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大豆地方种质资源鲜籽粒可溶性糖含量的全基因组关联分析

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中国农业科学 2024年第11期57卷 2079-2091页

作者：张玉梅丁文涛蓝新隆李清华胡润芳郭娜林国强赵晋铭福建省农业科学院作物研究所/福建省特色旱作物品种选育工程技术研究中心/福建省蔬菜遗传育种重点实验室生物育种钟山实验室南京农业大学农学院/国家大豆生物育种产教融合创新平台/农业农村部大豆生物学与遗传育种重点实验室/作物遗传与种质创新全国重点实验室莆田市农业科学研究所

【目的】可溶性糖含量是鲜食大豆重要的品质性状之一，研究大豆鲜籽粒可溶性糖含量的遗传变异，深入解析可溶性糖含量的遗传机制，为鲜食大豆种质创新及品质育种提供依据。【方法】利用来自东北大豆生态区、北方大豆生态区、黄淮海大豆... 详细信息

【目的】可溶性糖含量是鲜食大豆重要的品质性状之一，研究大豆鲜籽粒可溶性糖含量的遗传变异，深入解析可溶性糖含量的遗传机制，为鲜食大豆种质创新及品质育种提供依据。【方法】利用来自东北大豆生态区、北方大豆生态区、黄淮海大豆生态区和南方大豆生态区的133份大豆地方种质，在2021年连江春季、福清春季和秋季3个环境下对鲜籽粒可溶性糖含量进行表型测定，结合82 187个高质量SNP标记，基于混合线性模型MLM（Q+K）对可溶性糖含量进行全基因组关联分析，挖掘可溶性糖含量显著相关的SNP位点，并以显著SNP位点为中心，两端各扩展119.07 kb连锁不平衡衰减距离为候选区间，根据候选区间内基因的注释和组织表达信息预测候选基因。【结果】3个环境下，鲜籽粒可溶性糖含量的变异范围为3.37—33.84 mg·g-1，遗传变异系数为24.59%—32.69%，可溶性糖含量遗传率为68.14%。通过全基因组关联分析，连江春季、福清春季和秋季3个环境下分别检测到与鲜籽粒可溶性糖含量显著关联的SNP有6、8和22个，表型变异解释率为12.43%—29.27%，以表型变异解释率较高的9个显著SNP位点所在的候选区间进行搜索，共获得86个基因，结合基因注释和组织表达信息，进一步筛选到9个候选基因，主要涉及转录因子、糖蛋白家族和糖类合成转运等生物学过程。其中，Glyma.01g016500、Glyma.13g042100、Glyma.16g131800和Glyma.16g155300在大豆种子及荚中表达水平较高，可作为大豆鲜籽粒可溶性糖的最具潜力候选基因。【结论】通过全基因组关联分析，检测到36个与鲜籽粒可溶性糖含量显著关联的SNP，进一步筛选出9个候选基因可能参与大豆鲜籽粒可溶性糖含量的调控，其中，Glyma.01g016500、Glyma.13g042100、Glyma.16g131800和Glyma.16g155300可作为调控大豆鲜籽粒可溶性糖含量的关键目标基因。

关键词：大豆鲜籽粒可溶性糖含量全基因组关联分析候选基因

宛氏拟青霉提取物与阿维菌素配施对番茄根结线虫病的防治效果

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中国蔬菜 2024年第2期 92-99页

作者：张晓英徐宇飞王洪凤宋文勇石磊刘峰华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室湖北武汉430000 山东蓬勃生物科技有限公司山东泰安271018 山东农业大学植物保护学院农药毒理与应用技术重点实验室山东泰安271018

为明确宛氏拟青霉提取物(ZNC)对番茄根结线虫病的防治潜力,采用盆栽试验,以清水为对照,研究ZNC(0.5、1.0μg·株-1灌根)、阿维菌素(5 mg·株-1底施处理)及两者配施对番茄生长和果实品质的影响及其对根结线虫病的防治效果。结果显示,与... 详细信息

为明确宛氏拟青霉提取物(ZNC)对番茄根结线虫病的防治潜力,采用盆栽试验,以清水为对照,研究ZNC(0.5、1.0μg·株-1灌根)、阿维菌素(5 mg·株-1底施处理)及两者配施对番茄生长和果实品质的影响及其对根结线虫病的防治效果。结果显示,与清水处理相比,ZNC能够显著提高番茄根质量,降低根结数量,同时能够显著增加番茄的叶长、叶宽,提高番茄的株高和地上部鲜质量,还可提升植株抗氧化能力和果实品质;与阿维菌素配施对番茄根结线虫病防效可达88.89%,显著高于阿维菌素单施,同时番茄生长状况和果实品质得到提升。表明ZNC能够促进番茄生长,与阿维菌素配施后可提高番茄根结线虫病的防治效果。

关键词：宛氏拟青霉提取物 ZNC 阿维菌素根结线虫防治效果促生

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耐热型西番莲品种“钦蜜9号”花器官发育特征与繁育系统研究

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中国南方果树 2024年第1期53卷 30-37页

作者：廖芬黄永才桂杰陈格蒋萍杨柳广西壮族自治区农业科学院/广西作物遗传改良生物技术重点实验室南宁530007

为明确耐热型黄果西番莲品种“钦蜜9号”花器官发育进程特性和繁育系统类型,测定其花器官表型性状、花粉活性、柱头可授性、异交指数和花粉胚珠比。结果表明,“钦蜜9号”花器官发育进程为现蕾期—花冠发育期—雌雄蕊发育期—裂蕾期—开... 详细信息

为明确耐热型黄果西番莲品种“钦蜜9号”花器官发育进程特性和繁育系统类型,测定其花器官表型性状、花粉活性、柱头可授性、异交指数和花粉胚珠比。结果表明,“钦蜜9号”花器官发育进程为现蕾期—花冠发育期—雌雄蕊发育期—裂蕾期—开花授粉期—谢花期,时间持续25~27 d,开花时间为下午13:00—15:00,单花开放时长约24 h,开花前3 d左右(花药即将开裂时)至裂蕾时柱头可授性最强;花粉数量为7.94×10^(5)个/花药,活性为90.11%,繁育系统类型为异交型,自交亲和,异交需要传粉者。这些特征为“钦蜜9号”35℃以上高温还能正常开花结果提供重要参考条件。

关键词：耐热 “钦蜜9号” 西番莲花可授性花粉活性繁育系统

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剑麻斑马纹病抗病新品种——热麻1号剑麻

热带作物学报 2024年第7期45卷 1371-1377页

作者：张燕梅李俊峰陆军迎赵艳龙鹿志伟杨子平柯智周文钊中国热带农业科学院南亚热带作物研究所/海南省热带作物营养重点实验室/湛江市热带作物遗传改良重点实验室广东湛江524091

斑马纹病是剑麻的主要病害之一,严重影响了剑麻产业的发展,目前关于斑马纹病的致病机制尚不清楚。为了培育出剑麻斑马纹病抗病新品种,本研究分别以剑麻斑马纹病抗病品种粤西114和感病品种H.11648为父母本进行回交,获得回交后代热麻1号... 详细信息

斑马纹病是剑麻的主要病害之一,严重影响了剑麻产业的发展,目前关于斑马纹病的致病机制尚不清楚。为了培育出剑麻斑马纹病抗病新品种,本研究分别以剑麻斑马纹病抗病品种粤西114和感病品种H.11648为父母本进行回交,获得回交后代热麻1号剑麻。利用常规方法对热麻1号剑麻叶形、叶色、叶缘刺有无、叶缘刺类型、叶顶刺类型、叶长、叶宽、叶基厚度、顶刺长、顶刺基部宽、株高、花序形状、花轴高、花梗数、花、果实、种子、年展叶数、周期展叶数、生命周期、纤维率等进行分析,采用壁低渗火焰干燥法、流式细胞术结合菌斑接种法对热麻1号剑麻倍性、基因组大小以及对烟草疫霉的抗性等进行鉴定。结果表明:热麻1号剑麻叶片剑形、肉质、刚硬、叶片灰绿,叶面平整有蜡粉,叶顶有1.2~2.0 cm锐刺,叶缘无刺,叶片绕茎呈螺旋状排列上升;叶长约130 cm,叶宽约16 cm,叶基厚度约3.5 cm。株高1.8~2.5 m,圆锥形花序,花轴高3~7 m,花梗数20~32个,完全花、花黄色、花瓣6枚;蒴果、长圆形、成熟时黑褐色,种子半月形,黑色、纸质;周期展叶360~400片;纤维率约3.5%,纤维长约100 cm;生命周期6~9 a;热麻1号剑麻为四倍体(2X=4n),染色体数目为104~118,2C DNA含量为11.69 pg,对烟草疫霉高度抗病或免疫,有望成为剑麻斑马纹病发病区的先锋品种。

关键词：热麻1号剑麻斑马纹病抗性

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东北春播区糜子核心种质的荧光微卫星标记鉴定

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作物学报 2024年第7期50卷 1728-1739页

作者：丁艺冰辛旭霞冯智尊郭娟曹越陈喜明王晓丹曹晓宁 SANTRA Dipak K 陈凌乔治军王瑞云山西农业大学农学院中国山西太谷030801 山西农业大学玉米研究所中国山西忻州034000 山西农业大学农业基因资源研究中心/农业农村部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室/杂粮种质资源发掘与遗传改良山西省重点实验室中国山西太原030031 内布拉斯加大学林肯分校农艺系小宗粮豆研究与推广中心美国内布拉斯加州斯克茨布拉夫69361

优异种质资源是糜子新品种选育和产业发展的基础。本研究以190份东北春播区糜子核心种质为材料,利用前期构建的SSR标记在5'端标注荧光,进行PCR扩增和毛细管电泳。根据毛细管电泳检测的片段有无采用“0/1”表示,利用ID Analysis4.0进行区... 详细信息

优异种质资源是糜子新品种选育和产业发展的基础。本研究以190份东北春播区糜子核心种质为材料,利用前期构建的SSR标记在5'端标注荧光,进行PCR扩增和毛细管电泳。根据毛细管电泳检测的片段有无采用“0/1”表示,利用ID Analysis4.0进行区分,使用PopGene、PowerMarker、MEGA、Structure、NTSYS进行遗传多样性分析。试验结果表明,3个荧光SSR标记组合(RYW3+RYW6+RYW28)可区分190份材料,共检测出等位变异73个,平均为24.3333;有效等位基因数(Ne)为5.4728(RYW3)~15.8922(RYW6),平均为9.6496;检出Shannon多样性指数(I)为2.0851(RYW3)~2.9457(RYW6),平均为2.4896;观测杂合度(Ho)为0.7529(RYW6)~0.9574(RYW28),平均为0.8876;期望观测杂合度(He)为0.8194(RYW3)~0.9398(RYW6),平均为0.8765;Nei’s基因多样性指数(Nei)为0.8173(RYW3)~0.9371(RYW6),平均为0.8741;多态性信息含量(PIC)为0.8656(RYW3)~0.9722(RYW6),平均为0.9198。基于UPGMA将190份资源划分为3个群组。基于Structure的遗传结构分析(K=3)将糜子核心种质分为3个类群,来源于东北地区的4个基因库(黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古的一部分)。基于主成分分析将材料分为4个类群,与地理来源一致。利用在线二维码技术(https://***/)构建了190份东北糜子核心种质的DNA分子身份证。

关键词：糜子东北春播区荧光微卫星标记毛细管电泳 DNA分子身份证

番茄CCCH类锌指蛋白家族的鉴定及其表达分析

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中国农业科技导报 2024年

作者：李贤国戴麒王泽鹏陈兆龙闫会转李宁新疆农业科学院园艺作物研究所新疆特色果蔬基因组研究与遗传改良重点实验室新疆农业大学园艺学院

CCCH（C3H）型锌指蛋白是进化上保守的RNA结合蛋白质，主要与DNA和RNA结合来调控基因表达，不仅参与植物的生长发育和激素调控过程，同时也响应生物和非生物胁迫。运用生物信息学方法，在番茄（Solanum Lycopersicum）中鉴定出47个SlC3... 详细信息

CCCH（C3H）型锌指蛋白是进化上保守的RNA结合蛋白质，主要与DNA和RNA结合来调控基因表达，不仅参与植物的生长发育和激素调控过程，同时也响应生物和非生物胁迫。运用生物信息学方法，在番茄（Solanum Lycopersicum）中鉴定出47个SlC3H基因，不均匀地分布在12条染色体上，主要定位于细胞核中。根据系统进化树将其分为3个亚族（Ⅰ～Ⅲ）。共线性分析发现，SlC3H基因家族存在基因复制现象，表明在进化过程中SlC3H基因可能通过复制进行家族成员扩增。番茄SlC3H基因含有1～14个外显子，其启动子区域存在与激素和非生物胁迫响应的元件。Ka/Ks分析表明，SlC3H基因家族成员和C3H基因在进化过程中经历了强烈的进化选择。qRT-PCR分析发现，在盐胁迫下，SlC3H基因家族有一半以上的基因表达上调，其中SlC3H1在8 h时表达量最高，是0 h的30倍；用0.1 mol·L-12,4-表油菜素内酯（2,4-epibrassinolide,EBR）处理后所有SlC3H基因在绿熟期都表达上调，表达量是对照组的8～150倍，尤其是SlC3H28在其他时期表达量几乎为0，但在绿熟期其表达量是对照组的150倍，推测EBR对果实绿熟期的发育有促进作用。上述研究结果为进一步揭示番茄C3H基因家族在响应非生物胁迫以及果实发育中的功能提供了参考依据。

关键词： CCCH 番茄生物信息学表达分析

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冀北坝上大豆结瘤相关性状全基因组关联分析

中国农业科学 2024年第11期57卷 2102-2113页

作者：寿鑫月刘智陈玥含李晨辉孙宾成孙如建韩德志鹿文成申永辉王晓波闫龙安徽农业大学农学院河北省农林科学院粮油作物研究所/国家大豆改良中心石家庄分中心/农业农村部黄淮海大豆生物学与遗传育种重点实验室/河北省遗传育种重点实验室呼伦贝尔市农牧科学研究所黑龙江省农业科学院黑河分院正定县农业农村局

【目的】挖掘适应坝上生态条件的高效结瘤大豆种质，鉴定调控大豆-根瘤菌共生结瘤的遗传位点和候选基因，提高大豆共生固氮效率。【方法】以包含260份大豆种质的自然群体为研究对象，在河北坝上室外盆栽条件下接种根瘤菌菌株USDA110。... 详细信息

【目的】挖掘适应坝上生态条件的高效结瘤大豆种质，鉴定调控大豆-根瘤菌共生结瘤的遗传位点和候选基因，提高大豆共生固氮效率。【方法】以包含260份大豆种质的自然群体为研究对象，在河北坝上室外盆栽条件下接种根瘤菌菌株USDA110。以单株根瘤数量、单株根瘤干重数值作为表型数据，结合大豆260份种质基因型数据，对其进行全基因组关联分析，挖掘大豆共生结瘤相关基因。【结果】共检测到18个与大豆根瘤数量显著关联的SNP，分别位于第2、7、8、13、18和19染色体上。其中，位于第2染色体上的显著关联位点BARC＿2.01＿Chr02＿43161654＿A＿G是控制大豆根瘤数量的主效位点（LOD=3.89），对该位点上下游共200 kb区间进行连锁不平衡分析，在包含BARC＿2.01＿Chr02＿43161654＿A＿G的连锁区间内，共获得10个调控大豆根瘤数量候选基因，通过单倍型分析发现，Glyma.02G243200不同单倍型所对应的材料之间的根瘤数量具有显著差异（P<0.05），在SoyBase数据库中查询该基因的表达模式发现，Glyma.02G243200在根毛中表达。该基因可能是影响大豆根瘤数量的关键基因。共检测到6个与大豆根瘤干重显著关联的SNP，分别位于第6、18和20染色体上。其中，位于第6染色体上的显著关联位点BARC＿2.01＿Chr06＿6069381＿G＿A和BARC＿2.01＿Chr06＿6192925＿T＿C是控制大豆根瘤干重的主效位点（LOD=3.49和LOD=3.35），对BARC＿2.01＿Chr06＿6069381＿G＿A上游100 kb和BARC＿2.01＿Chr06＿6192925＿T＿C下游100 kb区间进行连锁不平衡分析，获得14个调控大豆根瘤干重候选基因，并进行单倍型分析。其中，Glyma.06G079600和Glyma.06G079900不同单倍型所对应的材料之间的根瘤干重具有显著差异（P<0.01,P<0.001），在SoyBase数据库中查询这两个基因的表达模式发现，Glyma.06G079600和Glyma.06G079900在根中表达。这两个基因可能是影响大豆根瘤干重的关键基因。【结论】在第2染色体上发现一个与根瘤数量显著相关的候选基因，在第6染色体上发现2个与根瘤干重显著相关的候选基因。

关键词：大豆根瘤菌全基因组关联分析根瘤数量根瘤干重

西番莲属25个种(品种)花粉活力检验方法筛选及其花粉活力和柱头可授性比较分析

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果树学报 2024年第10期41卷 1947-1960页

作者：吴斌王加志邢文婷宋顺黄海杰李洪立胡文斌马伏宁黄东梅中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所·农业农村部华南作物基因资源与种质创制重点实验室·海南省热带作物资源遗传改良与创新重点实验室·海南省西番莲种质资源圃儋州571101 云南农业大学热带作物学院云南普洱665099

【目的】探究25种西番莲(包括8个地方品种、15个引进品种/品系和2个选育品种/品系)的花粉活力和柱头可授性,为西番莲杂交亲本的选择提供理论依据。【方法】以25种西番莲为试材,采用花粉离体培养、TTC染色和I2-KI染色方法检测西番莲花粉... 详细信息

【目的】探究25种西番莲(包括8个地方品种、15个引进品种/品系和2个选育品种/品系)的花粉活力和柱头可授性,为西番莲杂交亲本的选择提供理论依据。【方法】以25种西番莲为试材,采用花粉离体培养、TTC染色和I2-KI染色方法检测西番莲花粉活力,利用联苯胺-过氧化氢法检测柱头可授性。【结果】25种西番莲均具有柱头可授性,但可授性存在差异。在TN、HX No.1、W-1、KSTS、XG和GH等6种具有代表性的西番莲中,花粉离体培养的最适条件仅蔗糖浓度存在差异,分别为10%和15%。花粉离体培养和TTC染色法均可用于25种西番莲花粉活力的检测。基于花粉活力的聚类分析可分为3个类群,其中第Ⅰ类群和第Ⅱ类群共22个种,均属于正常可育类型,第Ⅲ类群包含3个种,均属于高不育类型。【结论】花粉离体培养是最能呈现25种西番莲花粉活力的检测方法,TTC染色法可作为西番莲花粉活力的快速检测方法。除ZL、LX和RX适宜作杂交母本外,其余种均可作杂交父本或母本。

关键词：西番莲属花粉活力柱头可授性杂交育种

基于10K SNP芯片分析255份玉米种质资源的遗传多样性

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中国农业科技导报 2024年第8期26卷 20-33页

作者：高山闫晓翠王楠张梦洁李友鹏刁文达段会军河北农业大学农学院华北作物种质资源研究与利用教育部重点实验室河北保定071000

玉米(Zea mays L.)是全球三大粮食作物之一,也是重要的饲料作物。分析玉米种质资源的农艺性状和遗传多样性对玉米育种和生产具有重要指导意义。以255份玉米种质构成的自然群体作为研究材料,利用10K SNP液相芯片进行全基因组扫描,获取基... 详细信息

玉米(Zea mays L.)是全球三大粮食作物之一,也是重要的饲料作物。分析玉米种质资源的农艺性状和遗传多样性对玉米育种和生产具有重要指导意义。以255份玉米种质构成的自然群体作为研究材料,利用10K SNP液相芯片进行全基因组扫描,获取基因分型;利用VCF2PCA Cluster和Mega11等软件进行表型聚类和遗传多样性分析。结果表明,检测到14139个高质量SNP位点,分布于玉米10条染色体上;基因多态性的变化范围为0.05~0.50,均值为0.29;多态信息含量(polymorphism information content,PIC)的变化范围为0.04~0.38,均值为0.24;热带群体和温带群体的等位基因频率差异绝对值大于0.30的位点有104个;通过群体遗传结构分析、主成分分析和聚类分析,将255份供试材料划分为温带和热带2个主要亚群。研究结果确定了255份来自温带和热带玉米种质间的遗传多样性和亲缘关系,为后续玉米种质资源改良和创新奠定基础。

关键词：玉米 10K SNP 种质资源遗传多样性