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植物遗传资源学报 2024年第1期25卷 13-20页

作者：张静孙炳蕊毛兴学江立群吕树伟陈文丰范芝兰于航陈平丽刘清李晨广东省农业科学院水稻研究所/广东省水稻育种新技术重点实验室/广东省水稻工程实验室/农业农村部华南优质稻遗传育种实验室(部省共建) 广州510640

水稻是我国最重要的粮食作物之一,水稻生产是国家粮食安全的重要保障。传统移栽种植模式对我国的水稻增产、农民增收、农业发展起到了重要作用。但随着社会经济发展和产业要素变革,农村劳动力大幅减少,迫切需求轻简化的生产方式。水稻... 详细信息

水稻是我国最重要的粮食作物之一,水稻生产是国家粮食安全的重要保障。传统移栽种植模式对我国的水稻增产、农民增收、农业发展起到了重要作用。但随着社会经济发展和产业要素变革,农村劳动力大幅减少,迫切需求轻简化的生产方式。水稻淹水直播能节省劳力、节约资源、有效降低杂草危害,是一种高效、经济和节约型的轻简栽培模式,在当前有较高的推广价值。淹水萌发时低氧胁迫造成的出苗率低是阻碍水稻淹水直播的首要因素,丰富的水稻种质资源中存在耐淹水萌发优异资源和基因,挖掘和利用这些优异资源和基因并培育适宜淹水直播的水稻新品种,是突破目前直播稻推广和应用瓶颈的关键。本文围绕水稻淹水萌发的生理特点、鉴定评价方法、优异种质鉴定、遗传规律、响应机制研究以及功能基因的育种应用等方面的研究进展进行综述,以期为水稻耐淹水萌发的机制研究和萌发耐淹品种的选育提供参考。

关键词：水稻淹水直播低氧胁迫种子萌发轻简栽培

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基于高光谱的小麦产量岭回归估测模型研究

麦类作物学报 2024年

作者：赵佳雯熊燕玲罗铮李子洪欧星雨马尚宇樊永惠黄正来张文静安徽农业大学农学院/农业部黄淮南部小麦生物学与遗传育种重点实验室

为探究基于岭回归分析在小麦产量预测上的可行性,以苏隆128、扬麦20、皖西麦0638和宁麦13为供试材料,利用高光谱获取4个关键生育时期(拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期)的光谱数据,将植被指数和岭回归分析分别与LAI结合构建小麦产量预测... 详细信息

为探究基于岭回归分析在小麦产量预测上的可行性,以苏隆128、扬麦20、皖西麦0638和宁麦13为供试材料,利用高光谱获取4个关键生育时期(拔节期、孕穗期、开花期、灌浆期)的光谱数据,将植被指数和岭回归分析分别与LAI结合构建小麦产量预测模型,并比较其预测精度。结果表明,各生育时期基于岭回归分析的小麦LAI预测模型比基于植被指数的小麦LAI预测模型的精确度整体偏高;相比于植被指数与LAI构建的小麦产量预测模型,各生育时期基于岭回归分析的小麦产量预测模型精度均较高,预测模型的r2均在0.83以上,且RMSE、MAPE整体较低,尤其在拔节和开花期模型精度更高。因此,岭回归分析能够有效提高小麦产量预测模型的精准性与稳定性。

关键词：小麦高光谱叶面积指数产量预测模型岭回归

玉米多叶矮化突变体lyd1的鉴定与基因克隆

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作物学报 2024年第5期50卷 1124-1135页

作者：苏帅刘孝伟牛群凯时子文侯雨微冯开洁荣廷昭曹墨菊四川农业大学玉米研究所/农业部西南玉米生物学与遗传育种重点实验室四川成都611130

玉米株高降低通常是由节间数目减少、节间长度变短或二者共同作用所致。而本研究在基因编辑后代中发现的玉米多叶矮化突变体lyd1却表现为节间数目显著增加,株高显著降低。lyd1株高仅为93.10 cm,与野生型KN5585的株高159.95 cm相比,降低... 详细信息

玉米株高降低通常是由节间数目减少、节间长度变短或二者共同作用所致。而本研究在基因编辑后代中发现的玉米多叶矮化突变体lyd1却表现为节间数目显著增加,株高显著降低。lyd1株高仅为93.10 cm,与野生型KN5585的株高159.95 cm相比,降低了41.79%,差异达到极显著水平。然而lyd1叶片数平均达到27.8片,相较野生型平均17.8片叶,增加56.18%,差异达到极显著水平。遗传分析表明,lyd1的突变表型由1对隐性核基因控制,通过图位克隆将控制多叶矮化性状的基因定位于玉米3号染色体标记Indel10和Indel11之间,物理距离0.74 Mb。对定位区间内13个基因(不包含假基因)的序列进行测序,发现仅ZmTE1在第4外显子出现1个A碱基的替换,其他基因无差异。ZmTE1编码一个RNA结合蛋白,氨基酸的替换发生在第3个RNA结合结构域内(RRM3),导致天冬氨酸转变为缬氨酸。突变体lyd1的突变位点与已报道的te1-mum1、te1-mum^(2)、te1-mum^(3)、zm66不同,lyd1的发现为进一步解析玉米叶片和节间发育平衡的遗传机制提供了宝贵的材料。

关键词：玉米叶片数量节间长度基因定位

分子标记辅助选育香型优质稻新品种‘桂野香占’

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分子植物育种 2024年第13期22卷 4275-4282页

作者：韦敏益黄大辉张月雄马增凤罗同平秦钢刘驰李振经广西农业科学院水稻研究所广西水稻遗传育种重点实验室南宁530007

为培育出高产、优质、田间综合抗性好的香型水稻新品种,本研究以优质、抗性好的品种‘柳香占’和‘野香占’为亲本,经过多代分子标记检测和系谱选育,结合田间综合农艺性状和谷粒香味咀嚼,育成聚合抗稻瘟病基因Pi5、Pia、Pita及香味基因B... 详细信息

为培育出高产、优质、田间综合抗性好的香型水稻新品种,本研究以优质、抗性好的品种‘柳香占’和‘野香占’为亲本,经过多代分子标记检测和系谱选育,结合田间综合农艺性状和谷粒香味咀嚼,育成聚合抗稻瘟病基因Pi5、Pia、Pita及香味基因Badh2-E7的丰产优质香型常规稻新品种‘桂野香占’。‘桂野香占’丰产稳产性好、田间综合抗性较好、米质优、有香味,于2020年和2021年先后通过了广西和江西农作物品种审定委员会审定,具有较大的推广应用潜力。‘桂野香占’的育成可有效缓解市场对丰产优质香型水稻的迫切需求,同时也为香稻新品种的选育提供良好的材料基础和技术路径参考。

关键词：桂野香占香味分子标记辅助选择聚合育种

甘蔗类钙调素ScCML13与SCMV运动蛋白P3N-PIPO的互作研究

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作物学报 2024年第7期50卷 1855-1866页

作者：玉泉馨杨宗桃张海程光远焦文迪曾康罗廷绪黄国强王璐徐景升福建农林大学/农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心/教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室福建福州350002

类钙调素(Calmodulin-like,CML)是植物特有的钙信号感受器蛋白之一,参与植物生长发育和响应外界环境信号转导。甘蔗(Saccharum ***)中CML应答甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)侵染尚未见报道。本研究从甘蔗热带种Badila(***)... 详细信息

类钙调素(Calmodulin-like,CML)是植物特有的钙信号感受器蛋白之一,参与植物生长发育和响应外界环境信号转导。甘蔗(Saccharum ***)中CML应答甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)侵染尚未见报道。本研究从甘蔗热带种Badila(***)中克隆了一个CML基因,命名为ScCML13。该基因开放读码框(open reading frame,ORF)长度为519 bp,编码172 aa。生物信息学分析表明,ScCML13属于稳定的亲水脂溶蛋白,无跨膜结构域,有4个结合Ca2+的EF-hand结构域;系统进化树分析表明,该蛋白在单子叶和双子叶植物中及单子叶C3和C_(4)植物中具有明显分化;酵母双杂交(yeast two-hybrid,Y2H)和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)试验表明,ScCML13与SCMV的运动蛋白P3N-PIPO互作。亚细胞定位试验表明ScCML13定位于内质网和细胞核。共定位试验发现ScCML13会干扰SCMV-P3N-PIPO的质膜(plasma membrane)或胞间连丝(plasmodesmata)定位。实时荧光定量PCR(Real Time Quantitative PCR,RT-qPCR)分析发现,ScCML13基因主要在甘蔗叶片中表达,在节间和根中的相对表达量低;ScCML13基因在感染SCMV后2 h显著上调,随后下调至与对照组相比的水平,而在感染后期上调。

关键词：类钙调素甘蔗花叶病毒 P3N-PIPO 蛋白互作

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关于理想森林及其经营的遗传学思考

北京林业大学学报 2024年第6期46卷 1-9页

作者：康向阳林木遗传育种全国重点实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室城乡生态环境北京实验室北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

我国是当今全球森林资源增长最多的国家。如何在此基础上科学、生态、节俭地提高森林生态系统稳定性和林地生产力,充分发挥森林的多功能作用,是我国林业界今后相当长的时间内必须面对的问题。本文首先基于森林永续利用思想理论的回顾,... 详细信息

我国是当今全球森林资源增长最多的国家。如何在此基础上科学、生态、节俭地提高森林生态系统稳定性和林地生产力,充分发挥森林的多功能作用,是我国林业界今后相当长的时间内必须面对的问题。本文首先基于森林永续利用思想理论的回顾,提出遗传学层面的理想森林概念,即拥有与分布区自然地理相适应的树种组成及群体遗传结构,优势树种持续保持丰富的群体遗传多样性,以及自然稀疏和自然更新能力,且生长等目标性状相关基因的正向等位变异高度聚合,可在更短时间内形成与立地环境相匹配的生态适应性和最高生产力的森林。通过不同森林类型的遗传特点分析,进一步提出基于遗传学和生态学原理,充分利用自然选择和竞争等生物间及其与环境间的互作机制等自然力,并采取一定的人工辅助措施促进森林群体遗传进展和稳定性,培育生产力高的健康森林的理想森林经营概念。认为遗传基础窄化的商品林适合采取法正林类模式集约经营,而遗传基础宽泛的商品林则适合采取理想森林经营。并针对我国森林遗传品质劣化的问题,提出从良种抓起,铸牢森林遗传基础,推动森林遗传进展,重塑森林遗传品质的理想森林经营基本路径。建议在今后的森林质量提升工作中,应以理想森林为目标,建立森林经营国家机制,重构国家公益林和商品林比重,严格森林分类管理和分类经营,加强森林基础科学研究,按种子区划育种、制种和用种,通过专业化的理想森林经营,实现国家森林越采越多、越采越好。

关键词：理想森林经营国家机制商品林遗传进展遗传品质自然稀疏自然更新

关于我国林木育种向智能分子设计育种发展的思考

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北京林业大学学报 2024年第3期46卷 1-7页

作者：康向阳林木遗传育种全国重点实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室城乡生态环境北京实验室北京林业大学生物科学与技术学院北京 100083

“作物育种4.0”的提出,为我国林木遗传育种指明了向智能分子设计育种发展的前进方向。本文提出了理想品种的概念及其智能设计实现条件,简要综述了我国林木遗传育种研究历史以及存在的问题,并提出了推动我国林木智能分子设计育种的发展... 详细信息

“作物育种4.0”的提出,为我国林木遗传育种指明了向智能分子设计育种发展的前进方向。本文提出了理想品种的概念及其智能设计实现条件,简要综述了我国林木遗传育种研究历史以及存在的问题,并提出了推动我国林木智能分子设计育种的发展对策等。林木遗传育种应该瞄准国家林业重大需求,有组织地选择重要树种系统布局,在推动树种高世代遗传改良及其利用的同时,准备系谱关系清晰的育种资源群体,做到等位变异有迹可循;解析重要性状遗传变异规律及其调控网络,实现基因调控有据可查;建立高效的多组学大数据整合分析以及育种群体构建、亲本选配和后代选择等分子设计育种技术方法体系,保证智能育种有“法”可依等。逐步解决我国林木遗传育种中存在的问题,为实施林木智能设计育种创造理想条件。在每一育种世代品种向理想品种选育的推进过程中,尽可能将智能分子设计育种的最新理论和技术成果应用于育种实践,选育出高产、优质、高抗的当前世代理想品种,满足国家林业发展的现实需要。

关键词：林木育种理想品种常规育种智能分子设计育种育种发展对策

淮南猪与大白猪背最长肌不同发育阶段的甲基化差异基因筛选

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中国畜牧杂志 2024年第3期60卷 112-117,126页

作者：陈俊峰王璟靳玮柴进张家庆任巧玲邢宝松河南省畜禽繁育及营养调控重点实验室河南省农业科学院畜牧研究所河南郑州450002 农业部猪遗传育种重点开放实验室农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室华中农业大学动物科技学院湖北武汉430070

试验旨在研究河南省地方品种淮南猪与引进品种大白猪背最长肌的甲基化,筛选影响背最长肌发育的候选基因。对淮南猪、大白猪胚胎期第38、58、78天和出生后第21天4个发育阶段的肌肉组织开展全基因组甲基化测序,比对不同发育阶段的甲基化... 详细信息

试验旨在研究河南省地方品种淮南猪与引进品种大白猪背最长肌的甲基化,筛选影响背最长肌发育的候选基因。对淮南猪、大白猪胚胎期第38、58、78天和出生后第21天4个发育阶段的肌肉组织开展全基因组甲基化测序,比对不同发育阶段的甲基化差异。结果显示,在胚胎期第78天有2个信号通路CpG甲基化出现极显著差异,分别是黏着斑(ssc04510:Focal Adhesion)信号通路(P=0.004)、Ras相关蛋白1信号通路(ssc04015:Rap1)(P=0.014);胚胎期第58天细胞外基质受体相互作用(ssc04512:ECM-Receptor Interaction)等信号通路也存在CpG甲基化差异,但未达到显著性水平(P=0.088);筛选了黏着斑信号通路的Rap鸟嘌呤核苷酸交换因子1(Rap Guanine Nucleotide Exchange Factor 1,RAPGEF1)、层粘连蛋白γ3亚基(Laminin Subunit Gamma 3,LAMC3)、小鼠胸腺瘤病毒癌基因同源物3 (Murine Thymoma Viral Oncogene,Akt3)作为候选基因。综上,淮南猪与大白猪胚胎期第78天甲基化存在显著性差异,筛选到的3个候选基因分别通过诱导肌细胞的分化、调节肌细胞生长等生物学功能影响肌肉发育。

关键词：甲基化差异肌肉发育淮南猪大白猪

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夜间增温对灌浆期高温胁迫下小麦干物质及灌浆特性的影响

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麦类作物学报 2024年第5期44卷 626-638页

作者：张月贺威崔国际王鸣燕秦博雅曹金婷陶景雯汪林洁黄正来张文静马尚宇樊永惠安徽农业大学农学院/农业部黄淮南部小麦生物学与遗传育种重点实验室安徽合肥230036

为了解灌浆期高温胁迫下小麦生产力对不同阶段夜间增温的反应,以对温度敏感性不同的两个小麦品种扬麦18(春性品种)和烟农19(半冬性品种)为试验材料,采用可移动塑料增温棚,于2021-2022年对小麦进行不同阶段夜间增温[分蘖期-拔节期增温(W ... 详细信息

为了解灌浆期高温胁迫下小麦生产力对不同阶段夜间增温的反应,以对温度敏感性不同的两个小麦品种扬麦18(春性品种)和烟农19(半冬性品种)为试验材料,采用可移动塑料增温棚,于2021-2022年对小麦进行不同阶段夜间增温[分蘖期-拔节期增温(W T-J N)、拔节期-孕穗期增温(W J-B N)和孕穗期-开花期增温(W B-A N)]及灌浆期高温胁迫处理,比较分析了不同处理下小麦干物质积累及灌浆特性的差异。结果表明,W T-J N和W J-B N处理主要通过缩短小麦播种-开花的时长,延长灌浆期天数,增加花前干物质转运量、花后干物质积累量和花后干物质积累贡献率,进而提高了开花期和成熟期干物质积累量;促进了干物质在成熟期穗轴+颖壳和籽粒中的积累,降低了小麦茎鞘+叶片中的积累量,增产3.08%~7.62%。灌浆期高温胁迫显著降低了两个品种的产量,而与灌浆期高温胁迫处理(NH)相比,W T-J H和W J-B H处理增产1.21%~6.05%。与不增温处理(NN)相比,在W T-J N和W J-B N处理下两个小麦品种的灌浆期粒重及灌浆速率均提高,W B-A N和NH处理则降低了小麦灌浆参数。这说明分蘖期-拔节期和拔节期-孕穗期夜间增温可提高小麦开花期和成熟期的干物质积累量,促进小麦籽粒灌浆,缓解灌浆期高温胁迫对小麦生产力的不利影响,有助于小麦产量形成。

关键词：夜间增温灌浆期高温胁迫小麦干物质积累与分配灌浆特性