李永生,王晓娟,连晓荣,梁根生,何海军,杨彦忠,周文期,董小云,周玉乾,刘忠祥
2025, 26(2):319-330.DOI: 10.19462/j.cnki.1671-895x.2023.01.025
摘要:光合作用是植物生存的基础,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PH6WC相比突变体et9株高、穗位高极显著降低,剑叶长、剑叶宽和倒三叶宽极显著减小,抽雄、散粉、吐丝期均比野生型推迟10~12 d;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高于野生型,叶绿体荧光参数除非光化学淬灭外均极显著低于野生型,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。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区间内。进一步在初定位区间内开发4个KASP标记及2个InDel标记,利用约1100个F2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,推测Zm00001d045384可能是Zmet9的候选基因。
孙志广,卢百关,刘金波,刘艳,李景芳,迟铭,陈庭木,李健,杨波,刘晓敏,王宝祥,徐大勇
2024, 25(1):21-29.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230613004
摘要:通过对水稻萌发耐淹性进行QTL定位和稳定位点的聚合效应分析,可以为萌发耐淹性基因的精细定位及后续分子辅助育种奠定基础。本研究利用一个包含144份家系的强萌发耐淹性粳型杂草稻WR-4与籼稻品种广百香占的F2:3定位群体,基于1K mGPS SNP芯片构建了一个包含825个Bin标记的高密度遗传图谱,利用完备区间作图法共检测到10个萌发耐淹性QTL,分布于水稻第3、4、7、8、9和10染色体上,LOD值介于3.6~21.3之间,可解释3.0%~21.1%的表型变异。其中,具有较高LOD值和贡献率的2个主效QTL(qGS4-1和qGS7-1)能够被重复检测到,是后续基因克隆的候选位点。根据Bin标记分型结果将不同子代在两个稳定QTL区间内分为WR型和广百香占型,在F2:3群体中进行聚合效应分析,发现聚合增效等位基因数量越多的家系,其淹水条件下的胚芽鞘越长,这些携带多个耐性QTL的株系可为分子育种培育耐低氧萌发水稻新品种提供亲本资源。
蔡益彪,孙振仓,史欣瑶,管宇翔,程佳佳,杨爽,王萌鲁,张磊,王晨阳,丁洪科,王发祥,赵春华,孙晗,吴永振,秦冉,崔法
2023, 24(6):1690-1701.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230329002
摘要:qPh-3D为1个控制株高的主效QTL,可在科农9204×京411衍生的重组自交系群体(KJ-RILs)的14组环境数据中被稳定检测到,定位于科农9204基因组3D染色体KN3D:515.08~539.08 Mb区间内,其降低株高的等位基因来自京411。本研究继续深入分析该QTL降秆机制,并利用包含187个家系的KJ-RILs群体及316份育成品种(系)组成的自然作图群体,对其进行遗传效应解析,进一步明确其对产量性状的影响。基于KJ-RILs群体分析结果表明,来自京411的qPh-3D降秆基因型通过降低穗部以下各节间长度进而显著降低株高,但对穗长无显著影响。qPh-3D在降低株高的同时,可一定程度降低单株产量。在qPh-3D靶区间内选择2个紧密连锁的标记AX-110160363和AX-111109273,对316份自然作图群体进行产量性状遗传效应和靶区段选择效应分析。结果表明,降秆基因型在降低株高的同时,对穗长具有一定正效应,但对单株产量具有显著负效应。qPh-3D靶区段育种选择效应分析结果表明,北京和陕西对qPh-3D降秆基因型利用率较高;而四川、青海、山东以及国外地区对其利用率较低,且在不同年代中,降秆基因型利用率均较低。随着时间的推移,qPh-3D的增秆基因型利用率呈上升趋势。此外,本研究还开发了1个与qPh-3D紧密连锁的基于PCR技术检测的InDel分子标记。研究结果可对未来qPh-3D分子育种应用提供理论参考。
霍宏亮, 王 超, 杨 祥, 曹玉芬, 田路明, 董星光, 张 莹, 齐 丹, 徐家玉, 刘 超
2022, 23(2):480-492.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20210918001
摘要:为探究不同杜梨资源对盐碱胁迫的生理响应及筛选耐盐碱资源,以甘肃、山西、辽宁等地收集的 17 份杜梨资源3000 余株幼苗为试验材料,采用中性盐和碱性盐混合胁迫处理,测定盐碱抗性相关的生理指标,基于主成分分析法、热图及聚类分析法和抗逆系数法进行抗性评价。研究发现,抗性强的资源抗氧化酶活性和脯氨酸含量在受到胁迫后显著上升,300 mmol/L 盐碱胁迫下超氧化物歧化酶活性显著上升的资源为河底杜梨 3 和平陆杜梨 1,分别上升了 75.04%、70.04%;过氧化物酶活性上升显著的资源为甘肃杜梨 1 和河底杜梨 1,分别上升了 1136.11%、742.86%;过氧化氢酶活性显著上升的资源为甘肃杜梨 15、甘肃杜梨 4,分别上升了 344.58%、343.42%,脯氨酸含量显著上升的资源为平陆杜梨 2、河底杜梨 1、河底杜梨 3,丙二醛含量上升较多的资源为甘肃杜梨 16、甘肃杜梨 13、甘肃杜梨 1。除甘肃杜梨 13 在低浓度(100 mmol/L)盐碱胁迫即出现明显盐害现象外,其他杜梨资源均在 300 mmol/L 浓度处理下才开始出现不同程度的盐害;利用不同方法进行耐盐碱性分析结果存在一定的差异,其中基于主成分分析法发现河底杜梨 1、河底杜梨 3、平陆杜梨 1、甘肃杜梨 15、山西杜梨 1 耐盐碱性强;基于热图和聚类分析发现甘肃杜梨 4、甘肃杜梨 15、平陆杜梨 1、河底杜梨 1 和河底杜梨 3 具有较强的耐盐碱性;而利用抗逆系数法分析耐盐碱性较强的资源为甘肃杜梨 1、河底杜梨 1、甘肃杜梨 16、甘肃杜梨 4、甘肃杜梨 15。综合 3 种方法的分析结果,河底杜梨 1 和甘肃杜梨 15 属于高抗盐碱类型,而甘肃杜梨 13 则为盐碱敏感型资源。
杨朋娟, 张世文, 王振山, 闫留延, 张小梅, 桑璐曼, 王慧洁, 祖超凡, 何占祥, 贾小平, 白俊艳
2022, 23(4):1046-1054.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220103001
摘要:本研究于2015—2016年在海南梅东、河南洛阳、吉林公主岭3个不同纬度环境调查了160份谷子资源的株高、叶片数、穗长、穗粗、穗重、穗粒重、穗码数、码粒数8个农艺性状,系统估算这些性状在年份、纬度环境、品种基因型3因素组合条件下的广义遗传力,并进行性状间的遗传相关分析。单因素分析表明8个农艺性状的平均遗传力均超过0.9000,普遍高于单株遗传力,且平均遗传力不受调查年份和纬度环境的影响;单株遗传力在梅东低纬度环境不受调查年份影响,而在洛阳中纬度环境、公主岭高纬度环境穗长、码粒数和穗重、穗粒重、穗码数分别受调查年份影响;株高、叶片数、穗长、穗粗、穗码数为高遗传力性状,而穗重、穗粒重、码粒数为中遗传力性状。3因素组合条件8个性状的平均遗传力由0.9以上下降为0.7266~0.8483,单株遗传力由0.5209~0.9931下降为0.2292~0.4263,株高、叶片数、穗粗等3个指标适合作为谷子广生态适应性育种的选择指标。株高、叶片数、穗粗与穗重、穗粒重均存在极显著遗传正相关(P<0.001),通过有针对性地选择株高、叶片数、穗粗以及抽穗期可以实现对穗重、穗粒重进行选择,选育出广适应性、稳产或高产的品种。
周海宇, 江禹奉, 杨明冲, 程伟东, 覃兰秋, 谢小东, 谢和霞, 覃宝祥, 王令强
2022, 23(6):1636-1643.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220419004
摘要:玉米茎秆倒伏严重影响产量、品质和机械化收获。本研究以110份遗传多样性丰富的玉米种质资源为研究对象,对包括茎秆强度、维管束和纤维含量等8个性状进行相关性分析,并比较不同血缘种质的差异。结果表明,弯折强度与穿刺强度、大维管束数目与小维管束数目、中性洗涤纤维与酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维与半纤维素具有协同作用;大维管束数目越多弯折强度越强,抗倒性越好;中性洗涤纤维含量越高弯折和穿刺强度越强,抗倒性越好;在广西南宁生态环境条件下,热带种质的茎秆强度较强、维管束数目较多、纤维含量较高,从热带种质中较易选育抗倒性强的优异种质资源。研究结果可为玉米抗倒性研究提供理论参考,为热带种质在玉米抗倒性方面的改良和利用提供借鉴。
杨如萍, 宋雯雯, 韦瑛, 贾贞, 魏野畴, 王立明, 吴存祥, 董博, 张国宏, 韩天富
2021, 22(2):349-360.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20200708003
摘要:甘肃省地域广大,地形复杂,气候多样,大豆品种资源丰富,但甘肃各地大豆品种生育期生态类型并不明确。本试验以25份MG 0-V的北美大豆生育期组标准品种为对照,将从甘肃各地收集到151个大豆品种在甘肃境内5个生态区进行生育期性状鉴定和生育期组划分。结果表明,甘肃地区种植的大豆品种的生育期组在MG 00和MG VI之间。在所鉴定的品种中,属MG IV的比例(44.37%)最高,其次为MG V(29.14%)、MG III(11.26%)、MG II(4.64%)、MG 0(3.31%)、MG VI(3.31%)、MG 00(2.65%)和MG I(1.32%)。归属于MG Ⅲ的品种主要分布在河西灌区,占该区域参试品种总数的47.62%;归属于MG IV的品种主要分布在中部地区和陇东旱塬区,占中部地区参试品种总数的56.67%,占陇东旱塬区的63.83%;归属于MG V的品种主要分布在陇南地区,占该区域参试品种总数的61.40%。根据甘肃不同地区可成熟大豆品种的最晚生育期组与当地经度、无霜期建立回归方程,推断甘肃省大豆各生育期组的地理分布区间,提出了基于生育期组的甘肃省大豆品种引种方案,以期为甘肃地区大豆育种和品种布局提供科学依据。
宋雯雯, 李继存, 赵云, 周静, 黄新阳, 曾海燕, 杨光明, 李素真, 吴存祥, 韩天富
2020, 21(1):146-153.DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20190606004
摘要:大豆是典型的短日喜温作物,光温敏感性决定大豆品种的地理适应范围。为深入了解中国大豆品种主要生态类型的光温反应特性,以 282 份中国大豆微核心种质为材料在山东济宁进行春、夏两期播种,根据两个播期条件下开花期(R1)的差异,计算参试种质的光温综合反应敏感度(PCRS)。结果表明,中国大豆微核心种质光温综合反应差异较大,生育期性状变异丰富。随着供试种质生育期组的增加,光温综合敏感度增大。不同播期类型大豆光温综合反应敏感度大小顺序为:秋大豆>夏大豆>春大豆。根据光温敏综合反应敏感度的差异将我国大豆微核心种质分为敏感、中度敏感及钝感 3 种类型。春播、夏播材料以光温综合反应中度敏感材料居多,而在秋播品种中,敏感材料的比例达 63.6%。从 3 种类型在不同生育期组中的分布情况看,光温综合反应敏感材料主要分布在晚于 MGIII 的品种中,中度和钝感材料在大部分生育期组中均有分布。生育期组与大豆品种光温反应综合敏感度极显著相关,该性状可作为反映大豆品种的光温生态特性的简便和可靠指标。研究结果有助于全面了解我国大豆种质资源的光温反应特性,为挖掘、利光温钝感资源,选育广适应大豆品种提供理论依据。
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。
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。