究发现,带叶兜兰居群遗传多样性较高,居群间的变异远高于居群内的变异,因此,应尽可能保护更多的野生居群,在原地保护的基础上建立种质资源保存圃、库,进行人工繁殖和育种,以利用促保护。
    2020,21(4):975-983, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191126002
    [摘要] (1194) [HTML] (0) [PDF 709.26 K] (18717)
    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。
    2017,18(5):867-873, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2017.05.008
    [摘要] (1405) [HTML] (0) [PDF 7.64 M] (18440)
    摘要:
    本文探究高粱穗部主要性状的遗传特性,评价最新引进和培育的高粱亲本材料的利用价值,为高粱穗型育种提供理论依据和参考。以13163A、1358A、128A和407A 共4个高粱不育系,以及9.1R、213R、272R、381R、矮182R和早21R共 6个恢复系为试验材料,按照不完全双列杂交设计(NCII),对其F1代的穗部主要性状进行配合力分析。结果表明:亲本穗部主要性状存在显著的遗传差异,其主要表现为加性基因效应遗传的性状有:穗长、一级枝梗数、二级枝梗数、穗粒数;狭义遗传力大小顺序分别为:二级枝梗数>一级枝梗数>穗长>穗粒数>穗粒重>千粒重。不同亲本的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)在不同穗部性状间存在较大差异。不育系407A和恢复系早21R、9.1R是综合性状较好的亲本材料,利用它们可配出产量较高的杂交组合。恢复系272R其组配的杂交种具有穗粒数较多、千粒重较小的特点,能满足市场上对小粒高粱的需求。深入分析高粱杂交亲本穗部主要性状表现,有利于对亲本材料的进一步了解和利用。
    2017,18(5):891-904, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2017.05.011
    [摘要] (1790) [HTML] (0) [PDF 14.14 M] (17686)
    摘要:
    本文以涵盖我国6个生态品种群的118份桃地方品种为试验材料,对其糖酸组分进行全面分析,以明确不同桃区果实糖酸组分分布特性,为优异糖酸种质筛选提供依据。应用斐林试剂测定果实可溶性糖含量;应用NaOH测定果实可滴定酸含量;应用高效液相色谱(HPLC)技术对果实糖组分、酸组分进行测定。结果表明:1)可溶性糖、山梨醇、蔗糖、总糖在云贵高原桃区、华南亚热带桃区品种中均表现出高数值分布特征,而在西北高旱桃区中则表现出低数值分布特征;果糖在长江流域、东北高寒桃区品种中表现出高数值分布特征。可滴定酸、柠檬酸、奎宁酸、苹果酸、总酸在华北平原桃区、长江流域桃区、华南亚热带桃区品种中均表现出低数值分布特征,而在西北高旱桃区则表现出高数值分布特征。糖酸比、固酸比、总糖/总酸在华北平原桃区、长江流域桃区、华南亚热带桃区品种中均表现出高数值分布特征,而在西北高旱桃区、云贵高原桃区、东北高寒桃区则表现出低数值分布特征。2)六个生态品种群的品种,果糖所占比例以长江流域桃区最高,葡萄糖以西北高旱桃区最高,山梨醇以华南亚热带桃区最高,而东北高寒桃区最低,蔗糖所占比例在不同生态区无明显差别。柠檬酸所占比例以长江流域桃区最高,而华南亚热带桃区最低,奎宁酸所占比例以华南亚热带桃区最高,琥珀酸、苹果酸所占比例在不同生态品种群间无明显差异。
    2013,14(2):289-297, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.02.005
    [摘要] (4979) [HTML] (0) [PDF 10.61 M] (17514)
    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] (3913) [HTML] (0) [PDF 7.81 M] (16781)
    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。
    2010,11(3):364-368, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2010.03.003
    [摘要] (7355) [HTML] (0) [PDF 546.74 K] (14871)
    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。
    2015,16(3):528-534, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2015.03.014
    [摘要] (3813) [HTML] (0) [PDF 19.71 M] (14653)
    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。
    2013,14(6):996-1012, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.06.003
    [摘要] (4716) [HTML] (0) [PDF 18.28 M] (14380)
    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: 10.13430/j.cnki.jpgr.2010.06.004
    [摘要] (4935) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (14360)
    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。
    2022,23(4):1076-1084, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220211001
    [摘要] (266) [HTML] (0) [PDF 36.21 M] (14145)
    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。
    2010,11(1):1-4, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2010.01.001
    [摘要] (5384) [HTML] (0) [PDF 422.92 K] (14021)
    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(5):1393-1399, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220225002
    [摘要] (364) [HTML] (0) [PDF 44.50 M] (13505)
    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] (5561) [HTML] (0) [PDF 503.46 K] (13359)
    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: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.01.017
    [摘要] (4445) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (13173)
    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] (996) [HTML] (0) [PDF 33.91 M] (12992)
    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。

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