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芝麻MATE基因家族的全基因组鉴定与表达分析

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基因组学与应用生物学 2021年第2期40卷 735-746页

作者：梁俊超孙建颜廷献乐美旺饶月亮颜小文周红英江西省农业科学院作物研究所国家油料改良中心南昌分中心江西省油料作物生物学重点实验室南昌330200

植物为了维持其生命系统的正常运转,需要对各种代谢产物和毒素进行转运和排出。多药与毒性化合物排出转运蛋白(multidrug and toxic compound extrusion,MATE)在多种底物和毒素的运输中起到重要作用。本研究利用生物信息学手段对芝麻MAT... 详细信息

植物为了维持其生命系统的正常运转,需要对各种代谢产物和毒素进行转运和排出。多药与毒性化合物排出转运蛋白(multidrug and toxic compound extrusion,MATE)在多种底物和毒素的运输中起到重要作用。本研究利用生物信息学手段对芝麻MATE基因家族进行了全基因组分析,鉴定得到67个MATE基因,分布于全部13条染色体上,亚细胞定位预测表明这些基因主要位于质膜上。串联复制和全基因组复制是芝麻MATE基因家族扩增的主要动力。比较基因组学分析发现在芝麻和拟南芥中具有许多共线性的MATE基因,且大部分串联复制SiMATE基因产生于芝麻和拟南芥分化之后。系统进化分析可将芝麻MATE成员分为4个亚家族,大部分相似功能的已知植物MATE成员被聚在同一分枝中,进化树中关系较近的芝麻MATE成员往往具有相似的基因结构和保守基序。基因表达分析表明一半以上的SiMATE基因具有组织表达特异性。这些结果为芝麻MATE基因功能的研究提供了重要参考。

关键词：芝麻 MATE基因家族系统进化分析保守基序

江西省春大豆品种及其骨干亲本的磷吸收和利用效率解析

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植物遗传资源学报 2022年第2期23卷 541-552页

作者：赵现伟孙丽萍厉苏宁赵朝森王瑞珍郭兵福江西省农业科学院作物研究所/国家油料改良中心南昌分中心/江西省油料作物生物学重点实验室南昌330200

江西省春大豆主要种植于红壤丘陵旱地,有效磷含量低严重制约了江西省春大豆生产,选育磷高效春大豆品种有助于促进江西省春大豆生产发展。本研究采用低磷胁迫与正常供磷盆栽试验,以净光合速率、生物量、磷吸收效率、磷利用效率和磷浓度... 详细信息

江西省春大豆主要种植于红壤丘陵旱地,有效磷含量低严重制约了江西省春大豆生产,选育磷高效春大豆品种有助于促进江西省春大豆生产发展。本研究采用低磷胁迫与正常供磷盆栽试验,以净光合速率、生物量、磷吸收效率、磷利用效率和磷浓度等12个性状为指标,结合主成分和隶属函数分析对17份江西省选育的春大豆品种及其骨干亲本的磷效率进行评价。研究发现不同大豆品种之间在净光合速率、磷吸收效率和磷利用效率等12个性状指标上存在显著差异。在供试材料中,国外资源巴西11的综合磷效率最高,黑农35最低,而利用巴西11拓宽遗传基础选育的春大豆新品种赣豆10号、赣豆11号和赣豆12号与江西省选育的其他春大豆品种相比,综合磷效率高、对低磷胁迫也具有更好的耐受性,提高了江西省春大豆品种对低磷胁迫的耐受水平,有助于促进江西省春大豆产业发展。

关键词：春大豆低磷胁迫磷效率

花期渍水逆境下氮素对油菜产量及氮肥利用效率的影响

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应用生态学报 2016年第4期27卷 1169-1176页

作者：邹小云刘宝林宋来强官春云湖南农业大学油料作物研究所/国家油料作物改良中心湖南分中心长沙410128 江西省农业科学院作物研究所/江西省农业科学院油料作物重点实验室南昌330200

温室盆栽试验条件下,设置渍水和对照2个水分处理,每个水分处理下设置3个施氮水平(0.05、0.2、0.3 g N·kg^(-1)土),研究了花后渍水逆境下氮素营养对两个氮高效基因型‘Monty’、‘湘油15’和两个氮低效基因型‘R210’、‘Bin270’油菜... 详细信息

温室盆栽试验条件下,设置渍水和对照2个水分处理,每个水分处理下设置3个施氮水平(0.05、0.2、0.3 g N·kg^(-1)土),研究了花后渍水逆境下氮素营养对两个氮高效基因型‘Monty’、‘湘油15’和两个氮低效基因型‘R210’、‘Bin270’油菜产量、产量性能及氮肥利用效率的影响.结果表明:与对照相比,花后渍水处理显著降低了油菜的单株角果数、千粒重、每角粒数和籽粒产量.在适宜水分条件下,增施氮肥显著增加了油菜籽粒产量,而在渍水逆境处理下,增施氮肥对油菜籽粒产量的形成贡献不大.氮高效基因型较氮低效基因型对花后渍水逆境下的籽粒灌浆充实具有一定的促进作用.在同一水分处理下,花后渍水明显降低了油菜氮肥利用率、氮肥偏生产力、氮肥农学利用率、氮素吸收效率和氮收获指数,渍水显著影响了不同基因型油菜的氮素吸收利用能力,而氮高效基因型在渍水逆境下较氮低效基因型更有利于将氮素转运、再分配到角果中,提高籽粒生产效率.油菜产量性能参数存在显著的水氮互作效应,水分、氮肥及水氮互作对油菜籽粒产量和产量性能参数的影响因基因型的不同而异.

关键词：油菜氮肥用量渍水产量氮效率

芝麻杂交制种技术研究Ⅰ:亲本行比与产量的关系

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中国油料作物学报 2021年第2期43卷 219-228页

作者：孙建颜廷献颜小文梁俊超饶月亮周红英乐美旺江西省农业科学院作物研究所江西省油料作物生物学重点实验室国家油料改良中心南昌分中心江西南昌330200

为获得理想的父母本行比,增加芝麻杂交种的制种产量,以芝麻隐性核雄性不育系1615A为材料,开展了不同亲本行比与产量关系的研究。结果表明:(1)在父母本行比为1:10、2:10、3:10、4:10和5:10的试验中,在授粉不够充分的情况下,母本(不育系)... 详细信息

为获得理想的父母本行比,增加芝麻杂交种的制种产量,以芝麻隐性核雄性不育系1615A为材料,开展了不同亲本行比与产量关系的研究。结果表明:(1)在父母本行比为1:10、2:10、3:10、4:10和5:10的试验中,在授粉不够充分的情况下,母本(不育系)不育株表现出非正常成熟和基部无效分枝的异常植株生长形态,且非正常成熟植株比率和基部无效分枝植株比率随着距离父本的行数增加而增加,和与父本距离呈极显著正相关,而和父本行数的关系较小,在与父本邻近的1~3行或1~4行的不育系植株中非正常成熟植株比率和基部无效分枝植株比率均相对较低;父本行数、与父本距离对母本的每蒴粒数和单株产量影响最为显著,父本行数和单株产量呈极显著正相关,与父本距离和每蒴粒数、单株产量呈极显著负相关,随着与父本距离的增加而减少,在与父本邻近的1~3行或1~4行的母本植株每蒴粒数和单株产量均相对较高。可见,芝麻父本花粉在邻近的3~4行母本植株上可以得到高效传播,使不育系植株得到较充分的授粉。(2)在父母本行比为1:2、1:3、1:4、1:5、1:6和1:7的6个试验组合中,母本的每蒴粒数和单株产量均表现为逐渐减少,理论产量表现为先上升后下降,在1:5时达到最高;在2:4、2:5、2:6、2:7、2:8、2:9和2:10的7个试验组合中,母本的每蒴粒数和单株产量同样逐渐减少,理论产量也先上升后下降,在2:6时达到最高;综合试验结果认为,芝麻隐性核不育杂交种制种的父母本行比为1:4、1:5和2:6、2:7,制种的理论产量分别为425.54 kg/hm^(2)、429.30 kg/hm^(2)和473.61 kg/hm^(2)、469.23 kg/hm^(2)。

关键词：芝麻制种技术亲本行比产量杂交种

芝麻不同抗旱基因型对花期干旱胁迫的生理响应机理

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中国农业科学 2019年第7期52卷 1215-1226页

作者：孙建颜小文乐美旺饶月亮颜廷献叶艳英周红英江西省农业科学院作物研究所/国家油料改良中心南昌分中心/江西省油料作物生物学重点实验室/农业农村部长江中下游作物生理生态与耕作重点实验室

【目的】研究干旱胁迫对不同抗旱性芝麻品种叶片和根系生理生化特性的影响,分析不同基因型芝麻对花期干旱胁迫的生理响应差异,为芝麻抗旱性研究和改良提供理论参考。【方法】采用盆栽法,以抗旱品种金黄麻和干旱敏感品种竹山白为试验材料... 详细信息

【目的】研究干旱胁迫对不同抗旱性芝麻品种叶片和根系生理生化特性的影响,分析不同基因型芝麻对花期干旱胁迫的生理响应差异,为芝麻抗旱性研究和改良提供理论参考。【方法】采用盆栽法,以抗旱品种金黄麻和干旱敏感品种竹山白为试验材料,在花期进行轻度(T1)、中度(T2)和重度(T3)干旱胁迫处理,以正常浇水为对照(CK),分别测定植株叶片和根系的丙二醛(MDA)、过氧化氢(HO)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、游离氨基酸(AA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、还原型抗坏血酸(AsA)等含量,超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,分析干旱胁迫下2个基因型间生理响应机理的差异。【结果】干旱胁迫后,芝麻叶片中MDA、HO、Pro、SS、SP、GSH含量和SOD、POD、PAL酶活性以及根系中MDA、SS、SP、AA、GSH、AsA含量和CAT、PAL活性随着胁迫程度的不断加剧呈不断上升趋势,叶片中的AA、AsA含量和CAT活性以及根系中HO、Pro含量和SOD、POD活性随着胁迫程度的加剧呈先升后降趋势。相关分析结果显示,叶片中各项指标测定值与根系中指标值均呈正相关,品种抗旱性与膜脂过氧化伤害物质(MDA和HO)含量呈负相关,与部分渗透调节物质、防御系统物质含量和保护酶活性呈正相关。【结论】在花期干旱胁迫下,对2个不同基因型芝麻测定的12个生理生化指标均出现不同程度上升,响应差异较大,叶片大于根系。抗旱品种较干旱敏感品种表现为细胞膜脂过氧化伤害较轻,渗透调节物质积累量较多,保护酶(SOD和CAT)活性较强,抗氧化物质(GSH和AsA)含量较高。芝麻抗旱性生理机理表现为多方面的综合防御。

关键词：芝麻花期干旱胁迫生理生化指标响应机理

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江西芝麻核心种质的表型及分子多样性分析

中国油料作物学报 2024年

作者：王郅琪颜小文梁俊超曾攀乐美旺周红英孙建江西省农业科学院作物研究所/油料作物遗传改良江西省重点实验室/国家油料改良中心南昌分中心

为高效利用芝麻种质资源选育品种，分析江西芝麻核心种质间的遗传多样性，进而探究种质间的亲缘关系。本研究以110份芝麻核心种质（江西省78个县的736份芝麻种质资源所构建）为材料，利用遗传多样性指数、变异系数、相关性、主成分和聚... 详细信息

为高效利用芝麻种质资源选育品种，分析江西芝麻核心种质间的遗传多样性，进而探究种质间的亲缘关系。本研究以110份芝麻核心种质（江西省78个县的736份芝麻种质资源所构建）为材料，利用遗传多样性指数、变异系数、相关性、主成分和聚类分析等方法，对其25个表型性状进行多样性分析和评价，并且通过分子标记的方法，结合25对多态性SSR引物进行分子检测。结果显示：核心种质25个表型性状的遗传多样性指数范围为0.5573～-2.0687，变异范围为4.83%～48.16%,12个数量性状有7个性状的变异系数均在20%以上。聚类分析将供试种质分为4类，类群Ⅰ可作为潜在选育芝麻矮秆高产型新品种的亲本材料；类群Ⅱ整体属于潜在的低产型种质，在育种过程中应避免此类种质；类群Ⅲ可作为潜在选育芝麻密蒴高产型新品种的亲本材料；类群Ⅳ可作为潜在选育芝麻每蒴多粒的亲本材料。25对多态性SSR引物扩增结果显示：共获得106个DNA条带，多态性比率100%，平均每对引物扩增出4.36个DNA条带。引物多态信息含量（PIC）变化范围0.0476～0.3606，平均为0.2609。Nei’s遗传距离计算的聚类分析结果显示：110份核心种质间的相似系数变化范围为0.4528～0.9717，平均为0.6900，遗传距离为0.0283～0.5472，平均0.3100。不同地理方位划分的3个区域，整体遗传相似性表现为赣北>赣南>赣中，江西中部的芝麻种质间遗传多样性高于北部和南部的种质，可能与中部地区同时与北部和南部存在种质的频繁流通有关。根据粒色划分为白芝麻、黑芝麻和其它粒色芝麻3个类型，从遗传相似系数和遗传距离比较得出，其它粒色类型芝麻种质的遗传多样性较丰富，白色芝麻种质次之，黑色芝麻种质遗传多样性相对较差。

关键词：江西省芝麻核心种质表型性状分子标记多样性分析

江西省芝麻种质资源的多样性分析及核心种质构建

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植物遗传资源学报 2024年

作者：王郅琪颜廷献颜小文梁俊超乐美旺孙建江西省农业科学院作物研究所/油料作物遗传改良江西省重点实验室/国家油料改良中心南昌分中心

分析江西芝麻种质资源表型性状的多样性，构建可靠的芝麻核心种质，为促进芝麻种质资源高效利用提供参考。以736份来源于江西省各县市的芝麻种质资源为试验材料，对24个表型性状进行多样性分析；利用QGAstation2.0软件，基于均值差异百... 详细信息

分析江西芝麻种质资源表型性状的多样性，构建可靠的芝麻核心种质，为促进芝麻种质资源高效利用提供参考。以736份来源于江西省各县市的芝麻种质资源为试验材料，对24个表型性状进行多样性分析；利用QGAstation2.0软件，基于均值差异百分率（MD）小于20%，极差符合率（CR）大于80%，方差差异百分率（VD）和变异系数变化率（VR）越大越好的评价标准，筛选出3种取样方法，6种取样比例和8种聚类方法中最佳方案构建初始核心种质；对原始种质和初始核心种质的多个参数进行均值T检测和方差F检测，同时通过主成分分析法比较两个群体的特征值、贡献率和累计贡献率；在此基础上，选取吉安地区的核心种质进行分子验证，利用12对多态性标记对64份吉安地区原始种质及其16份核心种质进行了基因型数据分析。结果显示：736份江西省芝麻地方种质的表型变异较大，遗传多样性较丰富，表型性状的遗传多样性指数（GDI）范围为0.5129-2.0833，变异范围为4.83%-41.52%，且数量性状的GDI（1.7140～2.0833）整体高于质量性状的GDI（0.5129～1.1054）；“多次聚类优先取样法+15%取样比例+可变类平均法+欧式距离”构建的110份初始核心种质能够代表原始种质的多样性；原始种质和初始核心种质的主成分比较分析显示，两者的累计贡献率分别为80.533%和82.631%，表明初始核心种质可解释原始种质80%以上的遗传信息；抽样开展的分子分析结果显示，16份核心种质保留了64份原始种质96.25%的多态性位点，两者多态性参数值基本保持接近，且均值t检测均无显著性差异，遗传相似程度基本接近，说明16份核心种质在分子上可以代表64份原始种质的遗传多样性。因此，进一步表明110份核心种质可以代表736份江西芝麻种质资源的遗传多样性加以利用。

关键词：江西省芝麻种质资源多样性核心种质

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不同来源大豆种质资源的田间鉴定与筛选

西北农业学报 2021年第11期30卷 1638-1647页

作者：赵朝森赵现伟孙丽萍厉苏宁郭兵福王瑞珍江西省农业科学院作物研究所/江西省油料作物生物学重点实验室南昌330200

旨在评价不同生态区大豆种质资源表型性状遗传多样性,为亲本选择和品种改良提供科学依据。以1580份来源于国外和中国北方、黄淮海、南方生态区的大豆种质资源为对象,分析21个形态描述型性状的遗传多样性,并对13个数量性状的遗传变异及... 详细信息

旨在评价不同生态区大豆种质资源表型性状遗传多样性,为亲本选择和品种改良提供科学依据。以1580份来源于国外和中国北方、黄淮海、南方生态区的大豆种质资源为对象,分析21个形态描述型性状的遗传多样性,并对13个数量性状的遗传变异及其相关性进行综合分析。结果表明:21个描述型性状的Simpson多样性指数平均值在国外、中国北方、黄淮海、南方及总资源群体中分别为0.3459、0.3471、0.3459、0.3224、0.3577,荚色Simpson多样性指数最大,叶色Simpson多样性指最小。底荚高度、有效分枝数、单株荚数、单株粒数、株高、百粒质量、单株粒质量的遗传变异系数均大于30%,初花时间、主茎节数、茎粗、荚长、荚宽的遗传变异系数为20%~10%,生育时间的遗传变异系数小于10%。13个数量性状的Simpson多样性指数平均值在国外、中国北方、黄淮海、南方及总资源群体中分别为0.8136、0.8311、0.8259、0.8369、0.8265,说明该批大豆种质资源多样性丰富。相关分析表明,单株粒质量与其他12个重要农艺性状呈极显著正相关。通径分析发现百粒质量、单株粒数对单株粒质量的正向效应最大,其次为茎粗、单株荚数,而荚宽、株高、初花时间有负向效应。本研究揭示了该批大豆种质资源表型性状的遗传特点及其相互关系,以大豆单株产量构成性状为综合指标,结合生育时间表现,筛选出30份高产特异大豆种质,为合理选择亲本形成优势性状互补以进行大豆高产品种改良和选育提供参考。

关键词：大豆种质资源表型性状鉴定筛选

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甘蓝型油菜氮素营养效率的遗传效应分析

分子植物育种 2018年第10期16卷 3269-3277页

作者：邹小云官春云江西省农业科学院作物研究所江西省农业科学院油料作物重点实验室南昌330200 湖南农业大学油料作物研究所国家油料作物改良中心湖南分中心长沙410128

为掌握甘蓝型油菜氮肥利用率各遗传分量的效应值,明确造成氮肥利用率差异的数量遗传基础。利用主基因+多基因混合遗传模型,以氮素吸收效率差异较大的两个基因型油菜湘油15(P1)和R210(P2)为亲本,通过杂交、回交构建了P1、P2、F1、B1、B2... 详细信息

为掌握甘蓝型油菜氮肥利用率各遗传分量的效应值,明确造成氮肥利用率差异的数量遗传基础。利用主基因+多基因混合遗传模型,以氮素吸收效率差异较大的两个基因型油菜湘油15(P1)和R210(P2)为亲本,通过杂交、回交构建了P1、P2、F1、B1、B2和F26个世代,成熟期测定了各世代的氮素含量并分析了氮素营养效率差异。结果表明,不同油菜世代氮素营养(氮素吸收效率NAE,氮素利用效率NUE和氮收获指数NHI)存在明显的基因型差异;氮素营养效率具有较广泛的遗传变异,呈连续性分布;NAE的最适模型为B-1(2对加性-显性-上位性主基因模型),主基因遗传率达71.36%;NUE的最适模型为D-2(1对加性主基因+加性-显性多基因模型);NHI的最适模型为E-0(2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型),主基因遗传率达58.13%。研究结果表明不同氮营养效率鉴定指标的遗传模式不一样,所以在油菜氮营养效率遗传改良上也应按照不同领域和研究目的来利用最佳氮素营养效率进行改良。在品种选育上通过与不同氮效率油菜基因型杂交、回交可以获得到氮营养高效的油菜基因型。本研究为氮高效育种工作提供一定的理论依据和应用价值。

关键词：油菜氮素营养效率主基因+多基因遗传差异