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普通小麦Arableu#1白粉病成株抗性遗传解析

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中国农业科学 2024年第1期57卷 52-64页

作者：李子萌袁婵张宇庆任妍刘鹏鹏严珊珊袭梦涵穆培源兰彩霞华中农业大学植物科学技术学院/湖北洪山实验室湖北省农业科学院粮食作物研究所河南农业大学农学院新疆农垦科学院作物研究所

【目的】中国是世界上最重要的小麦生产国和消费国之一，确保小麦产量稳定对我国粮食安全具有重要意义。小麦白粉病是限制小麦产量的重要因素之一。选育抗病品种是控制该病害最经济、有效环保的途径，挖掘新成株抗性基因/位点为选育持... 详细信息

【目的】中国是世界上最重要的小麦生产国和消费国之一，确保小麦产量稳定对我国粮食安全具有重要意义。小麦白粉病是限制小麦产量的重要因素之一。选育抗病品种是控制该病害最经济、有效环保的途径，挖掘新成株抗性基因/位点为选育持久抗病小麦品种提供依据。【方法】由国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）培育的普通小麦品系Arableu#1在苗期对白粉病表现为感病，而成株期呈现高水平抗性。为深入解析其抗病遗传机制，利用Arableu#1与高感品系Apav#1杂交，构建一个含有142个家系的F5重组自交系群体，采用基因分型测序（genotyping-by-sequencing,GBS）平台测序，获得4 298个在亲本间具有多态性的分子标记，并进行群体检测，所获基因型用于构建整个群体的遗传连锁图。【结果】结合白粉病连续2年田间表型和基因型数据，使用IciMapping 4.1对田间病害严重度、病程曲线下面积（AUDPC）和病害多年平均严重度（MFDS）等性状进行QTL定位分析，在该群体中定位了4个来自Arableu#1的白粉病成株抗性位点，分别位于染色体1BL、5BL、6BS和7BL上，以及2个来自Apav#1的抗性位点，分别位于染色体2DS和4BL上，可解释白粉病表型变异介于3.1%—28.5%。6个位点聚合时的群体平均病害严重度达到各位点组合中的最低水平，***-1BL、***-4BL、***-5BL和***-7BL 4个位点聚合后的效应仅次于6个位点同时存在。【结论】将2个新位点***-5BL和***-7BL的两翼分子标记开发成KASP标记，经对570份世界各地育成品种或地方品种检测，2个位点单独存在或聚合在一起时均表现出不同程度的白粉病抗性，且这两个位点在我国小麦材料中的分布频率较CIMMYT的小麦种质中低。获得1个可能同时聚合6个白粉病抗性位点家系，其田间白粉病抗性可达近免疫水平。

关键词：小麦白粉病成株抗性数量性状基因定位

355份粳稻种质资源在新疆的遗传多样性分析及综合评价

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中国农业大学学报 2024年第3期29卷 13-26页

作者：杜孝敬张燕红文孝荣康民泰许文亭唐福森吕玉平李冬袁杰赵志强王奉斌新疆农业科学院粮食作物研究所/农业农村部荒漠绿洲作物生理生态与耕作重点实验室乌鲁木齐830091 新疆农业科学院核技术生物技术研究所/干旱荒漠区作物抗逆遗传改良与种质创新国家重点实验室(筹) 乌鲁木齐830091 新疆农业科学院温宿水稻试验站/国家耐盐碱水稻技术创新中心西北中心新疆阿克苏843100

为筛选出适合新疆种植的综合性状较优的水稻种质资源,对国、内外355份水稻资源的17个质量性状和20个数量性状进行综合评价。结果表明:在质量性状指标中穗抽出度、二次枝梗、穗立形态、叶片茸毛和分蘖力上表现出丰富的变异类型;数量性状... 详细信息

为筛选出适合新疆种植的综合性状较优的水稻种质资源,对国、内外355份水稻资源的17个质量性状和20个数量性状进行综合评价。结果表明:在质量性状指标中穗抽出度、二次枝梗、穗立形态、叶片茸毛和分蘖力上表现出丰富的变异类型;数量性状变异范围为3.906%~57.519%,遗传多样性指数为1.713~2.067。通过对数量性状进行聚类分析将355份水稻种质资源划分为4大类群,类群Ⅰ属于极端粒型的特异性种质,共97份;类群Ⅱ属于潜在增产种质,共81份;类群Ⅲ属于晚熟极端种质,共94份;类群Ⅳ属于优质高产种质,共83份。20个数量性状利用主成分分析提取5个综合因子,累计贡献率为74.989%,各成分的贡献率分别为17.472%(PC1)、17.071%(PC2)、15.738%(PC3)、15.237%(PC4)和9.429%(PC5);水稻种质资源的综合得分范围为0.416 8~1.240 8,综合得分前10名的种质资源依次为‘21Y137’‘21Y271’‘21Y162’‘21Y280’‘21Y276’‘21Y87’‘21Y132’‘21Y254’‘21Y294’‘21Y318’,均属于类群Ⅳ,为高产且粒型优异种质,可作为新疆水稻高产优质的亲本育种材料。

关键词：新疆水稻种质资源表型性状遗传多样性

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广谱抗稻瘟病基因PigmR 的KASP标记开发及应用

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中国水稻科学 2024年

作者：李文奇许扬王芳权朱建平陶亚军李霞范方军蒋彦婕陈智慧杨杰扬州大学江苏省粮食作物现代产业技术协同创新中心生物育种钟山实验室江苏省农业科学院粮食作物研究所/农业农村部淮河下游种质创制重点实验室(南京)/国家水稻改良中心南京分中心

【目的】广谱抗稻瘟病基因PigmR对水稻抗稻瘟病遗传改良具有重要育种价值。根据其编码区变异位点开发竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive allele specific，PCR KASP)标记，有利于提升PigmR育种利用的精准性和效率。【方法】本研究通... 详细信息

【目的】广谱抗稻瘟病基因PigmR对水稻抗稻瘟病遗传改良具有重要育种价值。根据其编码区变异位点开发竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive allele specific，PCR KASP)标记，有利于提升PigmR育种利用的精准性和效率。【方法】本研究通过序列比对明确PigmR基因编码区存在单核苷酸变异，开发KASP分子标记PigmR-K，通过对水稻品种和F2分离群体进行基因型分析，结合稻瘟病表型鉴定，并开展分子标记辅助选择育种，对标记的精准性和高效性进行验证。【结果】根据PigmR基因编码区序列第2503位存在特异性单核苷酸A>C变异，建立基于KASP的PigmR精准高效基因分型技术体系，通过对159份水稻品种、270份F2群体单株以及247份BC1F3群体单株进行基因型检测，PigmR-K能够显著区分供试水稻材料的纯和抗病、纯合感病和杂合基因型，并与人工接种穗颈瘟表型一致。【结论】利用PigmR基因编码区变异位点开发的KASP标记PigmR-K具有精准高效等优势，有利于稻瘟病抗性遗传改良。

关键词：水稻广谱稻瘟病抗性 PigmR基因 KASP 育种效率

粗穗披碱草1H^(t)S染色体特异荧光原位杂交标记开发

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山东农业科学 2024年第7期56卷 16-22页

作者：宫文萍汪晓璐王开韩冉祁广徐文竞曾小雪郭军刘成山东省农业科学院作物研究所/小麦玉米国家工程研究中心/小麦育种全国重点实验室/农业农村部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室/山东省小麦技术创新中心山东济南250100

小麦-粗穗披碱草1H^(t)S.1BL罗伯逊易位系高抗小麦条锈病和叶锈病,是小麦遗传改良的优异基因源。我们前期利用中国春ph1b基因突变体对该易位系进行诱导,获得了一批诱导后代材料,为了从中准确鉴定小麦-粗穗披碱草1H^(t)S小片段易位系,需... 详细信息

小麦-粗穗披碱草1H^(t)S.1BL罗伯逊易位系高抗小麦条锈病和叶锈病,是小麦遗传改良的优异基因源。我们前期利用中国春ph1b基因突变体对该易位系进行诱导,获得了一批诱导后代材料,为了从中准确鉴定小麦-粗穗披碱草1H^(t)S小片段易位系,需要建立能够覆盖粗穗披碱草1H^(t)S染色体的荧光原位杂交(FISH)标记。本研究利用21个小麦及其近缘种探针、61个基于中国春基因组序列新开发的小麦1BS染色体探针以及40个根据简单三碱基重复序列新开发的探针对小麦-粗穗披碱草1H^(t)S.1BL易位系进行非变性FISH分析。结果显示,B74、B76和B77等36个探针(33个为新开发的)在1H^(t)S染色体上具有杂交信号,并且杂交信号可分为仅在染色体末端、仅在着丝粒处、同时在着丝粒处和近着丝粒处、覆盖1H^(t)S约3/4染色体臂、覆盖绝大部分1H^(t)S共五种类型。因此,部分探针单独使用或多个探针联合使用,其信号能覆盖1H^(t)S染色体,能够满足小麦-粗穗披碱草1H^(t)S小片段易位系鉴定,这可为小麦背景中粗穗披碱草染色质追踪提供新的检测手段。

关键词：粗穗披碱草 1H^(t)S染色体探针荧光原位杂交标记

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气候变暖对稻米品质的影响与杂交组合及其亲本的关系

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中国生态农业学报(中英文) 2024年

作者：徐富贤周兴兵张林蒋鹏刘茂朱永川熊洪刘运军徐麟郭晓艺四川省农业科学院水稻高粱研究所(四川省农业科学院德阳分院)/农业部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室/作物生理生态及栽培四川省重点实验室泸州市农业农村局宜宾市翠屏区农业农村局

探明气候、杂交组合及亲本对稻米品质的互作效应，可为进一步优化水稻品质改良策略和提升水稻防灾减灾能力提供科学依据。本文于2021年和2022年以3个不育系和5个恢复系配制的15个杂交组合为试验材料，在早季常温和晚季高温2种生态条... 详细信息

探明气候、杂交组合及亲本对稻米品质的互作效应，可为进一步优化水稻品质改良策略和提升水稻防灾减灾能力提供科学依据。本文于2021年和2022年以3个不育系和5个恢复系配制的15个杂交组合为试验材料，在早季常温和晚季高温2种生态条件下进行裂区试验，研究了杂交组合及其亲本对稻米品质的影响。结果表明，年度间8项稻米品质的差异均达极显著水平(F值10.82**～6723.28**)。与2022年相比， 2021年水稻长宽比、垩白度、蛋白质、直链淀粉、胶稠度、精米率和整精米率分别提高8.41%、99.36%、13.76%、2.54%、125.12%、11.92%和144.00%，但垩白粒率降低60.08%。就不同种植来看，晚季的长宽比、蛋白质和整精米率分别比早季显著提高3.96%、7.34%和14.08%，而晚季垩白粒率、胶稠度和精米率则分别显著下降18.25%、5.50%和1.88% (F值18.74**～68.38**)，垩白度和直链淀粉在两个季节间差异不显著。不同不育系和不同恢复系分别配制的杂交组合间各品质指标差异均达显著水平(F值3.01*～69.32**)， 3个不育系配制的杂交组合中‘椰香A’的综合品质相对较好， 5个恢复系配制的杂交组合中‘泸恢127’和‘泸恢276’的综合品质相对较好。双亲对长宽比、垩白度、垩白粒率、蛋白质和直链淀粉的特殊配合力方差较高（52.07%～92.39%），对胶稠度、精米率和整精米率的一般配合力方差较高（73.90%～86.20%）， 8项品质指标的广义遗传力均较高（48.29%～98.01%）。早季与晚季长宽比、垩白粒率、蛋白质、胶稠度、精米率、整精米率差异均达显著或极显著水平(t值1.98*～8.70**)，且早季与晚季间呈极显著正相关(r值0.6070**～0.9672**)，垩白度虽然在早季与晚季间差异不显著，但两季间仍呈极显著正相关(r值0.7614**)。综上，未来杂交水稻优质育种策略是选择垩白度低，胶稠度、整精米率和垩白粒率高的恢复系，以及长宽比大、垩白度和垩白粒率低、蛋白质8%左右和直链淀粉16%～18%的不育系杂交，并从杂交后代中选择优质杂交稻品种。

关键词：气候变暖杂交水稻稻米品质杂交亲本育种策略

间作槟榔调控咖啡根际微生物群落结构及功能促进咖啡植株发育

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中国科学:生命科学 2024年

作者：赵少官张昂董云萍孙燕苏兰茜林兴军龙宇宙赵青云中国热带农业科学院香料饮料研究所/农业农村部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验室/海南省热带香辛饮料作物遗传改良与品质调控重点实验室云南农业大学热带作物学院中国热带农业科学院三亚研究院

咖啡是世界上闻名的饮料作物,长期单一化种植导致土壤生物功能退化,影响植株健康生长.间作槟榔是改善咖啡园土壤生物功能的有效措施,但作用机制尚不清楚.本文通过盆栽试验研究了咖啡间作槟榔对根际土壤生物和非生物学性状的影响.结果表... 详细信息

咖啡是世界上闻名的饮料作物,长期单一化种植导致土壤生物功能退化,影响植株健康生长.间作槟榔是改善咖啡园土壤生物功能的有效措施,但作用机制尚不清楚.本文通过盆栽试验研究了咖啡间作槟榔对根际土壤生物和非生物学性状的影响.结果表明,间作增加了土壤速效养分含量,速效磷和速效钾含量分别显著增加58.24%和70.30%;相对于单作,间作模式改变了根际土壤细菌和真菌群落丰富度,真菌丰富度对种植模式的响应更显著;间作咖啡根际土壤细菌群落拥有更多独有的OTU,而真菌独有OTU在间作模式下显著降低;根际土壤细菌和真菌属(如Pedomicrobium、Mycobacterium等)与咖啡植株生长显著相关;与咖啡单作相比,间作模式能够富集根际土壤中与养分循环(如Bradyrhizobium、Trichoderma、Bryobacter)和抑制植物病原菌(如Trichoderma、Penicillium、Streptomyces)相关的微生物群落,促进土壤养分释放和对潜在病原菌的抑制作用,促使植株健康生长.另外,间作模式下咖啡根际土壤能够富集与氮素循环和芳香化合物降解等功能相关的微生物.综上,咖啡间作槟榔可富集有益功能微生物,调控咖啡园土壤微生物群落结构和功能,缓解咖啡连作生物障碍.该研究为生产上应用复合栽培模式,助力咖啡绿色种植提供了理论依据.

关键词：根际土壤微生物植株健康土壤生态功能复合栽培模式咖啡绿色种植

不同种植密度和行距配置对香蕉产量及品质的影响

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中国南方果树 2024年第1期53卷 60-66,73页

作者：黄丽娜程世敏赵增贤魏军亚魏守兴中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/国家热带果树品种改良中心/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口571101

为确定香蕉适宜机械化操作的种植密度和行距配置,采用裂区试验设计,以种植密度(P,P1:2190株/hm^(2);P2:2340株/hm^(2);P3:2520株/hm^(2))为主区,行距(R,R1:宽行5.10 m+窄行1.00 m;R2:宽行4.80 m+窄行1.30 m;R3:宽行4.50 m+窄行1.60 m)为裂区,探讨不同种植密度和行距配置对香蕉农艺性状、产量及品质的影响。结果表明:R能显著影响香蕉株高和茎围,P和R对香蕉单产、总产量均有显著影响,P1、P2香蕉单产较P3分别显著提高10.29%、10.88%,P2总产量较P1显著提高6.62%;R3单产、总产量最高,R1单产、总产量最低。分析产量构成可知,R3能提高香蕉商品蕉采收率;P1、P2单果质量较P3显著提高,R3单果质量较R1、R2分别显著提高21.23%、4.44%。P1果指长较P3显著提高,R2、R3间果指长、果指围显著高于R1。P和R对果实可溶性固形物含量均无显著影响。P3可滴定酸含量较P1、P2显著提高,P1、P2的维生素C含量分别较P3显著提高19.38%、15.78%;R3较R1显著提高维生素C含量8.77%。综上所述,宝岛蕉品种种植密度为2340株/hm^(2),宽行4.50 m、窄行1.60 m时,香蕉农艺性状、产量、商品蕉采收率、单果质量、可溶性固形物及维生素C含量最高。

关键词：香蕉种植密度行距产量品质宜机化栽培

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棉-粮-油菜宽带轮作提升作物产量和光能利用率

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第7期32卷 1159-1169页

作者：董明张谦王燕王树林冯国艺梁青龙祁虹赵贵元河北省农林科学院棉花研究所/农业农村部黄准海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室/国家棉花改良中心河北分中心石家庄050051

棉-粮-油菜宽带轮作种植模式,能够充分利用农田资源,但种植体系内不同作物光能资源利用特性尚不明确。本研究在田间设置棉花单作(对照)、小麦-玉米一年两熟(对照)和棉花-小麦-玉米-油菜宽带轮作(以下简称“宽带轮作”) 3种种植模式,测... 详细信息

棉-粮-油菜宽带轮作种植模式,能够充分利用农田资源,但种植体系内不同作物光能资源利用特性尚不明确。本研究在田间设置棉花单作(对照)、小麦-玉米一年两熟(对照)和棉花-小麦-玉米-油菜宽带轮作(以下简称“宽带轮作”) 3种种植模式,测定棉花、玉米和小麦的产量、地上部干物质重以及叶面积指数、消光系数、光能截获量等指标。结果表明,与棉花单作比较,棉花宽带轮作单位面积产量和地上部干物重分别显著增加15.20%和10.35%。与小麦-玉米一年两熟比较,玉米和小麦宽带轮作的单位面积产量分别显著增加21.61%和11.53%,玉米地上部干物质重显著增加6.17%。7月16日(盛花期)至9月13日(吐絮期),棉花宽带轮作叶面积指数比棉花单作显著增加7.21%~12.76%, 7月24日(盛花期)和8月4日(盛铃期),棉花宽带轮作光能截获率比棉花单作分别显著降低3.59%和3.24%。玉米和小麦宽带轮作的叶面积指数、消光系数和光能截获率未发生显著变化。与棉花单作、小麦-玉米一年两熟比较,棉花宽带轮作和玉米宽带轮作的全生育期光能截获量分别显著降低3.14%和显著增加0.76%,小麦宽带轮作的全生育期光能截获量未发生显著变化,棉花、玉米和小麦的光能利用率分别显著增加18.81%、6.76%和14.10%。本试验条件下,边行优势和轮作效应同时发挥作用增加了棉花、玉米和小麦的单位面积产量以及棉花和玉米的地上部干物质重,改善作物干物质的积累和分配,进而提升棉花、玉米和小麦的光能利用率。该研究明确了棉-粮-油菜宽带轮作对作物产量和冠层光能利用率的影响,可为该模式的推广应用提供理论基础。

关键词：棉花玉米小麦宽带轮作产量光能利用

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干旱胁迫的影响及抗旱性研究进展

分子植物育种 2024年

作者：任洪雷朱筱张丰屹张必弦王家军王金生吴俊江王广金邱丽娟中国农业科学院作物科学研究所国家农作物基因资源与遗传改良重大科学工程农业部作物种质资源与生物技术重点开放实验室黑龙江大学生命科学学院农业微生物技术教育部工程研究中心黑龙江省寒区植物基因与生物发酵重点实验室黑龙江省农业科学院大豆研究所农业农村部大豆栽培重点实验室黑龙江省大豆栽培重点实验室

在全球气候变暖的背景下，干旱对作物的影响遍布全球，限制了农业生产，严重影响了作物的生长发育和产量。全面了解干旱胁迫在形态、生理、生化、和细胞水平上对植物、作物和大豆的影响，理解植物特别是作物的抗旱机理，以期为作物遗传... 详细信息

在全球气候变暖的背景下，干旱对作物的影响遍布全球，限制了农业生产，严重影响了作物的生长发育和产量。全面了解干旱胁迫在形态、生理、生化、和细胞水平上对植物、作物和大豆的影响，理解植物特别是作物的抗旱机理，以期为作物遗传改良提供理论基础和技术参考。本文着重在干旱胁迫对植物、作物和大豆的影响和机制以及植物、作物和大豆抗旱性研究进展方面进行了全面阐述，并提出了适当的方法来缓解干旱胁迫，对提高作物的抗旱性提出建议。为了解作物抗旱性机理、作物抗旱性遗传改良、定向培育抗旱性作物品种等研究方向提供参考。

关键词：干旱抗逆性生理生化抗旱性研究