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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

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基于产量相关性状的大麦种质干旱适应性分析

干旱地区农业研究 2024年第5期42卷 1-13页

作者：何鹏旭闫妍湛潇潇张震欢吴银盈朱致速崔洪瑞张宏汪军成李葆春杨轲司二静孟亚雄马小乐王化俊姚立蓉省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃兰州730070 甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070 甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070

于2019—2021年,通过测定62份大麦(Hordeum vulgare L.)种质在不同灌水条件下的产量相关性状数据,分析了大麦7个产量相关性状与灌水的相关性。结果表明,z1450066w的生育期较短,正常灌水条件下为82.67 d,干旱胁迫下为65.33 d;TRADI70w的... 详细信息

于2019—2021年,通过测定62份大麦(Hordeum vulgare L.)种质在不同灌水条件下的产量相关性状数据,分析了大麦7个产量相关性状与灌水的相关性。结果表明,z1450066w的生育期较短,正常灌水条件下为82.67 d,干旱胁迫下为65.33 d;TRADI70w的穗长较长,正常灌水条件下为7.82 cm,干旱胁迫下为8.11 cm;ZDM5458的产量较高,正常灌水条件下为397.93 g·m^(-2),干旱胁迫下为309.52 g·m^(-2),且3个试验年份均呈增产趋势。依据62份种质在干旱胁迫下产量相关性状适应能力的不同,将其分为5类,I类的有效分蘖、千粒重性状表现较好,II类和III类分别在穗长和株高性状上表现较好,IV类穗粒数、产量性状表现较好,V类的生育期性状表现较好。与正常灌水相比,干旱胁迫下大麦生育期、株高、穗长、有效分蘖、穗粒数和产量分别降低14.25%、11.37%、1.64%、5.68%、7.61%和27.98%。正常灌水下,穗长与株高、千粒重均呈极显著正相关关系,有效分蘖与穗长、生育期和穗粒数分别呈极显著负相关、极显著正相关和显著负相关关系,千粒重、株高与产量均呈极显著正相关关系;干旱胁迫下,穗长与穗粒数、千粒重和产量分别呈显著负相关、极显著负相关和极显著正相关关系,有效分蘖与株高、千粒重分别呈极显著负相关和极显著正相关关系,生育期与千粒重呈极显著正相关关系。同时,筛选出4份抗旱的大麦种质(ZDM5458,GERTROV,ZDM5430,G0401018K-1),其中干旱胁迫下ZDM5458产量较高,GERTROV和ZDM5430穗粒数较多,G0401018K-1有效分蘖较多。

关键词：大麦干旱适应性产量相关性状灌水条件种质筛选

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菊花新品种DUS测试指南测试性状的选择

中国种业 2024年第3期 108-113页

作者：徐旭苏江硕邓波张飞陈素梅房伟民陈发棣管志勇南京农业大学园艺学院/南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室/农业农村部景观设计重点实验室江苏南京210095

随着我国菊花育种活跃度的不断提升,菊花品种的形态多样性不断丰富,迫切需要提高菊花DUS测试指南适用性。本研究连续2年对210份形态多样的菊花品种进行观测统计,以NY/T 2228—2012《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南菊花》涉及... 详细信息

随着我国菊花育种活跃度的不断提升,菊花品种的形态多样性不断丰富,迫切需要提高菊花DUS测试指南适用性。本研究连续2年对210份形态多样的菊花品种进行观测统计,以NY/T 2228—2012《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南菊花》涉及的68个性状及本研究群体中发现的9个多样性性状或表达状态为观测依据,对现有菊花品种DUS测试指南做出优化,建议在2012年版测试指南中增加9个测试性状,剔除1个选测性状,并调整2个性状的名称表述,旨在提高菊花新品种鉴定的效率。

关键词：菊花 DUS指南形态多样性测试性状

玉米穗轴的颜色变化,是偶然还是与农艺性状存在关联?--以历年国审普通品种为例

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作物学报 2024年第3期50卷 771-778页

作者：梁星伟杨文亭金雨胡莉傅小香陈先敏周顺利申思梁效贵江西农业大学农学院/作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/植物化学与植物源农药创新团队江西南昌330045 中国农业大学农学院北京100193

玉米穗轴颜色在温带种质及商业化杂交品种中受到强烈的人工选择。为了明确我国不同区域玉米穗轴颜色选择的偏向性,探索轴色与多种农艺性状间的关联,本文以1992—2020年国审普通玉米品种为例,对品种轴色、审定区域及多项农艺性状进行了... 详细信息

玉米穗轴颜色在温带种质及商业化杂交品种中受到强烈的人工选择。为了明确我国不同区域玉米穗轴颜色选择的偏向性,探索轴色与多种农艺性状间的关联,本文以1992—2020年国审普通玉米品种为例,对品种轴色、审定区域及多项农艺性状进行了比较分析。在统计到的1604个品种中,红轴品种占比从1992年的50%逐渐提高至2020年的80%以上。其中,北方春玉米区、黄淮海夏玉米区和西北玉米区的红轴品种比例随年份更替提升速度高于西南和南方玉米区。对比分析红、白轴品种在株型、果穗和籽粒特性等方面的差异发现,近15~20年间的红轴品种平均穗长和穗行数均显著高于白轴。随年代更替,红轴品种的籽粒平均粗淀粉含量升高趋势快于白轴,但其平均粗脂肪含量下降明显,并且红轴品种平均粗蛋白含量和赖氨酸含量表现弱于白轴。因此,针对红色穗轴的强烈人工选择可能主要与玉米单株产量潜力的挖掘有关。但红轴品种在非生物逆境抗性和籽粒品质方面的表现需要进一步探讨。

关键词：玉米穗轴颜色人工选择国审品种区域分布农艺性状

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优质同源四倍体菜心新材料的创制及特性分析

核农学报 2024年第2期38卷 209-216页

作者：荆禹铭嵇乐乐李孟杰张彦文侯喜林李英刘照坤刘同坤南京农业大学作物遗传与种质创新全国重点实验室/农业农村部华东地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室/园艺作物种质创新与利用教育部工程研究中心江苏南京210095 苏州市农业科学院江苏苏州215000

为获得优质的菜心同源四倍体新材料,本研究采用0.2%(W/V)的秋水仙素溶液点滴二倍体菜心LCX017幼苗子叶生长点,通过形态学、解剖学、细胞学以及流式细胞仪等方式鉴定到诱导成功的同源四倍体植株,并对二、四倍体的农艺性状、营养品质、光... 详细信息

为获得优质的菜心同源四倍体新材料,本研究采用0.2%(W/V)的秋水仙素溶液点滴二倍体菜心LCX017幼苗子叶生长点,通过形态学、解剖学、细胞学以及流式细胞仪等方式鉴定到诱导成功的同源四倍体植株,并对二、四倍体的农艺性状、营养品质、光合特性等方面进行分析比较。结果表明,形态学与农艺性状方面,四倍体植株在叶片、花器官、种荚等方面表现出“巨大性”,叶宽、叶厚增大,菜薹直径变粗,重量增大;解剖学方面,四倍体叶片气孔相对二倍体更大,气孔密度降低;花粉粒相比二倍体变大且呈现棒状或橄榄状;细胞学方面,四倍体植株的根尖染色体数目是二倍体的2倍;流式细胞仪鉴定结果显示,四倍体的DNA荧光强度是二倍体的2倍;营养品质方面,相较于二倍体,四倍体植株中可溶性糖、纤维素、有机酸以及叶绿素含量显著上升,硝态氮含量下降22.92%,可溶性蛋白含量无显著变化;此外,结合光响应曲线分析发现,四倍体在强光和弱光条件下的适应能力均强于二倍体。综上,本研究成功诱导出了优质的同源四倍体菜心新材料,丰富了不结球白菜的种质资源。

关键词：菜心秋水仙素同源四倍体品质鉴定光合特性

外源激素对雾培马铃薯叶片气孔密度及块茎产量的调控作用

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作物杂志 2024年

作者：金彦君祝洪沙李成东王金禹万婷丽周爱爱撒刚程李香刘娟余斌庄浪县农业技术推广中心甘肃农业大学农学院干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃农业大学水利水电工程学院

为探究雾培条件下外源激素对马铃薯叶片气孔密度和块茎产量的影响，本研究以费乌瑞它和甘农薯7号为试验材料，叶面喷施10 mg/L 6-苄氨基嘌呤（6-BA）、22.43 mg/L茉莉酸甲酯（MeJA）和0.1 mg/L油菜素内酯（BR）。结果表明，3种激素处理... 详细信息

为探究雾培条件下外源激素对马铃薯叶片气孔密度和块茎产量的影响，本研究以费乌瑞它和甘农薯7号为试验材料，叶面喷施10 mg/L 6-苄氨基嘌呤（6-BA）、22.43 mg/L茉莉酸甲酯（MeJA）和0.1 mg/L油菜素内酯（BR）。结果表明，3种激素处理均可不同程度增加马铃薯叶片气孔密度，其中喷施10 mg/L 6-BA，费乌瑞它和甘农薯7号叶片近轴面气孔密度和远轴面气孔密度较对照分别增加13.89%、6.74%和12.02%、3.38%；喷施22.43 mg/L MeJA，费乌瑞它和甘农薯7号叶片近轴面气孔密度和远轴面气孔密度可分别较对照增加26.98%、29.43%和12.75%、15.25%；喷施0.1mg/L BR，费乌瑞它和甘农薯7号叶片近轴面气孔密度和远轴面气孔密度可分别较对照增加11.78%、10.70%和28.84%、39.15%。喷施10mg/L 6-BA使费乌瑞它与甘农薯7号单株结薯数较对照分别增加10.00%、23.67%，单株产量较对照分别增加23.24%、28.31%；喷施22.43 mg/L MeJA，费乌瑞它的单株产量较对照显著增加17.66%，甘农薯7号的单株结薯数较对照显著增加19.86%；喷施0.1 mg/L BR，费乌瑞它、甘农薯7号的单株结薯数较对照分别增加19.84%、47.89%。研究结果表明，雾培条件下叶面喷施10 mg/L 6-BA、22.43 mg/L MeJA、0.1 mg/L BR可增加马铃薯气孔密度，并通过增加单株结薯数提高块茎产量，且近轴面与远轴面的气孔密度均与单株结薯数显著正相关。

关键词：马铃薯雾培激素气孔密度产量

不同生育期干旱胁迫对马铃薯生长特性、块茎产量和水分利用效率的影响

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江苏农业学报 2024年第2期40卷 193-202页

作者：史田斌刘震李志涛陈丽敏朱金勇李泓阳王玮璐齐喆颖张俊莲李亚杰刘玉汇甘肃农业大学农学院/省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃兰州730070 甘肃农业大学园艺学院甘肃兰州730070 定西市农业科学研究院甘肃定西743000

为了探究马铃薯对不同生育期干旱胁迫的响应,明确马铃薯各生育期的需水特性,本研究以马铃薯栽培品种华颂7号为试验材料,在大田遮雨棚下对马铃薯各生育期进行干旱胁迫处理,研究不同生育期干旱胁迫对马铃薯植株生长、干物质积累、块茎产... 详细信息

为了探究马铃薯对不同生育期干旱胁迫的响应,明确马铃薯各生育期的需水特性,本研究以马铃薯栽培品种华颂7号为试验材料,在大田遮雨棚下对马铃薯各生育期进行干旱胁迫处理,研究不同生育期干旱胁迫对马铃薯植株生长、干物质积累、块茎产量及水分利用效率的影响。结果表明,幼苗期干旱胁迫处理(T_(1))后恢复灌水,相较于对照,成熟期马铃薯株高、根长、干物质积累量和水分利用效率显著提高。在产量和产量构成方面,幼苗期干旱胁迫处理后恢复灌水,大薯率较对照显著提高11.00个百分点、小薯率较对照显著降低10.34个百分点,块茎产量较对照显著增加31.34%。块茎形成期和块茎膨大期干旱胁迫处理(T_(2)、T_(3))的块茎产量较CK显著下降58.41%和27.84%,T_(2)处理的大薯率较对照显著降低了25.34个百分点,但T_(3)处理的大薯率、中薯率、小薯率与对照相比无显著差异。相较于对照,淀粉积累期干旱胁迫处理(T_(4))对马铃薯单株干物质积累、块茎产量和产量构成影响不显著。因此,可对华颂7号在幼苗期进行适当干旱胁迫以提高块茎产量和水分利用效率,而在块茎形成期和块茎膨大期应保持充足的水分供应以确保块茎产量的形成,从而达到高产高效的目的。

关键词：马铃薯干旱胁迫生长特性块茎产量水分利用效率

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大麦响应条纹病菌毒素胁迫的转录组分析

甘肃农业大学学报 2024年

作者：王燕绣司二静郭铭姚立蓉汪军成李葆春马小乐王化俊孟亚雄甘肃农业大学农学院甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室

【目的】由条纹病菌引起的大麦条纹病是大麦种植中的主要病害之一，为深入探究大麦对大麦条纹病菌毒素胁迫响应的分子机制，从分子水平探索大麦受大麦条纹病菌毒素胁迫后的转录水平变化情况。【方法】本研究以高抗的大麦材料甘啤2号为... 详细信息

【目的】由条纹病菌引起的大麦条纹病是大麦种植中的主要病害之一，为深入探究大麦对大麦条纹病菌毒素胁迫响应的分子机制，从分子水平探索大麦受大麦条纹病菌毒素胁迫后的转录水平变化情况。【方法】本研究以高抗的大麦材料甘啤2号为研究对象，利用转录组测序技术分析大麦在受条纹病菌毒素胁迫72 h后的差异表达基因。【结果】结果表明，毒素胁迫72 h后，共检测出99个显著差异表达基因，其中有16个基因上调表达，83个基因下调表达；GO功能注释表明，涉及单一有机体过程、代谢过程、催化活性等的差异表达基因占比最多；KEGG富集分析表明，差异表达基因主要富集于苯丙类生物合成、类黄酮生物合成、氰基氨基酸代谢、MAPK植物信号传导途径、植物激素信号传导、植物-病原体相互作用等代谢通路。为验证RNA-seq数据的准确性，选取10个差异表达基因进行qRT-PCR表达量检测，发现基因表达量变化趋势均与转录组测序结果相一致。【结论】获得了大麦响应条纹病菌毒素侵染的差异表达基因，其主要富集于代谢过程、应激反应及信号转导等条目中，这些基因的相互协同是调控大麦对条纹病菌毒素产生防御反应的重要机制。

关键词：大麦大麦条纹病毒素转录组差异表达基因代谢途径

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棉花独脚金内酯D27基因表达与功能分析

核农学报 2024年第7期38卷 1234-1248页

作者：周强郭栋财蔡永生陈全家曲延英郑凯新疆农业大学农学院新疆乌鲁木齐830052 教育部棉花工程研究中心/作物遗传改良与种质创新重点实验室新疆乌鲁木齐830052

为探究D27基因在棉花纤维及植株发育过程中的生物学功能,本研究通过生物信息学方法鉴定得到棉属中18个D27基因成员,分析其理化性质、结构及进化关系,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术探究了海岛棉纤维中6个GbD27基因的表达特异性,通过... 详细信息

为探究D27基因在棉花纤维及植株发育过程中的生物学功能,本研究通过生物信息学方法鉴定得到棉属中18个D27基因成员,分析其理化性质、结构及进化关系,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术探究了海岛棉纤维中6个GbD27基因的表达特异性,通过同源重组的方法获得了6个陆地棉GhD27基因,构建GhD27基因的病毒诱导的基因沉默(VIGS)载体并转化至棉花,使用qRT-PCR技术检测其沉默效率及独脚金内酯(SLs)处理下的表达模式,并借助酶联免疫吸附(ELISA)技术测定了沉默植株的内源独脚金内酯含量。结果显示,棉花D27基因家族的开放阅读框(ORF)长度为726~816 bp,编码的D27蛋白含241~271个氨基酸;D27蛋白主要由α-螺旋与无规卷曲构成;进化分析结果显示D27基因高度同源。海岛棉材料新海21的GbD27基因在0~35 d的棉纤维中均存在表达,可能对棉纤维发育存在重要调节作用。陆地棉材料新农大棉4号的GhD27基因在叶片和根部均得到有效沉默,表明已获得GhD27基因沉默植株。在陆地棉GhD27基因的沉默植株中,GhD27基因对独脚金内酯处理均有不同程度的响应,内源性独脚金内酯含量与GhD27基因的表达水平有一定关联。本研究为进一步了解棉花D27基因的分子生物学功能奠定了基础。

关键词：棉花 D27 基因克隆表达分析独脚金内酯

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