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芝麻籽粒植酸含量高通量检测方法的建立与低植酸种质的筛选

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中国农业科学 2024年第12期57卷 2282-2294页

作者：杨茜游均周瑢方圣张艳欣吴自明王林海中国农业科学院油料作物研究所/农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室江西农业大学作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室

【目的】植酸是芝麻中主要的抗营养成分之一。探究芝麻籽粒植酸高效提取最优条件，建立植酸含量高通量检测方法，并应用于芝麻群体材料植酸含量变异检测和低植酸种质资源筛选，推动芝麻植酸基础研究和低植酸品种选育。【方法】以0.4mol... 详细信息

【目的】植酸是芝麻中主要的抗营养成分之一。探究芝麻籽粒植酸高效提取最优条件，建立植酸含量高通量检测方法，并应用于芝麻群体材料植酸含量变异检测和低植酸种质资源筛选，推动芝麻植酸基础研究和低植酸品种选育。【方法】以0.4mol·L-1HCl为提取溶剂，进行种子量、捣碎时间、捣碎频率、提取液体积等单因素试验，对芝麻籽粒植酸进行提取，结合微量化铁沉淀法高通量测定植酸含量。在单因素试验的基础上，进行Box-Behnken四因素三水平的响应面试验，建立植酸得率为响应值的二次多项式回归方程模型，并绘制响应曲面图和等高线图，分析影响植酸得率的主要因素及各因素间的交互作用，确定植酸含量检测的最优提取条件。利用该参数条件对2个环境下种植的200份芝麻种质资源进行植酸含量测定，筛选低植酸种质。【结果】方差分析显示，建立的回归模型具有高度显著性（P0.05），方程对试验拟合较好，可用此回归方程对芝麻籽粒植酸提取试验进行优化。4个因素的一次项对植酸得率的影响均达到极显著水平，对植酸得率的影响大小依次为种子量>捣碎时间>捣碎频率>提取液体积。响应面分析图表明，种子量和捣碎时间、种子量和捣碎频率、捣碎时间和捣碎频率、捣碎时间和提取液体积、捣碎频率和提取液体积之间具有一定的交互作用。经过单因素条件及响应面设计优化的植酸最佳提取条件参数为种子量30 mg、捣碎时间6.5 min、捣碎频率50 Hz、提取液体积435μL，在此条件下的植酸得率预测值为14.03 mg·g-1，实际植酸平均得率为14.14 mg·g-1，模型预测值与试验实际值十分接近。从200份种质资源中筛选出3份稳定的低植酸芝麻种质，平均含量为11.63 mg·g-1。【结论】建立了芝麻植酸高效提取检测技术，可以显著减少试验时长，减少样品使用量，检测结果重复性好，准确性高。

关键词：芝麻植酸提取工艺响应面分析法种质筛选

不同生态区冬油菜根系生长及碳氮积累分配特征

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中国农业科学 2024年第12期57卷 2404-2423页

作者：黄方园卞潇华蒋展肖晓璐段博陈畅马霓关周博中国农业科学院油料作物研究所农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室陕西省杂交油菜研究中心

【目的】作物产量受到生态环境的显著影响。研究不同气候条件下冬油菜的产量形成机制，为冬油菜高产品种选育和高产栽培提供理论基础。【方法】选择高产油菜品种秦优1618(Q1618)、油菜材料QF1以及常规油菜品种中双11(ZS11),2020—2021... 详细信息

【目的】作物产量受到生态环境的显著影响。研究不同气候条件下冬油菜的产量形成机制，为冬油菜高产品种选育和高产栽培提供理论基础。【方法】选择高产油菜品种秦优1618(Q1618)、油菜材料QF1以及常规油菜品种中双11(ZS11),2020—2021年在黄淮地区（陕西永寿）和长江中游地区（湖北阳逻）分别进行大田试验，研究不同生态区3个不同品种冬油菜的生长发育和生理特性。【结果】不同生态区显著影响冬油菜根系生长特性、干物质积累分配和碳氮积累特征。两个生态区均以Q1618的根系生长最为旺盛，其根长在越冬期较ZS11和QF1分别平均提高了21.0%和6.0%。此外，在阳逻3个品种油菜花期的根系主要集中分布在土壤浅层（0—15 cm），永寿点主要集中分布在土壤深层（15—30 cm）。与ZS11和QF1相比，两个地点的Q1618油菜花期的深层根长、根表面积、根系平均直径、根尖数分别平均提高了138.1%、78.8%、24.2%、83.3%和104.8%、103.1%、44.2%、41.6%。油菜越冬期和花期根系生长与产量显著正相关，且在永寿点相关性更强；越冬期，黄淮产区油菜地上部干物质积累减缓，叶片氮含量降低，根部可溶性糖含量积累，各器官（根、茎、叶）中蔗糖、果糖含量整体表现为QF1>Q1618>ZS11，且该区各器官可溶性糖含量与产量正相关。长江中游产区冬油菜根茎叶基本处于同步生长期，其越冬期干物质积累量整体较黄淮产区提高3.0倍，而该区越冬期干物质积累与单株有效角果数显著正相关。抽薹期后，两个试验点均以Q1618的干物质积累量最大，永寿试验点冬油菜成熟期的干物质积累量和角果中的干物质分配比例提高，分别较阳逻点显著提高10.3%和39.0%。整体而言，长江中游产区提高了冬油菜单株有效角果数，但黄淮产区冬油菜通过提高每角粒数和千粒重，其实测产量（除ZS11受冻害严重减产外）较长江中游产区平均提高了21.1%。相关性分析也表明，永寿点油菜产量与每角粒数和千粒重显著正相关，阳逻点油菜产量与单株有效角果数显著正相关。【结论】长江中游地区通过促进油菜冬前生长，提高单株有效角果数。黄淮产区则通过适当控制越冬期油菜地上部营养体的生长，抽薹期后促进根和茎秆的干物质向籽粒分配来提高每角粒数和千粒重，有利于实现冬油菜高产。

关键词：油菜根系碳、氮积累干物质分配产量

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油菜花期耐寒性的快速鉴定及耐寒新种质筛选

中国油料作物学报 2024年

作者：温运飞李一林郝梦宇张茹佳梅德圣胡琼成洪涛王会中国农业科学院油料作物研究所/农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室

近年来随着我国水稻收获期的后延，油菜播种期不断推迟，使种子在低温下难以萌发出苗的几率增加。长江流域的油菜主产区经常出现“倒春寒”天气，严重危害油菜的花期授粉，降低结实率，导致油菜严重减产。选育低温条件下快速萌发且花期... 详细信息

近年来随着我国水稻收获期的后延，油菜播种期不断推迟，使种子在低温下难以萌发出苗的几率增加。长江流域的油菜主产区经常出现“倒春寒”天气，严重危害油菜的花期授粉，降低结实率，导致油菜严重减产。选育低温条件下快速萌发且花期耐低温的油菜新品种，成为油菜生产迫切需要解决的关键问题之一。本研究在前期筛选出49份早熟育种骨干资源基础上，从中鉴定出耐8℃低温发芽的油菜种质。进一步通过油菜快速育种技术设施快速获得这些骨干资源的开花植株，进行花期低温处理，建立了一套油菜花期低温耐寒性快速鉴定方法，并采用此方法筛选出2份耐花期低温且耐低温发芽的早熟油菜新种质。

关键词：油菜耐低温耐寒冬闲田

花生籽仁抗黄曲霉菌侵染评价方法的优化及应用

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中国油料作物学报 2024年

作者：晋高锐喻博伦郭建斌丁膺宾刘念罗怀勇陈伟刚黄莉周小静雷永廖伯寿姜慧芳中国农业科学院油料作物研究所/农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室

花生是重要的油料作物，黄曲霉毒素污染严重影响花生食用安全和产业发展。培育和应用抗性品种是防治黄曲霉毒素污染的有效措施。然而，国内外生产上应用的抗黄曲霉花生品种极少，主要原因除了花生黄曲霉抗性鉴定过程复杂和所需设备要求... 详细信息

花生是重要的油料作物，黄曲霉毒素污染严重影响花生食用安全和产业发展。培育和应用抗性品种是防治黄曲霉毒素污染的有效措施。然而，国内外生产上应用的抗黄曲霉花生品种极少，主要原因除了花生黄曲霉抗性鉴定过程复杂和所需设备要求高以外，评价方法不合理也影响了鉴定结果的稳定性，使得种质资源和育种材料黄曲霉抗性鉴定研究进展缓慢。本研究针对评价方法，在前期工作基础上，对花生籽仁受黄曲霉侵染等级的划分进行优化调整，将原来的4个等级（简称为“4级评价方法”）调整为9个等级（简称为“9级评价方法”）。实验结果表明，9级评价方法能更好地将不同材料的黄曲霉抗性区分开，而且鉴定结果稳定。进一步利用9级评价方法对杂交后代群体进行鉴定，并与4级评价方法的鉴定结果进行比较，发现9级评价方法发掘抗性材料的效率更高，得到的抗性QTL位点更多。研究表明，利用9级评价方法对花生籽仁进行黄曲霉抗性鉴定更为有效。

关键词：花生籽仁抗黄曲霉菌侵染评价方法优化

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不同基因型向日葵芽期和苗期耐盐性分析

中国油料作物学报 2024年

作者：李玉骁谭美莲汪磊朱梓榕严兴初汪魏王玲中国农业科学院油料作物研究所农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室

为建立简单高效的向日葵芽期和苗期耐盐鉴定方法，明确不同基因型向日葵的耐盐性差异，筛选耐盐品种，本研究采用不同浓度的NaCl溶液对20个向日葵品种进行芽期和苗期的盐胁迫处理，在不同处理和时间节点下观察各品种指标变化，并基于各... 详细信息

为建立简单高效的向日葵芽期和苗期耐盐鉴定方法，明确不同基因型向日葵的耐盐性差异，筛选耐盐品种，本研究采用不同浓度的NaCl溶液对20个向日葵品种进行芽期和苗期的盐胁迫处理，在不同处理和时间节点下观察各品种指标变化，并基于各项指标进行相关性、主成分、隶属函数值、聚类等分析和耐盐性综合评价，比较各品种的耐盐性差异。结果表明：浓度≤160 mmol/L的NaCl处理下，某些品种的种子萌发和幼苗株高与对照相比，表现出一定的促进作用，但随着处理浓度的增加和时间的延长，种子萌发和幼苗生长均受到不同程度的抑制，且抑制作用随浓度增加和时间增长而越明显；NaCl处理下，幼苗叶片的K+/Na+明显高于根部，相对SPAD值则随着浓度的升高先上升后下降；相同处理浓度下，耐盐品种各指标相对值均高于盐敏感品种，说明耐盐品种比盐敏感品种受NaCl的影响小，具有一定的耐盐能力。本研究得出向日葵芽期和苗期NaCl耐盐性鉴定的适宜处理浓度均为250 mmol/L；芽期通过调查相对发芽率、相对发芽势、相对胚根长和相对胚芽长等指标的综合隶属函数值比较耐盐性，苗期通过调查NaCl处理第14 d的幼苗相对存活率、相对叶面积、相对株高、相对SPAD值、地上部分相对鲜重和地下部分相对鲜重等指标的综合隶属函数值来判断耐盐性；利用上述方法鉴定出67号和HZ001两个耐盐品种。

关键词：向日葵耐盐性鉴定芽期苗期聚类分析

“稻-稻-油”生产模式下短生育期冬油菜品种选育与推广现状分析

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中国农业科学 2024年第5期57卷 846-854页

作者：李荣德何平罗莉霞史梦雅侯乾马振国郭瑞星成洪涛全国农业技术推广服务中心中国农业科学院油料作物研究所/农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室

近年来，我国食用植物油自给率不到31%，进口依赖度高。油菜是唯一的冬季油料作物，适宜种植区域广泛，是我国重要的食用植物油来源。扩种油菜是保障国家食用油安全的重要举措。充分利用南方双季稻区冬闲田，推广“稻-稻-油”三熟制生... 详细信息

近年来，我国食用植物油自给率不到31%，进口依赖度高。油菜是唯一的冬季油料作物，适宜种植区域广泛，是我国重要的食用植物油来源。扩种油菜是保障国家食用油安全的重要举措。充分利用南方双季稻区冬闲田，推广“稻-稻-油”三熟制生产模式是扩种油菜的重要途径。适宜“稻-稻-油”生产模式的区域主要分布在我国湖南、江西、广西和湖北等省的双季稻区，约有187万hm2的潜力面积。根据温光资源条件，3个适宜区域即温光资源宽松区、温光资源紧平衡区和温光资源约束区均要求油菜品种生育期在180 d左右，10月中下旬播种，4月中下旬收获，才能适宜南方双季稻接茬。从2013年到2022年国家油菜品种试验情况来看，共有75个油菜新品种参加早熟组试验，平均生育期为169.3—185.3 d，平均单产1 635.90—2 228.55 kg·hm-2，其中，有22个品种增产显著。截至2023年5月底，登记生育期在190 d以内，适宜在“稻-稻-油”模式区域种植的短生育期冬油菜品种共有72个，均为甘蓝型双低油菜品种，以杂交品种为主。在品种推广应用上，经相关省份调查，阳光131、丰油730、沣油320、沣油847、赣油杂906、圣光127、湘油420、景油69、沣油112、华油杂652、赣油杂1009等11个品种在“稻-稻-油”生产区有较大的推广应用面积，在2022年的推广面积均为135 hm2以上。现有品种的生育期能够基本满足温光资源宽松区的要求，但在温光资源紧平衡区和约束区生育期仍然偏长。聚焦油菜扩种增产增效，未来还需要强化政策资金保障，组织开展短生育期冬油菜品种培育联合攻关，提高温光资源宽松区品种的产量，缩短温光资源紧平衡区和约束区品种的生育期。同时，还需加强短生育期油菜品种良种良法配套技术的研究与推广，做好早稻、晚稻和油菜品种的搭配，从完善农业社会化服务、扩展油菜种植农业保险、增加油菜种植资金补贴等方面入手，保障农民收益，提高农民“稻-稻-油”模式生产积极性。

关键词： “稻-稻-油”生产模式短生育期冬油菜选育推广

快速高效鉴定花生青枯病抗性的水培接种新方法研究

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植物病理学报 2024年第1期54卷 204-208页

作者：宋万朵晏立英于东洋康彦平雷永陈玉宁淮东欣王欣王志慧罗怀勇姜慧芳廖伯寿油料作物生物学与遗传育种重点实验室/中国农业科学院油料作物研究所武汉430062

0引言花生(Arachis hypogaea L)是我国重要的油料和经济作物之一,受青枯病危害较重,该病害由雷尔氏青枯菌(Ralstonia solanacearum)引起,在我国主要产区均有发生,危害面积约占种植面积的1/10,居世界首位[1]。花生青枯病防治难度大,种植... 详细信息

0引言花生(Arachis hypogaea L)是我国重要的油料和经济作物之一,受青枯病危害较重,该病害由雷尔氏青枯菌(Ralstonia solanacearum)引起,在我国主要产区均有发生,危害面积约占种植面积的1/10,居世界首位[1]。花生青枯病防治难度大,种植抗病品种是最经济有效的措施。自上世纪七十年代以来,相继建立了田间自然病圃法[2-3]、浸种法[4]、针刺法[5]、剪叶法[6]等花生青枯病抗性鉴定技术。

关键词：花生青枯病种植抗病品种危害面积防治难度青枯病抗性病圃剪叶青枯菌

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胡麻P5CS基因家族进化模式分析及LusP5CS1基因耐旱能力验证

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作物学报 2024年

作者：王玲张艳萍齐燕妮汪磊李玉骁谭美莲汪魏中国农业科学院油料作物研究所/农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室甘肃省农业科学院生物技术研究所

吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)是植物中由P5CS基因编码的一种与干旱胁迫响应紧密联系的关键酶，它主要负责调节脯氨酸的生物合成。研究胡麻P5CS基因家族进化模式对进一步探索其在胡麻耐旱过程中的作用机制具有重要意义。本研究以拟南芥的2... 详细信息

吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)是植物中由P5CS基因编码的一种与干旱胁迫响应紧密联系的关键酶，它主要负责调节脯氨酸的生物合成。研究胡麻P5CS基因家族进化模式对进一步探索其在胡麻耐旱过程中的作用机制具有重要意义。本研究以拟南芥的2个P5CS基因作为查询序列，从胡麻、油菜、大豆、花生、向日葵、水稻、小麦等主要粮油作物的基因组中筛选获得P5CS基因家族成员。并通过分析不同作物P5CS基因受选择压力的大小、位点及功能分化潜力等阐明其进化模式，并在拟南芥中对其进行功能验证。研究结果显示，与其他作物的同源基因相比，胡麻P5CS基因家族成员在基因结构和进化模式上存在显著差异。在拟南芥中过表达受正向选择的胡麻LusP5CS1基因可以显著增加转基因拟南芥脯氨酸的积累并增强其耐旱性；在非干旱胁迫下过表达转基因拟南芥也表现出明显的适合度优势。本研究为胡麻耐旱分子机制和抗旱育种提供了理论基础。

关键词：胡麻 P5CS基因家族系统发育分析基因复制功能分化

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植物嫁接中砧穗互作分子机制的研究进展

植物生理学报 2024年第1期60卷 45-55页

作者：靳鹏汤敏王丽华涂文淼郑剑刘言龙李杰勤安徽科技学院农学院安徽滁州233100 中国农业科学院油料作物研究所农业农村部油料作物生物学与遗传育种重点实验室武汉430062

嫁接是一项具有很高经济价值和研究价值的人工繁殖育苗技术。为了完善嫁接技术,提高嫁接苗的成活率,人们对植物嫁接中砧穗互作分子机制进行了广泛研究,取得了一定的进展。本文综述了植物嫁接中信号分子运输的调控机制,并总结了植物嫁接... 详细信息

嫁接是一项具有很高经济价值和研究价值的人工繁殖育苗技术。为了完善嫁接技术,提高嫁接苗的成活率,人们对植物嫁接中砧穗互作分子机制进行了广泛研究,取得了一定的进展。本文综述了植物嫁接中信号分子运输的调控机制,并总结了植物嫁接的遗传效应(表观遗传与砧穗基因差异性表达)及砧穗互作分子机制的最新研究进展。同时,本文对嫁接中砧穗互作分子机制的未来研究方向进行了展望,以期为未来植物嫁接分子机制的深入研究提供新的探索思路。

关键词：植物嫁接砧穗互作分子机制遗传效应表观遗传

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