《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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    2024,25(6):857-869, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240113001
    摘要:
    杂种优势利用是显著提高作物产量的主要途径,有助于解决日益增长的人口数量与有限耕地之间的矛盾。大豆作为世界上重要的粮油饲兼用作物,其开展杂种优势利用已有30余年。其中,基于细胞质雄性不育的三系法杂交育种系统是大豆杂种优势利用的主要途径。目前,已有40余个杂交大豆品种通过审定并在生产上推广应用,杂交大豆正处于由中试向产业化推进阶段。本文对大豆细胞质雄性不育遗传基础与育种应用进行了综述,系统阐述了各类型细胞质雄性不育系的发现及利用、不育性状的遗传和分子机制、育性恢复基因和恢复抑制基因的定位和克隆等方面的研究进展。基于大豆杂种优势利用研究现状论述和分析,提出了三系法杂交大豆育种中存在的问题、挑战及解决路径,并对三系法杂交大豆育种技术的创新进行了展望,旨在为大豆杂种优势分子基础和应用研究提供新方法、新思路。
    2024,25(6):870-881, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240203001
    摘要:
    灰斑病是大豆尾孢菌(Cercospora sojina K. Hara)导致的世界性大豆真菌病害,在大豆主要生产区的流行有增长趋势,给生产带来重大损失。大豆尾孢菌变异迅速,已演化出多个具有致病性差异的生理小种,导致现有品种抗性不能满足生产需求。随着分子生物技术的发展,为了获得具有广谱抗性的种质,近年来研究方向从传统的抗病育种转移到对大豆尾孢菌致病机制解析及大豆抗灰斑病基因精细定位上。本文对大豆尾孢菌生理小种的鉴定及其致病性、抗病遗传、抗病育种等方面的国内外研究进展进行了系统综述,并对未来大豆灰斑病的表型精准鉴定、致病机制解析、抗病基因精细定位和抗病育种进行了探讨,为大豆抗灰斑病的进一步研究提供参考。
    2024,25(6):882-897, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231222004
    摘要:
    大豆花叶病毒(SMV,soybean mosaic virus)病是世界大豆主产区广泛存在且普遍发生的主要病害之一,对大豆的产量和品质均可造成严重危害。本文综合分析了近年来通过遗传定位发现的大豆花叶病毒抗性基因及其紧密连锁的分子标记,探讨了分子标记在提高大豆抗病育种中的应用,总结了RSC3(w)RSC14-rRSC18等抗大豆花叶病毒基因的物理位置及其候选基因。基于候选基因测序、实时荧光定量PCR、病毒介导基因沉默(VIGS,virus induced gene silencing)和基因编辑CRISPR/Cas9等技术梳理出GsCAD1GmCALGmMLRK1等一系列直接或间接参与大豆花叶病毒抗性的相关基因,为大豆抗大豆花叶病毒基因调控网络的完善奠定了基础。本综述总结分析了大豆与大豆花叶病毒的相互作用机制,聚焦分析大豆抗性基因Rsv3等对大豆花叶病毒抗病机制研究进展,并对抗大豆花叶病毒育种的研究方向提出了展望,以期为大豆抗性基因分子标记的应用和分子调控机制的研究提供参考。
    2024,25(6):898-908, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231208002
    摘要:
    野生大豆(Glycine soja Sieb. & Zucc.)是栽培大豆(Glycine max [L.] Merr.)的近缘祖先种。在大豆驯化的过程中,栽培大豆丢失了大量的基因或等位变异,导致栽培大豆的遗传多样性降低,这严重限制了栽培大豆品种选育和改良的有效性与丰富性。我国野生大豆种质资源丰富,蕴藏着许多高蛋白含量、抗病虫、耐干旱、耐盐碱等方面的潜力基因,挖掘潜力基因并利用分子设计育种技术应用到现代的栽培大豆品种中,能够有效地拓宽栽培大豆的遗传多样性。本文综述了野生大豆的分布规律和形态特征、近年来在野生大豆中发掘的重要功能基因或位点,包括百粒重、开花期和成熟期、蛋白质和油分含量、抗病、抗虫、耐盐碱、耐干旱等重要农艺性状基因,并讨论这些重要基因或位点在未来栽培大豆育种中的应用潜力,以期为育种家培育和改良大豆新品种提供一种新的育种思路和策略。
    2024,25(6):909-918, 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SVPSOC1FLC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。
    2024,25(6):919-930, 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。
    2024,25(6):931-944, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240125003
    摘要:
    在“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”项目中,调查和收集了四川省大豆地方种质资源,鉴定了192份大豆种质资源的形态特征和主要农艺性状。收集的大豆种质资源来自四川省16个市(州)的41个县(区),集中分布在雅安市、乐山市、广元市、巴中市和泸州市。结果表明,大豆种质资源12个表型性状的变异系数范围在10.11%~57.62%之间,单株粒数的变异系数最大,叶绿素相对含量SPAD值的变异系数最小。相关分析结果表明,株高、茎粗、分枝数、单株荚数、单株粒数之间呈极显著正相关,百粒重与分枝数和单株荚数均呈极显著负相关。主成分分析提取到3个主成分,累计贡献率达76.29%,能够反映大豆种质资源表型性状的大部分信息。聚类分析将192份大豆种质资源划分为4个类群,分别具有高百粒重、多荚、高SPAD值和叶柄长等不同的特征,筛选出7份优异大豆种质资源。此外,四川省大豆种质资源籽粒颜色和籽粒类型丰富。本研究揭示了四川省大豆种质资源表型的遗传多样性,为高产大豆的亲本选择以及专用、特用大豆种质资源筛选提供理论依据。
    2024,25(6):945-956, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231128003
    摘要:
    盐碱地是边际土壤的主要类型之一,利用边际土地耕作是减缓耕地紧缺的有效途径。为筛选耐盐性较强的大豆种质资源,提高盐碱土地大豆产量,本研究对392份来自国内外不同地域的大豆种质资源,采用150 mmol/ L NaCl进行苗期盐胁迫处理,采用单株分类记载法进行苗期耐盐性鉴定,并利用10个与耐盐基因连锁的SSR标记对高耐及耐盐等级大豆种质资源进行分子辅助鉴定及遗传多样性分析,应用相似性系数分析、聚类分析等方法对高耐及耐盐等级大豆种质资源进行综合评价。结果表明:筛选出58份高耐及耐盐大豆种质资源,包括赤豆1号、东农69等高耐大豆种质资源14份,黑农51、黑河35等耐盐大豆种质资源44份;58份耐盐大豆种质资源分子辅助鉴定表明,绥农1号、合丰50和东大2号携带耐盐等位变异最多,均为6个,标记平均鉴定效率为43.45%,平均准确率为68.46%,其中分子标记Satt201的鉴定效率和鉴定准确率最高,分别为60.34%和96.55%;聚类分析表明,58份大豆种质资源间的相似性系数在0.5385~0.9231之间,平均值为0.6974,相关系数为0.6240,说明58份大豆种质资源大部分遗传关系较近,遗传多样性较低,58份耐盐大豆种质资源并未按地域进行聚类,但一个类群或亚群中大部分种质资源来源地在地理位置上相同或较为接近,可从中筛选亲缘关系较远的大豆种质资源作为亲本,用于培育耐盐大豆新品种奠定遗传基础。
    2024,25(6):957-966, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240108002
    摘要:
    大豆籽粒中氨基酸含量丰富,是大豆品质的重要组成部分,具有较高的营养价值和生理功能。本研究利用高效液相色谱法测定264份大豆品种干籽粒中精氨酸、甘氨酸、谷氨酸、赖氨酸等4种游离氨基酸含量。结果表明,游离氨基酸中精氨酸含量最高、谷氨酸含量次之、甘氨酸含量最低,筛选出四种游离氨基酸均高含量的3个大豆优质品种,分别为海门羊104、辽鲜豆12号、灌云大四粒。结合大豆自然群体四种游离氨基酸含量和基因型进行全基因组关联分析,大豆四种氨基酸2年均可定位到的显著SNP位点共27个,其中精氨酸有2个SNP位点,包括S17_19067780和S17_19067789,甘氨酸有19个SNP位点,包括S01_53974257、S08_38878988等,谷氨酸有1个SNP位点,S18_53291599,赖氨酸有5个SNP位点,包括S08_18555689、S08_18567542等;并推测大豆氨基酸高含量相关候选基因,精氨酸为Glyma.17G177400Glyma.17G177600,甘氨酸为Glyma.11G157000Glyma.11G161700,谷氨酸为Glyma.18G244200Glyma.18G244700,赖氨酸为Glyma.08G227600Glyma.08G228100。本研究结果为大豆品种改良、辅助大豆分子育种提供理论基础。
    2024,25(6):967-977, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231231004
    摘要:
    大豆雄性不育系对发挥大豆杂种优势具有重要价值,然而传统的三系杂交存在恢复系来源受限等问题,而环境敏感型细胞核雄性不育系在不同条件下育性可以改变。本文对ms3(Washington)、ms3(Flanagan)和ms3(Plainview)3个独立突变体的表型和突变位点展开了进一步研究,分别进行了不育表型鉴定、高通量测序、分子标记设计及突变位点验证、分析突变对MS3蛋白结构的影响、ms3(Plainview)花药半薄切片等实验。实验结果表明突变体花粉大量败育,只有零星被I2-KI染液染成黑色的不规则花粉粒。高通量测序结果显示,ms3(Washington)和 ms3(Flanagan)在MS3第3个外显子的PHD编码区域出现了大片段插入,导致MS3蛋白PHD结构域被破坏,这个等位基因命名为ms3-1ms3(Plainview)在MS3第1个外显子缺失了一个A,导致移码突变,开放读码框仅编码40个氨基酸,蛋白功能完全丧失,这个等位基因命名为ms3-2。半薄切片结果显示,在花药发育中后期ms3(Plainview)的绒毡层和花粉发育出现异常。综上,本研究的结果为ms3的应用和MS3基因改造提供了材料和依据。
    2024,25(6):978-989, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240127001
    摘要:
    我国盐碱地分布广、面积大,是重要的后备耕地资源、粮食增产的“潜在粮仓”。挖掘负调控大豆耐混合盐碱性的基因,通过基因敲除创制耐混合盐碱大豆新品种,是合理开发利用盐碱地,提高我国大豆产量的有效途径之一。课题组前期筛选到1个混合盐碱胁迫下调表达的基因Glyma.02g271000GmDUF247-1)。其编码的GmDUF247-1蛋白包含1个DUF247结构域和1个跨膜结构域,利用烟草叶片瞬时表达发现GmDUF247-1-GFP融合蛋白定位在细胞膜上。荧光定量PCR显示,GmDUF247-1基因在大豆根中表达量最高,在混合盐碱处理下显著下调。为研究GmDUF247-1在大豆混合盐碱胁迫下的功能,利用大豆毛状根系统过表达GmDUF247-1基因,发现混合盐碱胁迫处理后,GmDUF247-1过表达大豆毛状根复合植株叶片萎蔫程度明显高于空载体对照,存活率、根长和株高显著低于对照。对GmDUF247-1基因在大豆自然群体中的单倍型分析发现,其启动子区有8个SNPs和4个InDels,可能导致与逆境应答和生长发育相关的转录因子识别元件序列发生改变;CDS区存在3种单倍型,GmDUF247-1H1基因型受到了明显的人工选择。本研究初步明确了GmDUF247-1基因负调控大豆混合耐盐碱性,为系统研究GmDUF247-1基因功能和育种利用奠定了研究基础。
    2024,25(6):990-1000, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231130003
    摘要:
    大豆(Glycine max (L.) Merr.)是自花授粉作物,通过人工去雄的办法生产杂交种,不仅繁琐且成本高。雄性不育基因功能的研究是大豆杂种优势利用的前提之一,大豆雄性不育位点报道较少,定位及功能研究进展缓慢。随着大豆转基因体系的成熟及生物技术的发展,利用反向遗传学研究大豆雄性不育基因的功能变得相对容易。本研究通过转录组数据分析发现大豆中编码小G蛋白的GmARFA1a受到大豆雄性育性控制基因MS1Male Sterile 1)和MS2的调控,公共数据库数据表明GmARFA1a在大豆未开放的花中表达量最高,而qRT-PCR数据进一步明确GmARFA1a在大豆授粉前雄蕊中优势表达。花粉萌发实验及结实率统计发现Gmarfa1a突变体花粉活力下降导致结实率受到明显抑制。本研究对GmARFA1a基因功能进行了初步解析,明确其对大豆雄性育性存在一定影响。研究结果不仅丰富了对GmARFA1a乃至ARF基因家族成员功能的认识,也为后续深入研究大豆GmARFA1a功能及大豆杂种优势利用奠定了基础。
    2024,25(6):1001-1013, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231211003
    摘要:
    以黑农37(感)和东农L10(抗)大豆胞囊线虫3号生理小种胁迫RNA-seq数据,筛选出差异表达基因GmSBPC,对该基因编码蛋白的空间结构、蛋白理化性质、亲疏水性等进行生物信息学分析。利用抗病东农L10根系cDNA克隆GmSBPC。将含有pCAMBIA1302-GmSBPC重组载体转化至大肠杆菌DH5α、农杆菌GV3101(psoup-p19)进行亚细胞定位分析。重组pCAMBIA3300-GmSBPC转至根癌农杆菌K599进行大豆毛状根侵染。线虫土种植东农L10(抗)、东农50(感),大豆胞囊线虫胁迫处理0 d、3 d、6 d、9 d、12 d、15 d分别取根、茎、叶进行qRT-PCR分析基因表达模式。结果表明,GmSBPC蛋白编码146个氨基酸,为不溶性蛋白,α螺旋区占28.08%、延伸结构占15.75%、无规则卷曲占56.16%。亚细胞定位结果表明基因定位在细胞核中。过表达毛状根相比野生型大豆单位面积内线虫数目减少。大豆胞囊线虫胁迫下该基因在东农50和东农L10根系的表达模式为先升高后降低,整体表达水平东农L10根系>东农50根系,东农L10根系中12 d表达量最高,该时期为线虫侵染大豆的二龄幼虫时期,因此判定该基因对线虫胁迫存在响应应答反应,推测该基因参与大豆胞囊线虫的胁迫反应。这些研究结果有助于进一步探讨SBPC基因在大豆抗胞囊线虫过程中的生理功能。
    2024,25(6):1014-1026, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231218001
    摘要:
    由于工业发展以及生活废弃物污染的不断加剧,作物中的重金属浓度超标,严重威胁人体的健康。铝激活苹果酸转运体编码一类阴离子通道蛋白,在植物有机酸的跨膜转运中发挥重要的作用。为研究GmALMT33基因在大豆应对镉胁迫中的功能,本研究以大豆黑农48的叶片cDNA为模板,利用RT-PCR克隆得到GmALMT33基因。该基因CDS区全长1622 bp,编码553个氨基酸,含有1个ALMT结构域。qRT-PCR结果表明,GmALMT33在大豆根部的表达水平最高;镉胁迫后,该基因表达量呈现先升高后降低的趋势。构建植物表达载体pCPB-GmALMT33并对烟草、大豆毛状根进行遗传转化,转基因植株抗逆表型与生理指标分析表明,镉(66 μmol/L CdCl2)胁迫下,转基因烟草叶片黄化、褪绿,边缘褐化程度明显低于野生型烟草。转基因大豆毛状根复合体植株茎秆和叶脉呈现的红褐色毒害症状程度明显弱于转空载体植株。在镉胁迫处理7 d后,转基因烟草叶片的超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶活性及可溶性糖含量均高于野生型对照,丙二醛含量均低于对照。在镉胁迫处理0 d、1 d、3 d后,转基因大豆毛状根复合体根和叶的超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶活性、可溶性糖含量均高于转空载体对照,丙二醛含量均低于对照,表明GmALMT33基因提高了植株的耐镉能力。本研究为进一步探讨GmALMT33基因的作用机制提供了依据,并为大豆抗逆育种提供了新的基因。
    2024,25(6):1027-1034, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230927001
    摘要:
    鲜食风味是影响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。本研究利用大豆毛状根系统,探究与苹果酸含量显著相关的候选基因GmALMT8GmIF7GT5GmAP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,而GmIF7GT5GmAP毛状根中苹果酸的含量无显著变化。鉴于已经报道的ALMT家族基因的苹果酸转运功能,推测大豆中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。为验证GmALMT8-OE毛状根中苹果酸含量的变化是否由GmALMT8基因表达的改变所引起,本研究采用蘸花法在拟南芥中过表达GmALMT8基因。与阳性毛状根中苹果酸测定的结果相类似,过表达GmALMT8显著提高了T2代转基因拟南芥株系种子中的苹果酸含量,进一步证明GmALMT8的稳定表达能够提高苹果酸含量,明确GmALMT8基因在大豆中具有调控苹果酸含量的生物学功能,丰富了大豆有机酸的理论研究,对菜用大豆优质育种具有参考价值。
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    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:  2024-05-17 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231206003
    摘要:
    种质资源是农业科技原始创新与现代种业发展的物质基础,筛选优异种质为培育优良棉花品种提供了材料基础。本研究以230份棉花种质资源为材料,利用遗传多样性、相关性、主成分以及聚类等方法对其13个表型性状指标进行分析。结果表明,13个性状的变异系数在0.90%~22.43%之间,其中整齐度指数的变异系数最小,单株结铃数的变异系数最大。各表型性状的遗传多样性指数在1.92~2.07之间,马克隆值的遗传多样性指数最大,单株结铃数的遗传多样性指数最小。主成分分析结果显示,6个主成分的累计贡献率可达74.413%,其中第一主成分、第五主成分和第六主成分可合并为纤维品质因子,第二主成分、第三主成分可合并为棉花产量因子,第四主成分为植株性状因子。聚类分析把230份棉花种质资源材料分成3类,其中类群2是产量与纤维品质性状综合表现较好的类群。最后依据综合D值进行评价,初步筛选出29份表现较好的棉花品种,在育种工作中可依照育种目标对其进行针对性的改良。
    优先出版日期:  2024-05-15 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240104002
    摘要:
    甘薯在储藏过程中受到低温冷害会大大降低甘薯的商品价值,研究甘薯耐低温储藏的分子机制,减少低温在甘薯储藏过程中的影响具有重要意义。本研究选取了较耐低温储藏、不耐低温储藏以及表现居中的三个甘薯品种‘商薯19’(S19)、‘烟薯25’(Y25)和‘苏薯16’(S16),分别在9℃和6℃储藏35天,通过比较转录组分析,发现与对照相比,S19在低温储藏后的差异表达基因较少,而Y25则相反,S16居中。对差异表达基因进行KEGG和GO分析,发现甘薯块根在低温胁迫下,蛋白酶体相关基因的表达水平较高。最终,我们通过比较不同品种不同温度下的转录组数据,得到响应储藏期低温胁迫的候选基因Ibat.Brg.02F_G010830,该基因注释为冷胁迫响应类受体蛋白激酶。qRT-PCR验证该基因的表达与转录组数据相一致。我们进一步分析了该基因及其等位基因和同源基因的进化关系,并分析了该基因在不同品种中的变异。该研究将为甘薯低温储藏响应机制解析以及耐低温储藏品种的选育提供支撑。
    优先出版日期:  2024-05-15 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231123002
    摘要:
    大米镉超标问题严重威胁人体健康。水稻镉吸收转运基因OsNramp5的功能缺失可有效降低稻米中Cd含量的积累。为了快速创制镉低积累的水稻新种质,本研究采用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除三系杂交稻优质抗病恢复系‘R491’中的镉吸收转运基因OsNramp5,获得了多种不同突变方式的编辑植株,并筛选出单靶点突变的无转基因成份的两种纯合突变株系(KO1和KO2) 。在镉污染土壤中种植并测定野生型和敲除植株糙米的镉含量结果显示,相比于野生型R491,敲除株系KO1和KO2糙米中的镉含量显著下降,均降低了90%左右。农艺性状调查结果发现,相比野生型R491,KO1突变株系的农艺性状没有发生显著差异,但KO2突变株系在株高、结实率和千粒重显著降低。因此,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除镉吸收转运基因OsNramp5可快速创制镉低积累的水稻新种质,本研究创制的新种质为加速培育能在Cd污染区种植的安全水稻品种提供了新的遗传资源。
    优先出版日期:  2024-05-15 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231105001
    摘要:
    植物生长调节剂5-羟色胺(5-HT)已应用于农业生产,以提升作物抗旱性,然而其转录水平的分子机制还不清楚。本研究通过转录组测序、内源激素水平和抗氧化酶活性的综合评价,探讨模拟干旱胁迫下蜡杨梅幼苗响应外源5-羟色胺的生理和分子影响机制。结果表明,50 μM的5-羟色胺处理显著提高了蜡杨梅根系中脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)含量,而100 μM的5-羟色胺处理的结果则刚好相反。50 μM的5-羟色胺处理诱导丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性显著升高,而过氧化氢(H2O2)含量则显著降低。基于上述两种浓度水平的5-羟色胺处理基因集富集分析(GSEA)结果发现,差异表达基因集主要包括抗氧化活性、氧化还原酶活性、生长素和赤霉素介导信号传导、细胞壁生物合成、木聚糖生物合成和果胶代谢等。与抗氧化酶活性及激素代谢相关的差异表达基因主要为PER、LAC、DHAR和PIN等。通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)发现8个共表达基因模块与5-羟色胺及干旱胁迫显著相关,其中枢纽基因KAB1218346.1(LOX3)、KAB1219593.1(WRKY53)和KAB1217691.1(CZF1)主要参与激素代谢和转录调控,上述关键基因及其分子调控机制将是今后研究的重要对象。
    优先出版日期:  2024-05-13 , DOI: 20231116001
    摘要:
    番茄作为重要蔬菜作物之一,鉴定番茄种质资源的抗旱性及筛选抗旱番茄种质资源对番茄育种具有重要意义。本研究利用12.5 % PEG-6000溶液对92份番茄种质资源进行干旱胁迫处理,测定发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、根长、芽长等6个抗旱性相关指标,运用相关性分析、主成分分析、隶属函数法和聚类分析进行番茄萌发期抗旱性评价及筛选。结果表明,干旱胁迫下6个指标均显著降低,其中活力指数和发芽势降低最大。通过主成分分析将6个指标转化为2个新指标,累计贡献率达86.657 %。基于相关性和主成分分析,筛选出发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数为萌发期抗旱性鉴定的主要指标,利用隶属函数法结合聚类分析将番茄种质资源分为抗旱型19份、较抗旱型41份、较敏感型18份和敏感型14份;通过不同浓度进一步筛选出抗旱性强的‘密植红番茄’和‘锦农矮秧’两个品种,敏感性强的‘北京早红’和‘大红袍’两个品种。该结果可为番茄种质资源的抗旱性研究提供理论基础。
    优先出版日期:  2024-05-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240111001
    摘要:
    稳定遗传的雌性不育系是薏苡实现杂种优势利用的关键,雌不育基因的利用也是实现轻简化杂交种制种的重要途径。本研究团队在资源鉴定过程中首次发现了在自然条件下产生的薏苡雌不育遗传材料FS2106。以FS2106为试验材料,对其表型、花粉活力和染色体数目鉴定,以其为父本与2个可育薏苡材料配制杂交组合,观测雌不育性、柱头颜色、叶鞘颜色和总苞质地4个性状在F1、F2群体性状分离情况,并通过χ2检验揭示其遗传方式和遗传规律。结果表明,FS2106植株的株高、茎粗、分蘖数、叶长和叶宽的平均值分别为86.9 cm、33.4 个/株、4.9 mm、34.3 cm和2.2 cm;开花期雌穗不发育、雄穗发育正常,产生正常活力花粉,雌不育性状稳定;染色体数目为2n=20,倍性正常。χ2检验显示,FS2106植株的雌不育性属于单基因控制的隐性核遗传,其紫色叶鞘、紫色柱头颜色、总苞质地性状均为单基因显性遗传,而且总苞质地性性状位点表现为杂合子。FS2106的发现及其雌不育基因的挖掘为薏苡杂种优势利用和杂交制种提供了基础材料,叶鞘颜色、柱头颜色和总苞质地性状的也可做为育种应用的重要标记性状。
    优先出版日期:  2024-05-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231122002
    摘要:
    为了探究葡萄种质资源果实香气成分遗传多样性,以62份葡萄种质资源为试验材料,采用顶空固相微萃取结合气相色谱质谱联用技术检测样品挥发性物质,进行了香气物质的方差分析、显著性分析、8个农艺性状幼叶上表面颜色、幼叶上表面光泽、幼叶花青素着色、幼叶叶背面绒毛、成熟果皮颜色、成熟果实形状、成熟果肉颜色和成熟果肉香味表型鉴定、8个农艺性状与7类挥发性物质进行相关性分析、非度量多维尺度分析(NMDS stress<0.2)和正交偏最小二乘-判别分析(OPLS-DA)。结果表明,在62份葡萄种质资源中共检测到99种挥发性物质,主要是醇类、酯类和萜烯类,含量分别为13.83 g/L、13.53 g/L、8.99 g/L。各类挥发性物质之间存在显著的差异。通过8个农艺性状与香气物质相关性分析结果显示,幼叶上表面颜色、上表面光泽、花青素着色、果皮颜色、果实香味与萜烯类、酯类及酮类具有显著相关性。NMDS分析可以明显区分幼叶花青素着色极弱种质和幼叶花青素着色中的葡萄种质。以变量投影重要性(VIP>1(variable importance in projection),P<0.05为标准,筛选到17种主要的挥发性物质,其中己酸乙酯的VIP值最高(4.07),萜烯类中橙花醇VIP值最高(2.07)。本研究为改善浆果香气品质性状和葡萄种质资源的创新提供一定的理论参考。
    优先出版日期:  2024-05-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240102001
    摘要:
    玉米是重要的粮食和饲料作物,为畜禽提供必需的代谢能和营养物质,饲料中营养价值与蛋白质及氨基酸组成比例密切相关,但玉米籽粒蛋白质中氨基酸含量不平衡,特别是作为第二限制性氨基酸的蛋氨酸含量低,直接影响机体蛋白质合成速率,进而影响肉蛋奶的产量。我国玉米种质资源中缺乏高蛋氨酸种质,因此,提高玉米含硫氨基酸特别是蛋氨酸含量对畜牧业发展意义重大。近年来,随着人们对植物硫元素的吸收和转运机制的深入研究,初步构建了含硫氨基酸代谢调控网络。本研究对近年来关于提高作物含硫氨基酸机理的研究结果进行概括,提出了将群体遗传学、比较基因组学及分子生物学相结合挖掘候选基因的新策略,并利用现代生物育种技术提高玉米籽粒蛋氨酸含量,为优质蛋白玉米遗传改良提供参考。
    优先出版日期:  2024-05-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231218003
    摘要:
    玉米成熟期籽粒含水量(KMC, kernel moisture content)是影响玉米机械化粒收的关键因素,利用多位点全基因组关联分析(ML-GWAS, multi-locus genome-wide association study)挖掘与籽粒含水量相关性状显著关联的遗传位点,解析其遗传基础,可为适机收玉米品种的选育和遗传改良提供参考。本研究以205份玉米自交系为材料,在4个环境下测定成熟期籽粒、苞叶与穗轴的含水量,使用mrMLM、FASTmrMLM、FASTmrEMMA、PLARmEB、PKWmEB和ISIS EM-BLASSO 6种多位点关联分析方法结合分布于全基因组的76492个单核苷酸多态性位点(SNP, single nucleotide polymorphism)进行关联分析,挖掘其候选基因并进行基因注释。表型分析显示,205份材料的籽粒含水量相关性状的变异系数在10.47%3~3.90%,广义遗传率在67.39%~81.24%。6种ML-GWAS方法共检测到26个、15个和23个SNP位点分别与籽粒含水量、苞叶含水量和穗轴含水量显著关联。其中3种及以上方法共同检测到14个显著关联SNP位点,表型贡献率在1.13%~17.21%。6种方法中pLARmEB检测到的显著位点最多,FASTmrEMMA检测到的最少。基于3种及以上方法共同检测到且平均PVE≥5%的显著SNP 位点Chr1_9232728、Chr4_176596174、Chr8_57716249与Chr5_191021635上下游220kb共挖掘到17个候选基因,主要富集到细胞解剖实体、新陈代谢过程和细胞进程与催化活性,推测这些基因通过调节细胞代谢与催化活性最终影响玉米籽粒、苞叶和穗轴的含水量。
    优先出版日期:  2024-05-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231120002
    摘要:
    籽粒性状直接影响水稻的产量和品质,因此,解析水稻籽粒性状的遗传机制对提高水稻产量和品质至关重要。本研究以籽粒性状差异较大的穞稻和广百香占为亲本构建定位群体,利用水稻1 K mGPS SNP芯片对定位群体进行基因分型,构建了包含770个Bin标记的高密度遗传图谱,通过QTL定位分析,最终鉴定出17个调控籽粒性状的QTLs,其中粒长QTL 4个,粒宽QTL 3个,粒厚QTL 3个,长宽比QTL 2个,千粒重QTL 5个,LOD值介于2.55~42.44之间,表型贡献率介于4.73%~29.63%之间。在这17个QTLs中,9个为已知粒型基因位点,8个可能是新鉴定位点,分别为粒长qGL6、粒宽qGW5、qGW10和qGW12、粒厚qGT10、长宽比qGLWR5-2、千粒重qTGW10和qTGW11。根据新发现粒宽QTL(qGW5)定位区间内的基因注释、与拟南芥的同源基因比对、时空表达分析、激素响应分析和序列分析,最终筛选到1个编码CCCH类锌指蛋白的调控水稻粒宽的候选基因Os05g0195101。本研究为进一步开展水稻籽粒性状基因的克隆和遗传调控的解析奠定了基础。
    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:  2024-02-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231203001
    摘要:
    为探究猕猴桃雌雄异株变异为雌雄同株的分子机制,本研究对满天红(‘MTH’)猕猴桃变异株的雌花与雄花进行了转录组测序及生物信息学分析。结果表明,雌花和雄花间共有 337 个差异表达基因,雌花中有 241 个基因表达量上调,而表达量下调的基因有 96 个。差异表达基因的 KEGG 富集结果表明,与雌花相比,雄花中上调的基因主要参与氨基糖和核苷酸糖的代谢以及次生代谢物合成等路径;下调的基因则重要富集在次生代谢物合成、类胡萝卜素合成等途径相关。通过功能注释分析出30个潜在的性别相关调控基因,其中5个在次生代谢产物合成路径中表达。选取7个差异表达基因进行qRT-PCR验证,其在雌雄花中的表达水平与转录组数据一致。本研究获得了‘MTH’猕猴桃变异株雌花与雄花的差异表达基因及功能注释信息,为猕猴桃雌雄同株材料的创制提供了一定的理论依据。
    优先出版日期:  2024-02-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231031006
    摘要:
    ‘艾伦尤力克’是尤力克柠檬的一个芽变品种,结果性状优良,但冬季落叶严重,影响翌年产量,且其落叶的响应机制目前尚不清楚。为探究柠檬叶片脱落的分子调控机制,以2个冬季落叶程度不同的柠檬品种‘艾伦尤力克’和‘云柠1号’为材料,分别于落叶前期(E24)、落叶中期(E48)和落叶后期(E72)采集叶柄离区,通过转录组测序比较2个品种间的差异表达基因。分析表明,E24、E48和E72时期分别获得1400、2466和935个差异表达基因,其中E48时期的差异基因数量最多。GO分析表明血红素结合、四吡咯结合、氧化还原酶活性、铁离子结合、转录调节活性等相关基因在3个时期品种间均表现出显著差异。KEGG分析表明,E48时期富集的差异基因数及相关代谢途径最多,主要集中在植物激素信号转导、苯丙烷生物合成、植物病原体相互作用和MAPK信号通路-植物等途径,通过对4个通路的差异表达显著的基因进行分析,最后筛选得到木葡聚糖内转葡糖基酶/水解酶蛋白(CL4G051299012_alt、CL0G071451012_alt和CL4G051300012_alt)、吲哚乙酸诱导蛋白(CL9G066930012_alt、CL3G046634012_alt)、吲哚-3-乙酸-氨基合成酶 GH3(CL2G041491012_alt)、过氧化物酶(CL0G070710012_alt、CL2G041037012_alt、CL0G070975012_alt)、β-葡萄糖苷酶(CL7G062117012_alt、CL7G062118012_alt)、发病相关基因转录激活因子AP2(CL2G044356012_alt、CL8G064323012_alt)和发病机制相关蛋白(CL9G066888012_alt、CL8G064323012_alt)13个基因,这些基因可能与柠檬叶片脱落的调控有关。
    优先出版日期:  2024-02-05 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231117002
    摘要:
    本研究旨在探明不同种源野生油茶(Camellia oleifera)的果实表型性状遗传多样性,为油茶良种选育和遗传种质资源改良提供理论依据。以广东、广西、江西、安徽、四川、湖北、湖南、陕西和贵州9个省份16个种源地的218株生长良好的野生油茶为研究对象,采用多重比较、变异分析、巢式方差分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析方法,对不同种源的8个果实表型性状进行统计和分析。结果表明:不同种源野生油茶果实表型性状变异丰富;16个种源的8个果实表型性状变异系数均值范围为12.03%~35.08%,种源间变异系数均值(42.83%)大于种源内变异系数均值(23.99%),表型分化系数均值为88.63%。相关性分析结果表明:鲜果重、果高、果径、果皮厚度、鲜籽重和每果籽数间呈现显著正相关,果皮厚度和出籽率显著负相关。主成分分析结果显示:前3个主成分的累计贡献率为90.773%,表明野生油茶果实表型性状的大部分信息基本可以用前3个主成分来反映,其中,第1主成分主要反映果实大小特征,第2主成分主要反映果实出籽率特征,第3主成分主要反映果实形状特征。聚类分析结果显示:供试的16个种源在欧式距离10处被分为A和B类,同时进一步在欧氏距离5处分成不同的亚类。研究结果显示:野生油茶果实表型性状变异丰富,宜根据育种目标选择不同类群种源作为育种材料。
    优先出版日期:  2024-02-02 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231224002
    摘要:
    特种稻黑米和红米是一类由于色素沉积而导致种皮表现出黑色或红色的特殊稻种资源,其营养物质丰富,还富含花青素(原花青素)、黄酮类、萜类等生理活性物质,其营养物质和价值都远超白米。合理利用营养丰富的黑米和红米资源,创制优异的黑米和红米新种质并培育出新品种,对于推动特种稻产业发展意义重大。本文介绍了黑米和红米的研究历史和资源分布情况,综述了黑米和红米的品质、产量、抗性及开发利用等方面的研究进展,重点阐述了黑米和红米在品质差异及形成机制上的最新研究进展。最后总结了黑米和红米当前研究的薄弱之处并提出了对黑米和红米未来研究方向的展望。
    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] (142) [HTML] (0) [PDF 3.16 M] (547)
    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:  2024-01-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231118001
    摘要:
    为有效保护和利用苹婆种质资源,本研究采用多样性分析、聚类分析、相关分析、主成分分析和逐步回归分析等方法对70份苹婆种质进行遗传多样性分析和综合评价。结果表明:13个性状变异系数介于7.80%~42.94%,单果重、单果种子总重、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和淀粉含量变异程度较大。遗传多样性指数介于1.57~2.04,其中种形指数(2.04)、淀粉含量(2.02)、种子纵径(2.01)、果实种子数(2.00)的多样性指数较高。聚类分析把供试材料划分为 4个类群,其中类群Ⅱ的15份资源属于果实偏大、外观品质较好的种质类型,符合市场及选育需求。主成分分析表明,前4个主成分能代表13个果实性状的大部分信息,累计贡献率为74.46%。果实性状综合评价得分(F)介于-2.95~3.35,S009、S021、S011、S036、S028等种质位居前列,综合性状优良。逐步回归分析筛选出单果种子总重、种子重量、可溶性糖含量、种子横径4个性状指标,可作为综合评价苹婆果实性状的关键性指标。
    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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    2020,21(6):1435-1445, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200522001
    [摘要] (1137) [HTML] (0) [PDF 30.14 M] (43701)
    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] (444) [HTML] (0) [PDF 35.18 M] (32131)
    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] (5011) [HTML] (0) [PDF 29.26 M] (26838)
    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] (4353) [HTML] (0) [PDF 31.18 M] (21038)
    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。
    2017,18(6):1137-1144, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2017.06.015
    [摘要] (1602) [HTML] (0) [PDF 10.11 M] (20194)
    摘要:
    贵州省是野生葱类资源的重要分布地区,特别是赫章县野生韭菜的分布面积广。为了详细了解和研究野生韭菜的分布,对赫章县野生韭菜地理分布、生境及气候进行了专题调查,并对其主要营养成分进行了分析。结果发现,赫章县主要分布有3种野生韭菜,它们分别为多星韭(Allium wallichii Kunth.)、卵叶韭(Allium ovalifolium Hand.-Mzt.暂定名)和近宽叶韭(Allium hookeri Thwaites. 暂定名);对17种水解氨基酸检测表明,除脯氨酸外,野生韭菜的各种氨基酸含量均较栽培韭(Allaum tuberosum L.)的含量高;而野生韭的含糖量却明显低于普通的栽培韭;在9种微量元素中,卵叶韭的锰、锌、铁的含量明显高于栽培韭和其他野生韭菜;对4种重金属检测表明,镉的含量在3种野生韭中含量均超标,特别是卵叶韭中的镉含量明显高于栽培韭和其他2种野生韭,卵叶韭的砷、汞、铅的含量也较高,超出了国家限量标准;原生境的多星韭的叶片和薹维生素C含量均高于栽培韭菜。本次调查中的野生韭菜资源生物学特征有明显特异性,营养成分存在很大差异,对这些资源的收集与保存将对丰富我国韭菜资源保存的多样性具有重要意义,对韭菜营养品质改良具有很大的开发和利用价值。
    2020,21(5):1196-1206, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200109006
    [摘要] (1235) [HTML] (0) [PDF 31.37 M] (19763)
    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] (1272) [HTML] (0) [PDF 709.26 K] (19541)
    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] (1432) [HTML] (0) [PDF 7.64 M] (19211)
    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。
    2013,14(2):289-297, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.02.005
    [摘要] (5051) [HTML] (0) [PDF 10.61 M] (18595)
    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。
    2017,18(5):891-904, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2017.05.011
    [摘要] (1860) [HTML] (0) [PDF 14.14 M] (18516)
    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。
    2014,15(1):113-119, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2014.01.015
    [摘要] (3956) [HTML] (0) [PDF 7.81 M] (17851)
    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] (7459) [HTML] (0) [PDF 546.74 K] (16200)
    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: 10.13430/j.cnki.jpgr.2010.06.004
    [摘要] (4953) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (15581)
    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。
    2015,16(3):528-534, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2015.03.014
    [摘要] (3907) [HTML] (0) [PDF 19.71 M] (15571)
    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] (4797) [HTML] (0) [PDF 18.28 M] (15401)
    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: 10.13430/j.cnki.jpgr.2010.01.001
    [摘要] (5435) [HTML] (0) [PDF 422.92 K] (15218)
    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] (315) [HTML] (0) [PDF 36.21 M] (14877)
    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。
    2011,12(2):190-196, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2011.02.009
    [摘要] (5630) [HTML] (0) [PDF 503.46 K] (14618)
    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。
    2022,23(5):1393-1399, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220225002
    [摘要] (476) [HTML] (0) [PDF 44.50 M] (14260)
    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。
    2013,14(1):111-116, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.01.017
    [摘要] (4490) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (14153)
    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。

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