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  • 薛天源,鲁金春子,何思晓,余忆,陈敬东,文静,沈金雄,傅廷栋,曾长立,万何平
    植物遗传资源学报. 2024, 25(3): 356-372. https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20230827002
    对286 份甘蓝型油菜品系进行苗期耐盐碱性鉴定,通过水培试验,测定盐碱胁迫处理下叶片数、绿叶数、绿叶比、株高、根长、根重等指标,通过盐碱胁迫综合评价值(D值)、极端材料筛选分析、相关性、主成分、隶属函数、频数分析和逐步回归分析法,对不同基因型的油菜种质建立苗期耐盐碱性综合评价模型并筛选出适宜的评价鉴定指标。盐碱胁迫下,叶片数与株高呈负相关,两者的相关系数未达到显著性,其他性状之间均呈正相关并达到了显著或极显著水平。利用主成分分析法将 7个耐盐碱指标综合为4个主成分,可代表油菜耐盐碱性88.349%的原始数据信息量。依据4个主成分的相对重要性(权重)进行加权,得到不同基因型的耐盐碱性综合评价值(D值)。结合隶属函数分析和极端材料筛选分析,筛选出4份耐碱盐的甘蓝型油菜种质和4份盐碱敏感种质。逐步回归分析结果表明,在油菜苗期测定其绿叶数、绿叶比、地上重、根长和根重,通过回归方程估算其D值,可以初步判断甘蓝型油菜种质资源耐盐碱性。
  • 刘 博, 武银玉, 王 敏, 范绍强, 曹亚萍
    植物遗传资源学报. 2024, 25(3): 303. https://doi.org/DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230706001
    一年生簇毛麦(Dasypyrum villosum (L.) Candargy)是普通小麦野生近缘种之一,也是近年来应用较广泛的小麦遗传资源。簇毛麦在长期进化过程中,形成了许多可用于小麦遗传改良的重要农艺性状,包括对非生物和生物胁迫的抗性、优良品质等。本文简述了簇毛麦与普通小麦的同源关系、与小麦属杂交亲和性,以及将簇毛麦染色体、片段、基因导入普通小麦的有效方法,综述了簇毛麦对白粉病、纹枯病、条锈病、眼斑病、黄花叶病、全蚀病、胞囊线虫病等病害的抗性基因和对应的染色体,簇毛麦品质基因(如:高赖氨酸含量和多态性贮藏蛋白等)和簇毛麦耐旱、光周期等其他基因。介绍了簇毛麦抗白粉病基因Pm21和PmV在小麦改良和育种中的应用及其巨大价值,展望了簇毛麦后续研究前景和可能存在的问题。本综述对挖掘与利用簇毛麦有益基因、拓宽小麦遗传资源、加快小麦遗传改良进程以及重要基因功能研究均具有参考价值。
  • 杜朝金, 张汉尧, 罗心平, 宋云连, 毕珏, 王跃全, 张惠云
    植物遗传资源学报. 2024, 25(2): 151-161. https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20230811001
    花作为被子植物的繁殖器官,是植物的重要组成部分,也是研究植物进化、分类的重要依据。花器官的发育受到外部环境和内部生理等多种因素的影响,不同物种或同一物种间出现不同的性状,基因作为其中的关键因子,在整个过程中发挥着重要作用,其在花发育调控中的作用一直都是大家研究的热点。花器官的花萼、花冠、雄蕊、雌蕊、胚珠五轮结构分别受到AE花发育模型中A、B、C、D、E五类基因的调控,这些基因在花器官发育过程中形成了一个复杂的基因调控网络。各类基因的表达或沉默均会导致花器官的结构发生改变,但不同的物种之间又存在差异。本研究综述了MADS-boxAP2/ERF基因家族相关成员AP1、AP2、AP3、PI、AG、SEP、AGL6、SHP、STK及其他基因NAPSPLTGA、PAN、WOX等在花器官建成中的调控作用,从分子水平解析了基因在花器官发育中的影响,为进一步深入了解基因在各植物花器官发育调控中的作用提供参考。
  • 康西璐, 韩舶辉, 王筱, 韩海明, 周升辉, 鲁玉清, 刘伟华, 李秀全, 杨欣明, 张锦鹏, 李立会
    植物遗传资源学报. 2024, 25(2): 193-205. https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20230810002
    冰草(Agropyron cristatum L.,2n = 4x = 28,PPPP)携带的多样性外源基因是小麦遗传改良重要基因源。前期研究表明冰草1P染色体上的基因可以改良小麦株叶型,但在获得易位系的基础上,外源片段导入不同背景小麦品种的叶型变化以及可能带来的不利遗传连锁累赘还不清楚。为进一步探究小麦-冰草T1PS·1AL和T1AS·1PL易位系在不同小麦背景中对主要农艺性状的遗传效应,本研究将小麦-冰草1PS、1PL易位系与藁城8901、百农607、漯麦163、百农207、西农979、中麦578、川麦104、宁麦资126等8个普通小麦品种进行杂交,对F2分离群体的农艺性状进行考察和分析。结果表明,冰草1PS染色体导入小麦后,降低了小麦的倒三叶长,株高也显著降低3~8 cm,产量性状基本不受影响。冰草1PL染色体使小麦株高降低,旗叶、倒二叶和倒三叶显著缩短,改变株型的同时,小麦的产量性状同时降低,具有连锁累赘。在冰草1P易位系中,后代的表型除与染色体本身所产生的效应有关外,也与小麦受体的遗传背景相关。在不同背景的小麦亲本杂交组合后代中,可以选出株叶型改良且产量性状不受影响的单株用于小麦的遗传改良。研究表明2个小麦-冰草1P易位系创新种质在株型改良上具有显著的遗传效应,可以为冰草1P染色体易位片段的利用提供指导。
  • 刘旭,黎裕,李立会,贾继增
    植物遗传资源学报. 2023, 24(1): 1-10. https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20221127001
    作物种质资源是保障全球粮食安全和绿色发展的基础资源,是农业科技原始创新与现代种业发展的物质基础。作物种质资源学是以栽培植物起源中心理论、遗传变异的同源系列定律和作物及其种质资源与人文环境及社会发展的协同演变学说为基础,依托遗传多样性、遗传完整性、遗传特异性与遗传累积性技术体系,研究作物及其野生近缘植物多样性与利用的科学,涵盖作物种质资源调查、保护、评价、研究、创新与共享服务的理论、技术、管理及其体系。本文构建了作物种质资源学理论框架,对基本概念和特征特性进行了界定,并提出了作物种质资源学的发展战略。
  • 彭艳,刘婷婷,阮景军,姚鑫,唐勇,高安静,程剑平
    植物遗传资源学报. 2022, 23(5): 1508-1520. https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20220407001
    本研究以50 mmol甲磺酸乙酯(EMS)为诱变剂,构建‘川荞2号’的突变体库,并观察了M2至M3群体表型的变化情况,测定M3群体中叶片和茎秆颜色突变植株的叶绿素和花青素含量,并用qRT-PCR对叶片和茎秆颜色突变植株中的黄酮合成代谢酶基因(CHS、F3H、F3’H、FLS和UFGT)进行表达量分析。结果表明,在M2突变群体中发现茎秆、叶片和生育期的突变植株共177株,突变率为10.56 %;在M3群体中的突变类型较丰富,包括叶片、生育期、茎秆和其他类型的突变植株共665株,占M3群体的45.86 %;同时,也观察到M3代籽粒的形状、颜色和大小均发生了不同程度的突变。通过测量发现,叶绿素和花青素含量在两类突变植株中的变化趋势几乎一致,均只有叶基部红色植株的含量高于正常植株,其余类型的突变植株含量均低于正常株,其中黄绿色斑纹叶含量最低;此外,还发现CHS和F3H基因在红色茎秆植株中的表达量最高,FLS基因在黄色叶片植株中的表达量最高,而F3’H在叶片变红植株中的表达量较高,其中在叶边缘变红植株中的含量最高;由此推测,M3群体中叶片和茎秆颜色的突变可能跟黄酮合成相关基因的表达有关。本研究筛选的突变体将为下一步芦丁代谢研究工作提供了基础材料。
  • 徐鑫,张德华,赵吉顺,李小军
    植物遗传资源学报. 2022, 23(4): 1098-1110. https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20211222001
    为发掘小麦小穗粒数相关基因位点,以384个重要小麦品种(系)组成的自然群体为材料,利用3个环境获得的表型和55K SNP芯片分型数据进行全基因组关联分析。结果发现,142个SNP和小穗粒数显著关联,解释的表型变异范围3.27%~6.09%。有8个SNP在2或3个环境下与小穗粒数显著关联,其中AX-109986855、AX-109875224和AX-109843323位于2D染色体523.12~526.25Mb区段,AX-111054388和AX-110671159在2B染色体上物理距离仅0.62Mb。这8个SNP位点中,每个SNP的2个等位变异在3个环境的小穗粒数均达到显著水平(P < 0.01),例如,2D染色体上AX-109843323位点G/G等位变异在3个环境的平均小穗粒数分别比C/C等位变异增加0.32、0.37和0.39粒。8个SNP位点的优异等位变异在供试材料的分布比例为5.20%~76.80%,其中7个优异等位变异的分布频率低于45.00%。进一步分析小穗粒数优异等位变异对穗粒数的影响,发现8个SNP位点具有优异等位变异的材料穗粒数(48.45~53.61粒)明显高于具有非优异等位变异材料的穗粒数(45.04~47.37粒),而且材料聚合的优异等位变异数与其小穗粒数和穗粒数呈极显著正相关(相关系数分别为0.97和0.94,P< 2.0E-4),表明这些小穗粒数相关位点可用于小麦穗粒数的遗传改良。
  • 贺米兰,李海洋,黄泽荣,孔凡江,赵晓晖
    植物遗传资源学报. 2022, 23(3): 787-799. https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20211218001
    DELLA 蛋白作为赤霉素负调控因子参与植物开花期调控。与拟南芥 DELLA 蛋白同源比对,研究发现大豆具有 8 个 DELLA 基因,其中 GmGAI3a 只有 GRAS 结构域,其他 7 个 DELLA 蛋白均具有 DELLA 结构域和 GRAS 结构域。对 8 个 大豆 DELLA 基因在 424 份材料的自然群体中的单倍型与开花期进行关联分析,发现 DELLA 基因早花型自然变异已经应用 于我国中高纬度地区,推测大豆 DELLA 基因负向调控开花。利用 CRISPR/Cas9 技术,在大豆发根系统中验证靶点的编辑效 率,成功鉴定出 7 个 DELLA 基因的有效靶点,为进一步获得稳定遗传转化的大豆 DELLA 突变体及解析基因功能提供了重要 的靶点信息与理论基础。
  • 刘旭,李立会,黎裕,谭光万,周美亮
    植物遗传资源学报. 2022, 23(1): 1-11. https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20211202001
    作物及其种质资源与人文环境的协同演变学说是关于作物及其种质资源与人文环境相互影响、相互作用和相互发展的理论。一方面,在一个特定环境中种植不同的作物或不同类型的作物会导致形成相应的饮食习惯与人文环境;另一方面,饮食习惯与人文环境又会对作物及其种质资源产生深刻影响,甚至可以引领其演变。其遗传基础是作物在传播和改良过程中发生自然杂交或突变后,在人文环境的人工选择作用下被定向固定,重组或突变基因频率在群体中不断累积提高,最终形成适应特定人文环境的新型作物及其种质资源。现代作物育种在一定程度上也受作物及其种质资源与人文环境的协同演变学说的指导,并且极大加速了作物及其种质资源的演变进程。本文以中国传统饮食文化习用体系为例,从糯性种质、蒸煮制度、蔬果丰富和物尽其用四个方面考察了作物及其种质资源与人文环境协同演变的关系。建议在作物种质资源保护和利用中要重视农民权利与作物传统生境保护,遵循“有差异,就选择;能遗传,可定向”的基本原则,强化地方品种与近缘野生种的高效利用,开展基因组学研究,正向推动作物改良与种质资源演变。
  • 王晓鸣,邱丽娟,景蕊莲,任贵兴,李英慧,李春辉,秦培友,谷勇哲,李龙
    植物遗传资源学报. 2022, 23(1): 12-20. https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr.20210802001
    表型是作物基因型与环境互作后呈现出来的性状,包括形态学、生育期、产量、品质、抗性等性状。作物种质资源具有丰富的遗传多样性,并经过数千年在世界不同区域驯化利用中的人工选择,形成了表型性状的多样性,构成育种家选育作物新品种的物质基础。认识和发现作物种质资源表型的多样性需要通过系统、科学的鉴定,特别是培育适应全球气候变化下环境的品种,更需在大量种质资源中发掘和利用抗旱、耐热、抗病虫、水肥高效利用等特性的材料。作物种质资源各类表型性状的鉴定需要对环境进行有效的控制,而多年多点的鉴定可以准确观察鉴定性状的变异水平或表达稳定性,是育种家准确选择和利用性状的重要依据。作物种质资源表型性状的鉴定主要采用田间鉴定、设施鉴定、仪器分析、感官鉴定的方式。近年来,作物种质资源表型性状鉴定已从单一环境、低通量、粗放型鉴定转变为多年多环境、重点性状、高通量精准型鉴定。随着组学技术、智能与信息技术的快速发展,作物种质资源的表型性状鉴定已进入一个新阶段,形成作物育种中重要性状准确快速发掘与应用的坚实基础。