利用粳稻02428突变体的RIL群体336个F9家系,对糙米中总黄酮和生物碱等2种功能活性成分含量的变异及其与主要农艺性状的相关性进行分析。结果表明,①2种功能活性成分在F9家系间均有较大的变异,其中生物碱含量变异最大,总黄酮变异最小,变异系数分别为55.87%和22.67%。②剑叶宽与总黄酮含量(0.135**)、结实率与生物碱含量(0.130**)呈极显著相关;穗下节长与总黄酮含量(0.127*)、秕粒数与生物碱含量(-0.125*)呈显著相关。③剑叶宽、穗下节长与总黄酮含量、秕粒数与生物碱含量的相关关系主要是直接效应,直接通径系数分别为0.129,0.250和-0.298;结实率与生物碱...

为了发掘影响粳稻芽期耐盐碱性状的优异等位变异及相关的载体材料用于品种耐盐碱潜力改良,以不同地理来源的176份粳稻种质组成的自然群体为研究材料,针对水稻直播的种植方式,直接采用黑龙江省大庆地区的标志性中度苏打盐碱土进行芽期胁迫处理,分别对胁迫13,18 d的地上部钠离子浓度(SNC)、地上部钾离子浓度(SKC)、地上部钠钾比(SNK)及18 d的盐碱害级别(SDG)进行调查。同时鉴定了这176个品种154对SSR标记的基因型,利用STRUCTURE 2.2软件进行了群体结构分析和连锁不平衡分析,通过TASSEL 3.0软件的一般线性模型(GLM)和混合线性模型(MLM)进行标记与性状的关联分析,并进一步挖掘优异变异及相关载体材料。结果表明,研究中自然群体被划分为3个亚群,且每个亚群内均存在不同程度的连锁不平衡;在关联分析的过程中,共检测到13个与粳稻芽期耐盐碱性显著关联的位点,其中,有8个位点在TASSEL 3.0软件的2种模型条件下同时被检测到,对这8个位点进行进一步的鉴定得到了24个优异等位变异。通过比较图谱发现,2种模型条件下同时检测出的8个与耐盐碱性状显著关联的位点中,有7个为前人已经报道过的位点,而RM1219在前人研究中未见报道,且RM1219同时与3个耐盐碱性状显著关联,可能是一个新的与粳稻芽期耐盐碱性相关联的位点。

【目的】寻找苯磺隆胁迫下油菜种子萌发性状相关的QTL及其耐性基因,为筛选与培育耐苯磺隆油菜种质以及探究油菜种子萌发过程中苯磺隆耐性分子机理奠定基础。【方法】用0.15 mg·kg~(-1)苯磺隆溶液处理由人工合成甘蓝型油菜10D130和甘蓝型油菜常规品种ZS11构建的包含175个株系的高世代重组自交系(RIL)群体,进行种子发芽试验,以蒸馏水为对照,分别测定其相对发芽势、相对发芽率、相对根长和相对干重。然后,利用油菜6K SNP芯片对该RIL群体进行基因分型,通过JoinMap4.0软件构建高密度遗传连锁图谱。基于该遗传图谱,利用MapQTL软件多QTL作图法对4个性状的相对值进行QTL定位,根据各QTL置信区间查找甘蓝型油菜的基因序列,并依次与拟南芥基因组序列进行BLAST,筛选可能与耐苯磺隆胁迫相关的候选基因。【结果】频数分布表明4个相对性状的变异范围较大,且呈连续性分布,符合数量性状表现特征,适宜进行QTL遗传分析。相关分析表明,相对发芽率和相对发芽势呈极显著正相关,相关系数为0.587。构建的遗传图谱包含1 897个多态性SNP标记,覆盖甘蓝型油菜基因组3 214.19 cM,标记之间的平均图距为1.69 cM。利用此图谱共检测到22个相关QTL,表型贡献率变幅为6.4%—12.6%。其中,与相对发芽势、相对发芽率相关的QTL分别有6个和3个,与相对根长和相对干重有关的QTL分别为8个和5个。在A01染色体64.857 cM、55.935 cM和56.645 cM处检测到的相对发芽势与相对发芽率QTL的置信区间完全或者部分重叠。通过分析QTL置信区间上甘蓝型油菜对应的区间序列,筛选到30个可能与油菜耐苯磺隆有关的候选基因,其中包括18个细胞色素P450家族成员、5个糖基转移酶家族基因、1个GSTF相关基因、1个ABC转运蛋白相关基因和1个ALS基因,这些基因均与除草剂抗性机制有关,尤其ALS为磺酰脲类除草剂靶位点酶;另外筛选到1个BHLH和1个JAZ6基因,BHLH与JAZ蛋白可通过相互作用来防御胁迫;检测到1个LSU2蛋白相关基因和1个MATE家族成员,前者参与细胞氧化剂解毒及植物防御反应,后者参与类黄酮、生物碱、金属离子、其他多种代谢物的转运及有毒物质引起的植物胁迫响应。【结论】检测到与相关QTL共22个,筛选出可能与苯磺隆耐性有关的候选基因30个。这些基因通过加速毒性分子的转运与代谢从而响应有毒物质引起的胁迫反应,可能参与植物对苯磺隆的抗性调节与反应机制。

【目的】采用2个在根系形态构型和磷效率方面差异显著的大豆品种为亲本材料,以表型性状结合紧密连锁的SSR标记辅助选择,构建了磷高效相关根形态构型近等基因系(NILs),在2种磷水平条件下比较NILs不同株系及受体亲本(BD2,CK)在主要农艺性状方面的差异。【方法】以BC5F3NILs的5个株系和受体亲本(CK)在缺磷红壤上设置不施磷肥(LP)和高磷(施用磷肥160kg/hm~2,HP)试验,分别测定株高、生育期、叶面积、叶柄荚角、产量及其构成因素等关键指标。【结果】在2种磷水平条件下,NILs的5个株系间略有差异,但未达显著水平;NILs在株高、生育期、叶面积、分枝数、百粒重等性状上较受体亲本略有增加,但差异不显著,NILs株系间差异不显著:NILs叶柄夹角较BD2降低17.65%,达显著水平;低磷条件下,NILs群体根冠比显著增加,单株产量平均值为9.35 g,变异系数为8.0%,较BD2增17.76%,单株荚数平均值为39.82个,变异系数为8.72%,较BD2增13.38%,单株粒数平均值为61.84粒,变异系数为10.76%,NILs较BD2增17.88%,均达到显著或极显著水平。【结论】NILs群体在主要农艺性状上基本回归到轮回亲本水平,株系间差异不显著,一致性程度较高,是较理想的近等基因系。研究结果为未来生理生化和基因克隆研究提供材料基础。

以云南省育成的14个功能型水稻品种(系)为材料,在新平、玉溪和寻甸3个生态点种植,研究不同基因型粳稻的产量和功能成分含量及其生态变异。结果表明:寻甸的水稻平均产量、有效穗数和结实率均显著高于新平和玉溪,以新平最低,玉溪每穗穗粒数显著高于新平和寻甸,不同地区粳稻千粒重差异不显著;通径分析表明,限制新平、玉溪、寻甸水稻产量的主要因素分别为每穗粒数、有效穗数、结实率;基因型、环境及其互作均对产量及其构成因素和稻米功能成分有显著或极显著的影响,稻谷产量、有效穗数、每穗总粒数和结实率主要受生态环境的影响,而千粒重受基因型控制,γ–氨基丁酸受生态环境的影响,总黄酮、生物碱受基因型及基因型与环境互作的共同调...

【目的】利用一套表观性状显著差异的籼稻近等基因系,在研究花期干旱胁迫对育性影响的基础上,研究其水分和光合生理响应过程。分析表观农艺性状改变对水稻水分和光合生理的影响和作用机制,分析表观农艺性状、水分和光合生理与耐旱性之间的联系,以期揭示水稻花期耐旱性主效基因的生理性状指标。【方法】于主茎见穗至此后的15 d进行干旱处理,研究花期干旱胁迫对水稻近等基因系剑叶和根系生理活性的影响。【结果】花期干旱胁迫下,各水稻近等基因系表现出不同的抗旱性,且耐旱性与表观农艺性状间并无明显规律可循,与正常浇水条件下水稻本身的水分和光合特性也无显著相关性,但花期干旱胁迫条件下,水稻抗旱系数与剑叶含水率和剑叶水势降幅的...

在阿子营低温冷害条件下,以十和田×(十和田和丽江新团黑谷BC3F9)配制的BC4F1、BC4F2及亲本为材料,采用主基因+多基因混合遗传模型,对粳稻丽江新团黑谷作耐冷基因供体培育的近等基因系孕穗期耐冷性8个指标性状进行遗传研究。结果表明,结实率和穗颈长均属于2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因遗传,主基因遗传率分别为80.11%和75.06%;株高为2对加性-显性主基因+加性-显性多基因遗传,主基因遗传率为44.39%;穗下节长属于2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传,主基因遗传率为57.36%;穗长为2对主基因加性-显性-上位性遗传;每穗实粒数为2对主基因加性...

采用水培培养的方式,比较Ca3(PO4)2模拟低磷胁迫下3种氮处理(NO3--N、NH4+-N和NO3--N与NH4+-N等体积混合)对玉米生物学特性及磷素吸收的影响。结果表明:当营养液中以Ca3(PO4)2形式供应磷素时,与对照(以KH2PO4形式供应磷素)相比,3种供氮处理玉米的整株生物量分别降低20.6%、12.9%和15.4%;同化物在根、茎和叶的分配也发生明显变化,表现为根冠比、根体积和茎叶比升高,其中硝态氮处理的根冠比升幅最大;对叶片生长的抑制作用最为明显,表现为叶片生物量和总叶面积显著降低,其中铵态氮处理的玉米植株叶面积和光合速率下降幅度最低;硝态氮处理的植株磷吸收量下降幅度最大...

本研究采用室内人工降温的方式,对69个中国明对虾(Fenneropenaeus chinensis)家系共1327尾成虾进行了耐低温实验,测定其生长和耐低温性状;并利用混合模型方程,通过平均信息约束极大似然法进行遗传力和遗传相关估计。采用2种动物模型对中国明对虾成虾低温下体重、体长的遗传力进行评估,模型1加入了共同环境效应,模型2没有加入共同环境效应。由模型1获得的体重、体长的遗传力分别为(0.206±0.177)、(0.187±0.179),由模型2获得的体重、体长的遗传力分别为(0.317±0.065)、(0.298±0.063),均为中低等遗传力。经似然比检验体重、体长在模型1和模型2间的似然比值均无显著差异(P>0.05),表明模型1和模型2之间无显著差异,模型2为较优遗传模型。以半致死时的存活状态作为耐低温性状指标,遗传力为(0.169±0.078),为低等遗传力。低温下体重、体长之间的表型和遗传相关分别为(0.823±0.010)和(0.969±0.018),为高度正相关;低温下体重、体长与半致死时的存活状态的表型相关分别为(0.187±0.030)和(0.218±0.030),为低度正相关;而遗传相关分别为(0.517±0.205)和(0.538±0.203),为中度正相关。本研究表明,对生长性状进行的选育不会降低其耐低温能力,中国明对虾耐低温性状可与生长性状进行共同复合选育。

【目的】探究水稻不同生育时期Cd胁迫对水稻成熟期糙米Cd累积的影响,明确糙米Cd累积关键生育时期,以期适时采取阻控措施降低糙米Cd含量,为水稻安全生产提供理论参考。【方法】以水稻品种湘晚籼13号(晚稻品种)为研究对象,采用水培试验,共设计7个添加外源Cd处理,即CG(全生育时期Cd胁迫,102 d)、TS(分蘖期Cd胁迫,15 d)、JS(拔节期Cd胁迫,15 d)、BS(孕穗期Cd胁迫,21 d)、FS(灌浆期Cd胁迫,18 d)、DS(腊熟期Cd胁迫,15 d)、MS(成熟期Cd胁迫,18 d),以全生育时期无Cd胁迫作为空白对照(CK),每个处理重复3次。各处理外源Cd胁迫浓度相同,均为20μg·L-1。水培试验于2017年7月23日开始,在湖南省长沙市中南林业科技大学水稻试验基地进行。2017年11月19日,水稻成熟后,整株采集水稻,测定指标为不同生育时期Cd胁迫下水稻农艺性状(株高、分蘖数和各部位生物量)和水稻各部位(根、茎、叶、穗、谷壳和糙米)Cd含量,计算水稻各部位Cd累积量以及不同生育时期Cd累积对成熟期糙米Cd累积的相对贡献率。【结果】不同生育时期Cd胁迫对水稻株高、分蘖数以及各部位生物量没有显著影响。灌浆期Cd胁迫下,水稻成熟期糙米Cd含量最高,为1.05 mg·kg-1,显著高于水稻成熟期(0.57 mg·kg-1)、孕穗期(0.52 mg·kg-1)、腊熟期(0.38 mg·kg-1)、拔节期(0.31 mg·kg-1)和分蘖期(0.17 mg·kg-1)Cd胁迫下糙米Cd含量。各生育时期Cd胁迫下水稻成熟期糙米Cd累积量范围为0.18—1.56μg/株,糙米Cd累积量大小顺序为:全生育时期Cd胁迫>灌浆期Cd胁迫>成熟期Cd胁迫>孕穗期Cd胁迫>拔节期Cd胁迫>分蘖期Cd胁迫。孕穗期、灌浆期和成熟期是水稻糙米Cd累积的关键生育时期,对成熟期糙米Cd累积相对贡献率分别为19.7%、39.3%和22.6%,而分蘖期、拔节期和腊熟期的Cd累积对成熟期糙米Cd累积相对贡献较小,贡献率分别为2.4%、4.2%和11.9%。除全生育时期Cd胁迫外,水稻根、茎、穗和谷壳Cd含量均在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下较高;各生育时期Cd胁迫下,水稻叶Cd含量无显著性差异。孕穗期和灌浆期Cd胁迫下根Cd累积量较高,分别为86.09μg/株和79.23μg/株,显著高于其他生育时期Cd胁迫下根Cd累积量(31.55—40.37μg/株)。与其他生育时期Cd胁迫相比,水稻植株Cd总累积量在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下较高,分别为107.13μg/株和98.35μg/株,显著高于其他生育时期Cd胁迫下水稻植株Cd总累积量(42.24—52.47μg/株)。【结论】水稻的孕穗期、灌浆期和成熟期是控制水稻糙米Cd累积的关键时期。在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下,水稻成熟期根和糙米累积Cd最多,因此可以在水稻孕穗期和灌浆期施加改良剂阻隔根系吸收Cd或者阻隔根系吸收的Cd向糙米中转运,从而降低水稻糙米中Cd的累积。

测定了作为供体的95份云南稻微核心种质、籼稻轮回亲本滇屯502、粳稻轮回亲本合系35及其籼籼交和粳粳交的95份回交高代糙米的总黄酮、γ–氨基丁酸和抗性淀粉含量,并进行遗传变异分析。结果表明:1)供体及其回交高代糙米的3种功能成分含量变幅和变异系数均较大,大小依次为抗性淀粉、γ–氨基丁酸、总黄酮;2)受体糙米的功能成分含量较低,回交高代3种功能成分含量比受体有提高,供体糙米总黄酮含量极显著高于回交高代,粳稻糙米回交高代的γ–氨基丁酸含量大于其对应的供体,供体与对应的回交高代糙米抗性淀粉含量均呈双峰分布且遗传稳定,说明抗性淀粉含量主要受基因型控制。

为了探讨外源ABA对玉米苗期耐寒性的影响,选取了耐寒能力强的青农105和冷敏感的农华101为试验材料,对其进行低温和外施ABA处理后,测定2个玉米品种的MDA含量、相对电导率、可溶性糖含量、保护酶活性和激素含量,并通过荧光定量PCR对低温胁迫相关基因的表达量进行了比较。结果表明,外源ABA处理降低了低温胁迫下2个玉米品种的MDA含量和相对电导率,提高了可溶性糖含量。抗寒品种青农105的MDA含量和电导率下降幅度大,而可溶性糖含量上升幅度大,外源ABA对抗寒性强的青农105作用更明显。对植物体内保护酶活性和激素含量分析发现,外源ABA可以提高低温胁迫下2个品种的SOD、POD、CAT、APX活性,增强清除活性氧的能力,减少活性氧物质的积累,抗寒品种青农105的SOD、POD、CAT、APX活性增幅较大,外源ABA对抗寒品种青农105作用更明显。外源ABA处理明显提高了低温胁迫下2个玉米品种的内源ABA的含量,降低了GA3、ZR、IAA含量,低温及ABA处理对抗寒品种青农105作用更明显。分子水平的证据表明,外源ABA处理增强了低温条件下一些与逆境胁迫相关基因的表达。对青农105和农华101的抗寒基因分析表明,低温胁迫诱导2个品种的Apx1、Fad8、Lip15、Cat3基因及抗寒品种青农105的Dreb1和Asr1基因的表达,抑制冷敏感品种农华101的Dreb1和Asr1基因的表达,结果发现,外施ABA对耐寒性强的玉米品种作用明显。为我国北方地区春玉米的生产提供了一些抵御冷害的策略。

【目的】水稻栽培区土壤的盐、碱化日趋严重,植物体内Na+、K+浓度及Na+/K+是植物耐盐、碱性重要指标。在盐、碱胁迫条件下检测水稻苗期地上部和根部的Na+、K+浓度及Na+/K+的QTL位点,为水稻的耐盐、碱性遗传机制及分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】以优质高产水稻品种东农425与耐盐、碱水稻品种长白10为亲本构建重组自交系(RIL)为作图群体,利用102对SSR标记构建遗传连锁图谱,该图谱覆盖水稻基因组约1 915.05 c M,标记间平均距离为18.77 c M;在140 mmol·L-1 Na Cl盐胁迫和0.15%Na2CO3碱胁迫处理条件下,对水稻苗期地上部和根部的Na+、K...

对74个云南高原粳稻亲本的经济性状和品质性状的测定结果进行了相关性分析,结果表明:①株穗数与整精米率和胶稠度呈极显著正相关,与直链淀粉含量和糊化温度呈显著负相关。②千粒重与外观品质呈极显著负相关,与糙米率、直链淀粉含量呈极显著和显著正相关。③穗实粒数与品质性状间的相关性不显著。并讨论了在云南高原粳稻区选育及栽培高产优质粳稻品种的途径。