吴沙沙 , 陈蕾 , 赵亚梅 , 郑泽新 , 张衡 , 翟俊文
2020, 21(4):785-793. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200214003
摘要:独蒜兰属(Pleione)为兰科(Orchidaceae)极具观赏价值的一个属,有 24 个原生种,9 个自然杂交种,并已在 英国皇家园艺协会登录杂交群 431 个,该属植物深受人们的喜爱,具有巨大的市场开发潜力。我国为该属植物的分布中心和 物种多样性中心,但我国在该属植物的资源开发和育种方面远落后于欧洲。为加强其资源保育和可持续开发利用,本文从独 蒜兰属植物种质资源、杂交育种两个方面进行综述,重点介绍了近 50 年来育种家在独蒜兰属植物杂交育种过程中针对不同的 育种目标所取得的成果,并对其资源、育种和产业面临的问题进行总结和展望,为开展独蒜兰属育种提供了一些思路和方向。
2020, 21(4):794-803. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200229002
摘要:叶色突变体不仅是研究水稻光合作用、叶绿素合成与降解以及植物生长发育的重要材料,而且在水稻杂交制种、提 高生物量等方面具有较高的实际应用价值。目前,超过 120 个水稻叶色相关基因被克隆,分布在水稻 12 条染色体上,其中第 3 号染色体克隆的基因最多。本文从水稻叶色遗传机理与基因克隆、分子调控机制及其在水稻育种上的应用进行了总结与展 望,以期为水稻高光合育种及挖掘适宜用于杂交制种的水稻叶色种质资源提供依据。
毕俊国 , 谭金松 , 刘毅 , 张安宁 , 王飞名 , 刘国兰 , 余新桥 , 罗利军
2020, 21(4):804-808. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191113001
摘要:咪唑啉酮类除草剂是一类广谱高效除草剂,其作用靶标是乙酰乳酸合成酶(ALS,Acetolactate Synthase)。培育抗 咪唑啉酮类除草剂水稻品种是防治直播稻田杂草危害的有效途径之一。本研究通过喷施咪唑啉酮类除草剂, 从30570份水稻种 质资源中,获得1份抗咪唑啉酮类除草剂的水稻新种质,该材料抗性性状稳定、抗性效应明显,序列分析表明其ALS基因编码 区第1880位的G/A突变导致第627位氨基酸由丝氨酸改变为天冬酰胺,从而产生抗性。本研究发现的抗除草剂新材料,为选育 抗除草剂水稻新品种奠定了种质基础。
曹妮 , 季芝娟 , 曾宇翔 , 郑安福 , 方晶璟 , 杨长登 , 梁燕
2020, 21(4):809-818. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191219001
摘要:稻瘟病是水稻生产中最具毁灭性的病害之一,稻瘟病菌生理小种变异快,抗性品种推广 3-5 年后抗性衰退风险较 高,改良及培育抗稻瘟病菌新致病小种的品种是防治该病害最经济有效的方法。本研究以携带稻瘟病抗性基因 Pi25 的材料 R6 为供体亲本,超级早稻中早 39 为受体亲本和轮回亲本,通过杂交、回交和自交以及分子标记辅助选择技术,并结合室内 喷雾接种、田间注射接种叶瘟以及病圃自然发病区穗颈瘟鉴定。综合考量抗性表型、基因型以及农艺性状,筛选出 4 个携带 Pi25 基因,叶瘟及穗颈瘟抗性较中早 39 提高,且农艺性状良好的株系 FY82、FY90、FY125、FY137,为培育抗稻瘟病品种 提供中间材料。同时对育成品系的系谱组成和抗性相关位点进行研究,初步阐明了育成品系较轮回亲本抗性水平提高的遗传 基础。
赵文锦 , 黎用朝 , 李小湘 , 潘孝武 , 刘文强 , 熊海波 , 董铮 , 魏秀彩 , 刘利成 , 刘三雄 , 闵军 , 段永红 , 余亚莹 , 盛新年
2020, 21(4):819-826. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191226001
摘要:本研究以9311为高镉对照,湘晚籼12号为相邻低镉对照,2015年~2017年经田间鉴定筛选出的15份镉低积累水稻资源为参试材料,鉴定精米的相对降镉率并筛选出年度间相对降率差异不显著的资源;采用45对SSR引物检测15份资源的遗传多样性,提出遗传距离大且相对降镉率高的育种可用资源。2018年试验结果表明,15份低镉水稻资源的精米镉含量都低于湘晚籼12号,相对降镉率大于50%的有10份,变幅为50.8%~83.5%;小于50%的有5份,变幅是1.9%~49.8%;2019年试验结果表明,7份生育期相近的资源,相对降镉率都大于50%,变幅是60.1%~78.7%;2年试验结果的综合分析表明,4份低镉资源7(BS82)、14(X211)、19(7W172)、20(7W216)的镉积累在年度间无显著性差异,且相对降镉率都在50%以上。15份镉低积累资源总体遗传多样性较为丰富(Na=4.311、Ne=3.257、Ho=0.041、He=0.657、I=1.207、Nei's=0.639、PIC=0.612);遗传相似系数(GS)的平均值为0.377,亲缘关系较远,材料7和材料14、材料7和材料19(20)、材料14和材料19(20)的遗传相似系数分别为0.319、0.447、0.426。由上说明BS82、X211、7W172、7W216是镉低积累新品种选育的可利用的宝贵资源。
陆展华 , 刘维 , 卢东柏 , 王晓飞 , 王石光 , 何秀英
2020, 21(4):827-833. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191128001
摘要:‘粤农丝苗’是广东省近年来选育的常规优质稻主栽品种,对稻瘟病具有很强的抗性,可作为恢复系亲本应用于杂交稻育种。本研究利用来源于华南稻区的稻瘟病菌株对‘粤农丝苗’的抗谱进行测定。结果显示‘粤农丝苗’具有广谱抗性。为深入了解该品种的抗性基因组成和抗性遗传规律,对‘粤农丝苗’ב丽江新团黑谷’的F2 遗传分离群体进行抗病遗传分析,结果表明‘粤农丝苗’的稻瘟病抗性可能受多基因控制。本研究以Pi1、Pi2、Pi9、Pib、Pita 等主效抗病基因分子标记进行检测,结果表明‘粤农丝苗’至少包含Pi2 和Pib 两个抗性位点。本研究结果初步揭示了‘粤农丝苗’高抗稻瘟病的遗传基础,为抗病品种的推广应用提供重要分子依据。
汪晓璐 , 韩冉 , 宫文萍 , 程敦公 , 郭军 , 曹新有 , 翟胜男 , 李法计 , 訾妍 , 刘爱峰 , 李豪圣 , 宋健民 , 刘成 , 刘建军
2020, 21(4):834-845. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200106001
摘要:小麦-近缘物种染色体附加系具有抗病抗逆等优良性状,是向小麦转移其优异基因的重要桥梁材料。当前,已有大 量研究报道了近缘物种抗病抗逆基因向小麦的转移情况。然而,外源染色体导入对小麦主要农艺性状影响的研究却鲜有报道。 因此,加强这方面的研究,对综合评价和利用这些小麦远缘杂交材料具有指导意义。本研究通过 1 年 4 地田间试验,对 103 份小麦-远缘物种染色体附加系的株高、穗长、旗叶长、旗叶宽、有效分蘖数、小穗数、单穗粒数和千粒重等农艺性状进行调 查,研究了外源染色体导入对小麦主要农艺性状的影响。结果发现,与对照小麦相比,希尔斯山羊草 4Ss#1、纤毛披碱草 5Yc 和 7Yc、簇毛麦 2V#3、长穗偃麦草 3E、5E 和 6E 等染色体导入可使小麦穗长显著变长;纤毛披碱草 5Yc染色体导入使小麦旗 叶显著变小;纤毛披碱草 7Sc 和 7Yc 染色体导入可使小麦千粒重显著增加。上述筛选出的这些小麦-近缘物种染色体附加系值 得利用染色体工程或理化诱变对其进行诱导,获得近缘物种染色体结构变异体,定位相关农艺性状基因。
尉法刚 , 王光浩 , 王长有 , 张宏 , 刘新伦 , 田增荣 , 朱建峰 , 陈春环 , 吉万全 , 王亚娟
2020, 21(4):846-854. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191009001
摘要:发掘新抗源,不断拓宽抗病遗传资源,是确保农业生产可持续发展的重要战略储备。为明确400个小麦品种(系) 的抗条锈表现及抗条锈基因分布状况,本研究利用关中地区优势混合小种(CYR31、CYR32和Su11-14)在田间进行成株期条 锈病抗性鉴定,同时以Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18和Yr26已知抗条锈病基因的分子标记进行检测筛查,综合分析供试 材料可能携带的抗病基因。结果表明,在400份材料中,成株期对混合菌种表现高抗至免疫(IT=0~1)的品种(系)有177份, 占44.25%;中抗(IT=2)品种(系)62份,占15.5%;中感或高感(IT=3/4)品种(系)161份,占40.25%。结合抗病表现和已 知Yr基因分子检测分析表明:供试小麦中121份材料携带Yr5,占30.25%;96份携带Yr9,占24%;10份携带Yr10,占2.5%;19 份携带Yr15,占4.75%;150份携带Yr17,占37.5%;15份携带Yr18,占3.75%;127份携带Yr26,占31.75%。其中定西24、N7187 等25份材料未发现携带Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18和Yr26,推测可能含有其它未知抗性基因或新基因。该研究结果建 立了小麦条锈病抗源鉴定和评价体系,筛选出177份具有不同抗病性特征的抗源材料,其中25份可能含有新抗源,为进一步培 育抗条锈病新品种奠定了基础。
吴瑞 , 刘文辉 , 张永超 , 刘敏洁 , 刘凯强 , 张燕 , 杨晶 , 秦燕 , 魏小星
2020, 21(4):855-865. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191217003
摘要:为选育适应青藏高原高产优质的老芒麦(Elymus sibiricus L.)品种,以青藏高原不同生态区域采集的11份老芒麦种质资源为对象,以国审登记品种青牧1号和同德老芒麦为对照,进行了连续3年的种子生产性能评价,为进一步选育种用型老芒麦材料提供依据。结果表明:(1)各材料在不同年份间种子产量均存在显著差异(P<0.05),其中以I-1-5-13和I-1-5-19产量表现最优,平均产量达到1494.93 kg/hm2和1386.82 kg/hm2,较青牧1号老芒麦高81.49%和68.36%,较同德老芒麦高90.92%和77.11%。(2)随种植年份的增加,老芒麦种子产量呈下降变化。从种子稳产性来看,I-1-5-47和I-1-5-50两份材料3年内均表现为高产稳产,均可作为种用型老芒麦进行重点培育。(3)从各材料种子产量与产量性状相关性分析结果来看,单序籽粒数、种子长、小穗数、穗长和单序籽粒重与种子产量显著正相关(P<0.05),其中单序籽粒数与种子产量间的正相关最大(相关系数为0.809),且其对种子产量增产的直接效应最大,可作为种用型老芒麦种子产量评价的关键性状。(4)13份材料种子产量及产量性状的聚类分析可将其可分为3类:第I类群来源于海拔较高地区,平均海拔为3967m,其产量表现中等;第Ⅱ类群材料来源于平均海拔为3244m的低海拔地区,该类群种子产量高;第Ⅲ类群材料来源海拔高,平均海拔为4392m,其种子产量低。
王元东 , 赵久然 , 张华生 , 陈传永 , 付修义 , 吴珊珊 , 张春原 , 张雪原 , 陈明 , 陈绍江
2020, 21(4):866-874. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191015001
摘要:优良种质资源的创制是优良品种选育的重要基础,目前我国宜机械化粒收的玉米育种材料较为缺乏,将国外优良早熟种质导入国内骨干种质有助于创制宜机械化粒收新种质。本研究以欧洲早熟种质与国内黄旅种质杂交后代选育的258份黄欧系与测验种京MC01和郑58组配的测交组合为材料,在春夏播玉米鉴定试验中,通过对测交组合产量和收获时籽粒含水量表现分析,探讨遗传改良效果。结果表明:(1)黄欧系与京MC01测交组合在收获时籽粒含水量和产量方面表现优于郑58;(2)不同遗传背景黄欧系与京MC01的测交组合表现差异较大:在春播和夏播玉米区,黄早四和京2416类黄欧系收获时籽粒含水量较低,产量较高,昌7-2类黄欧系籽粒含水量较高,但产量突出;(3)导入不同比例欧洲早熟种质黄欧系的测配效果存在明显差异,导入25%比例的黄欧系目标性状表现较好,测交组合在保持较高产量水平情况下,呈现出早熟,籽粒脱水速度快等宜机械化粒收性状。研究结果将为玉米主产区特别是夏播区新型宜机械化粒收育种材料的创制及应用提供可鉴思路及实践路径。
郝曦煜 , 杨涛 , 梁杰 , 郭文云 , 肖焕玉 , 王英杰 , 马信飞 , 刘婷婷 , 宗绪晓
2020, 21(4):875-883. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191212002
摘要:本研究对引自国际半干旱热带作物研究中心的 160 份鹰嘴豆种质资源的 13 个农艺性状进行了评价鉴定,并筛选了 特异种质。结果表明,该批鹰嘴豆种质资源具有较为丰富的遗传多样性,7 个数量性状的变异系数分别为主茎分枝数(70.1%) >单株荚数(46.1%)>百粒重(27.5%)>产量(23.7%)>株高(20.5%)>单荚粒数(18.3%)>生育期(5.8%),6 个质 量性状的 Shannon 多样性指数分别为粒色(1.385)>株型(1.119)>花色(0.905)>种子表面(0.772)>粒形(0.412)> 复叶叶型(0.000);结果还表明,产量与粒形、单株荚数极显著正相关,与百粒重显著正相关;前 4 个主成分的累计贡献率 为 63.417%,其中第 1 主成分与产量性状和产量有关,第 2 主成分与生育期有关,第 3 主成分与形态性状有关,第 4 主成分 与株高和粒形有关;聚类分析在遗传距离为 5 时将 160 份资源分为 3 类,其中第Ⅰ类群的株高较高;第Ⅱ类群的产量较高; 第Ⅲ类群的籽粒较大;筛选出 63 份早熟、矮秆、无分枝、多荚、荚粒数多、大粒、高产的特异种质资源。
王晓阳 , 孙亚莉 , 程华 , 潘兆娥 , 何守朴 , 和杜雄明 , 龚文芳 , 杜雄明
2020, 21(4):884-895. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191016001
摘要:利用56份亚洲棉(Gossypium arboreum L.)短绒突变体材料作为母本与同一父本材料石系亚1号分别进行杂交,获得56个F1群体,并进行光籽性状显隐性遗传分析,然后选择其中15个F1进行自交,获得相应F2群体进一步分析光籽性状的分离规律。本研究结果表明:(1)光籽性状的遗传机制非常复杂,37.5%的光籽材料呈显性遗传,62.5%的光籽材料为隐性遗传;GA0149 和 横峰铁籽材料光籽性状受显性单基因控制,常紫1号光籽性状受隐性单基因控制,大部分材料的光籽性状均由两对基因控制,并且存在基因互作和显性上位作用,其中8个材料控制光籽性状的基因具有显性抑制作用,4个材料控制光籽性状的基因具有互补效应;(2)数量性状间的相关性分析表明光籽性状与叶茸毛呈显著负相关,与衣分没有相关性,在一些杂交组合中光籽性状与叶面积呈正相关,与棉酚数呈负相关;(3)对亚洲棉群体表型性状遗传多样性分析表明:亚洲棉不同群体间花的颜色、叶片形状、花基斑的有无和茎的颜色性状上差异显著,遗传多样性较好。
李媛 , 吕洪坤 , 张兴伟 , 杨爱国 , 冯全福 , 戴培刚 , 刘国祥 , 佟英
2020, 21(4):896-907. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191019001
摘要:为将“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”重庆项目组收集到的 63 份烟草种质资源入国家种质资源库进 行编目和保存,对其进行田间鉴定和拍照记录。形态特征和主要农艺性状的遗传多样性分析表明,供试种质的数量性状和质 量性状遗传多样性丰富,质量性状以叶形的多样性指数最高,数量性状中叶长、叶宽和茎围的多样性指数较高。聚类分析将 新收集烟草种质资源分为 4 个类群,其中第Ⅰ类群以黄花烟为主,第Ⅲ类群的植株最高、叶片最大,可用于高产育种。主要 病毒病的抗性鉴定发现,有 11 份种质 TMV 和 CMV 的抗性均较强,其中 2 份种质对 TMV 免疫且高抗 CMV,可用于抗病育 种。另外,通过田间表型和 SSR 分子标记对拟编目资源进行鉴定整理,剔除了重复的种质资源。因此,烟草种质资源的普查 收集工作对于丰富国家烟草种质资源库和新品种选育具有重大意义。
赵曾菁 , 吴星 , 赵虎 , 王萌 , 张力 , 李博胤 , 龚明霞 , 陈振东 , 王日升
2020, 21(4):908-944. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191202001
摘要:2015-2018 年,调查组通过普查征集和系统调查,对广西 44 个县(区)、80 个乡(镇)的辣椒种质资源进行了收集、调查、鉴定,并分析其分布情况、类型、农艺性状和优异性状。结果表明在广西共收集的 144 份辣椒种质资源,主要分布在桂西桂北地区,多集中在 0m-300m 海拔,指形椒、羊角椒是广西辣椒种质资源的主要类型;通过鉴定筛选出了上思彩椒、钟山大泡椒、黄坪辣椒、西林野山椒、荔浦指天椒、宁明辣椒 6 份特色优异的辣椒种质资源,为进一步利用和创制材料奠定基础。
孙建 , 叶艳英 , 梁俊超 , 乐美旺 , 颜廷献 , 饶月亮 , 颜小文 , 周红英
2020, 21(4):914-922. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191227001
摘要:重组自交系(RIL)是遗传作图和 QTL 定位研究中常用的有效群体,其构建方法是利用 F2 子代通过单粒传法(Single seed descend method,SSD)不断自交而获得,跟踪分析 RIL 群体构建过程中不同世代的遗传差异,对 RIL 构建纯化代数的确定、 剩余杂合系世代的选择和品种选育过程中自交世代的确定等方面均有重要意义。本研究利用筛选获得的 18 对具有双亲差异且 在各世代群体中扩增效果稳定的 SSR 引物对芝麻 RIL 构建过程中的 F1-F10 群体的遗传差异进行跟踪检测。结果表明,随着 RIL 群体的不断加代,群体的 DNA 多态性带比率从 F2 的 87.54%不断下降到 F10 的 3.33%、杂合位点率从 F1 的 100%不断下降到 F10 的 0.19%,遗传相似性系数从 F2 的 0.6669 不断增加到 F10 的 0.9908,遗传距离从 F2 的 0.2592 不断减小到 F10 的 0.0094。从 F2 至 F6,多态性带比率、杂合位点率、遗传相似性系数和遗传距离的变化幅度较大,而在 F6 至 F10 之间的变化幅度较小。聚类 结果显示,F2 群体的聚类结果没有规律性;F3-F10 群体中,随着世代的不断增加,聚类结果的规律性越来越明显,同一株系间 的单株越来越紧密地聚在一起。结果讨论认为,F5-F7 是作为剩余杂合系高效率筛选剩余杂合单株的理想世代;连续自交 7 代 以上的群体(即 F8)是可以用于遗传作图和 QTL 定位的芝麻 RIL 群体;F8 群体的遗传背景比较趋于一致,为芝麻杂交育种中 自交世代的确定提供了理论参考。
柳林青 , 杜咏梅 , 王振娟 , 付秋娟 , 张洪博 , 闫宁 , 刘艳华 , 刘静 , 鞠馥竹
2020, 21(4):923-929. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191026002
摘要:以种植在山东、四川两个省份的205份烤烟种质为研究材料,通过多年多点精准鉴定,筛选出窝里黄0782、P3、黔南七号、82-3041、吉烟9号等低焦油烤烟种质17份。系统调查了株高、叶数、茎围等农艺性状,检测了初烤后烟叶中6项常规化学成分,并采用简单相关分析、通径分析和回归分析等方法探讨农艺性状、化学成分与焦油释放量的相关关系。结果表明,烟叶化学成分对焦油释放量的贡献大于农艺性状,特别是烟碱、总糖、还原糖与焦油释放量呈极显著正相关,而钾与焦油释放量呈极显著负相关。各因子对焦油释放量的直接作用顺序为:钾>总糖>烟碱>腰叶长>叶绿素>茎围>株高。钾和总糖主要通过直接作用影响焦油释放量,烟碱对焦油释放量的直接影响作用和间接影响作用相近,腰叶长、叶绿素以及茎围等农艺性状可间接影响焦油释放量,其他指标对焦油释放量影响不显著。最后,建立了农艺性状、化学成分与焦油释放量的回归模型,可为低焦油烤烟种质的筛选与利用提供技术支持。
2020, 21(4):930-937. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191027001
摘要:采用种间杂交的方法向中国南瓜及印度南瓜中转育了仅在美洲南瓜中存在的黄色果皮性状基因。研究了黄色果皮 性状的种间遗传规律,发现黄色果皮性状在种间杂种后代中的分离比例符合孟德尔遗传规律。通过比较黄色果皮基因在南瓜 属 3 个种中的遗传表现,发现该基因的性状表达受到种、亲本果形、亲本皮色等多重因素共同作用而具有复杂的遗传表现。 通过种间杂交,可将美洲南瓜特有的黄色果皮性状转育到中国南瓜及印度南瓜中,创制黄色果皮新型种质资源。
穆瑶佳 , 谭德冠 , 于博涵 , 付莉莉 , 陈婷 , 孙雪飘 , 张家明
2020, 21(4):938-944. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191205001
摘要:浮萍为浮萍科水生植物,具有生长繁殖快、氮磷吸收能力强和高含蛋白质和淀粉的特性,在饲料和能源方面具有 较大的开发潜力。目前尚未有系统研究我国长江中游地区浮萍种质资源的报道。本研究从我国长江中游地区 3 个省 34 个具有 代表性的自然水体中共收集到浮萍种质 112 份。经形态学并结合分子生物学鉴定,它们分属 4 个属 6 个种,其中青萍属(Lemna) 含 3 个种 55 份种质;多根紫萍属(Spirodela)、少根紫萍属(Landoltia)、芜萍属(Wolffia)均只有 1 个种,种质数量分别 33 份、19 份和 6 份。遗传多样性分析表明它们 AtpF-AtpH 间隔序列和 rpS16 内含子序列的单倍型数量分别为 11 和 18,单倍型 多样性分别为 0.748 和 0.892,群体突变率分别为 0.03439 和 0.03507,平均每 Kb 核苷酸差异数为 31.386 和 61.263,核苷酸多 样性指数分别为 0.04713 和 0.06623。本研究为我国长江中游浮萍的资源化利用奠定了基础。
周振玲 , 孙志广 , 徐卫平 , 徐艳 , 杨波 , 刘艳 , 王宝祥 , 江玲 , 徐大勇
2020, 21(4):945-953. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191205003
摘要:利用粳稻品种 Asominori 和籼稻品种 IR24 衍生的重组自交系群体,在南京和海南两种自然环境下对水稻抽穗期 QTL 进行检测,分别检测到 5 个和 6 个影响抽穗期的 QTL,其中位于第 6 染色体的 qDTH-6 在两种环境下都能被检测到,LOD 值分别为 6.28 和 12.93,贡献率分别为 12.26 和 17.18。对以 Asominori 为背景、在 qDTH-6 处置换了 IR24 片段的染色体片 段置换系 CSSL45 及背景亲本进行人工短日照处理,发现 qDTH-6 来自籼稻 IR24 的等位基因具有显性感光抑制效应。利用抽穗 期基因型测验系和 9311 等一些常规稻与 CSSL45 杂交分析进一步证实了 qDTH-6 的显性感光抑制功能,并初步判断其抑制对象 为主效感光基因 E1(Ghd7),本研究将其命名为 Su-E1(t)。同时利用 CSSL45×Asominori 次级 F2群体分别在人工短日照和自然 长日照条件下对 Su-E1(t)进行了进一步定位,将其定位在 SSR 标记 RM527 附近。本结果对有效地解决水稻籼粳亚种间杂种生 育期超亲晚熟的难题具有重要意义。
楚乐乐 , 罗成科 , 李芳兰 , 路旭平 , 马天利 , 李培富
2020, 21(4):954-965. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191128002
摘要:为探究盐胁迫下OsDSR2 RNAi转基因水稻的生理特性和差异基因的表达调控,以野生型中花11(ZH11) 植株为对照,对盐胁迫下OsDSR2 RNAi转基因水稻幼苗进行生理指标测定和转录组学分析,结果表明:正常条件下, ZH11和OsDSR2 RNAi转基因水稻中的各项生理指标均没有显著性差异,而盐胁迫处理后,OsDSR2 RNAi转基因水稻中的叶绿素含量、可溶性糖(SS)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性与ZH11相比没有明显变化,但转基因植株中的细胞膜透性、丙二醛(MDA)含量、Na+/K+明显低于ZH11,脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)活性明显高于ZH11。OsDSR2 RNAi转基因植株在盐胁迫前后共产生68个差异表达基因,其中有55个上调表达,13个基因下调表达。GO分析结果显示,差异表达基因主要富集在胁迫应激反应、分解代谢等生物学过程中。KEGG分析结果表明,差异表达基因主要参与类胡萝卜素生物合成、油菜素内酯生物合成以及表皮素,软木脂和蜡质生物合成代谢通路,进一步通过RT-qPCR验证了OsbZIP16、OsLEA3、RAB21等逆境胁迫相关基因参与水稻的胁迫应答反应。综上,在生理层面上,OsDSR2 RNAi转基因水稻植株主要通过降低细胞膜透性、MDA含量和Na+/K+,增加Pro和POD活性,抑制叶绿素的降解来提高耐盐性;在分子水平上,OsDSR2通过ABA(脱落酸)、BR(油菜素内酯)信号通路参与调控OsLEA3、RAB21、OsbZIP16等逆境相关基因以及植物表皮蜡质生物合成相关基因(LOC_Os04g28620)的表达来提高苗期水稻的耐盐性,为进一步阐明OsDSR2参与调控水稻耐盐的详细分子机制奠定了基础。
2020, 21(4):966-974. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191127002
摘要:国际上转基因作物种植面积不断增加,外源基因漂移的生态风险越来越受到人们的关注。花粉传播的方式是小麦与其近缘野生植物间发生基因漂移的主要途径。调查发现,我国小麦与近缘野生植物空间分布重叠,黄淮海麦区一些近缘野生植物与小麦花期相遇。采集这些近缘野生植物的种子并通过人工杂交获得与转基因小麦的杂交后代,人工杂交成功率为2.18-68.61%。但由于出苗率低(0-2.86%)或花粉败育等原因,杂交种无法自然繁殖。通过用小麦或小麦近缘野生植物亲本进行回交,结果发现,只有小亚山羊草与小麦的杂交种与转基因小麦回交成功,回交成功率0.24%。这些杂交后代种子种于田间后全部死亡。完全自然状态下,连续监测5 年,在近缘野生植物中也没有检测到任何基因漂移事件的发生。说明转基因小麦外源基因向近缘野生植物漂移的风险极低。
陈贵菊 , 靳义荣 , 刘彩云 , 贾德新 , 樊庆琦 , 刘金栋 , 刘鹏
2020, 21(4):975-983. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191126002
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。
罗小军 , 乔麟轶 , 李欣 , 李光蓉 , 郭慧娟 , 阎晓涛 , 张树伟 , 常利芳 , 闫金龙 , 畅志坚 , 张晓军
2020, 21(4):984-990. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191010003
摘要:将近缘植物的抗病基因导入小麦是改良小麦抗病性的重要途径之一,对其外源染色体进行准确鉴定能够提高外源 基因的选择与利用效率。本研究分别利用小麦白粉、条锈菌生理小种接种、荧光原位杂交和分子标记的方法对来源于中间偃 麦草的部分双二倍体 TAI7047 为中间亲本创制的新种质 CH357 进行了鉴定分析。结果显示,CH357 是一个小麦-中间偃麦草 6JS/6B 代换系,兼抗小麦白粉、条锈 2 种病害,其抗性可能来源于中间偃麦草的 6JS 染色体,可以作为一个小麦白粉病和条锈 病新抗源进行小麦抗性遗传改良。基于中间偃麦草第 6 同源群 Contig 序列开发了 160 个 STS 标记,其中 8 个可作为识别小麦- 中间偃麦草异代换系 CH357 中 6JS 染色体/片段的特异标记,为中间偃麦草 6JS 染色体/片段的鉴定提供较为经济和方便的检测 手段。
张华 , 田蕊 , 褚佳豪 , 邢馨竹 , 陈士亮 , 李喜焕 , 张彩英
2020, 21(4):991-1001. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191228001
摘要:土壤有效磷缺乏已成为影响大豆产量和品质重要因素,深入挖掘大豆需磷关键时期磷高效利用遗传位点成为实现 其分子遗传改良重要前提。鉴于此,本研究利用 SoySNP6K(5403 个 SNP 标记)通过全基因组关联分析挖掘大豆需磷关键时 期磷高效利用 10 个相关性状遗传位点,结果发现,T1关键时期(四叶期)适磷条件检测到 78 个关联 SNP,以根系干重与植 株总干重 SNP 较多;低磷条件检测到 134 个关联 SNP,以植株总干重检测 SNP 最多,并在 8 号、13 号、20 号染色体分别检 测到同时控制地上部干重和总干重、地上部鲜重和干重与总干重 SNP 簇;T2关键时期(六叶期)适磷条件检测到 83 个 SNP, 以株高和地上部干重检测 SNP 较多,低磷条件检测到 53 个 SNP,以株高和根冠比 SNP 较多,并在 18 号染色体检测到同时 控制根干重和总干重 SNP 簇,在 11 号、16 号、18 号染色体分别检测到 3 个一因多效 SNP;上述关联 SNP 中有 9 个 SNP 同 时在 T1 与 T2 时期被检测到,分别与地上部鲜重、干重、根冠比、株高等关联,为大豆磷素高效利用分子标记辅助育种以及 候选基因克隆等提供了依据。
高谢旺 , 谭安琪 , 胡信畅 , 祝孟洋 , 阮颖 , 刘春林
2020, 21(4):1002-1008. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191211001
摘要:在低硫苷低芥酸的双低甘蓝型油菜基础上,培育稳定的高油酸油菜是当前重要的育种目标之一,本研究通过利用 CRISPR/Cas9 基因编辑对湖南农业大学选育的品种 XY15 进行品种改良。BnaFAD2 和 BnaFAE1 是油酸合成不饱和脂肪酸和超长 链脂肪酸的两个关键基因。利用 CRISPR/Cas9 基因编辑系统与高效油菜转化技术相结合,对甘蓝型油菜湘油 15 号(XY15) BnaFAD2.A05、BnaFAD2.C05 、BnaFAE1.A08 和 BnaFAE1.C03 同时进行基因编辑,获得了 7 株 T0 代转基因植株,通过靶基因 克隆测序,发现均未发生基因编辑。然而,在 T1 代植株中发现并检测到了基因编辑的发生,BnaFAD2.A05、BnaFAD2.C05 、 BnaFAE1.A08 和 BnaFAE1.C03 的总基因编辑效率分别为 38.89%,27.78%,22 .22%,30.56%。在 T2 代植株中,筛选到了 5 株 4 个靶基因均发生了突变,且无外源基因的突变体材料 Cas9-1-12-4、Cas9-1-12-5、Cas9-2-7-11、Cas9-5-5-3、Cas9-6-6-1,它们的 相对油酸含量为 68.69%、80.16%、75.82%、75.97%、74.37%,相比于野生型 XY15(相对油酸含量为 62.04%)均有显著提高。
段梦莎 , 刘祥宏 , 万思卿 , 张永恒 , 贺镜元 , 刘焕 , 余有本
2020, 21(4):1009-1019. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191202002
摘要:为了探究茶树水分胁迫中水通道蛋白的作用,以福鼎大白茶树(Camellia sinensis ‘Fuding Dabai’)为材料,克隆获得了2个水通道蛋白基因(AQPs,aquaporins),并分析了其在模拟干旱、外源施加ABA、以及干旱和复水下的表达模式。氨基酸序列分析表明,2个水通道蛋白均含有MIP蛋白家族保守的信号序列SGGHINPAVT和2个高度保守的NPA(Asn-Pro-Ala)单元,均含有6个跨膜区。基于同源比对结果和细胞定位预测,将其归为质膜水通道蛋白(PIPs,plasma membrane intrinsic proteins)亚家族。实时荧光定量PCR的结果表明,2个CsPIPs的基因表达具有一定组织特异性,CsPIP2;7在叶中表达量最高,CsPIP2;8在花和叶中表达量最高。20%PEG模拟干旱胁迫处理后,CsPIP2;7转录水平显著下调,CsPIP2;8波动变化,24 h后轻微上调。外源施加ABA后,CsPIP2;7显著下调,而CsPIP2;8显著上调。此外,盆栽自然干旱及复水试验表明,2个水通道蛋白基因均在根部受到干旱胁迫的诱导上调表达,停灌24 d时转录水平达到最大值,CsPIP2;7和CsPIP2;8分别上调了7.13倍和3.68倍;停灌29 d时两个基因转录水平又下调,复水后下调或保持稳定。叶部表达模式与之不同,CsPIP2;7在缓慢干旱的过程中缓慢下调,复水后又显著上调;CsPIP2;8波动变化,与PEG处理时的表达模式相同,复水后下调。 关键词: 茶树;水分胁迫;水通道蛋白;基因克隆;表达分析;干旱复水
刘婷婷 , 梁晓涵 , 张烨 , 程堂仁 , 王佳 , Mengmeng Gu , 张启翔 , 潘会堂
2020, 21(4):1020-1029. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191024004
摘要:为探究千屈菜科紫薇属(Lagerstroemia)、黄薇属(Heimia)及千屈菜属(Lythrum)之间的亲缘关系,本研究利用流式细胞术以二倍体白菜(Brassica rapa Rupr.)和黄瓜(Cucumis sativus L.)为内标对紫薇属8种2品种、黄薇属2种和千屈菜属1种进行了基因组大小测定,利用染色体压片技术获得2种黄薇属植物和千屈菜的染色体核型参数。结果表明,10份紫薇属植物的基因组大小在341.00±2.00~370.00±8.89 Mbp之间;黄薇(Heimia myrtifolia Cham. et Schlechtend.)和柳叶黄薇(H. salicifolia Link)基因组分别为414.67±5.77 Mbp和420.00±7.00 Mbp,染色体数目均为16,核型公式分别为2n=16=6sm+8m+2st和2n=16=2sm+14m;千屈菜(Lythrum salicaria L.)的基因组为1294.00±30.32 Mbp,染色体数目为54,核型公式为2n=54=31sm+15m+8st。本研究首次报道了千屈菜科13种植物的基因组大小,以及2种黄薇属植物和千屈菜的核型,研究结果为千屈菜科植物基因组学和遗传进化研究奠定了基础。
陈稳良 , 李秀莲 , 史兴海 , 梁改梅 , 刘龙龙 , 赵建栋 , 秦秀珍
2020, 21(4):1030-1035. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191219002
摘要:探讨等花柱资源在甜荞资源创新中有效利用的方法,为今后甜荞资源创新及新品种选育提供更好的技术支撑。利用甜荞等花柱资源与栽培种不同花型进行正反交杂交试验,在此基础上对等花柱×栽培种、等花柱×长花柱、等花柱×短花柱、栽培种×等花柱、长花柱×等花柱、短花柱×等花柱6个杂交组合后代结籽状况及遗传分离进行观察和分析。结果表明,等花柱甜荞资源本身结实率达22.6%,明显高于普通甜荞,对于等花柱新纯系的筛选以“长花柱×等花柱”杂交模式最佳,新品系筛选是“等花柱×栽培种”最佳。本研究结果说明根据资源创新的目的不同,利用等花柱资源采用不同的杂交技术是可行的,后代都产生了明显的遗传变异,能有效解决甜荞杂交育种的瓶颈问题。
2020, 21(4):1036-1043. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20190609002
摘要:为促进青藏高原野生葱属植物资源的开发利用,采用动态顶空-气相色谱/质谱联用仪法测定了 8 种产于西藏的野生 葱属植物的挥发性成分,并通过 NIST 11 和 Wiley 7n 标准谱库对其组分进行了定性分析,及用色谱峰面积归一化法对各成分 进行了相对定量分析。结果表明,在杯花韭、大花韭、野黄韭、野葱、太白韭、天蓝韭、粗根韭、多星韭的叶中共检测到 25 种挥发性成分,其中,野黄韭所含的挥发性成分种类最多(14 种),太白韭的最少(3 种),其他种的在 10 种左右;乙醚和二 甲基二硫化物在 8 种野生葱属植物中均有检出,但相对含量差异大;丙硫醇仅在杯花韭和野黄韭中有检出,丙醛、甲基硫杂 丙环、二丙基三硫化物、2,4-二氢-4-甲基-3H-1,2,4-三唑-2-硫酮、3-氨基-2-硫代-4-噻唑啉酮、1-氯-1-丙烯等仅在野黄韭中有检 出,甲硫基乙睛和二烯丙基硫醚则仅在大花韭中有检出,甲基丙基硫醚仅在杯花韭中有检出,己醛仅在粗根韭的肉质根中有 检出,正辛烷和 2-氟丙烯仅在野葱茎中有检出。在同一种野生葱属植物的不同部位中,所含的挥发性成分为:野黄韭地下茎 和叶中分别含有 2 种和 14 种;野葱地下茎和叶中分别含有 15 种和 12 种;太白韭地下茎和叶中分别含有 6 种和 3 种;粗根韭 茎(地上和地下均有)、肉质根、叶分别含 10、9、8 种。
2020, 21(4):1044-1050. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20191212001
摘要:伯乐树是单种科植物和第三纪孑遗植物,零星分布于中国华南地区和越南北部,由于种群规模锐减被列为国家一级保护植物。本文从传粉生物学角度研究其花粉的类型、活力变化、贮藏方法及柱头可授性,结果表明伯乐树雌蕊先熟,柱头在初开期迅速伸长,能有效避免自花传粉;柱头从小蕾期到盛开期间可授性逐渐增强,盛花期间的柱头表面具有粘液。花粉系非淀粉型,具典型虫媒特征;花粉粒初期在小蕾期活力极低,直至盛花期才具有较强的活力,体外萌发的适宜蔗糖浓度为20%。其花粉粒外壁较薄,对外界变化敏感,低温是保存其活力的必要条件, -20℃贮藏下的花粉活力可延长190 h。由于同一种群的花期较集中,对灾害天气的抗风险能力较弱,建议在盛花期搜集贮藏花粉以进行人工辅助授粉。