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基于重测序鉴定GbTMEM214基因在陆地棉基因组的插入位点

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棉花学报 2024年第4期36卷 285-295页

作者：程俊凌赵亮徐剑文刘剑光徐鹏徐珍珍郭琪王月平赵君沈新莲陈全家肖松华新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心乌鲁木齐830052 江苏省农业科学院经济作物研究所/农业农村部长江下游棉花与油菜重点实验室南京210014

【目的】利用农杆菌介导法获得了转GbTMEM214基因陆地棉品系,旨在明确转基因棉花株系中T-DNA插入位点的序列特征及检测方法,为其生物安全评价提供依据。【方法】基于基因组重测序技术,利用BLASTn将测序数据与陆地棉TM-1基因组序列进行... 详细信息

【目的】利用农杆菌介导法获得了转GbTMEM214基因陆地棉品系,旨在明确转基因棉花株系中T-DNA插入位点的序列特征及检测方法,为其生物安全评价提供依据。【方法】基于基因组重测序技术,利用BLASTn将测序数据与陆地棉TM-1基因组序列进行比对分析,设计特异性引物通过聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)验证插入位点。【结果】携带目标基因GbTMEM214的T-DNA整合在陆地棉基因组D13号染色体57019068~57019106 bp,T-DNA插入导致受体基因组37 bp的片段缺失;通过PCR扩增获得携带GbTMEM214基因的T-DNA插入位点的侧翼序列,由此建立了转GbTMEM214基因棉花的特异性检测方法。【结论】基于基因组重测序技术获得了转GbTMEM214基因棉花的T-DNA插入位点及侧翼序列信息,可为转基因棉花的生物安全评价提供技术参考。

关键词：转基因棉花 GbTMEM214 重测序插入位点侧翼序列

陆地棉抗虫与抗草甘膦基因的分子聚合及经济性状相关分析

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作物学报 2024年第10期50卷 2637-2642页

作者：陈旭升赵亮狄佳春江苏省农业科学院经济作物研究所江苏南京210014

培育抗棉铃虫兼抗草甘膦的棉花,可以同步提高品种的抗虫与抗除草剂能力,降低植棉的除虫、除草用工成本,提升植棉综合经济效益。本研究利用自育的高产优质陆地棉品系、国产转Bt基因抗虫棉品系以及转GR79+GAT基因的抗草甘膦陆地棉品系为... 详细信息

培育抗棉铃虫兼抗草甘膦的棉花,可以同步提高品种的抗虫与抗除草剂能力,降低植棉的除虫、除草用工成本,提升植棉综合经济效益。本研究利用自育的高产优质陆地棉品系、国产转Bt基因抗虫棉品系以及转GR79+GAT基因的抗草甘膦陆地棉品系为杂交亲本,配置复交组合。在繁殖的复交分离群体后代,通过在苗床喷洒0.2%草甘膦,去除不抗草甘膦棉苗;并在大田不防治棉铃虫的条件下,筛选抗虫棉株。而后在实验室利用特异引物对抗虫基因与抗草甘膦基因进行分子跟踪检测,将同时具有Bt基因与GR79+GAT基因的单株繁殖成株系,经大田筛选获得9个抗虫兼抗草甘膦的优良品系。然后对育成品系进行产量比较试验,结果显示,其中品系BG-6不但实现了抗虫与抗草甘膦基因的聚合,而且该品系的皮棉产量水平较高、纤维品质表现良好:纤维长度达30.9 cm、比强度30.1 cN tex^(-1)、马克隆值4.9。对产量性状与纤维品质性状相关分析显示,只有衣分与棉纤维整齐度呈极显著负相关(r=-0.838**),其他产量性状与纤维品质性状均不存在显著相关性。文章最后得出结论:在复合杂交组合的分离后代,通过在苗床喷洒草甘膦筛选抗性棉苗,再结合大田不治虫筛选抗虫单株;而后在室内对2种抗性基因进行PCR分子跟踪检测,再在大田对产量性状与品质性状进行系统选育,可实现抗虫与抗草甘膦基因以及高产与优质性状的多元聚合。

关键词：陆地棉 Bt基因 GR79+GAT基因产量性状纤维品质相关分析

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高粱CIPK家族基因的全基因组鉴定及非生物胁迫下的表达特征

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江苏农业学报 2024年第4期40卷 591-598页

作者：徐鹏李春宏范昕琦梁笃沈新莲江苏省农业科学院经济作物研究所/农业农村部长江下游棉花与油菜重点实验室江苏南京210014 山西农业大学农学院山西晋中030801 山西省农业科学院高粱研究所/高粱遗传与种质创新山西省重点实验室山西晋中030600

钙调磷酸酶B样蛋白互作蛋白激酶(CIPK)是一种重要的Ca^(2+)信号传感器,在植物应答逆境非生物胁迫过程中发挥着重要作用。为了探究高粱中CIPK家族基因的功能,本研究从高粱基因组中鉴定了31个SbCIPK基因,这些基因不均匀地分布在高粱的9条... 详细信息

钙调磷酸酶B样蛋白互作蛋白激酶(CIPK)是一种重要的Ca^(2+)信号传感器,在植物应答逆境非生物胁迫过程中发挥着重要作用。为了探究高粱中CIPK家族基因的功能,本研究从高粱基因组中鉴定了31个SbCIPK基因,这些基因不均匀地分布在高粱的9条染色体上,编码蛋白质的氨基酸数量为403~519个,等电点为6.07~9.38,相对分子质量为46 357.31~58 316.97。基因结构分析结果表明,SbCIPK家族基因分为内含子缺失型和内含子富集型2类。进化树分析结果表明,SbCIPK家族蛋白质成员分为8个亚族。基于转录组数据的表达模式分析结果表明,SbCIPK基因广泛参与对盐胁迫、干旱胁迫等非生物胁迫的响应。本研究结果可以为高粱CIPK家族基因的功能研究奠定基础。

关键词：高粱 CIPK基因全基因组鉴定非生物胁迫

油菜种质M196对ALS类除草剂的交互抗性评价与抗性基因BnAHAS1-3R的表达分析

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植物遗传资源学报 2024年

作者：卢鑫宇郭月祁余容王婷李伟龙吕欣蕾钟詹斐彭琦高建芹张洁夫胡茂龙江苏大学生命科学学院江苏省农业科学院经济作物研究所/国家油料作物改良中心南京分中心/农业农村部长江下游棉花与油菜重点实验室/江苏省农业生物学重点实验室福建农林大学农学院南京农业大学农学院

为明确抗ALS类除草剂油菜新种质M196的除草剂交互抗性效应及其抗性基因BnAHAS1-3R的功能，本研究以抗性油菜M196及野生型N131为材料，在油菜苗期3-5叶期，按照田间推荐使用浓度0、1/4、1/2、1、2、4倍的磺酰脲（SU，sulfonylurea）、磺... 详细信息

为明确抗ALS类除草剂油菜新种质M196的除草剂交互抗性效应及其抗性基因BnAHAS1-3R的功能，本研究以抗性油菜M196及野生型N131为材料，在油菜苗期3-5叶期，按照田间推荐使用浓度0、1/4、1/2、1、2、4倍的磺酰脲（SU，sulfonylurea）、磺酰胺羧基三唑啉酮（SCT，sulfonlyaminocarbonyl-triazolinone）、咪唑啉酮（IMI，imidazolinone）、三唑嘧啶（TP，triazolopyrimidine）和嘧啶水杨酸（PB，pyrimidyl-benzoate）等五种ALS抑制剂除草剂进行喷施处理，鉴定评价M196对各类除草剂的抗性效应。结果表明，M196对SU和SCT除草剂交互抗性最强，对IMI、TP和PB抗性较低。大田鉴定进一步验证了温室交互抗性结果。转抗性基因BnAHAS1-3R拟南芥功能验证表明，转基因阳性植株对各除草剂交互抗性与油菜M196的抗性趋势一致。qRT-PCR分析与转基因拟南芥体外酶活抑制实验结果均表明，M196对ALS类除草剂交互抗性的产生，是由突变靶基因BnAHAS1-3R的表达量增加以及突变靶标酶对除草剂的敏感性下降导致。研究结果为预防和解决利用抗性基因选育的品种大面积推广后可能带来的杂草抗药性以及抗性基因漂移等问题提供了理论依据。

关键词：甘蓝型油菜抗除草剂新种质交互抗性功能分析

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棉花抗旱性综合评价及其相关性分析

江苏农业学报 2024年第1期40卷 1-13页

作者：王月平徐剑文赵君刘剑光王宁山程俊凌冯国礼艾尼江陈全家肖松华新疆农业大学农学院新疆乌鲁木齐830052 江苏省农业科学院经济作物研究所/农业农村部长江中下游棉花和油菜重点实验室江苏南京210014 石河子农业科学研究院新疆石河子832000

为综合评价棉花种质资源的抗旱性,筛选优异抗旱品种(品系),并建立成株期产量抗旱预测模型。对50份棉花种质资源在苗期进行干旱处理,调查其表型性状并测定其生理指标,根据各性状/指标差异的显著性筛选抗旱指标,并计算抗旱系数和抗旱指数... 详细信息

为综合评价棉花种质资源的抗旱性,筛选优异抗旱品种(品系),并建立成株期产量抗旱预测模型。对50份棉花种质资源在苗期进行干旱处理,调查其表型性状并测定其生理指标,根据各性状/指标差异的显著性筛选抗旱指标,并计算抗旱系数和抗旱指数,利用主成分分析法和隶属函数法计算综合抗旱系数、综合抗旱指数、综合抗旱隶属函数值、加权抗旱性系数和抗旱性综合度量值,对棉花抗旱性进行综合评价和分级。进一步将苗期评价分级结果与成株期干旱胁迫下产量和纤维品质性状进行比较,以分析苗期抗旱鉴定模型对成株期预测的精度。苗期生理性状在提高抗旱鉴定模型精度上具有重要作用,基于苗期生理指标建立的抗旱鉴定模型能够很好地预测成株期的抗旱性。

关键词：棉花抗旱性抗旱鉴定抗旱性综合评价抗旱指标相关性分析

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油菜基质块移栽机苗床带整备装置设计与试验

华中农业大学学报 2024年第2期43卷 215-226页

作者：李心志廖庆喜袁华韩静轩王磊符明联华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070 云南省农业科学院经济作物研究所昆明650000

针对现有油菜基质块苗移栽机开沟装置作业存在沟宽稳定性差、沟底面平整度低、土壤扰动大等现象,导致立苗率低、覆土作业难度大等问题,基于船式开沟器腔体大以及芯铧式开沟器作业构建宽苗床、平沟底特点,结合类铧式曲面衔接过度,设计了... 详细信息

针对现有油菜基质块苗移栽机开沟装置作业存在沟宽稳定性差、沟底面平整度低、土壤扰动大等现象,导致立苗率低、覆土作业难度大等问题,基于船式开沟器腔体大以及芯铧式开沟器作业构建宽苗床、平沟底特点,结合类铧式曲面衔接过度,设计了一种适用于油菜基质块苗移栽机苗床构建的苗床带整备装置。建立了土壤与整备装置互作力学模型,确定了苗床带整备装置构建稳定苗床的主要结构参数。以整备装置作业速度、作业深度、类铧式曲面前端宽度、刃口角为因素,以土壤扰动量、沟宽变异系数为评价指标,利用EDEM开展四因素三水平二次正交组合仿真试验,试验结果显示:作业深度为41 mm、作业速度为0.52 m/s、类铧式曲面前端宽度为40 mm、刃口角为61°时土壤扰动量较小且沟宽变异系数较小;较优参数组合下台架试验得出土壤扰动量为13.01 cm^(2),沟宽变异系数8.52%。田间试验结果显示:安装在移栽单元上的苗床带整备装置相较船式开沟器的载苗基质块立苗率增加2.09百分点,沟宽变异系数减少13.3%,土壤扰动量减少20.9%,沟底面紧实度增加28.7%,满足油菜基质块苗机械移栽苗床构建要求。

关键词：油菜移栽机苗床带整备装置类铧式曲面机械移栽

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长江下游稻田不同种植制度的碳足迹分析

长江流域资源与环境 2024年第7期33卷 1462-1473页

作者：严燕季国军胡乃娟陈留根郑建初胡锋南京农业大学人文与社会发展学院江苏南京210095 南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210095 农业农村部长江下游平原农业环境重点实验室/江苏省农业科学院江苏南京210014

在保障粮食安全的同时降低碳排放是当前农业种植结构优化过程中迫切需要解决的问题。为探究长江下游稻田不同种植制度对温室气体排放的影响及其碳足迹,设置4种稻田种植制度处理:一年一熟的冬闲-水稻以及一年两熟的紫云英-水稻、冬油菜-... 详细信息

在保障粮食安全的同时降低碳排放是当前农业种植结构优化过程中迫切需要解决的问题。为探究长江下游稻田不同种植制度对温室气体排放的影响及其碳足迹,设置4种稻田种植制度处理:一年一熟的冬闲-水稻以及一年两熟的紫云英-水稻、冬油菜-水稻、冬小麦-水稻,连续两年采用静态暗箱-气相色谱法监测土壤甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)排放,运用生命周期评价法估算农田生产过程和农业生产投入引起的直接和间接温室气体排放,并进行碳足迹分析。结果表明:(1)一年两熟种植制度较一年一熟的冬闲-水稻增加周年CH_(4)排放17.5%~64.5%、N_(2)O排放60.7%~139.8%以及土壤有机碳固定量17.3%~37.2%;(2)在考虑土壤固碳的情况下,不同种植制度的土壤有机碳固定能抵消26.6%~35.6%的温室气体排放,冬小麦-水稻、冬油菜-水稻、紫云英-水稻单位面积净碳足迹两年平均分别为13.79、11.83和9.07 t CO_(2)-eq·hm^(-2),较冬闲-水稻(7.63 t CO_(2)-eq·hm^(-2))分别增加80.6%、55.0%和18.8%;(3)稻田生态系统碳足迹主要来自土壤CH_(4)排放(61.8%~67.4%),其次是氮肥施用(18.3%~23.9%),而后为N_(2)O排放(3.3%~5.2%)和柴油的使用(2.2%~2.8%);(4)一年两熟有利于增加周年产量和产值,非水稻季种植粮油作物能显著提高种植净收益,不同种植制度单位产量和单位产值碳足迹的差异不大。因此,冬闲-水稻是长江下游稻田最为低碳的种植制度,综合碳排放、粮食安全和经济产出,冬小麦-水稻、冬油菜-水稻明显优于冬闲-水稻;发展甲烷减排和氮肥减施技术是降低稻田生态系统碳足迹的重要途径。

关键词：碳足迹粮食安全种植制度温室气体土壤固碳长江下游

复合微生物肥对棉田土壤养分及根际细菌群落的影响

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作物杂志 2024年第4期 209-215页

作者：吕博丁亮过聪陈锋周海平汪雪松董小林向发云湖北省农业科学院经济作物研究所/农业农村部长江中游棉花生物学与遗传育种重点实验室湖北武汉430072 鄂州市农业科学研究所湖北鄂州436000 农业农村部长江中游作物绿色高效生产重点实验室/长江大学农学院湖北荆州434025

为探究复合微生物肥对棉田土壤养分及根际细菌群落的影响,设置不施用复合微生物肥(T0)和施用复合微生物肥(T1~T4)共5个处理,通过田间试验测定各处理棉花根际土壤养分含量、棉花籽棉和皮棉产量,并对不同处理根际土样本进行16S rDNA高通... 详细信息

为探究复合微生物肥对棉田土壤养分及根际细菌群落的影响,设置不施用复合微生物肥(T0)和施用复合微生物肥(T1~T4)共5个处理,通过田间试验测定各处理棉花根际土壤养分含量、棉花籽棉和皮棉产量,并对不同处理根际土样本进行16S rDNA高通量测序分析。结果表明,与T0相比,T1~T4处理的土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量显著增加,籽棉产量提高5.59%~14.28%,皮棉产量提高5.65%~16.64%。各处理土壤中优势菌门主要为变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria),优势菌目主要为鞘脂单胞菌目(Sphingomonadales)、酸杆菌目(Acidobacteriales)、芽单胞菌目(Gemmatimonadales)。与T0相比,T1~T4处理土壤中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和芽单胞菌属(Gemmatimonas)相对丰度显著升高,而酸杆菌属(Acidobacterium)和RB41相对丰度显著降低。鞘氨醇单胞菌属和芽单胞菌属相对丰度与有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量呈正相关。综上所述,施用复合微生物肥可增加棉花根际优势菌群鞘氨醇单胞菌属和芽单胞菌属相对丰度,促进土壤养分释放,提高棉花产量。

关键词：复合微生物肥棉花产量土壤养分细菌群落

“元麦-稻”轮作体系短期温室气体排放及经济效益评价

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农业资源与环境学报 2024年

作者：石吕石晓旭韩笑刘旭杰单海勇薛亚光刘建魏亚凤江苏沿江地区农业科学研究所/南通市循环农业重点实验室

为了精确估算稻田温室气体排放量并筛选合理的稻麦轮作模式，以长江下游沿江地区稻麦轮作系统为研究对象，基于品种特性和茬口安排，建立了2种“元麦-水稻”轮作模式——苏裸麦2号-移栽南粳46（A）、苏裸麦2号-直播南粳5055（B）和2种... 详细信息

为了精确估算稻田温室气体排放量并筛选合理的稻麦轮作模式，以长江下游沿江地区稻麦轮作系统为研究对象，基于品种特性和茬口安排，建立了2种“元麦-水稻”轮作模式——苏裸麦2号-移栽南粳46（A）、苏裸麦2号-直播南粳5055（B）和2种“小麦-水稻”轮作模式——扬麦29-移栽南粳5055（C）、扬麦29-直播南粳9108（D），采用静态箱-气相色谱法，于2021年11月—2022年10月进行CH4和N2O排放原位监测，对比分析不同轮作模式温室气体排放特征，通过计算全球增温潜势（GWP）、温室气体强度（GHGI）和净增温潜势(GWPnet)全面评价筛选环境友好、经济效益高的稻麦轮作模式。结果表明：不同轮作体系CH4、N2O排放以及温室效应差异显著，采用周年保护性耕作措施的B组合产量（比A、C、D降低0.86%～4.29%）和成本(28619.42元·hm-2)均最低，其产值和收益比“小麦-水稻”模式分别显著提高6.22%～10.11%和72.88%～73.18%（P室气体的“汇”。可见，综合考虑温室效应与作物产量及效益，苏裸麦2号-直播南粳5055组合温室效应相对最弱，产量稳定性相对较高，产值效益比较突出，可作为沿江地区稻麦轮作区低碳减排的主要轮作类型。

关键词： “元麦-水稻”轮作体系甲烷氧化亚氮全球增温潜势温室气体强度经济效益