不同水分条件下水稻苗期根系性状的QTL分析

以超级杂交稻协优9308(协青早B/中恢9308)衍生的234个重组自交系(RIL)为材料,在正常水分和20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫处理下对水稻苗期最长根长、总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数、根鲜重和根冠比进行QTL定位分析。采用复合区间作图法,共检测到影响8个根部性状的21个QTL,单个QTL可解释的表型变异介于4.80%～11.35%。其中,正常水分条件下检测到7个QTL,分布在第2、3、9、10、11染色体上;水分胁迫条件下检测到14个QTL,分布在第2、3、5、6、9染色体上。不同水分条件下检测到的QTL位点差异很大,表明不同水分条件下的遗传机制不同。在第3和第6染色体上各检测到1个根部性状的QTL簇,尤其在第3染色体RM6283-RM7370区间发现苗期根系性状与抗旱性及产量相关性状之间存在连锁关系,利用这些QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择,可望同时对多个相关性状进行遗传改良。     

田间条件下控制玉米开花前后根系性状的QTL定位

在田间原位条件下,利用根系形态差异显著的自交系掖478和武312为亲本构建的BC4F3群体,采用改进的PLABQTL软件中的复合区间作图法对抽雄期（开花前10 d）和灌浆初期（开花后15 d）玉米根系性状的变化和地上部生物量进行QTL定位。并分析其遗传机制。结果表明,花前花后对根干重、总根长、侧根长、轴根长、轴根数等根系性状共检测出27个QTL,单个QTL贡献率为52%157%,其中在染色体臂602和1004区域同时检测到控制着地上部生物量、总根长、侧根长和轴根数等性状的QTLs,两个不同生育时期检测到的共同QTL共有8个。玉米花前花后控制根系生长的QTL因生长发育阶段不同而存在着特异性,而且对地上部生物量形成有重要贡献,这为了解田间条件下根系的生长发育和进一步进行遗传改良奠定了遗传基础。     

不同耐密性玉米品种地上部与根系性状的协同效应

【目的】阐明不同玉米品种在增密种植条件下地上部性状和根系构型的协同响应,为耐密性玉米的遗传改良提供理论支撑。【方法】以我国18个主栽玉米品种为试材,设置2个种植密度(6万株/hm²和7.5万株/hm²),分别在吐丝期和成熟期测定14个地上部农艺性状和8个根系构型性状,利用方差分析与回归分析等统计方法解析耐密高产品种的地上地下协同关系。【结果】随着种植密度的增加,玉米单株地上部和根系生物量及籽粒产量等指标下降,群体地上部生物量和籽粒产量显著提高。根据两个种植密度下的群体产量,受试品种中6个被划分为高低密度下均高产的双高型(DH);3个品种为仅高密度下高产的高密高产型(HH);7个品种为高低密度下均低产的双低型(DL);2个品种为仅低密度下高产的低密高产型(HL),供试品种主要为双高型(DH)和双低型(DL)。在高密度下,DH品种比DL品种具有更多的吐丝前干物质累积量和更高的收获指数,DH品种在减少根系干重、节根数和根系宽度的同时,保持了较高的根系表面积与总根长。综合两个种植密度下地上部与根系性状对产量的贡献,发现吐丝期茎秆干物质、成熟期籽粒干物...     

利用双向导入系剖析水稻源、库相关性状的QTL

以我国高产籼稻特青和美国优质粳稻Lemont为亲本培育的双向回交导入系为材料,采用单核苷酸多态性标记定位源相关性状(剑叶长、剑叶宽、剑叶面积、叶干重和比叶重)和库相关性状(穗总粒数、千粒重和穗实粒重)的QTL.特青剑叶长、穗总粒数和穗实粒重显著大于Lemont,剑叶宽则显著小于Lemont.双向导入系群体检测到影响源、库相关性状的QTL 62个,平均每个QTL解释群体表型变异的9.0％,变幅为3.0％ ～27.9％.Lemont背景导入系在第2、3、4、6、9和11等6个染色体的区段同时定位到影响源、库相关性状QTL 17个,占Lemont背景导入系定位QTL总数的50％.特青背景导入系在第1、3、4、8和12等5个染色体区段同时定位到影响源、库相关性状的QTL 13个,占特青背景导入系定位QTL总数的28.3％.Lemont背景下绝大多数位点导入特青等位基因均增加性状值,而特青背景绝大多数位点导入Lemont等位基因都减小性状值.两个背景共同检测到影响源、库相关性状的QTL有18个,占定位到62个QTL的29.0％,表明源、库相关性状QTL定位存在明显的遗传背景效应.发现第3染色体影响剑叶长、剑叶面积、叶片干重、每穗总粒数和穗实粒重的35576704 ～36341768区间和第4染色体影响比叶重、穗总粒数和穗实粒重的4560663 ～13503095区间,在以往不同群体中均被检测到,是影响水稻源、库相关性状的重要染色体区域,对标记辅助选择培育源、库协调的超高产水稻品种具有重要的应用价值.     

UV-B辐射增强下水稻苗期硅营养性状的QTL定位及其与环境互作效应分析

以"Lemont"和"Dular"杂交建立的包含123个家系的水稻重组自交系(RILs)群体为材料,选用水稻根系硅吸收能力和叶片硅利用率为指标,进行水稻硅营养遗传性状QTL定位,并分析其与UV-B辐射增强的互作效应。结果表明,控制水稻叶片硅利用率的4个加性QTL分别在第2、3、10染色体上,而控制根系硅吸收能力的1个加性QTL位于第11染色体上。QTL与UV-B辐射互作分析发现2对控制根系硅吸收能力和3对控制叶片硅利用率的基因×环境上位性QTL,其中只有1对控制根系硅吸收能力的QTL效应值较大。说明水稻这两种硅营养性状中,根系硅吸收能力较叶片硅利用率受UV-B辐射影响大,在抗UV-B辐射育种中以叶片硅利用率为水稻硅营养遗传选择的指标具有较高效率。     

低磷胁迫对不同基因型水稻阶段生物学特征的影响

采用盆栽试验研究了低磷胁迫下不同基因型水稻在分蘖期、孕穗期和成熟期的生物学特征。结果表明,不同基因型水稻在不同的生长发育阶段对低磷胁迫的反应存在明显差异。分蘖期,耐低磷基因型水稻的耐低磷特性主要表现在相对分蘖数、相对绿叶数和相对地上部干重三个性状上,其中以相对分蘖数的差异较大,但这个时期水稻的任一性状不足以反映其耐低磷特性;孕穗期,耐低磷基因型水稻的相对分蘖数、相对绿叶数和相对地上部干重虽仍表现出明显的优势,但与分蘖期不同的是相对分蘖数受低磷胁迫的影响程度趋于稳定,相对绿叶数的差异明显下降,相对干重的高低逐步成为区别耐低磷基因型的主要依据;成熟期,耐低磷基因型的相对地上部干重优势进一步加强,远远超过其它生物学性状。耐低磷基因型的相对经济产量显著高于低磷敏感基因型。在水稻生长的各个时期中,耐低磷基因型水稻的相对株高、相对叶宽和相对叶长与低磷敏感基因型水稻对应的指标相比均未表现出明显差异。     

水稻外观品质与产量构成因素的QTL解析

本研究以224份F6世代的Z601/C14重组自交系(recombinant inbred lines,简称RILs群体)为试材,分析了水稻外观品质及产量构成因素的相关性,并对相关性状的数量性状位点(QTL)进行了分析。分析表明,垩白粒率与垩白度呈极显著正相关,带胚率与垩白度呈极显著负相关;对产量影响较大的因素分别是有效穗数和穗粒数。检测到控制外观品质性状的QTL25个,控制整精米粒长的3个、整精米粒宽8个、垩白粒率3个、垩白度1个、透明度5个、带胚率5个,分布于第3、5、6、7、8、11和12号染色体上;检测到控制产量构成因素的QTL6个,控制有效穗数1个、每穗粒数1个、结实率4个,分布于第3、6、7、8和12号染色体上。为水稻品质和产量育种低世代筛选提供了一定的理论基础。     

钾肥对冬小麦根系营养生态的影响

在国家紫色土肥力与肥料效益监测基地上 ,研究了钾肥对冬小麦根系营养生态的影响。结果显示 :在N、NP基础上增施钾肥明显提高冬小麦根系钾素含量 ,增大根表面积 ,提高根系活力和根干物重 ,促进根系生长 ,增加深土层 ( 4 0～ 10 0cm)根系的生态分布 ,改善根冠比。根系活力、深层根量、根长、根表面积和根干物重等与冬小麦籽粒产量显著相关 ,达到显著或极显著水平 (相关系数r分别为 0 92 6 、0 86 5 、0 84 6 、0 893 、0 996 ,r0 0 1=0 874 ,r0 0 5=0 75 4 ) ,由此可见 ,钾素营养对冬小麦根系营养生态的改善有利于小麦籽粒产量的提高。     

水稻吸氮能力与氮素利用率的QTLs及其基因效应分析

利用F2(Palawan(IR42)群体的RFLP标记连锁图 ,对水稻根系NH4-N和NO3-N吸收能力及植株氮素生理利用率进行QTL区间作图分析 ,在第 2和 5染色体上分别测得控制水稻根系NH4 N吸收能力的QTL各 1个。前者表现为显著的加性及部分显性效应 ,后者有显著的加性和显性效应 ;在第 5和 6染色体上测得控制水稻幼苗根系NO3-N的吸收能力的QTL各 1个 ,两者的基因效应主要表现为显性效应 ;在第 12染色体上检出控制稻苗氮素生理利用率的QTL 1个 ,具有显著的加性和显性效应。此外 ,通过表型值在各标记的两纯合基因型间的差异显著性检验 ,发现第4染色体上的标记RG91对水稻幼苗根系NH4-N吸收能力也具有显著加性效应     

供磷水平对苗期小麦地上和地下部性状关联性的影响

  【目的】  磷素是植物生长发育过程中必需的大量元素之一,土壤磷水平的高低对植物地上部和地下部性状有着显著的影响。探究高、低磷水平对小麦地上和地下部性状变化以及地上和地下部性状相关性变化的影响,为研究不同磷环境对小麦生长的影响,选育适应不同磷环境的优良小麦品种提供参考。  【方法】  小麦品种和磷水平双因素盆栽试验在河北农业大学温室内进行,供试土壤有效磷含量为5.50 mg/kg。试验设置0和200 mg/kg两个施磷水平;选用10个小麦品种。小麦分别在两个磷水平下生长35天后收获,测定小麦幼苗地上部性状（干重、相对生长速率、地上部磷吸收量、地上部磷含量和叶绿素含量）和根部性状（根干重、根长、根冠比、比根长、根直径、细根比例、根组织密度、根际土壤pH和酸性磷酸酶活性）。  【结果】  与高磷处理相比,低磷处理小麦地上部干重、地上部磷吸收量以及地上部磷含量分别显著降低了57.9%～72.2%、85.7%～89.8%、61.3%～71.7%,小麦根长、细根比例、根组织密度、根冠比以及比根长分别增加了50.9%～249.5%、32.5%～442.5%、–34.5%～400.0%、27.4%～198.9%、74.4%～395.3%,酸性磷酸酶活性提升了–8.1%～120.9%。在低磷条件下,小麦有32组地上和地下部性状间显著相关,在高磷条件下只有20组性状显著相关;低磷处理小麦地上和地下部协同相关性较高磷处理提升了60%。  【结论】  低磷条件下,小麦地上和地下部性状关联性较高,高磷供给弱化了小麦地上和地下部性状的关联性。     

福建超级稻品种茎秆结构特征及其与抗倒性和产量的关系

为探讨超级稻品种的茎秆结构特征及其与抗倒伏性和产量因子的关系,以期为选育抗倒伏的水稻品种及高产栽培提供参考依据,选用福建省育成的经农业部认定的4个超级稻品种("Ⅱ优明86"、"Ⅱ优航1号"、"特优航1号"和"Ⅱ优航2号")及对照品种"汕优63"为材料,按常规方法进行田间试验,在成熟期每品种各选取有代表性的20个茎蘖,测定基部伸长节间的抗折力、各节间至穗顶的长度及鲜重、节间长度、粗度和秆壁厚度,并进行室内考种。结果表明,除"Ⅱ优明86"的倒1节间极显著短于对照外,超级稻品种各节间多数不同程度比对照长;各节间粗度多数与对照差异不明显;在节间壁厚方面,除"Ⅱ优明86"倒1节间极显著厚于对照外,其他多数低于对照;超级稻品种各节间的倒伏指数均大于对照,且多数达极显著水平,但倒伏指数均小于200,表明均具有较强的抗倒能力;茎秆基部3个伸长节间的抗折力与相应节间壁厚呈极显著正相关,各节间的倒伏指数与相应节间壁厚呈显著或极显著负相关,而与株高、节间长、节间粗度关系不显著,显示供试品种的抗倒伏性能主要取决于节间秆壁的厚度;穗长与节间壁厚呈显著正相关,增加基部伸长节间壁厚有利于孕育大穗。在超级稻品种培育过程中,可寻找植株矮化以外的抗倒因素,培育茎秆壁厚实的品种,以增强品种的抗倒伏能力。     

山羊IGFBP-3基因多态性与体重、屠体性状的关系

以波尔山羊及其杂交后代为实验材料,通过PCR-RFLP技术检测到每个群体均有X spⅠ多态,测序后发现A→G转换是导致出现多态性的原因。对该位点与体尺性状进行最小二乘分析时发现:该位点与断奶重和眼肌面积有关(P<0.05):AG型显著大于GG型(P<0.05),且有AG>AA>GG规律。     

不结球白菜抽薹开花性状的主基因+多基因遗传分析

为了研究不结球白菜抽薹开花性状的遗传规律,并对其耐抽薹品种进行鉴定筛选,以不结球白菜易抽薹纯系M10-1和耐抽薹纯系M10-2杂交获得的6世代(P1、P2、F1、B1、B2和F2)群体为材料,利用植物数量性状主基因+多基因多世代联合分析的方法对不结球白菜抽薹性状(现蕾期)和开花性状(开花期)进行遗传分析。结果表明,控制抽薹性状的为2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因,并存在明显的加性、显性和上位性效应。其中,2对主基因的加性效应值均为正,显性效应值hb大于ha,且以第2对主基因的正向显性效应为主;抽薹性状存在较大的主基因加性×加性和显性×显性互作效应,以呈负向的多基因的加性效应为主。B1、B2和F2的主基因遗传率分别为83.83%、87.82%和88.31%,多基因遗传率均为0,主基因+多基因遗传率平均为86.65%,环境变异占表型变异平均为13.35%,说明抽薹性状主要受主基因控制,在育种上可以应用抽薹性状(现蕾期)作为不结球白菜耐抽薹性的鉴定标准,并可在早期世代对其耐抽薹性进行选择,且要注意一定的环境因素。开花性状与抽薹性状遗传相似,均受到2对主基因控制,但主基因+多基因遗传率平均为9.57%,而环境变异平均为90.43%,对开花的影响显著,说明开花性状与环境的互作效应非常明显,不适宜作为耐抽薹性的鉴定指标。利用本研究获得的抽薹性状作为不结球白菜耐抽薹性的鉴定指标,并应用于育种实践,对选育不结球白菜耐抽薹新品种,提高产量具有重要意义。     

紫花苜蓿转基因研究进展

结合近20年来国内外紫花苜蓿转基因研究动态,从紫花苜蓿再生体系、遗传转化、性状改良等多方面阐述了紫花苜蓿在抗逆、抗生物胁迫、改良饲草品质及疫苗生产等方面的研究进展,尤其对目前存在的诸如转基因遗传稳定性、转基因安全性等问题进行了探讨分析,并对今后的发展方向提出了建议。     

喹乙醇单克隆抗体的制备及其免疫学特性的鉴定

通过质谱法鉴定合成喹乙醇-半琥珀酸酯(OLA-HS),紫外法及凝胶电泳法鉴定全抗原OLA-BSA和OLA-OVA后,使用杂交瘤技术制备喹乙醇单克隆抗体(OLA mAb),对其效价、亲和力、敏感性、特异性及亚型进行鉴定,并通过体内诱生腹水法进行大量制备。试验结果表明,本研究成功制备了OLA-HS,且半抗原与载体蛋白偶联成功;筛选出的5株杂交瘤细胞单抗同种型均为IgG1,细胞培养上清间接ELISA效价在1∶3.0×102～1∶1.28×103之间,用4E12细胞株制作的腹水效价为1∶5.12×105。OLAmAb亲和常数Ka为3.75×1010L/mol,对OLA的IC50为1.51ng/ml,且具有较好的特异性。试验获得了高效价、敏感、特异的OLA mAb,可用于动物性食品中OLA残留检测的免疫学试验。     

玉米几个数量性状的基因效应分析

用世代均数法分析了玉米10个数量性状的基因效应。以 P_1、P_2、F_1、B_1、B_2和 F_26个世代作材料,用 Mathef 和 Jinks(1977)提出的估计参数模式进行统计分析,结果表明,玉米棒四叶叶面积、双穗间距、果穗重、籽粒重、出籽率等数量性状显性效应贡献最大,而抽雄期、抽丝期、抽丝间隔、穗轴重的加性效应贡献最大;上述9个性状都存在着显著或极显著的上位性效应,其作用太小因性状而异。双穗率无显著的上位性效应,适合加性—显性模式,它可能主要受加性效应的影响。     

氮肥基/追比对华北平原夏玉米生长发育与水、氮利用的影响Ⅰ.夏玉米生长发育与水分利用效率

在较低施N量[180kg(N)/hm2]下,以"郑单958"为材料,研究了N肥不同基/追比例(1∶2、1∶1和2∶1)对华北平原夏玉米生长发育及水分利用效率的影响。结果表明,夏玉米总叶数、株高及产量均因施N而增加,且追N比例越大增幅越大。基施N有利于叶面积扩展,而追施N有利于灌浆期叶面积的维持;籽粒粗蛋白、游离氨基酸含量因施N而提高,且随追N比例增大而增大;淀粉含量以1∶2处理增大,而另两施N处理降低;施N可提高水分利用效率,追N比例较大有利于水分利用效率的提高。可见,对降水主要集中在夏玉米播种至大喇叭口期的华北平原来说,基施N不宜过多,基、追N肥比1∶2最有利于夏玉米农艺性状改善、产量提高、品质改善及水分利用效率提高。     

Traits explain the responses of a sub-arctic Collembola community to climate manipulation

Ecosystems at high northern latitudes are subject to strong climate change. Soil processes, such as carbon and nutrient cycles, which determine the functioning of these ecosystems, are controlled by soil fauna. Thus assessing the responses of soil fauna communities to environmental change will improve the predictability of the climate change impacts on ecosystem functioning. For this purpose, trait assessment is a promising method compared to the traditional taxonomic approach, but it has not been applied earlier.In this study the response of a sub-arctic soil Collembola community to long-term (16 years) climate manipulation by open top chambers was assessed. The drought-susceptible Collembola community responded strongly to the climate manipulation, which substantially reduced soil moisture and slightly increased soil temperature. The total density of Collembola decreased by 51% and the average number of species was reduced from 14 to 12. Although community assessment showed species-specific responses, taxonomically based community indices, species diversity and evenness, were not affected. However, morphological and ecological trait assessments were more sensitive in revealing community responses. Drought-tolerant, larger-sized, epiedaphic species survived better under the climate manipulation than their counterparts, the meso-hydrophilic, smaller-sized and euedaphic species. Moreover it also explained the significant responses shown by four taxa. This study shows that trait analysis can both reveal responses in a soil fauna community to climate change and improve the understanding of the mechanisms behind them.     

大豆植株性状相关性与产量回归分析

本文利用3个大豆品种、4种施肥模式条件下,植株产生的17个形态指标及产量差异,进行相关性分析与产量回归分析。结果表明,株高x1、分枝数x5、1粒荚数x9、2粒荚数x10、3粒荚数x11、4粒荚数x12、百粒重x15、经济系数x16等8个大豆植株性状因子对产量有显著性影响;由标准化回归系数得知,对产量作用的大小顺序为:x11>x12>x9>x10>x16>x15>x1>x5。说明提高大豆产量首先要考虑增加有效荚数,其次是提高经济系数,而增加百粒重和株高对于增产的效应较小。育种上需加强生物量大、3粒荚和4粒荚数多、结荚节位低的性状选择;栽培上需注重促进生物量生长、降低结荚节位的促控措施。