《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(10):1613-1623, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240113002
    [摘要] (17) [HTML] (28) [PDF 4.23 M] (104)
    摘要:
    玉米穗腐病是一种主要由拟轮枝镰孢和禾谷镰孢引起的真菌性病害,严重威胁国家粮食安全。随着气候和耕作制度的变化,穗腐病已成为玉米生产上发生最普遍、危害最重的病害之一,大规模的抗病种质资源鉴定有利于解决因优良抗病种质资源缺乏而导致的抗病品种培育困难的问题。本研究在建立了玉米穗腐病高通量抗性鉴定平台的基础上,采用滚动式抗源鉴定策略,在初级鉴定阶段采用单环境、单重复的策略对大量种质进行初步筛选,随后对初级鉴定中的高抗种质进行多重复、多环境、多年份的次级鉴定,逐步淘汰感病种质。2018-2020年间对10524份玉米种质资源进行了抗镰孢穗腐病的初级鉴定,共筛选到191份高抗种质,进一步对高抗种质进行滚动式次级鉴定,最终筛选出18XDHNAM11-20、H5084、MC303等59份具有稳定抗性的种质,其中24份种质在5年的鉴定中均表现为抗病。从59份抗病种质的杂种优势类群看,抗病种质可分为5个类群:温热互导群、国内Reid群、NSS群、SS群及黄改群,基本涵盖国内最主要的杂种优势类群,其中来自温热互导群的抗病材料有24份,占抗病材料总数的41%。本研究抗病种质资源的发掘为玉米抗穗腐病育种提供了重要资源。
    2024,25(10):1624-1636, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240408001
    摘要:
    为摸清海南省众多普通野生稻材料之间的亲缘关系,发掘具有代表性的样本,本研究利用32个SSR标记,对来自海南省11个不同市县的2038份海南普通野生稻资源进行遗传多样性分析及核心种质构建。结果显示,平均有效等位基因(Ne,Number of effective alleles)为2.479,丰富度Shannon 指数(I,Shannon entropy index)为0.975,Nei′s 基因多样性(h,Nei′s genetic diversity)为0.570,多态性位点百分比为96.27%,表明海南普通野生稻的遗传多样性十分丰富。不同地方来源的海南普通野生稻遗传多样性存在差异,来自临高的海南普通野生稻丰富度最高,琼海的普通野生稻遗传丰富度最低,其变异主要集中在群体内部。群体结构分析显示当K=2时,Delta K值最高,将2038份海南普通野生稻资源分成2个类群,第Ⅰ类群有1145份资源,分别来源于海口、澄迈、儋州、三亚、万宁、琼海、临高、陵水、乐东、东方,第Ⅱ类群有893份资源,分别来源于海口、文昌和澄迈。利用居群优先及多次聚类的方法构建海南普通野生稻核心种质192份,占总资源(2038份)的9.42%,核心种质的Shannon 指数(I)保留了102.46%,Nei′s 基因多样性(h)保留了104.39%,有效降低了原始种质的遗传冗余度和遗传差异上的重复。海南普通野生稻核心种质代表了原种质的遗传多样性和特异性,为海南普通野生稻资源的有效利用提供材料。
    2024,25(10):1637-1647, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240131005
    摘要:
    利用708份国内外苦荞资源的22个表型性状和3个品质性状数据,进行苦荞核心种质构建。通过比较遗传距离、取样方法、取样比例和聚类方法4个层面的不同组合策略优劣,确定了苦荞核心种质的最佳取样策略为“欧氏距离+多次聚类偏离度取样法+20%取样比例+最长距离法”,构建了包含141份苦荞资源的核心种质。核心种质和原始种质的均值差异百分率、方差差异百分率、极差符合率和变异系数变化率分别为 0、84.00%、97.60%和115.42%。比较核心种质与原始种质各性状的均值、方差、极值、变异系数、多样性指数和主成分对核心种质进行验证和评价。核心种质与原始种质在25个性状上的均值无显著差异;核心种质在所有性状上的方差均大于或等于原始种质,其中22个性状的方差差异达到显著或极显著水平,表明核心种质有更强的异质性;多样性指数t检验表明,核心种质与原始种质多样性指数在所有性状上差异均不显著;主成分检验表明,核心种质与原始种质均有8个主成分,累计贡献率分别为77.525%和76.191%。本研究所构建的核心种质能较好地代表原始种质,可作为苦荞种质资源收集保存和有效利用的依据。
    2024,25(10):1648-1660, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240618002
    摘要:
    干旱是影响小麦生长发育的主要因素之一,筛选抗旱性优异的小麦种质,对抗旱性研究及抗旱种质资源利用具有重要意义。本研究于2018-2021年对373份山西小麦地方品种连续开展3年的田间成株期抗旱性鉴定,设置正常灌溉和干旱胁迫2个处理,测定株高、单株穗数、穗粒数、每穗小穗数、穗长、穗下节长、千粒重及单株产量8个性状,采用综合抗旱系数(CDC, comprehensive drought resistance coefficient)、抗旱性度量值(D, drought resistance comprehensive evaluation value)、加权抗旱系数(WDC, weight drought resistance coefficient)、相关性分析、频次分析、主成分分析、灰色关联度分析、隶属函数分析、聚类分析和逐步回归分析相结合的方法进行抗旱性评价。结果表明,干旱胁迫处理下8个性状的测定值均较正常灌溉处理明显降低。相关性分析发现8个性状的抗旱系数间均呈现一定的相关性。主成分分析将8个性状指标转换成5个主成分,累计方差贡献率达84.6%。基于CDC值、WDC值和D值,山西小麦地方品种抗旱性排序基本一致。根据D值利用聚类分析将373份材料划分为5类。逐步回归分析表明,D值与7个性状均显著相关,是较为可靠的抗旱性鉴定指标,并筛选出19份山西小麦地方种质,为小麦抗旱育种提供材料及理论基础。
    2024,25(10):1661-1672, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240129001
    摘要:
    为了解长江流域棉区棉花品种的品种特性,本研究收集了2001-2023年通过长江流域国家区试的100份棉花品种,并对其生育期和株高、产量相关性状、纤维品质相关性状进行了鉴定,发现长江流域棉区的品种选育总体呈现出生育期逐渐缩短、产量逐渐升高、纤维品质稳定改善的现象。采用聚类分析、相关性分析、主成分分析、综合评价的方法,对12个性状进行研究。结果显示,各性状的变异系数范围为3.06%~24.37%,遗传多样性指数在0.42~2.05之间,其中铃数的变异系数最大,子指与铃重的遗传多样性指数最高;聚类分析的结果表明,供试品种被分为3大类群,分别为产量与品质综合表现均较差的品种类群、低产优质的品种类群和高产低质的品种类群;相关性分析结果显示,生育期与大部分产量相关性状呈极显著正相关,与纤维长度、整齐度呈负相关;主成分分析结果表明,前3个主成分的累计贡献率达到70.23%,铃数、纤维强度与纤维长度是棉花出现表型变异的主要因素。对供试品种进行综合评价,发现各供试品种的得分在0.48~2.29之间,并筛选出综合得分前8以及2份早熟的综合表现优异的种质资源。本研究可为棉花的遗传改良提供一定参考,具有重要的理论和实践意义。
    2024,25(10):1673-1684, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240131008
    摘要:
    三七为人参属多年生草本植物,生长和繁育周期长,群体间的遗传多样性低,但群体内单株间表型变异大,人参皂苷含量差异尤为明显。本研究根据三七中5种人参皂苷(三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1、人参皂苷Re、人参皂苷Rd)含量构建了11份集团群体(SL1~SL11),对当代和第一代集团群体人参皂苷含量进行了比较分析。同时,基于三七基因组,使用MISA软件进行全基因组水平SSR标记开发,鉴定到255239个SSR标记,筛选出17对多态性SSR标记。使用SSR标记对第一代群体进行遗传多样性评价。结果表明,11份第一代集团群体观察杂合度Ho较高(0.4583~0.6042),遗传分化程度低(Fst=0.0447),且具有较高基因流(Nm=11.6189);第一代群体间总皂苷含量无显著性差异而三七皂苷R1变异系数高于总皂苷和其他单体皂苷,且群体SL8三七皂苷R1含量显著高于其他群体。综上,本研究以皂苷含量为目标性状构建了高皂苷含量的集团群体,并利用SSR标记评价了群体遗传多样性,构建的三七皂苷R1高含量群体可作为后续育种材料。
    2024,25(10):1685-1696, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240108001
    摘要:
    观测了61份辣椒地方品种以及39份紫彩椒和红辣椒809的杂交后代选育的创新种质的12个性状以及基因组DNA的SSR分子标记信息,进行了遗传相关分析和多样性评价。结果表明:地方品种和创新种质两个群体间的12个性状均呈显著差异,其性状变异系数范围分别为1.15%~50.02%和3.27%~60.67%,其中地方品种的维生素C含量变异系数最大;两个群体的广义遗传力分别在79.24%~99.23%和87.73%~98.80%之间,说明性状主要由遗传决定。两群体间的性状分化系数在1.30%~48.95%之间,其中花色苷含量分化明显,株高分化不明显。相关性分析表明两两性状间有23组呈显著或极显著相关;主成分分析综合评价筛选出10份特异资源。筛选出20对SSR有效引物对,PCR扩增出68个多态性条带,多态性比例为69.39%,其中地方品种的多态性位点居多。基于12个性状和分子标记数据进行聚类分析,可将供试种质划分为3个类群,地方品种大部分聚集在类群Ⅰ,创新种质大部分聚集在类群Ⅱ,类群Ⅲ仅含PP1122种质,该种质植株具有叶片大、长势旺、果实大、果皮紫色且营养成分含量高等特点,说明创新种质与地方品种亲缘关系较远,利用不同类群的种质紫彩椒和红辣椒809的杂交可拓展辣椒种质的遗传背景。本研究为辣椒种质创新和品种遗传改良提供参考。
    2024,25(10):1697-1712, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240108006
    摘要:
    披碱草属牧草生态适应性强,是青藏高原地区草地改良的主要种质资源。为了研究高寒地区披碱草属种质资源花序分支穗型的多样性,本研究以来自青藏高原不同地区的76份披碱草属花序分支种质资源为对象,测量和分析了花序分支的24个表型性状。结果发现:(1)76份种质资源群体间变异大,24个性状多样性指数高,各表型性状多样性指数H′平均为5.19。(2)披碱草属花序分支仅有一级分支,发生的分支数均值为7.03个,分支率均值为33.90%,分支一般发生在主花序轴中下部,分支始点变异系数最大(98.14%)。(3)相关性分析发现,分支数与分支率、分支宽度、分支穗总长、花序总长均呈极显著正相关;分支率与分支宽度、分支终点均呈极显著正相关;分支穗总长与花序总长、分支穗种子数均呈极显著正相关。(4)主成分分析表明,前4个主成分贡献率达84%,第1主成分(36%)与花序分支的数量和长度密切相关,反映了分支特征相关的变异;第2主成分(30%)反映了种子重量和分布特征;第3主成分(12%)反映了分支发生的位点和总花序长度等变异特征; 第4主成分(6%)反映了分支轴占花序长的比例和种子数质量密度等特征。(5)聚类分析表明,76份披碱草属花序分支种质资源可分为3类,包括少分支型、多分支型和均衡分支型;在此基础上通过亲缘关系分析,进一步分为9类种质,包括高位多支型、密支型、长支稀疏型、均衡分支型、重籽多产型、中等分支型、稀疏分支型、短支少产型、均匀稳产型。9种类型主要体现了分支特征和种子产量特征,为进一步筛选理想的花序分支穗型提供了基础。本研究的76份披碱草属花序分支种质资源多样性高,表型差异大,分支的发生改变了种子产量的格局,研究结果为改良高寒地区披碱草属牧草的种子产量提供了理论基础。
    2024,25(10):1713-1725, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240131001
    摘要:
    磷是有限的自然资源,磷肥当季利用率低,而过量施磷则会加重农业面源污染风险。挖掘马铃薯自身磷高效遗传特性,培育耐低磷品种是节约磷资源和保护生态环境的重要途径。建立基于光合表型参数的马铃薯品种(系)耐低磷能力评价体系,可实现耐低磷马铃薯种质快速、无损、高效鉴定和选择。以20个马铃薯品种(系)为材料,以膨胀珍珠岩为基质,在正常磷营养液池(1.70 mmol/L NaH2PO4)和低磷营养液池(0.17 mmol/L NaH2PO4)中培养,测定各品种生物量、产量和光合表型相关指标,计算各指标耐低磷胁迫指数。利用综合隶属函数法,进行主成分分析、回归分析,对各马铃薯品种(系)进行耐低磷能力的划分,综合评价各马铃薯品种耐低磷能力。与正常磷相比,低磷胁迫下,供试马铃薯品种(系)的单株产量、植株总干重、根干重等指标的均值降幅较大,各指标变异系数范围为3.24%~132.99%;光合参数中非光化学淬灭系数qN、PSⅡ反应中心开放比率qL、非调节性能量耗散的量子产量?no等光合参数有所上升。对各项指标的耐低磷胁迫指数进行主成分分析,前5个主成分的累计方差贡献率达86.32%,利用隶属函数法计算耐低磷综合评价值(D),D值范围为0.3258~0.7702;采用多元回归分析方法,建立了马铃薯耐低磷预测模型,确定了5个耐低磷鉴定指标并进行系统聚类,将20个马铃薯品种(系)划分为耐低磷型、中间型、低磷敏感型3类,并筛选出红玫瑰、6-1、滇薯1520、丽薯6号、27-1、滇薯1208为耐低磷型品种,而86-2、滇薯1504的耐低磷能力较差,为磷敏感型。
    2024,25(10):1726-1736, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240110001
    摘要:
    一粒系小麦(Einkorn wheat, AA)作为小麦的基础物种,在形成普通小麦的过程中染色体组部分位点丢失,评价一粒系小麦的遗传多样性及对病害抗性的水平对普通小麦育种和遗传改良具有重要的理论意义和育种价值。本研究利用15对条带清晰、多态性高的SSR引物对170份一粒系小麦材料进行遗传多样性分析,并接种条锈菌流行生理小种CYR34进行抗病性评价。结果表明,SSR分析获得71个等位变异,引物平均多态性信息含量为0.6540;聚类分析和群体结构分析均将170份供试材料分为两个类群,两类群内的平均遗传距离分别为0.4732和0.5404;抗病性评价获得19份抗性较好的材料,其中免疫材料3份,近免疫材料2份,高抗1份,中抗13份,占供试材料的11.17 %;有3对SSR引物与一粒系小麦抗条锈病显著相关。综上所述,一粒系小麦存在较多的等位基因变异,含有优异的抗条锈病基因,具有提高小麦抗条锈病的育种潜力。
    2024,25(10):1737-1747, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240102002
    摘要:
    小麦条锈病是由条形柄锈菌(Pst, Puccinia striiformis f. sp. tritici)引起的一种全球性重要真菌病害,严重影响小麦生产安全。发掘抗病基因,培育抗病品种是防治条锈病最为经济有效和安全的方法。武都白茧儿是甘肃陇南小麦农家品种,在整个生育期都表现出中到高抗条锈病,但其抗性基因尚不明晰。为解析武都白茧儿的条锈病抗性遗传机制,本研究利用抗病亲本武都白茧儿和感病亲本辉县红配制杂交组合,利用条锈菌生理小种V31/lab对其F2和F2:3群体进行苗期接种鉴定,结合混池测序和连锁分析定位抗性基因。结果表明,武都白茧儿对V31/lab抗性由一对隐性基因控制,暂命名为yrWUD。根据F2群体的混池外显子捕获测序和混池转录组测序结果,开发了12个高通量的KASP标记;通过连锁分析,将yrWUD定位在4AL染色体的2.6 cM遗传区间内,与侧翼标记4AL364AL11的遗传距离分别为0.9 cM和1.7 cM,对应13 Mb的物理区间(4A:610.26~623.35 Mb),其中3个抗病相关基因TraesCS4A02G329100TraesCS4A02G330000TraesCS4A02G330100在抗感池中差异表达,推测为yrWUD的候选基因。本研究定位了武都白茧儿的抗性基因yrWUD,用KASP标记4AL36在自然群体中检测了该基因的等位基因,研究结果为小麦抗条锈病育种提供了新基因和分子标记。
    2024,25(10):1748-1755, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240103001
    摘要:
    qCTS-9是在多种苗期低温条件下稳定发挥作用的水稻耐冷基因,研究其耐冷优异单倍型及适应性进化模式,有利于为水稻耐冷育种提供基因资源和技术支撑。本研究利用116份栽培稻(Oryza sativa L.)和37份普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.),对qCTS-9基因的核苷酸多样性及单倍型进行了分析。结果表明,qCTS-9基因编码区内的14个SNPs组成了8种单倍型,其中的4个非同义SNPs组成3种功能单倍型,这3种功能单倍型之间表现出显著的耐冷性差异,编码区的第1535 bp处SNP可能是qCTS-9基因的关键变异位点。对qCTS-9基因启动子区顺式作用元件进行分析后发现,相比于野生稻和粳稻,低温敏感籼稻Hap4单倍型材料中-1107 bp有一个SNP (G→A),导致该处的MYB识别位点缺失,这个自然变异可能与籼稻耐冷性下降相关。野生稻包含栽培稻中qCTS-9基因的大部分变异,但在编码区及启动子顺式作用元件中无独有的变异位点;从野生稻向籼粳分化的过程中,耐冷相关等位或突变被固定和扩展,进而增强了其区域适应性。
    2024,25(10):1756-1766, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240131003
    摘要:
    薏苡仁油是薏苡仁主要功能性物质之一,脂肪酸是其重要组成部分。以中国9个省份的190份薏苡种质为材料,检测其种仁硬脂酸、油酸、亚油酸含量,分析ClSADClFAD2基因序列多态性并鉴定单倍型,进行脂肪酸含量单倍型关联分析。结果表明,不同薏苡种质种仁3种脂肪酸含量存在广泛变异,变异系数为15.84 % ~ 23.05 %,遗传多样性指数为5.22 ~ 5.23,其中油酸含量最高,硬脂酸含量最低,各脂肪酸组分间呈极显著正相关。ClSADClFAD2内部各有14个和3个SNP,分别鉴定到5个单倍型组合,ClSAD基因单倍型Hap3和ClFAD2基因单倍型Hap1分别与参考基因组一致。ClSAD基因单倍型Hap3与硬脂酸含量显著关联且具有负效应,利于硬脂酸向油酸转化。ClFAD2基因单倍型Hap1利于亚油酸的积累,而Hap2与亚油酸酸含量显著关联且具有负效应,不利于亚油酸的合成。在2个基因内部各鉴定到1个关键SNP位点,分别是形成SAD和FAD2酶活性差异的关键位点。研究结果将为高油薏苡优良品种的选育、分子标记开发和相关分子机制解析提供理论基础。
    2024,25(10):1767-1780, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20231215003
    摘要:
    花生是我国重要的特色出口农产品,在农业发展中占有至关重要的地位。本研究以红珍珠(H)和白珍珠(B)两个花生品种为研究材料,进行转录组学-代谢组学联合分析。在开花后第30天和第45天,红珍珠种皮和白珍珠种皮色差值(L值、a值、b值)及其花青素含量在品种间均表现极显著差异。FPKM层次聚类分析结果表明,开花后第30天红珍珠相对于开花后第30天白珍珠和开花后第45天红珍珠相对于开花后第45天白珍珠独有基因分别为1847和1843个。GO分析注释结果表明, 8条GO 通路与花青素合成密切相关,其中GO:0055114和GO:0016207两个条目分别富集到8个和7个差异表达基因。KEGG富集分析结果表明,6条代谢途径与花青素生物合成显著相关。代谢组学结果表明,差异代谢物定位到了矢车菊素、原花青素、矮牵牛素、翠雀花素、锦葵素、牡丹素及其衍生物。转录组-代谢组联合分析结果表明,类黄酮生物合成途径(ko00941)是种皮颜色形成的关键途径,翠雀花素和矢车菊素为关键差异代谢物。11个差异表达基因qRT-PCR表达趋势基本与转录组测序结果一致。本研究结果对揭示花生种皮花青素生物合成调控机制具有一定的参考意义。
    2024,25(10):1781-1792, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240121003
    摘要:
    甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT,glycerol-3-phosphate acyltransferase)是三酰甘油(TAG,triacylglycerol)生物合成的核心酶,在植物生长发育以及抗逆过程中发挥重要作用。本研究基于蒿叶猪毛菜(Salsola abrotanoides L.)转录组数据,利用生物信息学和qRT-PCR方法,对蒿叶猪毛菜GPAT基因家族成员进行鉴定分析并探究其表达模式。以BLASTP比对和HMM搜索2种方法共鉴定出35个GPAT成员;理化性质分析表明,大多数蛋白属于碱性蛋白;亚细胞定位预测表明,Sa_GPAT家族成员主要分布于内质网;空间结构预测显示,二级结构主要以α螺旋为主,三级结构较为稳定。系统发育树分析显示,该家族分为4个亚家族,其中组别4为特有亚家族,且与拟南芥GPAT家族不存在聚类关系。信号肽预测显示蒿叶猪毛菜GPAT家族成员中未存在信号肽,且跨膜结构分析表明蒿叶猪毛菜GPAT家族成员中约63%存在跨膜结构。表达模式分析表明,蒿叶猪毛菜GPATs呈现组织特异性表达,其中Sa_GPAT003在幼苗中高度表达,结合幼苗干旱胁迫转录组结果发现多数Sa_GPAT家族成员响应外界干旱胁迫,其中Sa_GPAT032在干旱胁迫后表达量极显著升高。由此推测,蒿叶猪毛菜GPAT基因家族成员可能在抵抗干旱胁迫方面起着重要作用。
    2024,25(10):1793-1802, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240102004
    摘要:
    马铃薯(Solanum tuberosum L.)是全球第四大粮食作物,挖掘鉴定抗旱基因,是培育抗旱马铃薯新品种的重要途径。马铃薯StAVP1基因参与跨液泡膜物质运输,在植物应对物质运输和非生物胁迫中发挥重要作用。本研究从马铃薯品种大西洋的叶片中克隆得到编码区全长2301 bp的StAVP1基因,生物信息学分析表明,其包含典型的H+-焦磷酸酶结构域和13个跨膜结构域,与近缘物种的AVP1蛋白具有较高的序列相似性,预测定位于液泡膜上。组织表达模式分析显示,StAVP1基因在花中表达量最高,块茎中表达量最低。StAVP1过表达拟南芥株系的生物量和根长显著高于野生型,干旱胁迫后,过表达StAVP1拟南芥株系叶丙二醛含量显著低于野生型,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和脯氨酸含量显著高于野生型。DREB等逆境应答基因表达量显著上调。CoIP试验结果显示,StAVP1与StRAB发生直接互作,且干旱胁迫下StAVP1过表达拟南芥株系中AtRAB基因表达量也显著上调。本研究通过生物信息分析、异源表达表型、生理、基因表达方面功能验证、互作蛋白分析,表明马铃薯StAVP1基因是马铃薯遗传改良的重要基因来源。
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    优先出版日期:  2024-10-15 , DOI:
    摘要:
    为明确抗ALS类除草剂油菜新种质M196的除草剂交互抗性效应和抗性基因功能,本研究分别对培养室和大田种植的油菜M196,在苗期喷施不同浓度梯度的SU、IMI、TP、PB和SCT类共五类ALS抑制剂类除草剂,抗性鉴定以评价M196对各类除草剂的抗性效应。结果表明,SU和SCT类交互抗性最强,IMI、TP和PB类较低。转抗性基因拟南芥功能验证表明,转基因阳性株对各除草剂交互抗性水平和油菜一致。M196抗性基因的表达与转基因拟南芥体外酶活抑制实验揭示,M196中抗性基因对ALS类除草剂交互抗性的产生,由突变靶基因的表达量增加以及突变靶标酶对除草剂的敏感性下降导致。研究结果对预防和解决抗性品种大面积推广后可能带来的杂草抗药性以及抗性基因漂移等问题,提供理论依据。
    优先出版日期:  2024-10-12 , DOI:
    摘要:
    植物分枝是一个复杂且受严格调控的发育过程,显著影响植物的形态建成及产量,是植物理想株型研究的重点内容之一。植物分枝形成至少需要两个重要步骤,一是腋生分生组织的形成;二是腋芽的形成及生长发育成分枝。近年来,已经证实多种因素调控这些过程,并最终影响植物分枝数。本文简述了植株分枝形成的分子调控机制,包括植物腋生分生组织形成关键基因调控网络和腋芽形成及生长关键基因调控网络,综述了多种内源激素包括生长素、细胞分裂素、赤霉素、油菜素内酯和独脚金内酯,营养物质蔗糖和环境因素光对分枝形成的影响,旨在为培育具有理想株型的高产新品种奠定基础。同时探讨了激素之间相互作用对分枝形成的调控,并分析了油料作物分枝研究现状及未来的努力方向,以期为塑造理想株型提供理论依据。
    优先出版日期:  2024-10-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240816002
    摘要:
    种子休眠与萌发是植物生长过程中的关键环节,该过程受到多种内源激素和外在环境因子的精确调控。近些年,脱落酸(ABA, Abscisic Acid)和赤霉素(GA, Gibberellins)调控种子休眠与萌发的研究取得了重要进展,尤其是二者交互调控休眠与萌发等方面有所突破。本文总结了ABA与GA代谢及信号转导对种子休眠与萌发的调控,讨论了ABA与GA的交互作用,以及二者与环境之间互作对种子休眠与萌发的影响。以期能更好地理解种子休眠与萌发的激素调控网络,为今后深入研究ABA与GA调控种子休眠萌发提供理论参考。
    优先出版日期:  2024-10-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240314002
    摘要:
    倒伏是影响甘肃中部甜荞高产优质的重要因素。本研究以 76份国内外甜荞种质资源为试验材料,通过计算 23个与抗倒伏密切相关性状的遗传多样性,应用相关性分析、主成分分析、回归分析、聚类分析及逐步判别分析等方法,对甜荞种质资源抗倒性进行综合评价。76份甜荞种质材料的遗传多样性较高,不同性状的多样性指数分布范围为 2.349—4.331,其中,主茎第二节间长最大,主茎分枝数最小。相关性分析表明,23个性状之间存在着不同程度的相关性。主成分分析结果表明,前 5个主成分能够代表76份甜荞种质 23 个性状81.421% 的信息量。利用隶属函数法计算获得甜荞种质资源抗倒性综合得分值(D 值)平均为 0.469,云甜荞1号D值最低(0.200),TQ10-07 D值最高(0.819)。通过构建逐步回归分析,筛选出株高、茎秆重心高度、主茎第一节间长及壁厚、主茎第二节间长、主茎分枝数、弯曲度和茎秆抗折力 等8 个性状,可作为甜荞种质资源抗倒性的综合评价指标。聚类分析将76份供试材料分为 4 个类群。逐步判别分析结果表明,76 份材料中有5 份被误判,误判率仅为 6.58%,说明聚类分析结果是准确、可靠的。类群Ⅰ的 3 份材料 D 值最高,抗倒伏能力最强,可作为种质创新及抗倒育种的亲本材料。本研究表明采用多元化统计分析方法对甜荞种质资源抗倒性进行综合评价是可行的,从而为甘肃中部地区甜荞种质创新和抗倒伏育种提供依据和借鉴。
    优先出版日期:  2024-10-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240318002
    摘要:
    小麦叶片颜色与植株光合效率和籽粒产量密切相关。人工合成小麦Y223表现为生理性黄叶,与正常绿叶品种晋作82的杂种F1植株叶色表现为中间型,在Y223旗叶抽出17 d后,杂种F2群体中绿叶、中间和黄叶类型植株数目的分离比例符合1:2:1,表明Y223的黄叶表现不完全显性。采用混合分离群体分析法,利用杂种F2代植株构建绿叶池和黄叶池,从分布于小麦21条染色体的569个SSR标记中筛选出12个在亲本间和绿叶/黄叶池间表现多态性的标记。利用9个位于2B染色体的多态性标记扩增F2群体,最终用5个标记定位了黄叶位点,暂命名为YL-2B,其侧翼标记为Xbarc200和Xbarc55,遗传距离分别为2.3 cM和3.8 cM。通过比较显隐性、黄叶表型和标记连锁程度,证明YL-2B与2B染色体上已报道黄叶位点均不相同,是1个新的黄叶位点。本研究初步明确了Y223黄叶位点的遗传规律和染色体位置,为下一步基因克隆以及叶片衰老机制解析奠定了基础。
    优先出版日期:  2024-10-09 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240403002
    摘要:
    糜黍(Panicum miliaceum L.)是一种品种资源多样的古老作物,采用荧光SSR标记,对糜黍资源进行数字化的管理与分类,可将众多资源合理高效应用。本研究以258份内蒙古糜黍资源为材料,基于本课题组前期开发的85个常规SSR标记,经多次扩增筛选、优化、加工(引物5′端添加荧光基团)获得荧光SSR核心标记。利用MapChart 2.32绘制标记的染色体定位图,利用ID Analysis 4.0检测标记对材料的区分度,用PowerMarker 3.25和PopGen 1.32进行遗传多样性分析,用 MEGA 11.0.10和NTSYSpc2.11a分别绘制聚类图和主成分分析图,最终应用草料二维码生成器构建材料的DNA分子身份证。遗传多样性分析发现,利用7个标记扩增258份材料,共有123个等位基因(Na),平均每个标记有17.5714个,处于8.0000~25.0000之间;有效等位基因数(Ne)变化范围在3.5868~16.2042之间,均值是7.4622;Shannon多样性指数(I)处于1.8361~2.8852之间,平均值为2.2270;观测杂合度(Ho)、期望观测杂合度(He)分别处于0.5303~0.9606、0.7229~0.9408之间,均值分别为0.8021和0.8372;Nei’s基因多样性指数(Nei)变化范围在0.7212~0.9383之间,均值是0.8353;多态性信息含量(PIC)为0.8266~0.9391,均值是0.8994。将毛细管电泳结果以特定方式进行编码处理,最终仅用7个荧光标记(RYW6、RYW8、RYW37、RYW40、RYW67、RYW124和RYW125)组合在一起生成全部材料的字符串和二维码DNA分子身份证,为内蒙古糜黍种质资源的分类管理及快速鉴定提供了分子检测工具和理论依据。
    优先出版日期:  2024-09-20 , DOI:
    摘要:
    悬钩子属植物具有很高的经济价值,目前认为中国西南地区是悬钩子属植物的分布中心;然而,尚不清楚该区域悬钩子属野生植物资源的本底。本研究通过野外考察、查阅标本和文献的方法,对中国西南的悬钩子属植物资源进行调查,同时对西南地区悬钩子属植物资源的收集、保存及有药用价值的植物进行初步探讨。结果发现:中国西南地区有悬钩子属植物142种、69变种,其中特有种47种、40变种;据报道有药用价值的有22种、1变种;适合在滇西北高海拔地区作为育种材料或引种驯化的有5种;这些悬钩子属植物资源分布在海拔300-4300 m。本文较为系统的介绍了其分布区、海拔、生活型、生境类型以及植物学特性和遗传多样性,为悬钩子属植物资源的开发和遗传育种提供了基础数据。
    优先出版日期:  2024-09-19 , DOI:
    摘要:
    锈病是豇豆生产上三大主要病害之一,选育抗锈病品种是防治锈病最经济有效的策略,筛选抗锈病种质、解析其遗传基础是抗锈病育种的关键和前提。本研究对215份豇豆地方品种进行抗锈病精准鉴定,筛选出40份达到免疫水平的抗病种质。利用重测序技术鉴定了215份种质基因型,获得3880169个高质量SNPs和469398个高质量InDels。采用全基因组关联分析,鉴定出10个与锈病抗性显著相关的基因组区段,单倍型分析显示各峰值SNP的不同等位变异与锈病抗性高度相关,且随着有利等位变异的聚合,群体内抗病材料的比例显著升高。本研究鉴定出10个可能的抗锈病候选基因,包括含BTB/POZ结构域蛋白基因、LRR受体类丝氨酸/苏氨酸激酶基因、乙烯反应转录因子、交替氧化酶基因等。本研究为豇豆抗锈病分子育种提供了理论指导和基因资源。
    优先出版日期:  2024-09-13 , DOI:
    摘要:
    叶片是水稻(Oryza sativa L.)进行光合作用的主要器官,叶片形态是影响水稻群体光合效率的首要因素,不断挖掘控制叶片卷曲的基因并揭示其遗传机理,可为培育叶片适度卷曲的理想株型水稻品种提供基因资源。本研究以自然卷叶突变体rl76为材料,对其开展了农艺性状调查、叶片纤维素、叶绿素含量测定及组织学分析,并用水稻GSR40K芯片技术对rl76卷叶基因进行定位。通过表型鉴定,突变体rl76与野生型在苗期卷叶表型无明显差异,都表现为轻度卷曲;从分蘖期开始,rl76与野生型相比,叶片极度内卷成葱状且直立,叶片卷曲指数极显著增加,株高和有效分蘖数显著降低,叶宽、剑叶长和穗长无明显差异。叶绿素含量显著高于野生型,类胡萝卜素含量无明显差,纤维素含量和木质素含量均低于野生型。石蜡切片观察叶片结构,发现rl76突变体叶片气腔消失、远轴面厚壁细胞发育缺陷及泡状细胞面积和个数减少。遗传分析表明卷叶性状符合不完全显性单基因遗传规律;采用水稻GSR40K芯片技术将rl76基因初步定位在第9染色体上12.179- 16.436Mb的区段;进一步采用F2群体中极端卷叶单株重组子筛选法,将卷叶基因精细定位在第9染色体上SSR标记T5904-7和T5904-9物理距离为30.26kb的染色体区段,在该染色体区间内含有3个注释基因,其中LOC_Os09g23200是已报道通过调节叶片远轴面细胞发育来调控水稻叶片卷曲的基因SLL1,因此推测卷叶突变体rl76的卷叶表型可能是SLL1基因在发挥作用。综上所述,rl76卷叶突变体的卷叶表型是由9号染色体上的一个不完全显性单基因通过调控泡状细胞及远轴面厚壁细胞的发育所致。
    优先出版日期:  2024-09-13 , DOI:
    摘要:
    本研究为筛选玉米苗期耐盐鉴定的最适NaCl浓度,选取16份代表性自交系进行0、100、150、200、250、300 mmol/L NaCl处理7天,设置株高、根长、地上部和地下部鲜重、地上部和地下部干重6个指标,并记录苗情。结果表明,150 ~ 200 mmol/L NaCl为适宜范围,150 mmol/L NaCl处理下除根长变异系数外,其他5个指标变异系数均大于200 mM NaCl,据此本研究建立了玉米苗期150 mmol/L NaCl处理下多指标综合评价的耐盐鉴定体系。利用该体系对76份玉米自交系进行分析,通过加权隶属函数法计算耐盐综合评价指数D并聚类分析,将76份玉米自交系划分为高耐盐、耐盐、盐敏感及盐高感4个类群,其中明71、中106、四-287和8112耐盐能力最强,可作为玉米耐盐育种的优异资源;地上部鲜重耐盐系数与D值相关性最高,可作为玉米自交系苗期耐盐性评价的主要指标。
    优先出版日期:  2024-08-13 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240615001
    摘要:
    小豆野生种及其近缘种作为关键的遗传资源,具有极强的抗病虫能力和耐逆性,在育种中具有重要的利用价值。然而,伴随着城市化进程的加快以及人类活动的影响,小豆野生资源面临严峻挑战,濒临灭绝,因此需强化对野生资源的系统考察、抢救性收集及鉴定工作。辽宁地区拥有丰富的小豆野生种及其近缘种,但其种群数量、分布情况及资源特性等尚不明晰。本研究于辽宁省14个市的36个区(县)开展了小豆野生种及其近缘种的调查和收集工作,总计收集到262份样本。调查结果表明,小豆野生种主要分布于辽中和辽东地区,尤其是在辽东沿海区域;而野生近缘种则主要分布于辽西地区。此外,我们还针对收集的小豆野生种进行了豆象抗性鉴定,筛选出2份高抗豆象和1份抗豆象的小豆野生种。本研究结果为我国小豆野生种及其近缘种的珍稀濒危资源保护和利用提供了重要依据,同时为小豆抗豆象育种提供了珍贵的种质资源。
    优先出版日期:  2024-08-08 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240628001
    摘要:
    根系是水稻植株的重要组成部分,在植物固定、水份和营养物质获取等生长发育过程中起重要作用。本研究发现oself3-1突变体的根系显著变短,将突变体与野生型杂交构建F2分离群体,进行遗传分析表明突变性状由隐性单基因调控。通过图位克隆将OsELF3-1定位在6号染色体一段50.9 kb的区间内,该区间内共有4个开放阅读框(ORF),通过序列比对发现突变体在ORF4(OsELF3-1)的第二个外显子上缺失7个碱基,导致基因发生移码并提前终止,推测OsELF3-1为目标基因。调查OsELF3-1的CRISPR/Cas9敲除突变体发现其根系显著短于野生型,验证OsELF3-1参与根系长度调控。为进一步阐明OsELF3-1的调控网络,利用酵母双杂交筛选到OsELF3-1的互作蛋白OsARID3,OsARID3具有ARID功能结构域、α-crystallin/Hsp_domain、SHSP结构域,以及依靠钾离子的钠离子/钙离子交换的结构域。调查OsARID3-RNAi突变体发现其根系显著短于野生型,说明OsARID3可能参与根系长度调控。通过3 K测序数据分析OsARID3自然变异发现其共有15个单倍型,且存在明显的籼粳分化,粳稻主要属于单倍型I、IV和VI。综上所述,本研究发现OsELF3-1与OsARID3互作调控水稻根系,为进一步深入解析水稻根系生长发育调控网络提供理论基础和种质资源。
    优先出版日期:  2024-08-05 , DOI:
    摘要:
    兰科是被子植物中最大的科之一,物种繁多,分布广泛,因其奇特的花型、丰富的花色和较长的花期,具有较高的观赏价值。开花时间和花朵品质是影响兰科植物观赏价值的重要因素,如何调控兰花花期、提高兰花花朵品质对兰科植物的生产和应用具有重要意义。本文结合国内外研究对兰科植物的花芽分化进程、花期调控技术及开花相关的分子调控机理进行综述,总结出兰科植物花芽分化的特征、兰科植物花期调控相关基础研究与技术存在的问题和兰科植物相关的开花途径,提出兰科植物花期调控机理和技术有潜在研究价值的方向,以期为兰科植物的花期调控研究、兰花产业化生产和品质提升提供参考。
    优先出版日期:  2024-07-29 , DOI:
    摘要:
    蛋氨酸是畜禽类玉米-豆粕型日粮的第一限制性氨基酸,氨基酸不平衡会导致机体蛋白质合成受到抑制从而影响肉和奶的品质。为解析玉米籽粒蛋氨酸积累的调控机制,本研究利用同源克隆方法获得了影响蛋氨酸含量的候选基因ZmTS1(Threonine Synthase1),通过玉米突变体材料验证ZmTS1基因功能,发现与野生型相比,Zmts1突变体籽粒中蛋氨酸含量提高了60%,SDS-PAGE凝胶电泳结果表明Zmts1突变体成熟籽粒中富含蛋氨酸残基的10 KDa-δ 醇溶蛋白较野生型有了显著提高,验证了该基因可显著提高玉米籽粒中蛋氨酸含量。生物学信息分析结果表明,该基因含有一个苏氨酸合酶结构域,编码的蛋白属于亲水性蛋白。通过转录组分析挖掘与蛋氨酸代谢相关的差异表达基因,共筛选到1144个差异表达基因, 其中571个基因表达上调, 573个基因表达下调。GO和KEGG富集通路分析表明,差异表达基因主要参与氨基酸的生物合成和代谢途径。利用qRT-PCR进一步验证了7个参与蛋氨酸代谢途径关键候选基因,这7个基因能间接调控蛋氨酸代谢途径,RNA-Seq与qRT-PCR的表达模式相一致。本研究为高蛋氨酸玉米育种提供了新的种质资源,也为玉米蛋氨酸调控机制提供一定的理论依据。
    优先出版日期:  2024-10-12 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240412001
    摘要:
    为揭示黑稻材料的遗传背景,明确材料间的亲缘关系,本研究利用实验室前期筛选的30条SCoT引物对90份水稻材料(包括21份黑叶黑稻、24份紫叶黑稻、30份绿叶黑稻、15份白稻)进行遗传多样性分析。结果显示,SCoT引物共扩增出194个条带,其中多态性条带165条,多态性比例为85%。等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Nei’s基因多样性指数(H)以及Shannon’s信息指数(I)的平均值分别为1.9216、1.3922、0.2445和0.3836。供试水稻种质间的遗传相似系数为0.3798~0.9697。聚类分析结果显示,在遗传相似系数为0.73处,将90份水稻材料分为四类。群体结构分析与聚类分析结果一致性较好。说明SCoT标记适用于黑稻遗传背景及亲缘关系的研究,本研究为黑稻杂交育种中的亲本选择提供参考依据,同时为黑稻品种的遗传改良、新品种培育提供理论依据。
    优先出版日期:  2024-10-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240509001
    摘要:
    光合作用是植物赖以生存的基础,叶色突变体往往伴随着叶绿体结构异常、光合色素合成受阻等表型,因此,研究叶色突变体可为光合作用和光形态建成提供实验数据和理论支撑。本研究以2.48 Gy辐照剂量的快中子辐射诱变玉米自交系PH6WC筛选得到的玉米黄化突变体et9 (etiolation 9)为材料,通过表型鉴定、叶片内叶绿素含量测定、叶绿体结构显微观察、光合特性等分析,与野生型相比et9株高、穗位高显著降低,剑叶长、剑叶宽和倒三叶宽显著减小,抽雄、散粉、吐丝期均比野生型推迟10-12天;叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量都显著低于野生型;叶绿体结构松散,类囊体分布混乱,垛堞基粒数量较少;净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均极显著低于野生型,胞间二氧化碳浓度极显著升高,叶绿体荧光参数除非光化学淬灭外均显著低于野生型,遗传模式分析表明其黄化表型受一个核隐性基因所控制,命名为Zmet9(Zea mays etiolation 9)。将其与玉米自交系B73杂交构建F2分离群体,通过BSR-seq方法将突变位点初步定位在玉米第9染色体20~22 Mb区间2 Mb范围内。进一步在初定位区间内开发4对KASP标记及2对InDel标记,利用约1100个突变表型单株进行精细定位,最终将Zmet9精细定位于玉米第9染色体标记KASP19和2040之间约160 kb的区间内。该区间内含有5个候选基因,其中Zm00001d045384编码一个铁超氧化物歧化酶,与拟南芥中的同源基因FSD2、FSD3突变后出现叶色漂白的表型类似。我们推测Zm00001d045384可能是Zmet9的候选基因。
    优先出版日期:  2024-10-11 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240430002
    摘要:
    工业大麻(Cannabis sativa L.)是一种应用在造纸、医疗保健、纺织等领域的高价值经济作物。创制工业大麻新种质是开展品种选育、创新种质资源、开展功能基因组研究的重要基础。本试验利用甲基磺酸乙醋(EMS)构建了中大麻资4号的突变体群体。通过设置8个EMS诱变剂浓度梯度处理,明确了0.8%EMS处理浓度对中大麻资4号诱变效果最好。对2000粒中大麻资4号种子进行诱变后,M1共成苗644株,出苗率为32.2%,其中包括叶色、花序和株高变异单株90株,突变率为13.98%。对M1突变体进行大麻二酚(CBD)含量测定,获得3个高CBD和2个低CBD含量突变株;通过测序发现CBD含量突变体中5个大麻素关键催化酶基因(CsPT4-EXP、CsOAC1-EXP、CsOLS1-EXP、CsCBDAS-EXP和CsTHCA-EXP)及其启动子区域DNA序列均未发生突变,但是CBD含量突变体中以上5个催化酶的表达水平较对照出现显著变化。由此推断,EMS处理导致了突变体中影响CBD代谢途径的调控基因突变进而调控CBD合成途径催化酶的表达,最终表现为突变体花头中CBD含量显著变化。本研究通过创制EMS突变体群体为工业大麻育种提供了优异种质资源,也为进一步解析大麻素合成代谢途径的调控机制及挖掘相关基因提供良好材料和基础。
    优先出版日期:  2024-09-27 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240520002
    摘要:
    菊花(Chrysanthemum morifolium)具有重要的观赏与经济价值,干旱会降低其产量和品质,产生巨大经济损失。挖掘菊花中的抗旱基因,培育抗旱品种是解决上述问题的关键之一。MYB转录因子参与植物生长发育和响应非生物胁迫。本研究于拟南芥中异源表达菊花CmMYB15-like基因,通过观察干旱胁迫后的表型变化,测定相对含水量(Relative Water Content,RWC)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、可溶性糖(Soluble Sugars,SS)、超氧化物歧化酶(Super Oxide Dismutase,SOD)活性、木质素含量等指标,探究该基因的抗旱性功能。结果显示,较野生型相比,过表达CmMYB15-like提高了干旱胁迫后植株的RWC、SS含量以及SOD酶活性,降低了MDA含量,增加了主根长度和侧根数目。此外,AtPAL2、AtPAL4、At4CL1等木质素合成相关基因上调,木质素含量高于野生型。这些结果表明,CmMYB15-like参与拟南芥干旱胁迫反应,为菊花抗旱基因资源筛选和品种培育提供一定理论依据。
    优先出版日期:  2024-09-23 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240219003
    摘要:
    前期通过全基因组关联分析我们获得了一个苦荞耐盐相关基因FtGST2(FtPinG0707941400.01)。为了解FtGST2的基因结构与类型,我们通过同源比对和保守序列分析发现,苦荞中有69个GST基因家族的成员,该基因属于谷胱甘肽-s-转移酶(Glutathione S-transferases)中的四氯代氢醌脱卤素酶亚族(TCHQD)。对该基因上游2000 bp的启动子序列进行分析发现,34个元件中含有2个脱落酸(ABA)响应元件与6个茉莉酸甲酯(Me-JA)响应元件,而脱落酸与茉莉酸正是植物调控盐胁迫途径的重要激素。为进一步验证FtGST2的功能,我们从中苦3号中克隆出了FtGST2基因,对FtGST2在苦荞不同器官中的表达量和不同浓度NaCl处理下的表达量差异进行实验分析。结果显示,FtGST2在根中的表达量最高,并且FtGST2在100 mM NaCl处理下的表达量明显高于50 mM NaCl与未处理下的表达量。同时我们构建了FtGST2的过表达拟南芥与毛状根,并检测转基因材料在盐处理下的种子发芽率、主根长、毛状根鲜重及其生理指标。结果显示,过表达FtGST2的拟南芥发芽率和根长都高于与其相同处理的野生型,FtGST2的过表达毛状根在未处理条件下与对照组(A4)无明显差异,而在100 mM NaCl处理下的毛状根鲜重显著高于对照A4。对过表达毛状根与A4毛状根在100 mM NaCl处理下不同时间的表达量进行检测,发现FtGST2基因在受到盐胁迫3 h处表达量最高,6 h处下降,到12 h又有所上升。此外,对毛状根的生理指标进行检测后发现过表达FtGST2基因的确能有效提高苦荞毛状根过表达株系的耐盐性。以上实验对FtGST2基因的抗盐功能进行了初步验证,为后续苦荞耐盐品种的选育奠定了一定基础。
    优先出版日期:  2024-09-23 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240223009
    摘要:
    生长素响应因子(Auxin response factors, ARF)是一类生长素响应转录因子,在花发育调控中发挥重要作用,但其在向日葵花发育中的作用尚未见报道。本文基于本实验室构建的向日葵转录组数据,筛选到39个向日葵ARF基因,分属于5个亚族,且同一亚族成员具有相似的基因结构、保守结构域和保守基序。组织特异性表达模式分析发现,其中20个ARF基因可能与向日葵花发育调控相关。分析这20个ARF基因在WT和分生组织转变和花器官发育缺陷突变体cb1(crazy broccoli 1, cb1)中的表达差异,发现gene33195、gene34899、gene58924、gene2145和gene16681在WT花发育St2至St4时期高水平表达,在花发育后期几乎不表达;它们在cb1中表达水平被上调,且与WT花发育早期峰值水平相当。另一个ARF基因gene70445在cb1突变体的整个花发育时期的表达水平均远高于WT。这些结果说明,这6个ARF基因在花分生组织转变和花器官发生中发挥关键作用。启动子顺式作用元件分析发现,这6个基因的启动子区存在多个AP2/ERF、MIKC_MADS和LFY识别元件,说明他们在向日葵花分生组织转变和花器官发生调控中,可能受到AP2/ERF、MIKC_MADS和LFY家族基因的调节。本文的研究结果,将为深入探究向日葵ARF基因在花发育调控中的功能和分子机制提供重要线索,也为向日葵新品种选育提供参考。
    优先出版日期:  2024-09-23 , DOI: .20240226002
    摘要:
    十字花科作物主要受S位点的复等位基因控制着自交不亲和性(SI,self-incompatibility),羽衣甘蓝(Brassica oleracea var. acephala)是十字花科芸薹属中典型的自交不亲和性植物。本研究利用20对SSR引物首次构建了20个羽衣甘蓝自交系的指纹图谱,这套引物共鉴定到65个等位变异,平均每对引物含有3.25个变异。等权重算术平均聚类法(UPGMA)将它们聚类为3个遗传类群:OK1、OK2和OK3。利用SRK基因激酶区的特异性引物分析发现20个羽衣甘蓝自交系中共有9个SRK单元型,分别是8个Ⅰ类S单元型(SRK7、SRK13、SRK14、SRK16、SRK23、SRK36、SRK45和SRK51)和1个Ⅱ类S单元型(SRK15)。遗传类群OK1主要为SRK15单元型,占比50%,其次为SRK23单元型,占比20%;遗传类群OK2主要为SRK15、SRK16单元型,占比均为40%;遗传类群OK3主要为SRK23单元型,占比40%,OK1遗传类群拥有较多的SRK15单元型。亲和指数测定结果进一步验证了不同遗传类群内部或遗传类群间的自交系杂交的亲和关系,杂交组合配制的过程中应兼顾遗传类群和SRK单元型。
    优先出版日期:  2024-09-23 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240202004
    摘要:
    全球不同大麦产区的环境差异以及啤酒大麦育种方向的不同,导致了啤酒大麦酿造品质差异。为比较国内外啤酒大麦的品质差异,本研究对44个来自北美、欧洲、澳洲以及我国的常用啤酒大麦品种进行了酿造品质(包括麦芽和籽粒品质)的分析,主要研究结果表明:在麦芽品质方面,国内各大产区主栽品种均有可对标的国外啤酒大麦品种,即东北产区的龙啤麦14和龙啤麦18号的麦芽品质可对标欧洲进口啤酒大麦,南方产区的苏啤系列和西北产区的甘啤系列可对标澳洲进口啤酒大麦,中啤麦1号和北方产区的蒙啤3号麦芽品质与北美进口啤酒大麦为同一类型;国外进口啤酒大麦麦芽品质性状较中国啤酒大麦主要表现为β-葡聚糖含量低,浸出率高;在国内种植的国外引进啤酒大麦较在原产区种植时,糖化力、库值和β-葡聚糖含量均受到影响,而北美产区的大部分品种较适应中国种植条件,麦芽品质性状较原产区未出现明显变化;麦芽品质的糖化力和浸出率指标与籽粒中蛋白质含量和总淀粉含量以及支链淀粉含量显著相关,鉴于籽粒品质和麦芽品质性状相关性以及籽粒品质性状测定的易操作性,籽粒蛋白质、总淀粉含量和支链淀粉含量性状可以作为啤酒大麦育种的初筛性状。本研究为国内不同产区内啤酒大麦的培育改良提供了品种参考和改良方向,对提高国内啤酒大麦的生产利用效率具有指导意义。
    优先出版日期:  2024-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240304002
    摘要:
    为促进甜樱桃优良新品种的选育,对35份甜樱桃品种(系)果实的10项外观品质和6项内在品质指标的分布频率、变异系数等采用相关性分析、主成分分析和聚类分析进行评价和研究。结果表明,果形、果实缝合线形状、果顶形状等3个描述性性状的辛普森指数分别为0.700、0.561和0.573。13个数值型性状中畸形果率的变异系数最大(95.00%),可食用率的变异系数最小(3.35%)。单果重与果肉重、可食用率呈极显著正相关性,固酸比与pH值呈极显著正相关性,与可滴定酸呈极显著负相关性。聚类分析将甜樱桃品种(系)按照果实品质性状分成4个组群,适用于针对性筛选具有某些优良性状的种质资源。基于上述分析结果表明,‘雷吉纳’、‘交大54号’和‘罗亚理’综合性状优势突出,可作为甜樱桃育种的优良亲本。
    优先出版日期:  2024-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240229002
    摘要:
    本文对 202 份枣果质地性状的进行了测定,采用变异系数和多样性指数估算以及相关性分析和聚类分析等方法进行综合评价。通过变异系数和多样性指数发现果肉含水率和果肉密度变异系数小于10%,其余5个性状的变异较大,变异系数范围15.51%~33.03%;多样性指数范围在1.96~2.10之间,说明供试种质多样性丰富。相关性分析表明,果皮穿刺强度、果肉硬度、果肉紧实度、果皮脆性等性状相关性显著。通过主成份分析提取到2个主成分,累计贡献率为63.17%。结合主成分分析与逐步回归分析表明果肉硬度、果皮穿刺强度、果肉紧实度、果皮脆性是枣果质地性状变异的主要因素,可作为种质资源鉴定的指导性关键性状。通过主成分方差贡献率计算枣果质地性状的综合值H,依据H值利用系统聚类法把202份枣种质分为酥脆多汁型(H值,-2.62~-0.41)、较致密多汁型(H值,-0.33~-0.77)和致密少汁型(H值,0.86~4.81)共3类。研究结果为枣种质质地性状的鉴定评价以及开发利用提供了重要依据。
    优先出版日期:  2024-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240223005
    摘要:
    盐胁迫对植物的生长产生严重抑制作用,导致作物产量降低,萌发期是植物对盐害最为敏感的时期。因此建立准确便捷的耐盐性鉴定评价体系和筛选耐盐甘蓝型油菜种质对提高油菜品种抗盐能力至关重要。本研究根据15份甘蓝型油菜种质的盐损伤指数筛选出萌发期耐盐性鉴定的最佳浓度为1.25%,在该浓度下对186份甘蓝型油菜种质资源的萌发势、萌发率、根长、下胚轴长、鲜重和干重进行测定,并计算其耐盐指数。通过主成分分析、隶属函数等分析方法对油菜种质资源进行耐盐性综合评价,并建立耐盐性综合评价模型,筛选出适宜的评价鉴定指标。结果表明:1.25% NaCl胁迫下,甘蓝型油菜的相对萌发势、相对萌发率、相对根长、相对下胚轴长、相对鲜重、相对干重间互成极显著正相关;利用主成分分析将6项指标综合为3个主成分,累计贡献率达92.809%,依据3个主成分的权重计算各种质的D值,将186份种质划分为4个等级,筛选出5份耐盐材料。并建立了甘蓝型油菜耐盐性鉴定的数学评价模型D=0.111+0.201X1+0.165X2+0.381X5。本研究筛选得到的耐盐鉴定指标和耐盐材料为开展油菜耐盐育种奠定了方法和材料基础。
    优先出版日期:  2024-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240207001
    摘要:
    铁是植物细胞生命过程中必不可少的金属元素之一,参与呼吸作用、叶绿素生物合成、光合作用等生命过程。土壤中含有大量的铁元素,但是有效铁的利用受到限制导致植物缺铁,直接关系到其生长发育和花粉活力及品质形成,进而造成产量损失。解决该问题的重要举措在于如何提高大豆对铁元素的吸收转运和高效利用。因此,掌握大豆铁吸收转运和利用规律并明确其背后的分子遗传机制是实现大豆铁营养高效的重要前提。本文重点阐述了大豆体内铁元素的吸收转运、铁元素参与大豆固氮作用以及缺铁和高铁对大豆的影响等内容,综述了国内外大豆铁元素吸收、转运机制和分子调控机理方面的进展及重要科学问题和方向,旨在为大豆铁营养高效利用提供理论信息。
    优先出版日期:  2024-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240206001
    摘要:
    鉴定花生全基因组变异,明确全基因组InDel的分布特点,开发并验证InDel标记,评估InDel标记在花生亲缘关系和品种鉴定中的效率。本研究利用13 个花生品种的重测序数据进行了全基因组变异鉴定,共检测313432 个高质量SNP和38777 个高质量InDel,平均分布密度分别为123 个/Mb和15.23 个/Mb。InDel和SNP主要分布于基因间区域,分别占52.35%和60.08%,其次是上游基因和下游基因序列内,共占36.12%和32.49%。利用插入或缺失长度≥10 bp的位点进行设计,3675 个InDel位点可以进行引物设计,这些位点在花生20 条染色体上不均匀分布,标记密度范围为1.08(Chr02)~2.45(Chr08),平均1.48 个/Mb;e-PCR检测表明2561 对引物(69.69%)扩增位点为1~3 个,根据引物扩增位点在栽培种花生基因组中的位置信息绘制了扩增位点的物理图谱。在100 对随机引物中,共有31 对在4 个亲缘关系较远的花生品种中存在差异条带;31 对InDel引物在47 份花生品种(或育种系)中共检测到62 个等位变异,主基因频率范围为0.51~0.98,平均为0.77;PIC信息量范围为0.04~0.37,平均为0.24。聚类分析和群体结构分析均可将47 份花生品种(或育种系)分为2 个类群,且结果基本一致;47 份材料最少可用7 个标记进行区分,表明开发的InDel标记可以有效的用于花生遗传多样性的评估和品种鉴定。研究结果丰富了花生的分子标记,为InDel标记在花生资源遗传多样性、品种鉴定、指纹图谱构建等遗传研究中的利用提供了理论基础。
    优先出版日期:  2024-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240223002
    摘要:
    籽粒相关性状包含粒长、粒宽和百粒重,是决定玉米产量的重要因素。本研究以玉米自交系B73与CML277构建的重组自交系群体为试验材料,应用基于测序的基因分型技术构建高精度遗传图谱,利用完备区间作图法鉴定到9个QTL (quantitative trait loci),其中第二染色体上的qKW2.04位点分别解释粒宽和百粒重表型变异的20.34%和15.84%。在此基础上,利用轮回亲本B73与其导入系材料NIL-1041A构建F2分离群体,将qKW2.04位点进一步分解为2个QTL:qKW2.04-1和qKW2.04-2,其中,通过筛选目标区段重组单株将qKW2.04-1精细定位在1.1 Mb区间之内。本研究为阐明玉米籽粒相关性状遗传基础提供了新的线索,为玉米高产分子设计育种提供了基因资源。
    优先出版日期:  2024-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240222002
    摘要:
    对葡萄种质资源果形性状进行鉴定评价,探究不同果形葡萄的种质特点和性状差异,验证果形相关基因的表达模式。以国家葡萄种质资源圃(郑州)的666份葡萄种质资源为实验材料,对葡萄果实的形状、纵横径、单粒重和种子粒数等进行统计分析和综合评价,并对果实形状相关基因的表达量进行验证。葡萄栽培品种果形类型丰富,可分为圆形、扁圆形、长圆形、近圆形、长椭圆形、椭圆形、倒卵形、卵圆形、弯形、鸡心形和束腰形11种,野生种质果实基本为圆形,仅刺葡萄中有少量椭圆形和鸡心形种质。葡萄果形一般可以通过外观识别,个别如圆形和近圆形需要参考纵横径进行描述和确定。欧亚种较欧美杂种果形类型更丰富;酿酒葡萄主要为圆形和椭圆形,较鲜食葡萄果形类型少;圆形和鸡心形葡萄平均单粒重较小,长圆形和倒卵形葡萄平均单粒重较大;葡萄单粒重与纵、横径存在正相关关系,不同果形的回归方程存在一定差异;葡萄种子数量以2-3粒居多,其中,具有5-6粒种子的种质多为圆形果,无核品种果实以椭圆形居多。对葡萄果形候选基因进行实时荧光定量分析,基因VvFUL1A,VvSUN在长果与圆果中的表达量有显著差异,可能是调控葡萄果形的重要候选基因。本研究通过对666份葡萄种质的果实性状进行系统鉴定评价,探究了不同果形葡萄的种质特点,初步了解了不同果形葡萄的性状差异,为将来葡萄育种工作以及围绕果形开展的研究工作提供了一定参考。
    优先出版日期:  2024-09-18 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240131006
    摘要:
    为了探明现有甜菜种质资源材料和国外引进资源材料间的主要农艺性状的遗传多样性,本研究对679份国内外甜菜种质资源材料的12个农艺性状进行了遗传多样性分析,主成分分析和表型聚类分析。结果表明:鉴定的9个描述型农艺性状,其遗传多样性指数在0.5876-1.4250之间,均值为1.0058。3个数值型农艺性状中块根产量和蔗糖含量的数值变异幅度最大的材料均来自中国内蒙古,产量变异系数最大的材料为来自荷兰的引进材料,蔗糖含量变异系数最大的材料来自法国。在产糖量方面,变异系数最高和变异幅度最大的是英国莱恩的引进资源材料。聚类分析结果表明,679份材料可以分为4类,内蒙古地区的材料有99.13%,单独分为一类,说明在对于国外的引种方面,目的明确,引入的不同种类的国外材料也可以使表型的资源库更为完善。
    优先出版日期:  2024-08-27 , DOI:
    摘要:
    植物细胞壁转化酶(CWIN,cell wall invertase)可以催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖,在植物生长发育过程中具有重要作用。为探究GmCWINs在植物株高、分枝数等株型发育过程中的功能,本研究克隆到1个该基因家族成员GmCWIN3,序列分析结果显示,GmCWIN3基因的CDS全长为1728bp,其编码575个氨基酸。GmCWIN3蛋白二级结构中无规则卷曲结构占比最大,为48.17%;蛋白质三级结构显示该基因编码了一种细胞壁转化酶。该基因启动子区具有多个光响应元件,同时也具有响应生长素、赤霉素及昼夜节律的顺式作用元件。进一步地分析生长素和赤霉素诱导下GmCWIN3的表达模式,发现GmCWIN3基因能在反应初期快速地响应两种激素的诱导。构建GmCWIN3基因的植物表达载体并完成其在拟南芥中的过表达,对转基因株系及野生型拟南芥的细胞壁转化酶活性和蔗糖含量进行测定,结果表明转基因拟南芥中细胞壁转化酶活性显著提高,且蔗糖含量显著降低。此外,对植株表型进行观察和统计,发现与野生型相比,过表达植株的株高和分枝数均显著增加。综上所述,本研究推测GmCWIN3基因可能通过调节体内蔗糖的水解,从而参与生长素及赤霉素介导的大豆株高及分枝数等性状的形成过程。本研究结果为进一步探究GmCWIN3基因调控大豆株型相关性状的分子机制研究奠定了基础。
    优先出版日期:  2024-08-27 , DOI:
    摘要:
    探索2年3个环境点(2022年两个点:库尔勒市和阿瓦提县,2023年一个点:阿瓦提县)自然高温对海岛棉4个花性状的影响。利用一个环境点的海岛棉不同生育时期的41个性状指标(26个数量性状,15个质量性状)对213份海岛棉资源进行综合评价。通过遗传多样性分析,主成分分析,相关性分析,聚类分析,多元回归分析,最后利用综合评价值(F)鉴定出综合表型较优及高温耐性较好的材料。结果显示4个花性状均易收到环境影响,花药对高温天气最为敏感。213份海岛棉资源材料的变异系数变化范围在2.70%~30.83%之间,遗传多样性指数的变化范围在0.030~2.14之间,说明供试的海岛棉资源遗传类型较为丰富。26个表型指标提取到了9个主成分,累计贡献率74.969%,依据特点分为产量构成因子,植株生长因子,植株授粉因子等。通过多元回归分析我们发现试验用到的表型指标与花粉活力和蕾铃脱落率的相关性不高,花粉活力与蕾铃脱落率之间的解释率也不高,可能这两个指标有独特遗传机制,受其他表型指标的影响较小。26个表型指标综合聚类将213份海岛棉资源分为5类,其中第一类包含16份综合性状优良的高产材料,第二类包含122份花性状指标较为优良,花大,叶多的材料,第三类包含44份植株较高,蕾铃脱落率较低的材料,第四类群包含29份营养器官生长较为优异的材料,第五类包含2份花粉活力较强材料。两个耐高温指标聚类将213份海岛棉资源分为了3类,其中第一类包含102份高花粉活力低蕾铃脱落率的材料,第二类包含63份中花粉活力中蕾铃脱落率的材料,第三类包含48份低花粉活力高蕾铃脱落率的材料。两种聚类最优类群存在交集有7份材料。本研究结果可为海岛棉优异种质资源的挖掘及种质创新提供理论依据。
    优先出版日期:  2024-08-27 , DOI:
    摘要:
    通过重离子诱变香型优质稻材料44-5,结合M1TDS技术,培育出OsNRAMP5基因突变镉低积累水稻“韶香100”。“韶香100”2021-2023年在湖南多地进行了试验示范,并参加国家镉低积累品种自主试验。OsNRAMP5基因突变降镉(Cd)的同时锰(Mn)的积累也显著降低,而Mn是植物生长必须的微量元素。本研究比较了韶香100及其原始品系“44-5”的籽粒镉积累特性、产量、品质及低温耐受性等。研究结果表明:“韶香100”在多地试验示范中表现稳定的稻谷镉低积累特性,植株Mn的积累下降,但产量相比原始品系“44-5”不降低,除株高外,其他主要农艺性状也无明显差异。随着播期推迟,韶香100与原始品系“44-5”结实率都明显下降,相对耐冷系数和品种耐冷指数分别为0.75和0.75,47.2%和49.2%,孕穗期低温耐受性都为4级(敏冷)。韶香100相比原始品系“44-5”并没有因为OsNRAMP5基因突变引起植株Mn积累降低,而造成低温耐受性下降,鉴定结果表明两者都是耐冷性一般的品种。鉴于此,韶香100在湖南、江西作为双季晚稻种植时,建议适时早播,避免生长后期因低温胁迫造成产量损失。
    优先出版日期:  2024-08-23 , DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20240602001
    摘要:
    水稻是盐敏感植物,土壤盐渍化对于水稻产量影响巨大。发掘并聚合耐盐基因的优异单倍型,创制耐盐种质,对于水稻耐盐品种选育及我国盐碱地的高效利用都具有重要意义。本实验首先对水稻3K数据库的236份核心种质进行苗期及大田耐盐鉴定,筛选出一份来自澳大利亚的强耐盐种质‘71011’,其在150mM NaCl处理条件下存活天数25.5,耐盐等级5.2;大田盐胁迫浓度为0.3%~0.5%条件下耐盐存活率100%;利用236份核心种质对已报道的、功能清晰的20个耐盐基因进行单倍型分析,筛选出AKT1、CPK12、MYB48、P5CS1、SIK1、SKC1、SNAC1、HKT1共8个与耐盐性状相关联的基因单倍型。然后利用耐盐品种‘盐丰47’与普通品种‘农垦57’作为亲本,分析序列差异,表达量验证以及构建重组自交系,最终开发出AKT1、MYB48以及HKT1这三个耐盐相关基因的分子标记,利用分子标记聚合耐盐基因优异单倍型,创制出强耐盐的新品系。研究结果为水稻耐盐育种创制了可利用的分子标记、耐盐品种资源与创新种质。
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    种质资源学专题
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    2023年麦类作物专辑
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    2020,21(6):1435-1445, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200522001
    [摘要] (1192) [HTML] (0) [PDF 30.14 M] (44561)
    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] (514) [HTML] (0) [PDF 35.18 M] (33153)
    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] (5032) [HTML] (0) [PDF 29.26 M] (27711)
    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] (4373) [HTML] (0) [PDF 31.18 M] (21927)
    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] (1613) [HTML] (0) [PDF 10.11 M] (21073)
    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] (1266) [HTML] (0) [PDF 31.37 M] (20611)
    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] (1306) [HTML] (0) [PDF 709.26 K] (20466)
    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] (1450) [HTML] (0) [PDF 7.64 M] (20078)
    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] (5115) [HTML] (0) [PDF 10.61 M] (19527)
    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] (1890) [HTML] (0) [PDF 14.14 M] (19386)
    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] (3975) [HTML] (0) [PDF 7.81 M] (18829)
    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] (7526) [HTML] (0) [PDF 546.74 K] (17253)
    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] (3937) [HTML] (0) [PDF 19.71 M] (16501)
    摘要:
    欧洲山芥是研究抗虫皂苷生物合成及植食昆虫与植物协同进化机制的理想模式植物,是极具开发潜力的十字花科植物。为加强欧洲山芥种质资源的研究利用,对保存于国家蔬菜种质资源中期库中的引自欧洲的33份欧洲山芥种质和1份杂交材料进行了物候期观测、主要形态学性状测定和小菜蛾抗性鉴定结果表明:多数材料的表型性状的差异较大,材料间现蕾期最早(BV13-BAR13)和最晚(BV13-BAR9)的两份材料相差达47 d;从始花期到末花期的天数分布在17~46 d之间,总体上花期较短;分蘖能力强、叶表光滑、叶片数目多的种质居多;还发现4份角果抱茎的种质;极差和变异系数最大的性状是株高、角果长和花序长。34份材料中仅9份感小菜蛾,其他均具有很高的田间抗性。基于所有表型性状的聚类分析将34份欧洲山芥分为3个类群,抗虫和感虫材料分属不同的类群,基本反映出了各类群的亲缘关系。本研究结果将为欧洲山芥的遗传改良以及欧洲山芥种质资源在十字花科作物生产和育种上的应用提供基本依据。
    2010,11(6):671-677, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2010.06.004
    [摘要] (4964) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (16432)
    摘要:
    研究小麦加倍单倍体无性系和品种间杂交后代中高分子量麦谷蛋白亚基(High molecular weight glutenin subunits, HMW-GS)变异,探讨通过花药培养和杂交手段获得HMW新亚基或改良HMW-GS组成的可能性。通过对Alondra、Orofen、新春9号、Verry、百农3217等小麦品种进行花药培养,培育出足够数量的加倍单倍体近等基因系;同时,以新春9号、京771、CB037、中国春、宁春4号、Bobwhite、扬麦12号、京冬8号等高分子量麦谷蛋白亚基组成不同的小麦品种相互间配制正交和反交组合;利用SDS-PAGE对加倍单倍体近等基因系和杂交后代籽粒中的HMG-GS进行电泳分析;对加倍单倍体近等基因系主要农艺性状进行了调查。发现小麦加倍单倍体无性系中HMW-GS发生了频繁变异,Alondra加倍单倍体中变异率最高(61.8%),Verry加倍单倍体次之(16.7%),均出现了原始材料中所不具备的亚基类型;田间调查和考种结果表明,HMW-GS发生变异的典型发现加倍单倍体其主要农艺性状与原始品种基本一致;HMW-GS在部分F1杂种中呈现不完全共显性,有的组合中出现了亚基表达沉默和正、反交亚基表达不一致现象,尤其在宁春4号/CB037、京771/宁春4号2个组合中出现了双亲所不含有的亚基;通过连续自交和对新出现亚基的跟踪选择,已获得了表达新亚基的高代株系。花药培养和杂交能够诱导HMW-GS组成变异,甚至出现新亚基,HMW-GS表达在所有品种间杂交后代中并不一定完全共显性,在一些组合中也存在细胞质效应。研究结果对于改良小麦加工品质,加深了解小麦HMW-GS编码基因的遗传特性结构特性等具有理论意义和实践价值。
    2010,11(1):1-4, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2010.01.001
    [摘要] (5450) [HTML] (0) [PDF 422.92 K] (16275)
    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。
    2013,14(6):996-1012, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.2013.06.003
    [摘要] (4852) [HTML] (0) [PDF 18.28 M] (16180)
    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。
    2022,23(4):1076-1084, DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220211001
    [摘要] (342) [HTML] (0) [PDF 36.21 M] (15745)
    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] (5655) [HTML] (0) [PDF 503.46 K] (15641)
    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] (515) [HTML] (0) [PDF 44.50 M] (15306)
    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] (4518) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (15104)
    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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