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硒对云南白灵芝生长、品质及DNA甲基化特征的影响

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山东农业科学 2024年第3期56卷 106-114页

作者：姚春馨梁明泰刘家迅王晖陈霞田果廷云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所/云南省农业生物技术重点实验室/农业部西南作物基因资源与种质创制重点实验室云南昆明650205 云南省农业科学院园艺作物研究所云南昆明650205

采用田间覆土栽培试验,设置6个Se浓度(0、50、100、200、300、400μg/g)处理,分别记为CK、Se50、Se100、Se200、Se300、Se400,研究外源硒对云南白灵芝生长发育、重金属积累、生物活性成分含量及其DNA甲基化特征的影响。结果表明,与CK相... 详细信息

采用田间覆土栽培试验,设置6个Se浓度(0、50、100、200、300、400μg/g)处理,分别记为CK、Se50、Se100、Se200、Se300、Se400,研究外源硒对云南白灵芝生长发育、重金属积累、生物活性成分含量及其DNA甲基化特征的影响。结果表明,与CK相比,外源Se对子实体柄长和菌盖大小(横径、纵径)无显著影响,但能显著降低菌盖厚度;随着Se施用水平提高,菌丝生长速率和子实体硒含量均呈先增后降的趋势,生物量呈先降后增再降的趋势。子实体重金属含量(As、Cd、Pb、Hg)随Se浓度增加呈持续降低趋势,线性分析也表明,重金属含量与Se施用浓度均呈显著负相关。施Se增加了子实体多糖、粗蛋白、黄酮及总氨基酸含量,其中,多糖、黄酮含量在Se400处理下最高,总氨基酸、粗蛋白含量分别在Se200、Se300处理下最高。HPLC测定分析表明,与CK相比,Se300提高了灵芝酸A、灵芝酸DM、灵芝酸F及灵芝酮三醇为主的三萜酸组分,其总三萜酸含量较其他处理提高2.93%~25.54%。敏感扩增多态性分析(MSAP)结果显示,Se300较CK、Se400相比具有较高的未甲基化位点比例和较低的甲基化位点比例。综上,施用外源硒可促进早期菌丝生长,提高子实体生物量累积,改善子实体重金属安全性能和生物活性成分品质,改变DNA甲基化比例,且以300μg/g施用浓度的整体效果最佳,其子实体产量较对照显著提高11.36%。

关键词：白灵芝硒农艺性状重金属含量品质 DNA甲基化

免疫诱抗剂ZNC对小麦赤霉病防治和产量的影响

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生物技术通报 2024年第8期40卷 95-105页

作者：张晓英毛咪王洪凤丁新华朱树伟石磊华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室武汉430000 山东蓬勃生物科技有限公司泰安271000 山东农业大学作物生物学国家重点实验室泰安271018

【目的】探究一种有效、安全的药剂防治小麦赤霉病,降低小麦赤霉病发病率及药剂自身对小麦产量和品质的影响。【方法】多菌灵和植物免疫诱抗剂(ZNC、氨基寡糖素)3种药剂,采用平板抑菌法探究不同药剂对小麦赤霉病病原菌禾谷镰刀菌的抑制... 详细信息

【目的】探究一种有效、安全的药剂防治小麦赤霉病,降低小麦赤霉病发病率及药剂自身对小麦产量和品质的影响。【方法】多菌灵和植物免疫诱抗剂(ZNC、氨基寡糖素)3种药剂,采用平板抑菌法探究不同药剂对小麦赤霉病病原菌禾谷镰刀菌的抑制效果;通过盆栽试验对不同药剂的防效进行验证;通过盆栽试验探究不同药剂对小麦生长的影响,之后在人工接种禾谷镰刀菌条件下探究不同药剂对小麦赤霉病的田间防效。【结果】多菌灵对禾谷镰刀菌生长具有显著抑制作用,且田间防效也显著高于ZNC和氨基寡糖素,防效达77.90%,ZNC、氨基寡糖素在平板抑菌试验中对禾谷镰刀菌无明显抑制效果,但在盆栽和田间防效试验中均表现出抑菌效果,并显著降低了田间病情指数,分别较CK降低47.59%、49.93%;多菌灵抑制了小麦的生长和小麦产量,相比于CK,小麦株高、茎粗、根长、根数、鲜重和干物质量分别降低8.69%、2.90%、21.28%、12.50%、12.83%和15.15%,小麦产量降低13.70%;ZNC则促进了小麦的生长,提高了小麦产量,相比CK,小麦产量提高7.96%,小麦籽粒蛋白质含量提高14.45%,小麦籽粒呕吐毒素(deoxynivalenol,DON)含量降低6.00%。【结论】ZNC在防治病害的同时能够促进小麦生长、提高小麦产量并改善小麦籽粒品质,植物免疫诱抗剂ZNC为防治小麦赤霉病提供新的选择。

关键词：免疫诱抗剂 ZNC 小麦赤霉病病情指数产量呕吐毒素含量

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不同肥料配比对糜子产量和品质的调控效应

西北农业学报 2024年第1期33卷 48-58页

作者：王君杰陈凌田翔乔治军山西农业大学农业基因资源研究中心/农业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太原030031

为探明不同施肥方式对糜子营养品质、食味品质和产量的影响,于2019年在山西河曲进行试验,以河曲大红糜子为材料,选用不同配比的有机肥(羊粪)、生物菌肥、尿素和复合肥,研究不同施肥配比对糜子品质和产量的影响。结果表明:不同肥料配比... 详细信息

为探明不同施肥方式对糜子营养品质、食味品质和产量的影响,于2019年在山西河曲进行试验,以河曲大红糜子为材料,选用不同配比的有机肥(羊粪)、生物菌肥、尿素和复合肥,研究不同施肥配比对糜子品质和产量的影响。结果表明:不同肥料配比对糜子产量和品质性状显著影响,复合肥和有机肥(F+Y)配施显著提高糜子籽粒产量(GY)、净光合速率(Pn)、钙(Ca)和铁(Fe)含量,显著减低直链淀粉含量(AC);相关性分析发现,籽粒产量(GY)和净光合速率(Pn)呈极显著正相关,相关系数为0.82,镁(Mg)与铁(Fe)呈极显著正相关,值为0.68,直链淀粉含量(AC)与醇溶蛋白含量(Gli)、钙(Ca)达到极显著负相关,值分别为-0.66和-0.50;主成分分析发现,糜子各性状指标分为4个主成分,分别代表糜子食味品质、营养品质、产量指标和蛋白营养品质,综合得分以复合肥和有机肥(F+Y)处理最高,并显著高于其他处理。综上所述,复合肥(187.5 kg·hm^(-2))与有机肥(1.5×10^(4)kg·hm^(-2))配施是糜子获得优质高产的主要施肥方式。

关键词：糜子产量营养品质食味品质施肥方式

基因编辑技术在大豆基因功能鉴定及遗传改良上的应用

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植物遗传资源学报 2024年第6期25卷 919-930页

作者：刘佳瑞张钰彭国庆齐照明陈庆山辛大伟胡利民东北农业大学智慧农场技术与系统全国重点实验室/大豆生物学教育部重点实验室哈尔滨150030

大豆作为重要的粮食作物和油料作物,在人类生产生活中扮演着十分重要的角色。近年来国内大豆供给孱弱,对外依存度过高,使国内大豆市场受到严重冲击,并给国家粮食安全带来一定隐患,因此培育优质高产的大豆品种是当前国内大豆育种的重要... 详细信息

大豆作为重要的粮食作物和油料作物,在人类生产生活中扮演着十分重要的角色。近年来国内大豆供给孱弱,对外依存度过高,使国内大豆市场受到严重冲击,并给国家粮食安全带来一定隐患,因此培育优质高产的大豆品种是当前国内大豆育种的重要目标。目前,大豆中一批控制重要性状的关键基因已经被克隆和解析,为开展分子设计育种提供了重要的理论支撑。传统育种周期长、效率较低,基因编辑技术为生物育种提供了新的途径和工具,可以加速育种进程。以CRISPR/Cas9技术为代表的基因编辑技术已经快速发展成为大豆基因功能研究、改造及农艺性状遗传改良的重要工具。本文介绍了基因编辑技术的类型、特点及其在植物中的应用概况,并综述了其在大豆产量、品质、抗病、抗逆、开花期、共生固氮和育性等农艺性状研究中的最新研究进展,为开展大豆基因编辑育种提供了一定的依据和借鉴。此外,本文还探讨了基因编辑技术在大豆遗传改良中存在的问题,并对其应用前景进行了展望。

关键词：大豆基因编辑技术遗传改良育种

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广西苦瓜白粉病菌优势生理小种鉴定及ITS序列分析

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南方农业学报 2024年第1期55卷 96-104页

作者：冯诚诚陈小凤黄熊娟琚茜茜黄玉辉梁家作刘杏连黄如葵广西农业科学院蔬菜研究所广西南宁530007 广西作物遗传改良生物技术重点实验室广西南宁530007

【目的】明确广西苦瓜主产区白粉病病原菌种类和生理小种,为苦瓜白粉病防治及抗病育种提供科学依据。【方法】2016—2021年,在广西南宁、柳州、桂林、北海、玉林、贺州、崇左和贵港8个苦瓜产区采集并分离白粉病病原菌246份,通过显微镜... 详细信息

【目的】明确广西苦瓜主产区白粉病病原菌种类和生理小种,为苦瓜白粉病防治及抗病育种提供科学依据。【方法】2016—2021年,在广西南宁、柳州、桂林、北海、玉林、贺州、崇左和贵港8个苦瓜产区采集并分离白粉病病原菌246份,通过显微镜观察分生孢子形态及ITS序列分析构建系统进化树明确苦瓜白粉病菌种类,并采用国际通用的13个甜瓜白粉病菌生理小种鉴别寄主和鉴别标准体系对白粉病菌的生理小种进行鉴定;通过调查白粉病菌优势生理小种在广西苦瓜栽培品种桂农科6号、清脆277、翠华和海加仕183上的危害程度和致病力分析,明确广西苦瓜主产区白粉病菌种类及生理小种的分化。【结果】通过形态学与分子生物学相结合的方法确定广西苦瓜白粉病病原菌为单囊壳白粉菌(Sphaerotheca fuliginea),存在小种1和2F两个生理小种,其中,2016—2021年生理小种1的平均分离频率为95.72%,是广西苦瓜白粉病菌的优势小种,生理小种2F仅在贵港苦瓜种植基地发现,平均分离频率为4.29%。苦瓜白粉病菌优势小种致病力测定结果显示,4个广西苦瓜栽培品种的病情指数逐年增加,生理小种1致病力强度呈上升趋势,田间病害发生较严重。【结论】导致广西苦瓜白粉病的病原菌为单囊壳白粉菌,存在小种1和2F两个生理小种,其中生理小种1为广西苦瓜白粉病菌优势小种。广西苦瓜白粉病菌菌株的遗传进化与地域有一定关系,但差异不明显。

关键词：苦瓜白粉病单囊壳白粉菌生理小种 ITS序列分析广西

六倍体小黑麦×六倍体小麦杂交后代中染色体遗传与结构变异鉴定

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遗传 2024年第1期46卷 63-77页

作者：杨漫宇姚方杰杨足君杨恩年四川省农业科学院作物研究所农业农村部西南地区小麦生物学与遗传育种重点实验室农业农村部天府种业创新重点实验室(部省共建)粮油作物绿色种质创新与遗传改良四川省重点实验室成都610066 电子科技大学生命科学与技术学院成都611731

六倍体小黑麦是普通小麦品种遗传改良的重要基因资源,可以拓宽小麦的遗传基础。本研究以六倍体小黑麦为供体向普通小麦转移黑麦染色质,以探明六倍体小黑麦×六倍体小麦杂交、回交后代的染色体遗传特性,为小黑麦种质材料的后续研究和利... 详细信息

六倍体小黑麦是普通小麦品种遗传改良的重要基因资源,可以拓宽小麦的遗传基础。本研究以六倍体小黑麦为供体向普通小麦转移黑麦染色质,以探明六倍体小黑麦×六倍体小麦杂交、回交后代的染色体遗传特性,为小黑麦种质材料的后续研究和利用奠定基础。以六倍体小黑麦16引171为母本,六倍体小麦川麦62为父本配制杂交及回交组合,利用非变性荧光原位杂交技术(non-denaturing florescence in situ hybridization,ND-FISH)对F1、BC1F1和BC1F2植株进行细胞学跟踪鉴定。结果表明,杂种F1回交结实率为2.61%;BC1F1植株2R染色体传递频率最高;BC1F2植株中黑麦染色体在后代的传递率为6R>4R>2R,小麦背景中5B-7B相互易位染色体在BC1F2植株中表现出严重偏分离。在BC1F1和BC1F2植株中观察到24种结构变异染色体,包括染色体片段、等臂易位染色体、易位染色体以及双着丝粒染色体,且部分BC1F2植株的种子表现粒长和千粒重均优于六倍体小麦亲本川麦62。因此,在利用六倍体小黑麦作为桥梁向普通小麦导入黑麦遗传物质时,应尽量采取多次回交的方式,使D组染色体迅速恢复,保证后代育性的恢复,同时关注染色体结构变异材料的潜在应用价值。

关键词：六倍体小黑麦六倍体小麦染色体遗传 ND-FISH 染色体结构变异

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杏光合性状的遗传变异分析及主效基因挖掘

果树学报 2024年第6期41卷 1044-1053页

作者：姜凤超杨丽张俊环张美玲于文剑孙浩元北京市农林科学院林业果树研究所·农业农村部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室·农业农村部华北都市农业重点实验室·北京市落叶果树工程技术研究中心·国家林业与草原杏工程技术研究中心北京100093

【目的】光合作用是果树产量和品质形成的关键生理过程,在果树遗传改良中具有重要意义,通过分析杏光合性状的遗传变异规律,为科学选配亲本及高光效杂交后代的筛选提供理论依据。【方法】以串枝红(高光合速率)为母本和骆驼黄(低光合速率... 详细信息

【目的】光合作用是果树产量和品质形成的关键生理过程,在果树遗传改良中具有重要意义,通过分析杏光合性状的遗传变异规律,为科学选配亲本及高光效杂交后代的筛选提供理论依据。【方法】以串枝红(高光合速率)为母本和骆驼黄(低光合速率)为父本进行杂交构建F1群体,采用Li-6400XT测定亲本及杂交后代的光合速率、气孔导度、胞间CO_(2)浓度与蒸腾速率。【结果】光合速率和气孔导度在F1群体中存在极端超亲单株。光合特性相关性状呈正态分布规律,具有典型的数量遗传特征。光合速率、蒸腾速率和胞间CO_(2)浓度主要受遗传效应影响。构建了包含1356个indel标记的杏高密度遗传图谱,标记平均间距为0.44 cM,利用该图谱共检测到7个与光合性状相关的QTLs,其中,光合速率、蒸腾速率和胞间CO_(2)浓度均定位在1号染色体的25.4~26.2cM附近,并结合富集分析结果发现PA01G03444可能是调控光合作用的1个主效基因。【结论】获得了7个与光合作用相关的QTLs,发现一个调控光合作用的主效基因PA01G03444,这为进一步探索杏树光合作用的分子机制提供了基因资源。

关键词：杏 F1群体光合性状遗传变异 QTL定位

转录因子GhWRKY41促进水杨酸合成增强棉花对黄萎病菌的抗性

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作物学报 2024年第10期50卷 2447-2457页

作者：肖胜华董贤镘彭鑫李安子闭兆福廖铭静黄礼豪管倩倩胡琴朱龙付广西大学农学院/亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室广西南宁530004 华中农业大学/作物遗传改良国家重点实验室湖北武汉430070 华中农业大学/湖北洪山实验室湖北武汉430070

棉花是我国最重要的经济作物之一,但其产量和品质受黄萎病菌危害而大幅度下降。挖掘棉花黄萎病抗性相关基因并解析其分子机制,对加快棉花抗黄萎病育种进程具有重要意义。前期研究鉴定到一个在多个抗病棉花品种中均受黄萎病菌诱导显著上... 详细信息

棉花是我国最重要的经济作物之一,但其产量和品质受黄萎病菌危害而大幅度下降。挖掘棉花黄萎病抗性相关基因并解析其分子机制,对加快棉花抗黄萎病育种进程具有重要意义。前期研究鉴定到一个在多个抗病棉花品种中均受黄萎病菌诱导显著上调表达的WRKY基因GhWRKY41,该基因通过激活苯丙烷代谢增强棉花对黄萎病菌的抗性。本研究进一步分析了GhWRKY41在不同激素处理下的诱导表达模式,利用病毒介导的基因沉默(VIGS)技术验证了GhWRKY41的抗病功能,并利用前期已创制的GhWRKY41转基因棉花株系‘Jin668’测定了其内源植物抗病激素含量。结果显示,GhWRKY41受水杨酸(SA)、Me-JA和H_(2)O_(2)诱导均显著上调表达;GhWRKY41被沉默后可削弱棉花对黄萎病菌的抗性;SA含量在GhWRKY41超表达棉花中显著增加,而在GhWRKY41干涉棉花中则明显减少。RT-qPCR分析显示,SA合成基因GhSID2及SA信号转导基因GhNPR1、GhPR1、GhPR5的表达水平在超表达植株中明显上调,而在干涉植株中则显著下降。ChIP-qPCR和双荧光素酶报告基因试验结果表明,GhWRKY41可结合并激活GhSID2、GhPR1和GhPR5的表达。此外,外施SA可明显提高棉花的黄萎病抗性。综上表明,GhWRKY41可通过促进棉花中内源植物激素SA的合成来增强植株的黄萎病抗性,这一结果完善了GhWRKY41在棉花抵御黄萎病菌过程中的生物学功能,为未来利用黄萎病抗性基因创制棉花抗病材料提供了理论基础。

关键词：棉花黄萎病菌 GhWRKY41 水杨酸

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苦荞(Fagopyrum tataricum)RILs群体果壳率相关性状的变异分析和QTL定位

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基因组学与应用生物学 2024年第3期43卷 428-441页

作者：薛贤滨黎瑞源任蓉蓉贾琼陈峥峰陈庆富王莉花石桃雄贵州师范大学生命科学学院贵州省荞麦工程技术研究中心贵阳550001 贵州师范大学贵州省信息与计算科学重点实验室贵阳550001 云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所/云南省农业生物技术重点实验室/农业农村部西南作物基因资源与种质创制重点实验室昆明650205

为选育薄果壳大粒的苦荞(Fagopyrum tataricum)品种和挖掘果壳率相关性状候选基因,本研究以‘小米荞’(米荞型)和‘晋荞麦2号’(非米荞型)为亲本构建的重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体为供试材料,分析了两个生长季节苦荞... 详细信息

为选育薄果壳大粒的苦荞(Fagopyrum tataricum)品种和挖掘果壳率相关性状候选基因,本研究以‘小米荞’(米荞型)和‘晋荞麦2号’(非米荞型)为亲本构建的重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体为供试材料,分析了两个生长季节苦荞RILs群体的果壳率、百粒重、百粒果仁重和百粒果壳重等4个性状的遗传变异和数量性状座位(quantitative trait locus,QTL)。结果显示,非米荞型亲本和非米荞型株系的4个果壳率相关性状均值均高于米荞型亲本和米荞型株系的。米荞型和非米荞型株系的4个果壳率相关性状变异系数分别在9.01%~15.66%和8.21%~14.04%。果壳率与百粒重、百粒果仁重和百粒果壳重均呈极显著正相关。通过聚类分析筛选到米荞型株系R160、R198、R199和R46,以及非米荞型株系R102、R120、R125、R142、R157和R178在两个生长季节均表现低果壳率和高百粒重的特点,可作为薄壳大粒苦荞品种选育的候选材料。两个生长季节共检测出17个QTL,其中百粒重、百粒果仁重、百粒果壳重和果壳率的QTL数目分别为5个、4个、5个和3个,单个QTL的表型贡献率为3.76%~48.65%。QTL簇qC1.2含果壳率、百粒重、百粒果仁重和百粒果壳重稳定主效QTL各1个,与已经报道的控制果壳类型和粒重的主效QTL重叠。研究结果可为苦荞果壳率相关性状的分子改良、基因的精细定位和克隆提供理论依据。

关键词：苦荞果壳率遗传变异 QTL定位候选基因