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玉米转录因子ZmMYB12提高植物抗旱性和低磷耐受性的功能鉴定

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作物学报 2024年第1期50卷 76-88页

作者：王丽平王晓钰傅竞也王强四川农业大学农学院/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

玉米生长发育过程中会遭受干旱、高温、高盐及营养元素匮乏等多种非生物胁迫,导致其产量和品质下降,造成严重的农业减产。MYB类转录因子在植物中广泛分布,参与植物生长发育和环境响应,筛选及鉴定出具有抗逆功能的MYB类转录因子能为玉米... 详细信息

玉米生长发育过程中会遭受干旱、高温、高盐及营养元素匮乏等多种非生物胁迫,导致其产量和品质下降,造成严重的农业减产。MYB类转录因子在植物中广泛分布,参与植物生长发育和环境响应,筛选及鉴定出具有抗逆功能的MYB类转录因子能为玉米抗逆遗传改良提供理论依据。本研究从玉米干旱处理的材料中克隆了一个R2R3-MYB家族转录因子基因ZmMYB12,其响应自然干旱、ABA及PEG处理,基因表达被诱导上调。病毒诱导沉默ZmMYB12后的玉米植株对干旱更加敏感,活性氧积累更多,根系更小;复水后ZmMYB12沉默植株存活率更低,表明ZmMYB12是干旱正调控因子。进一步构建ZmMYB12稳定过表达拟南芥,干旱处理后ZmMYB12过表达株系活性氧积累更少,侧根更多,抗旱能力增强。同时,发现ZmMYB12过表达拟南芥在低磷胁迫下侧根数量更多,根系酸化程度增加,叶绿素及花青素含量更多,体内无机磷含量高于野生型,表明ZmMYB12参与到低磷胁迫过程中,并且提高了植株对磷元素的吸收及利用率。研究表明ZmMYB12调控干旱抗性并响应低磷胁迫,为作物抗旱及耐低磷育种提供了一个良好的基因资源。

关键词：玉米 MYB转录因子干旱胁迫低磷胁迫根系

小麦农家种成株期条锈病抗性QTL定位及其育种效应解析

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作物学报 2024年

作者：黄林玉张潇月李豪邓梅康厚扬魏育明王际睿蒋云峰陈国跃四川农业大学小麦研究所西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室

条锈病是世界范围内严重影响小麦产量的重要病害。遗传和育种利用效应不清，加之不良性状连锁累赘是限制绝大多数已发掘小麦条锈病抗性基因在育种及生产中难以广泛应用的关键。前期研究发现，小麦农家种红芒麦子对我国当前小麦生产上流... 详细信息

条锈病是世界范围内严重影响小麦产量的重要病害。遗传和育种利用效应不清，加之不良性状连锁累赘是限制绝大多数已发掘小麦条锈病抗性基因在育种及生产中难以广泛应用的关键。前期研究发现，小麦农家种红芒麦子对我国当前小麦生产上流行的主要条锈菌生理小种及致病类群具有稳定的成株期抗性。本研究通过构建Avocet S×红芒麦子F1及F2和F2:3家系，利用分离群体分组分析法(bulked segregation analysis， BSA)并结合小麦55K SNP芯片及外显子测序技术，在7A和7D染色体上鉴定到2个来自红芒麦子的成株期条锈病抗性主效QTL (QYr.HM-7AL和QYr.HM-7DS)，分别解释了11.64%～15.25%和24.33%～40.58%的表型变异。标记连锁分析、遗传和物理图谱综合分析发现，QYr.HM-7DS与已知成株期条锈病抗性基因Yr18呈高度共线性，表明该位点抗性效应来源于Yr18；而QYr.HM-7AL是一个控制小麦成株期条锈病抗性潜在新位点，并进一步开发了可用于跟踪选择该位点的KASP (kompetitive allele-specific PCR)，竞争性等位基因特异性PCR)分子标记。利用绵麦1618×红芒麦子BC1F2遗传改良群体对来自红芒麦子成株期条锈病抗性主效QTL遗传效应及其与产量相关性状协同改良效应进行解析。结果发现，在绵麦1618遗传背景下，Yr18和QYr.HM-7AL的转育或聚合可显著降低条锈病危害，且对小麦穗长和分蘖数呈正向效应。上述研究结果表明，在小麦产量育种中可利用农家种红芒麦子进行成株期条锈病遗传改良。

关键词：小麦农家种成株期条锈病抗性基因红芒麦子遗传效应育种效应

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玉米转录因子ZmNAC59调控植物抗盐性

西北植物学报 2024年第3期44卷 381-395页

作者：张宇涵李星霖刘丽君傅竞也王强四川农业大学农学院西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室成都611130

【目的】NAC转录因子家族是植物中研究较多的一类转录因子,在调控植物生长发育和响应非生物胁迫过程中起重要作用。玉米是三大粮食作物之一,其生长过程常会面临各种逆境胁迫,盐害被认为是限制作物生长和生产的主要环境因素之一。因此鉴... 详细信息

【目的】NAC转录因子家族是植物中研究较多的一类转录因子,在调控植物生长发育和响应非生物胁迫过程中起重要作用。玉米是三大粮食作物之一,其生长过程常会面临各种逆境胁迫,盐害被认为是限制作物生长和生产的主要环境因素之一。因此鉴定玉米抗盐基因,解析其抗盐机制对培育玉米抗逆品种具有重要意义。【方法】研究克隆了玉米转录因子ZmNAC59,并用生物信息学手段分析其保守结构域和系统进化关系,用实时荧光定量PCR方法分析该基因在NaCl和MeJA处理下的表达模式,并用稳定转基因体系将该基因异源表达拟南芥观察表型,同时还用病毒诱导沉默技术将该基因在玉米中沉默后进行盐处理表型观察,并进行酶活性检测。【结果】ZmNAC59能够被NaCl和MeJA诱导上调。病毒诱导沉默ZmNAC59后进行盐胁迫,沉默株系对盐胁迫更敏感,ROS积累更多;而ZmNAC59过表达拟南芥后,过表达株系在盐胁迫处理下存活率更高,活性氧积累更少,Na^(+)/K^(+)比率低,表明ZmNAC59作为盐胁迫中的正调控因子可以通过调节离子流动提高植物抗盐性。实时荧光定量PCR结果表明拟南芥过表达株系中Na^(+)、K^(+)转运相关的基因显著上调;在玉米原生质体中瞬时过表达ZmNAC59后进行盐处理发现ZmSOS1、ZmNHX1和ZmNHX7的表达显著上调,Dual-LUC实验表明ZmSOS1是Zm-NAC59的靶基因。【结论】研究表明ZmNAC59通过激活ZmSOS1启动子的活性调控其表达而促进盐胁迫下的离子转运,从而提高植物抗盐性,为玉米抗逆基因资源的筛选和品种培育提供了科学理论依据。

关键词：玉米转录因子盐胁迫离子转运

秸秆覆盖与施磷对旱地小麦小花发育与结实特性的影响

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麦类作物学报 2024年第4期44卷 496-503页

作者：谢炜贺鹏马宏亮雷芳邹乔生艾代龙樊高琼杨洪坤农业农村部西南作物生理生态与耕作重点实验室四川成都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

中国西南丘陵旱地气候冬干春旱且速效磷缺乏,是冬小麦生产的主要限制因素。为明确秸秆覆盖与施磷对西南丘陵旱地小麦小花发育与结实特性的影响,以川麦104为供试材料,采用裂区设计,主区为玉米秸秆覆盖(SM)和不覆盖(NSM),裂区为0、75和120... 详细信息

中国西南丘陵旱地气候冬干春旱且速效磷缺乏,是冬小麦生产的主要限制因素。为明确秸秆覆盖与施磷对西南丘陵旱地小麦小花发育与结实特性的影响,以川麦104为供试材料,采用裂区设计,主区为玉米秸秆覆盖(SM)和不覆盖(NSM),裂区为0、75和120 kg P_(2)O_(5)·hm^(-2)3个施磷水平,比较分析了不同处理下小麦小花分化及结实特性的差异。结果表明,秸秆覆盖与施磷均可提高小麦小花分化数和可孕小花数,且磷素效应大于秸秆覆盖效应。与不施磷相比,施磷75和120 kg·hm^(-2)条件下最大分化小花数分别增加了17.4%和78.0%,可孕小花数分别增加27.0%和94.1%,小花存活率提高了16.5个百分点。施磷后穗基部可孕小花数和结实粒数增幅较大,穗中部和顶部增幅较小。与不施磷相比,施磷75和120 kg·hm^(-2)条件下,穗基部可孕小花数均极显著增加,增幅分别为100.0%和127.2%;结实粒数显著增加,增幅分别为186.4%和193.2%。秸秆覆盖后产量较不覆盖提高20.5%;施磷75和120 kg·hm^(-2)下产量较不施磷分别提高62.5%和78.1%。综上所述,秸秆覆盖配施磷肥可减少小花退化,增加可孕小花数和穗粒数有利于产量形成。

关键词：冬小麦秸秆覆盖施磷穗粒数最大分化小花数可孕小花数

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田间穗发芽对四川盆地中籼稻稻米品质的影响

四川农业大学学报 2024年第3期42卷 490-498,522页

作者：刘佳影苏治源李秋萍刘泽茜徐嘉欣刘婷婷刘睿刘钰婷何宇欣邓飞任万军四川农业大学农学院/西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室/农业农村部西南作物生理生态与耕作重点实验室成都611130

【目的】明确田间穗发芽对四川盆地稻米品质的影响,为四川盆地水稻优质生产提供指导。【方法】以桂朝Ⅱ号和西科恢768这2个品种为试验材料,于成熟期收集田间穗发芽和未发芽籽粒,分析穗发芽对稻米加工品质、外观品质、组分及淀粉RVA谱特... 详细信息

【目的】明确田间穗发芽对四川盆地稻米品质的影响,为四川盆地水稻优质生产提供指导。【方法】以桂朝Ⅱ号和西科恢768这2个品种为试验材料,于成熟期收集田间穗发芽和未发芽籽粒,分析穗发芽对稻米加工品质、外观品质、组分及淀粉RVA谱特性的影响。【结果】对于加工外观品质而言,穗发芽导致西科恢768的糙米率、精米率、整精米率分别显著降低4.44%、7.48%、3.83%,桂朝Ⅱ号则分别显著降低13.88%、8.90%、34.94%,穗发芽同时导致西科恢768和桂朝Ⅱ号整精米粒重分别降低10.99%和3.57%。穗发芽导致西科恢768的垩白粒率和垩白度显著增加了23.71%和22.6%,桂朝Ⅱ号则分别显著增加了23.19%和9.98%。较未发芽籽粒(对照),穗发芽导致西科恢768的蛋白质和脂肪含量显著降低0.9%和1.43%;桂朝Ⅱ号则分别显著降低0.35%和0.33%。穗发芽导致西科恢768的淀粉峰值黏度、热浆黏度和冷胶黏度显著降低82.72%、96.68%和95.66%,进而导致消减值和回复值分别显著降低127.71%和95.27%;桂朝Ⅱ号则显著降低56.55%、72.63%和57.66%,其消减值和回复值分别显著降低61.18%和31.83%。相关分析结果表明,淀粉RVA谱特性与加工外观品质和稻米组分密切相关,峰值黏度、热浆黏度和冷胶黏度与糙米率(r=0.752、0.805、0.695)、精米率(r=0.853、0.904、0.801)、整精米率(r=0.651、0.752、0.584)、整精米粒重(r=0.696、0.731、0.709)、蛋白质含量(r=0.708、0.626、0.728)和脂肪含量(r=0.915、0.861、0.946)呈显著或极显著正相关关系,与垩白粒率(r=-0.966、-0.963、-0.945)和垩白度(r=-0.812、-0.834、-0.819)则呈极显著负相关关系。【结论】田间穗发芽严重影响四川盆地中籼稻稻米的加工品质、外观品质与蒸煮食味品质,且不同品种间存在差异。

关键词：水稻穗发芽加工品质外观品质稻米组分糊化特性

水稻品种DNA指纹图谱构建及品种纯度的快速鉴定

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杂交水稻 2024年第2期39卷 29-37页

作者：康亮珠李飞陈薇兰王玉平李仕贵袁华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/水稻研究所四川成都611130

为了构建四川省2021年水稻区试品种指纹图谱,建立一套快速鉴定杂交稻种子纯度的方法,本研究结合SSR分子标记检测技术、品种指纹图谱数据并利用单粒法DNA提取和毛细管电泳系统,完成了2021年四川省水稻区试品种的指纹图谱构建和遗传多样... 详细信息

为了构建四川省2021年水稻区试品种指纹图谱,建立一套快速鉴定杂交稻种子纯度的方法,本研究结合SSR分子标记检测技术、品种指纹图谱数据并利用单粒法DNA提取和毛细管电泳系统,完成了2021年四川省水稻区试品种的指纹图谱构建和遗传多样性分析,并快速获得杂交稻惠和优566的种子纯度鉴定结果。结果表明水稻品种的指纹图谱、单粒种子提取DNA和毛细管电泳能够帮助育种者加快鉴定种子纯度。

关键词：水稻品种指纹图谱单粒种子 DNA提取毛细管电泳种子纯度快速鉴定

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小麦发芽对面粉质量与加工产品品质的影响

中国农业科学 2024年第7期57卷 1267-1280页

作者：梁王壮唐雅楠刘佳荟郭晓江董慧雪祁鹏飞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农学院四川农业大学小麦研究所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

【目的】小麦在收获季节若遇连续的阴雨天气，将会导致籽粒萌动，甚至发芽，从而影响小麦的产量和品质。将正常小麦与发芽小麦以不同比例混合、制粉，评价其对加工成品的烘焙/蒸煮品质的影响，探讨利用轻微程度芽麦的可能性，为减少粮... 详细信息

【目的】小麦在收获季节若遇连续的阴雨天气，将会导致籽粒萌动，甚至发芽，从而影响小麦的产量和品质。将正常小麦与发芽小麦以不同比例混合、制粉，评价其对加工成品的烘焙/蒸煮品质的影响，探讨利用轻微程度芽麦的可能性，为减少粮食损失提供参考。【方法】基于郑麦583（郑583）和科成麦6号（科6）制备含芽麦比例分别为30%、50%和100%的混合小麦。以降落值、沉降值、干面筋含量、湿面筋含量、面团形成时间和面团稳定时间评估混合小麦面粉的劣化程度；从感官评分及品质参数综合评估混合小麦面粉制作的面包、饺子皮、馒头、海绵蛋糕、面条和饼干的烘焙或蒸煮特性。【结果】随着芽麦占比的增加（30%、50%和100%），郑583面粉的面团形成时间呈先增加再降低的趋势，面团稳定时间逐渐降低；但科6的2个参数变化趋势均为先降低再增加，最后降低；2个品种面粉的降落数值、湿面筋含量、干面筋含量和沉降值指标均呈逐渐降低的趋势。郑583馒头的比容先增加后降低，科6馒头的比容逐渐降低；郑583海绵蛋糕的比容逐渐增加，科6海绵蛋糕的比容保持不变。2个品种的面包比容、饼干面积、面条蒸煮损失、饺子汤浑浊参数（A*）均呈相同的梯度变化。与郑583和科6的对照（无芽麦）相比，100%芽麦占比的郑583、科6的面包比容分别降低11.33%和17.44%，饼干面积分别增加24.10%和7.49%，面条蒸煮损失率分别增加29.85%和9.69%，饺子汤A*值分别增加8.93%和13.32%。当芽麦占比为30%时，2个品种所制作的面包、馒头和饺子皮均出现显著劣化，郑583面条也出现显著劣化；当芽麦占比达到50%时，2个品种的海绵蛋糕和饼干出现显著劣化；当芽麦占比达100%时，科6的面条也表现为显著劣化。【结论】发芽小麦严重影响面包、饺子皮、馒头、海绵蛋糕、面条和饼干的蒸煮或烘焙特性。不同品种小麦受影响也有差异，但是总体趋势一致。当发芽程度较轻时，对饼干和蛋糕的加工品质影响较小。

关键词：发芽小麦面粉质量烘焙品质蒸煮品质感官评分质构参数

秋闲期秸秆覆盖与施磷对冬小麦氮素吸收利用的影响

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作物学报 2024年第2期50卷 440-450页

作者：谢炜贺鹏马宏亮雷芳黄秀兰樊高琼杨洪坤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 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成都611130 作物生理生态及栽培四川省重点实验室四川成都611130

西南冬麦区气候冬干春旱频发、土壤速效磷缺乏,限制冬小麦氮素吸收。本研究探究秋闲期秸秆覆盖与施磷对小麦根系NO3-吸收动力势、氮素吸收利用、叶绿素含量和籽粒产量的影响,以期为小麦高产稳产及养分的高效利用提供理论依据。试验于202... 详细信息

西南冬麦区气候冬干春旱频发、土壤速效磷缺乏,限制冬小麦氮素吸收。本研究探究秋闲期秸秆覆盖与施磷对小麦根系NO3-吸收动力势、氮素吸收利用、叶绿素含量和籽粒产量的影响,以期为小麦高产稳产及养分的高效利用提供理论依据。试验于2020—2022年在四川仁寿进行,采用二因素裂区设计,以秸秆覆盖(SM)和不覆盖(NSM)为主区;3个磷水平0(P0)、75(P75)和120(P120) kg hm-2为裂区。结果表明:秸秆覆盖与施磷显著提高地上部磷素积累量, SM较NSM的小麦根尖NO3-净吸收速率、籽粒氮积累量、氮素转运量、氮素同化量、氮肥偏生产力和籽粒产量分别增加28.2%、8.4%、9.0%、41.9%、23.3%和21.9%。与P0相比, P75和P120增加幅度分别达到35.1%~37.6%、12.6%~19.0%、7.1%~9.3%、35.7%~60.5%、17.6%~23.8%、17.2%~23.6%。与NSM相比, SM的小麦旗叶灌浆期叶绿素含量上升,进而提高籽粒产量。综上所述,秸秆覆盖与施磷可促进小麦根尖NO3-吸收,提高叶绿素含量,从而显著增加花后氮素的吸收及营养器官临时贮存氮素向籽粒的再分配,最终提高籽粒产量。考虑经济效益和产量回报,西南地区小麦高产高效栽培时,推荐采用秋闲期秸秆覆盖配施磷肥75 kg hm-2。

关键词：冬小麦秸秆覆盖施磷根尖NO3-吸收氮素吸收、分配与利用籽粒产量

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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...

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：