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一份新的玉米永久性失绿突变体chs10的鉴定及基因克隆

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四川农业大学学报 2024年第1期42卷 46-56,102页

作者：侯雨微岳毓菁李川苏帅易洪杨曹墨菊四川农业大学玉米研究所/农业农村部西南玉米生物学与遗传育种重点实验室成都611130

【目的】利用60Co-γ射线处理自交系齐319获得了一份新的玉米叶色突变体,对该突变体进行遗传分析、基因定位与克隆,并对候选基因的功能进行初步分析。【方法】以该突变体为亲本,构建遗传分析群体和基因定位群体;通过图位克隆技术获得关... 详细信息

【目的】利用60Co-γ射线处理自交系齐319获得了一份新的玉米叶色突变体,对该突变体进行遗传分析、基因定位与克隆,并对候选基因的功能进行初步分析。【方法】以该突变体为亲本,构建遗传分析群体和基因定位群体;通过图位克隆技术获得关键候选基因;利用生物信息学方法分析关键候选基因的结构和进化关系;通过qRT-PCR技术检测候选基因在不同组织中的表达差异;同时运用烟草瞬时表达技术对候选基因进行亚细胞定位表达分析。【结果】鉴定了一份玉米永久性失绿突变体chs10(Permanent chlorosis 10),chs10自V2时期开始,叶片从幼苗基部到顶部逐渐由绿转黄,后期的生长发育过程中不再复绿,并且,整个植株包括叶鞘、叶环、茎秆、苞叶和雄穗也均为黄色。该突变体受一对隐性核基因控制,可稳定遗传,植株生长发育正常,可正常授粉结实。突变基因被定位于玉米第10染色体长臂标记SNP-2和SNP-3之间约0.17 Mb范围内,确定了关键候选基因Zm00001d025860,qRT-PCR结果显示Zm00001d025860在玉米根、茎、叶和叶鞘中均有表达,但在叶片中高表达,亚细胞定位结果显示目标蛋白被定位在细胞膜和叶绿体中。利用STRING预测发现Zm00001d025860与卟啉结合蛋白GUN4基因互作,GUN4与叶绿素合成中的镁离子螯合酶(MgCh)具有反馈调节作用。【结论】Zm00001d025860基因的突变导致突变体chs10叶色的改变,并且Zm00001d025860可能通过参与叶绿素合成途径来调控叶色变化。突变体chs10的发现一方面丰富了玉米叶色突变体研究的基因资源,同时为解析镁离子螯合酶在叶绿素合成途径中的作用机理奠定了材料基础。

关键词：玉米遗传分析叶色突变体 chs10 图位克隆

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种子萌发与穗发芽

中国农业科学 2024年第7期57卷 1215-1219页

作者：董慧雪王际睿四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室四川农业大学小麦研究所四川农业大学农学院四川农业大学西南作物基因资源与遗传改良教育部重点实验室

种子的萌发是指种子胚由相对静止状态变为活跃状态，并逐步生长成幼苗的过程。正常的种子萌发是作物健康生长和高产的基础，标志着种子内部生物化学的变化和生长物质合成的开始，为植物提供所需的能量和养分。种子萌发的过程复杂而精密... 详细信息

种子的萌发是指种子胚由相对静止状态变为活跃状态，并逐步生长成幼苗的过程。正常的种子萌发是作物健康生长和高产的基础，标志着种子内部生物化学的变化和生长物质合成的开始，为植物提供所需的能量和养分。种子萌发的过程复杂而精密，受基因、种子贮藏物质代谢、

关键词：种子萌发穗发芽

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小麦穗发芽抗性机制及抗性育种研究

中国农业科学 2024年第7期57卷 1237-1254页

作者：董慧雪陈倩郭晓江王际睿四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室四川农业大学小麦研究所四川农业大学农学院四川农业大学西南作物基因资源与遗传改良教育部重点实验室

穗发芽是禾本科作物籽粒在收获前于高湿环境下的穗上发芽现象，严重影响小麦的产量与品质。种子休眠水平是影响小麦穗发芽抗性的主要因素，而往往驯化作物的籽粒休眠水平低，导致栽培小麦普遍比其野生祖先种更易发生穗发芽。小麦穗发芽... 详细信息

穗发芽是禾本科作物籽粒在收获前于高湿环境下的穗上发芽现象，严重影响小麦的产量与品质。种子休眠水平是影响小麦穗发芽抗性的主要因素，而往往驯化作物的籽粒休眠水平低，导致栽培小麦普遍比其野生祖先种更易发生穗发芽。小麦穗发芽主要受外源环境（温度、湿度等）和内源植物激素（GAs、ABA、IAA、MeJA、ET、BR）的调控。已鉴定出一批抗穗发芽材料，并克隆了一系列调控穗发芽抗性的关键基因，如PM19、MFT、MKK3、Myb10-3D、Vp1等。通过分子标记辅助选择、人工合成小麦和CRISPR/Cas9基因编辑技术，已成功创制了抗穗发芽小麦新材料。本文综述了小麦穗发芽抗性的遗传机制及抗性育种研究的最新进展，未来仍需继续挖掘关键穗发芽抗性基因，以生物育种的方法培育抗穗发芽小麦新品种。

关键词：小麦穗发芽种子休眠激素育种改良

基于连续小波变换估测干旱胁迫下玉米籽粒产量

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作物学报 2024年第4期50卷 1030-1042页

作者：邹佳琪王仲林谭先明陈燎原杨文钰杨峰四川农业大学农学院/农业农村部西南作物生理生态与耕作重点实验室/四川省作物带状复合种植工程技术研究中心四川成都611130 四川农业大学水稻研究所四川成都611130

利用高光谱遥感技术监测作物水分状况和籽粒产量,对于调控作物生长、优化水分管理和改善产量形成具有重要意义。本研究玉米品种选用正红505,于2018—2019年在四川雅安和仁寿的试验田设置4个水分处理(正常水分、轻度、中度和重度干旱),... 详细信息

利用高光谱遥感技术监测作物水分状况和籽粒产量,对于调控作物生长、优化水分管理和改善产量形成具有重要意义。本研究玉米品种选用正红505,于2018—2019年在四川雅安和仁寿的试验田设置4个水分处理(正常水分、轻度、中度和重度干旱),分析玉米在拔节期(V6)、抽雄期(VT)和灌浆期(R^(2))的冠层含水量(canopy water content,CWC)与籽粒产量的定量关系,利用植被指数和连续小波变换对光谱反射率数据进行处理,采用线性回归方法构建CWC定量反演模型,进一步探索以CWC为桥梁建立的玉米籽粒产量的预测模型效果。结果表明,(1)利用小波特征构建的CWC估测模型的预测效果高于植被指数,V6、VT和R^(2)期分别以小波特征gaus3770,64、rbio3.31635,2和rbio3.3838,2构建的线性回归模型检验精度较高,R^(2)分别为0.770、0.291和0.233。(2)CWC与玉米籽粒产量间建立的线性回归模型均达极显著水平(P玉米籽粒产量的最佳时期。因此,本研究提出的“光谱反射率—冠层含水量—产量”建模方法能够实现对玉米籽粒产量的精确估测,为未来大面积监测玉米生产力提供了理论依据。

关键词：玉米籽粒产量冠层含水量植被指数小波特征

纤毛鹅观草-普通小麦高抗条锈病多年生属间杂种F1的创制及鉴定

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作物学报 2024年第6期50卷 1406-1419页

作者：朱明昆包俊浩庞菁璐周诗绮方忠艳郑文张亚洲吴丹丹四川农业大学小麦研究所四川成都611130 西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室四川成都611130

本研究对鹅观草属(Roegneria ***.)13个物种29份材料进行条锈病田间鉴定和抗条锈病基因检测,将筛选的抗病材料与小麦进行人工属间杂交,并对属间杂种F_(1)进行形态学、细胞遗传学及小麦条锈病抗性检测,结果显示:82.76%的材料在田间对条... 详细信息

本研究对鹅观草属(Roegneria ***.)13个物种29份材料进行条锈病田间鉴定和抗条锈病基因检测,将筛选的抗病材料与小麦进行人工属间杂交,并对属间杂种F_(1)进行形态学、细胞遗传学及小麦条锈病抗性检测,结果显示:82.76%的材料在田间对条锈病表现中抗以上的抗性,且均含有5个以上的已知抗条锈病基因的等位基因,但仍可能存在条锈病抗性新基因;筛选到的一份高抗条锈病的纤毛鹅观草(Roegneria ciliaris[Trin.]Nevski)ZY11004-R,将其与5个普通小麦(Triticum aestivum L.)品种进行人工属间杂交,通过胚拯救的方式成功获得了纤毛鹅观草-普通小麦CSph2a属间杂种F_(1);杂种F_(1)体细胞染色体条数为35条(基因组组成为StYABD),花粉母细胞减数分裂I中期染色体多为单价体,形态特征处于两亲本之间,但在生活习性上获得多年生的性状,并表现出高抗条锈病。

关键词：鹅观草属条锈病属间杂种远缘杂交多年生小麦

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北疆灌区种植密度对青贮玉米-大豆带状间作群体产量和混合青贮品质的影响

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草业科学 2024年

作者：顾米嫦舒泽兵蒲甜杨文钰王小春四川农业大学农学院/农业农村部西南作物生理生态与耕作重点实验室/作物生理生态及栽培四川省重点实验室

以西北灌区高产青贮玉米品种登海618，耐荫、抗倒大豆品种吉育441为材料，采用二因素裂区设计，综合分析玉米密度(2021年：6.75、8.25、9.75万株/hm2，2022年：9、10.5、12万株/hm2)与大豆密度(2021年：12、15、18万株/hm2，2022年：15... 详细信息

以西北灌区高产青贮玉米品种登海618，耐荫、抗倒大豆品种吉育441为材料，采用二因素裂区设计，综合分析玉米密度(2021年：6.75、8.25、9.75万株/hm2，2022年：9、10.5、12万株/hm2)与大豆密度(2021年：12、15、18万株/hm2，2022年：15、18、21万株/hm2)对青贮玉米-大豆带状间作的群体产量和青贮品质的影响。结果表明，玉米密度为10.5万株/hm2产量最高，较9、12万株/hm2密度分别提高23.44%和10.56%，大豆密度为15万株/hm2产量最高，达14.15t/hm2。玉米密度10.5万株/hm2+大豆密度21万株/hm2的组合下群体产量达到最高64.98 t/hm2，较最低处理(玉米密度9万株/hm2，大豆密度15万株/hm2)增产11.97 t/hm2，较同密度下的净作玉米增产3.49 t/hm2。由回归方程拟合得出玉米密度为10.96万株/hm2，大豆密度为21.00万株/hm2时，群体产量取得极大值为63.57 t/hm2。玉米、大豆密度分别为10.5、15万株/hm2时，粗蛋白含量最高达12.23%、饲草分级指数（GI）达最大值36.52，与同密度下的净作玉米相比，粗蛋白含量提高了2.39个百分点，GI提高了22.55%，带状间作模式下的ADF含量、NDF含量及相对饲用价值（RFV）与同密度的净作玉米差异不显著（P＞0.05）。采用灰色关联度分析法对各处理的生物产量和青贮营养品质进行综合评价，排名1、2的加权关联度分别为0.8900，0.8723，故筛选出北疆灌区青贮玉米大豆带状间作高产优质密度组合为：玉米密度10.5万株/hm2+大豆密度15万株/hm2，其次是玉米密度8.25万株/hm2+大豆密度18万株/hm2可在适宜区域推广应用。

关键词：青贮玉米大豆带状间作密度群体产量营养品质

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

水稻雄性不育突变体tpa1的表型鉴定与精细定位

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作物学报 2024年第5期50卷 1104-1114页

作者：万应春班义结蒋钰东王亚欣刘晶晶刘晓晴程育林王楠冯萍西南大学水稻研究所/转基因植物与安全控制重庆市市级重点实验室/南方山地农业教育部工程研究中心重庆400716 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) 国家水稻改良中心四川泸州分中心/农业农村部西南水稻生物学与遗传育种重点实验室四川德阳618000

雄性不育材料是杂交水稻育种的关键。本研究通过甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变优良籼稻保持系西农1B,筛选得到一个雄性不育突变体tpa1。tpa1在营养生长阶段与野生型无差异,生殖生长阶段表现雄配子不育,雌配子发育正常... 详细信息

雄性不育材料是杂交水稻育种的关键。本研究通过甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变优良籼稻保持系西农1B,筛选得到一个雄性不育突变体tpa1。tpa1在营养生长阶段与野生型无差异,生殖生长阶段表现雄配子不育,雌配子发育正常。表型观察发现,tpa1花粉完全破碎消失,花药外壁角质层异常,花药内壁乌式体排列异常,胼胝质合成异常,绒毡层凋亡异常,且花粉外壁缺失柱状层。遗传分析表明该突变性状受1对隐性核基因控制,利用突变体tpa1与缙恢10号构建遗传群体,最终将TPA1基因定位于4号染色体引物标记N9和N11之间,物理距离为74 kb,该区间共15个预测基因,通过重测序仅发现在LOC_Os04g53380的外显子上发生了单碱基替换,导致了翻译的提前终止,随后对野生型和突变体tpa1该位点进行测序证实了这一突变,因此将该基因确定为TPA1的候选基因,TPA1是一个未被报道过的新的雄性不育基因。本研究将为TPA1基因的功能研究奠定基础。

关键词：水稻(Oryza sativa L.) 雄性隐性核不育 tpa1 精细定位

基于Py-GCMS定量分析不同覆膜年限土壤中微塑料含量以及微生物群落变化

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农业环境科学学报 2024年

作者：黄彭鑫悦刘宇航吕凤媛张艳艳高雪松四川农业大学资源学院四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室

为探究不同覆膜年限农田中微塑料的污染水平及其微生物群落的变化，本研究采集覆膜年限5、15 a以及从未覆膜的农田土壤，在土壤中采用Py-GCMS定量微塑料含量并采用高通量测序手段，探讨不同覆膜年限对土壤微塑料含量的影响以及残膜生态... 详细信息

为探究不同覆膜年限农田中微塑料的污染水平及其微生物群落的变化，本研究采集覆膜年限5、15 a以及从未覆膜的农田土壤，在土壤中采用Py-GCMS定量微塑料含量并采用高通量测序手段，探讨不同覆膜年限对土壤微塑料含量的影响以及残膜生态位微生物和土壤微生物群落的变化。研究显示，随着覆膜年限的增加，土壤中微塑料的含量呈上升趋势。5 a覆膜（A地）土壤中微塑料含量为0.47 g·kg-1，而15 a覆膜（B地）土壤中微塑料含量为2.66 g·kg-1。此外，研究还表明覆膜时间对土壤微生物群落丰度、多样性和种类组成产生了显著影响。5 a覆膜（A地）土壤中的细菌丰富度和多样性均高于膜上细菌，而15 a覆膜（B地）土壤中的细菌丰富度虽然低于膜上细菌，但多样性却高于膜上细菌。5 a覆膜（A地）土壤中的真菌丰富度高于膜上真菌，但土壤中的真菌多样性低于膜上真菌，而15 a覆膜（B地）土壤中的真菌丰富度和多样性均高于膜上真菌。尽管地理位置、作物种植种类以及农业生产方式不同，但两地残膜表面均富集了具有降解塑料能力的菌株，包括假单胞细菌属、类诺卡氏菌属等，证明塑料残膜的存在促进了土壤中特异细菌的生长。研究表明，随着覆膜年限增加土壤微塑料污染水平加剧，同时微塑料会导致周围环境的微生物群落发生改变。

关键词：微塑料 Py-GCMS 微塑料含量微生物群落地膜