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利用高世代转录组测序挖掘控制南方大豆皱叶症候选基因

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中国农业科学 2024年第15期57卷 2914-2930页

作者：陈文杰陈渊韦清源汤复跃郭小红陈淑芳覃夏燕韦荣昌梁江广西农业科学院经济作物研究所/广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室

【目的】南方大豆皱叶症（southern soybean crinkle leaf disease,SSCLD）严重时可导致大豆减产40%左右，利用高世代分离群体转录组测序技术（high-generation segregating populations RNA-seq,HGRNA-seq）挖掘控制SSCLD的候选基因，为揭示SSCLD发生的分子机制提供数据支撑。【方法】以2个南方皱叶症症级差异材料及其衍生的F2:7株系为研究材料，对双亲进行重测序，对12个F2:7单株（7个皱叶，5个正常叶）进行单个样本转录组测序，利用转录组及亲本的SNP/InDel数据进行混池法定位分析，利用转录组表达量差异数据进行GO和KEGG功能注释和富集分析，并在定位区间附近开发7个KASP分子标记，利用230个F2群体构建局部连锁图谱，对转录组数据定位结果进行验证。联合基因定位和转录组分析结果，筛选控制SSCLD的候选基因。【结果】利用混池法把控制皱叶症的基因位点CL12定位在大豆第12染色体末端39 231 651—40 705 115 bp的1 473 464 bp区间内，利用F2群体将控制皱叶症的基因定位于39 743 275—40 948 295 bp的1 205 020 bp区间内，与混池法定位结果基本一致。GO注释结果显示，代谢过程包括免疫系统过程，以及对刺激的反应等，细胞组分主要与膜等相关，KEGG注释结果显示，生物系统通路中主要包括植物-病原菌互作和环境适应等通路。GO富集的表达差异基因主要同跨膜受体蛋白活性、蛋白磷酸化及信号受体活性等方面相关，KEGG富集到的最多差异表达基因（differently expressed genes,DEGs）主要在植物-病原菌互作和植物MAPK信号通路上。结合南方大豆皱叶症诱因特点，选择定位候选区间内与抗病等相关且在外显子上存在非同义突变或表达量有差异的基因作为候选基因，结合qRT-PCR验证，最终确定GLYMA＿12G223100、GLYMA＿12G223900、GLYMA＿12G224100、GLYMA＿12G231800和GLYMA＿12G233000等5个基因为控制南方大豆皱叶症的候选基因。【结论】HGRNA-seq实现了RNA-seq和BSA-seq相结合，成功挖掘了控制SSCLD的候选基因。

关键词：大豆转录组皱叶症定位分子标记二代测序

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广西割手密核心种质构建与关联分析

华中农业大学学报 2024年第05期43卷 75-81页

作者：张保青黄玉新周珊段维兴杨翠芳张革民陆衫羽高轶静广西壮族自治区农业科学院甘蔗研究所/广西甘蔗遗传改良重点实验室/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室

为发掘甘蔗育种优异野生基因资源，以来自广西的333份割手密为材料，应用12对SSR引物的分子标记数据和28个表型性状资料构建广西割手密核心种质，并进行关联分析。关联分析结果显示，广西割手密茎径、节间长度、曝光前颜色、脱叶性和毛... 详细信息

为发掘甘蔗育种优异野生基因资源，以来自广西的333份割手密为材料，应用12对SSR引物的分子标记数据和28个表型性状资料构建广西割手密核心种质，并进行关联分析。关联分析结果显示，广西割手密茎径、节间长度、曝光前颜色、脱叶性和毛群共5个表型性状与8个位点显著相关；茎径与叶长、叶宽、节间长度、节数和锤度5个性状均表现出极显著相关；株高、茎径、节间长度、节数4个表型性状之间呈现显著或极显著的正相关；锤度与茎径和节间长度均表现为极显著的负相关。核心种质抽样按照总资源比例的0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9进行梯度筛选，当抽样比例达到30%以上时，即可包含100%等位基因覆盖度。遗传多样性评价和主成分分析结果显示，构建割手密核心种质所筛选材料具有丰富的遗传多样性，且基于核心种质绘制的主成分图与原始种质的分布图趋势相吻合。结果表明，根据30%的抽样比例筛选出99个割手密样本构建核心种质，遗传多样性评价和主成分分析所构建的核心种质具有较好的代表性。

关键词：甘蔗割手密核心种质关联分析 SSR标记

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甘蔗黄螟幼虫龄数的划分及其发育历期观察

环境昆虫学报 2024年

作者：潘雪红魏吉利商显坤黄诚华广西农业科学院甘蔗研究所/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室/广西甘蔗遗传改良重点实验室

为明确甘蔗黄螟Tetramoera schistaceana Snellen幼虫的龄数和发育历期，以便进一步研究其生物学生态学特性，为该虫的预测预报和精准防控提供科学依据。本实验以天然饲料茭白Zizania caduciflora为寄主饲养的甘蔗黄螟为研究对象，对不... 详细信息

为明确甘蔗黄螟Tetramoera schistaceana Snellen幼虫的龄数和发育历期，以便进一步研究其生物学生态学特性，为该虫的预测预报和精准防控提供科学依据。本实验以天然饲料茭白Zizania caduciflora为寄主饲养的甘蔗黄螟为研究对象，对不同龄期幼虫的头壳宽度和发育历期进行了测量，并对所测得的数据进行了Crosby指数、Brook指数、频次分布和回归分析。结果表明：甘蔗黄螟幼虫经过5个龄数进入化蛹，各龄头壳宽值分别为：0.293、0.437、0.615、0.911和1.222 mm。头壳宽符合Dyar法则和Crosby法则。头壳宽与龄数间的直线、二次和指数拟合模型均较好。指数拟合模型的决定系数(R2)最大，拟合度最好。在26℃温度下，1～5龄幼虫平均龄期分别为2.766、2.913、3.107、3.413和8.860 d。甘蔗黄螟幼虫有5个龄期，头壳宽是甘蔗黄螟幼虫虫龄判定的重要指标。在26℃条件下，从卵孵化，雌、雄幼虫平均分别需要20.265 d和19.250 d后进入化蛹。

关键词：甘蔗黄螟幼虫龄期头壳宽度 Crosby指数回归分析

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桂糖系列甘蔗种质表型性状的遗传多样性

云南农业大学学报（自然科学版） 2024年第3期39卷 25-32页

作者：杨翠芳段维兴黄玉新周珊高轶静周忠凤张革民张保青广西农业科学院甘蔗研究所广西甘蔗遗传改良重点实验室农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室广西南宁530007 云南省甘蔗遗传改良重点实验室云南开远661699

【目的】分析桂糖系列甘蔗种质的主要表型性状及其遗传多样性,为提高其杂交育种效率提供参考。【方法】调查和测定广西甘蔗种质资源田间保育的164份桂糖系列甘蔗种质资源的21个质量性状和7个数量性状,采用多样性指数、遗传变异、相关性... 详细信息

【目的】分析桂糖系列甘蔗种质的主要表型性状及其遗传多样性,为提高其杂交育种效率提供参考。【方法】调查和测定广西甘蔗种质资源田间保育的164份桂糖系列甘蔗种质资源的21个质量性状和7个数量性状,采用多样性指数、遗传变异、相关性分析和聚类分析法进行遗传多样性分析。【结果】21个质量性状的遗传多样性指数在0.3866~1.9776之间,平均值为0.9217,以芽形最大,生长裂缝最小;7个数量性状的变异系数在7.11%~42.86%之间,平均值为27.11%。相关性分析表明:株高、茎径分别与单茎质量、蔗茎产量、糖产量呈极显著正相关;单茎质量、有效茎数分别与蔗茎产量、糖产量呈极显著正相关;蔗茎产量与糖产量呈极显著正相关。聚类分析表明:164份桂糖系列甘蔗种质可聚为6个类群,其中,第Ⅰ类群数量最多,综合性状表现优异;第Ⅱ类群平均茎径最大;第Ⅲ类群各性状均衡且有效茎数稍有优势;第Ⅳ类群平均株高最高;第Ⅴ类群平均锤度最高;第Ⅵ类群平均有效茎数最多。【结论】164份甘蔗种质的质量和数量性状变异较大,遗传多样性较丰富,不同类群甘蔗种质各具优点,在甘蔗育种过程中应根据育种目标选择杂交亲本。

关键词：甘蔗亲本表型性状遗传多样性聚类分析

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我国甘蔗用农药登记现状分析

农药 2024年第3期63卷 157-162页

作者：黄慧文李德伟梁菊菊李涛罗亚伟覃振强广西农业科学院甘蔗研究所农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室广西甘蔗遗传改良重点实验室南宁530007

甘蔗是我国重要的糖料作物,病虫草为害严重,化学防治仍然是有效的控制措施。概述了截至2023年9月30日我国甘蔗用农药登记现状,具体从产品数量、有效成分、防治对象、施用方法、产品剂型等方面,分析了甘蔗用除草剂、杀虫剂、杀菌剂及植... 详细信息

甘蔗是我国重要的糖料作物,病虫草为害严重,化学防治仍然是有效的控制措施。概述了截至2023年9月30日我国甘蔗用农药登记现状,具体从产品数量、有效成分、防治对象、施用方法、产品剂型等方面,分析了甘蔗用除草剂、杀虫剂、杀菌剂及植物生长调节剂的登记特点,并介绍了甘蔗农药的生产企业。指出我国登记的甘蔗用农药数量在不断地增加,质量不断地提高,但也存在着登记产品少、农药种类不均衡、有效成分相似度高、防治对象较少、剂型较单一等问题。

关键词：甘蔗农药登记有效成分剂型

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甘蔗种质材料田间抗螟性综合评价及筛选

南方农业学报 2024年第6期55卷 1561-1572页

作者：李德伟罗亚伟黄慧文李涛梁菊菊宋修鹏覃振强广西农业科学院甘蔗研究所/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室/广西甘蔗遗传改良重点实验室广西南宁530007

【目的】探索甘蔗种质材料田间抗螟性评价体系,并对163份不同甘蔗种质材料进行田间抗螟性评价,了解各材料对甘蔗螟虫的抗性表现,筛选优良的抗螟性甘蔗种质材料,为甘蔗抗螟种质创新、新品种选育及抗螟品种的推广应用提供参考。【方法】... 详细信息

【目的】探索甘蔗种质材料田间抗螟性评价体系,并对163份不同甘蔗种质材料进行田间抗螟性评价,了解各材料对甘蔗螟虫的抗性表现,筛选优良的抗螟性甘蔗种质材料,为甘蔗抗螟种质创新、新品种选育及抗螟品种的推广应用提供参考。【方法】通过田间甘蔗螟虫自然种群感虫法,跟踪调查163份甘蔗种质材料3年(1新2宿)田间的苗期螟害枯心率和生长中后期螟害节率,以新台糖22号(ROC22)作为抗螟性对照品种,计算各甘蔗种质材料的相对螟害减退率,并以相对螟害减退率及相应的甘蔗抗螟性分级评价体系对供试甘蔗种质材料进行抗螟性评价和筛选。【结果】163个甘蔗种质材料“1新2宿”的螟害枯心率在1.74%~21.75%、螟害节率在1.17%~9.74%;供试材料中3年均进入苗期螟害枯心率最重前20名的材料只有CP09-4707,均进入苗期螟害枯心率最轻前20名的材料为0份,均进入中后期螟害节率最轻或最重前20名的材料也为0份。抗螟性评价结果表明,在新植苗期、新植生长中后期、第1年宿根苗期、第1年宿根生长中后期、第2年宿根苗期和第2年宿根生长中后期的抗螟性表现为中抗以上的甘蔗种质材料数量分别有96、151、48、88、106和147份;以韦恩图分析方法筛选出GT03-571、GT03-1438、GT03-2887、YT96-86、GT02-467、Q200、T6、T5、ROC22、T8和GT42共11份甘蔗种质材料在6个生长时期的抗螟性表现均在中抗以上。【结论】建立了一种能有效结合甘蔗品种区域试验、对照品种明确易得、操作方法简单、可对甘蔗6个不同生长期抗螟性进行评价的评价体系。不同甘蔗种质材料间螟害率存在较大差异,抗螟性差异客观存在。筛选出11份在6个生长期抗螟性表现均在中抗以上的甘蔗种质材料,可用于抗螟新品种选育。

关键词：甘蔗甘蔗螟虫种质材料抗虫性评价

甘蔗宿根关键性状及其在宿根性快速评价中的应用

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植物遗传资源学报 2024年第3期25卷 399-412页

作者：覃伟张保青黄玉新周珊赵丽萍李纯佳李旭娟张静李傲梅任生林黄东亮刘新龙热带作物生物育种全国重点实验室昆明650205 云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室/云南省蔗糖产业工程研究中心开远661699 广西农业科学院甘蔗研究所/广西甘蔗遗传改良重点实验室/农业农村部广西甘蔗生物技术与遗传改良重点实验室南宁530007

甘蔗重要性状宿根性因甘蔗生长周期长,其高效评价一直是研究的难点。本研究以国内外不同地区引进的212份甘蔗种质资源为研究材料,分别在广西隆安和云南开远开展基于2个重要宿根关键性状(宿根发株率和地上部蔗株生物量)两季宿根力的快速... 详细信息

甘蔗重要性状宿根性因甘蔗生长周期长,其高效评价一直是研究的难点。本研究以国内外不同地区引进的212份甘蔗种质资源为研究材料,分别在广西隆安和云南开远开展基于2个重要宿根关键性状(宿根发株率和地上部蔗株生物量)两季宿根力的快速评价。结果表明甘蔗宿根力受环境影响较大,两个试验点所有宿根力指标均存在极显著差异,且指标之间均呈极显著正相关。主成分分析在两个试验点(云南开远和广西隆安)均仅提取到1个主成分,贡献率分别为80.25%和62.68%。聚类分析将212份种质分为5个类群,第Ⅰ类4个宿根力指标均处于高水平,有9份种质,可作为强宿根第一梯队资源;第Ⅱ类群、第Ⅲ类群共有38份种质,各宿根力指标均处于较高水平或个别宿根力指标非常突出,可作为强宿根第二梯队资源;第Ⅳ类群、第Ⅴ类共有165份种质资源,各宿根力指标均一般或较差。综合以上,利用筛选出来的强宿根资源改良甘蔗品种宿根性,降低甘蔗生产成本对于产业的可持续发展具有重要意义。

关键词：甘蔗宿根性权重快速评价

陆地棉CLE基因家族的鉴定及GhCLE13参与调控棉花抗旱性的功能分析

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作物学报 2024年

作者：戎宇轩惠留洋王沛琦孙思敏张献龙袁道军杨细燕华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室/湖北洪山实验室

CLAVATA3/Embryo surrounding region-related (CLE)小肽家族是植物中最大的小肽激素家族，在植物中广泛存在，且参与植物多个重要的生命活动。本研究对陆地棉CLE基因家族进行了鉴定，并对GhCLE基因家族成员进行基因结构、启动子顺式作... 详细信息

CLAVATA3/Embryo surrounding region-related (CLE)小肽家族是植物中最大的小肽激素家族，在植物中广泛存在，且参与植物多个重要的生命活动。本研究对陆地棉CLE基因家族进行了鉴定，并对GhCLE基因家族成员进行基因结构、启动子顺式作用元件、蛋白质理化性质、系统发育的分析；通过RNA-seq数据构建了GhCLE基因家族成员在陆地棉各组织的表达谱及干旱处理下的表达模式，并筛选在棉花根系特异表达且受干旱诱导的CLE基因；最后通过VIGS技术对筛选出的GhCLE基因进行了抗旱功能的验证。结果显示，在陆地棉全基因组共鉴定出40个GhCLE基因，GhCLE基因结构较为简单，32个GhCLE基因没有内含子，所有基因编码的蛋白序列均包含12 aa长度的CLE结构域；GhCLE基因启动子区域包含多种光诱导响应、胁迫响应、激素响应和发育相关的顺式作用元件；GhCLE基因在陆地棉多个组织均有表达，筛选出了1个根系特异表达且受干旱诱导的GhCLE13-D-2基因。通过VIGS技术和MDA含量的测定和比较验证了GhCLE13-D-2基因提高棉花的抗旱性的功能。本研究为CLE小肽在植物抗逆方面的深入研究以及棉花种质创新提供了新的理论依据。

关键词：陆地棉 CLE小肽基因家族根系特异表达抗旱 GhCLE13-D-2

基于CRISPR/Cas9的基因编辑及其在甘蓝型油菜中的应用

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华中农业大学学报 2024年第05期43卷 51-64页

作者：许磊何菡子范楚川华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室/湖北洪山实验室

油菜是世界第二大油料作物，同时也是我国最主要的食用植物油来源。长期以来，油菜育种工作者尝试通过传统育种策略培育良种。然而，甘蓝型油菜是种间杂交后双二倍进化而来的异源四倍体物种，其基因组中存在较多基因冗余现象。因此，通... 详细信息

油菜是世界第二大油料作物，同时也是我国最主要的食用植物油来源。长期以来，油菜育种工作者尝试通过传统育种策略培育良种。然而，甘蓝型油菜是种间杂交后双二倍进化而来的异源四倍体物种，其基因组中存在较多基因冗余现象。因此，通过人工杂交选择、随机诱变等传统遗传方法改良性状效率非常低。近年来，CRISPR/Cas9技术以其高效、简便的独特优势，已广泛应用于多倍体油菜的基因功能研究和定向遗传改良。为了能够快速高效地对甘蓝型油菜进行种质资源创新和遗传改良，将CRISPR/Cas9基因编辑技术应用于甘蓝型油菜恰逢其时。本文综述了目前CRISPR/Cas9系统应用于油菜基因功能研究和遗传改良的研究进展，涉及油菜产量、含油量和脂肪酸组成、生物和非生物胁迫耐受性等重要农艺性状，并探讨了油菜基因编辑存在的局限性以及未来发展的方向。

关键词： CRISPR/Cas9 基因编辑甘蓝型油菜种质资源创新作物遗传改良

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