农作物N素利用效率基因型差异及其机理

不同农作物Ｎ素利用效率基因型差异主要与Ｎ素吸收效率和生理利用效率有关,根系Ｎ的吸收动力学、根系形态、吸收时间是影响Ｎ素吸收效率的重要因素;Ｎ素生理利用效率与Ｎ的同化、转运及光合作用、Ｃ转运效率等生理过程有关。分析农作物Ｎ素利用效率基因型差异机理对提高Ｎ肥利用效率,降低Ｎ肥损失,充分发挥Ｎ肥在农业生产中的作用,降低农业生产成本和保护生态环境,促进农业可持续发展具有重要意义。     

植物吸收硝态氮的分子生物学进展

植物吸收NO3-分为高亲和力(HATS,high.affinitynitratetransportsystem)和低亲和力(LATS,low.affinitynitratetransportsystem)转运系统。这两个系统的编码基因均已被克隆,其中HATS由NRT2基因家族和NAR2基因家族共同编码,LATS由NRT1基因家族编码。本文比较详细地介绍了这些转运蛋白的结构和功能以及在这方面的最新进展,概要性地介绍了这些基因的表达调控;同时摘要点评了该研究领域中还没有解决的一些问题。     

钼肥对农牧交错带豆科作物增产的重要意义

对农牧交错带典型地区内蒙古多伦不同类型土壤施钼试验表明,该地区绝大多数土壤有效态钼含量低,钼是豆科植物根瘤菌中固氮酶的重要组分,该区种植豆科作物面积大,施钼对豆科作物增产效果极为显著, 蚕豆增产率为30．2％－33．7％,芸豆增产率为9．4％－12．4％,现已大面积推广,这对我国大西北地区的经济发展具有重要意义。     

小麦骨干亲本京411及衍生品种苗期根部性状的遗传

【目的】利用高密度SNP标记解析骨干亲本京411的遗传结构,并研究其根系性状遗传特征,为培育高产广适性品种奠定基础。【方法】选用京411及其14个衍生品种（系）,包括衍生一代6份,衍生二代8份,每品种选取饱满且大小一致的种子在发苗网上生长6 d,每份材料选取大小一致的幼苗转移至培养盘,每个培养盘种植3次重复,连续培养15 d后测定苗期根部性状的最长根长、侧根长、主根长、总根长、侧根表面积、主根表面积、总根表面积、总根尖数和根系干重。利用90K SNP芯片分析京411及其衍生后代群体的遗传结构和遗传区段传递,结合逐步回归分析定位苗期根部性状基因,探讨京411携带的优异根系基因在衍生后代中的分布。【结果】京411衍生群体平均遗传相似性为57.9%,该亲本与其衍生一代和衍生二代相同的等位变异频率分别为63.9%和67.9%,显著高于理论值。在A、B和D基因组间的相同等位变异频率分别为62.2%、61.3%和74.3%。京411的侧根和根尖数均优于其衍生品种,衍生品种的主根长和根干物质重量等性状的改良较为显著。以已有定位信息的SNP标记与根系性状进行逐步回归分析,共发掘出35个根系性状位点,3DL和5BL上携带控制根长性状的主效位点,分别与SNP标记wsnp_Ex_c1032_1972861和BS00100708_51关联,可用于京411衍生群体中分子辅助选择。来自京411的26个位点对根部性状起正向效应,中麦175和CA0958携带正向效应区段最多,占正向效应位点总数的73.1%。【结论】传统育种对地上部农艺性状的选择,可有效促进地下根系的改良,相当于对优异性状遗传片段的聚合。在京411衍生群体中,中麦175是针对骨干亲本遗传改良最成功的品种,不仅携带较多的京411优异根系基因,而且其主要根系性状、产量表现及广适性均优于京411。     

3个类核糖核酸基因在磷饥饿条件下的表达

核糖核酸酶（RNases）可以将衰老的植物组织中的核糖核酸降解释放出磷元素,使它能够运送到幼嫩部位被重新利用。许多核糖核酸酶基因的表达受磷饥饿的正调控。利用已有的EST序列,从普通小麦“小偃54”中分离了3个核糖核酸酶基因的cDNA序列。这3个基因预测的氨基酸序列与S-核糖核酸酶和S-like核糖核酸酶（类核糖核酸酶）的氨     

小偃54和京411及其杂交后代稳定优选株系光合特性的动态变化

以上海种植的小偃54和京411及其杂交后代稳定优选株系6号、7号和10号为材料,通过测定抽穗期剑叶的毫秒延迟发光(ms-DLE)和不同生育期倒数第1片功能叶的光合速率(P_n)、叶绿素含量(Chl)、比叶重(SLW)、F_v/F_m、ATP含量和P700还原初始速率来分析其光合特性的动态变化,为小麦育种选择中改善光合性能提供理论依据和技术途径。结果表明,小麦杂交优选后代6号株系的形态农艺性状近于小偃54,7号株系近于京411,10号株系的变异较大。不同基因型小麦及其杂交优选后代的光合特性与生育时期和衡量指标密切相关,P_n为分蘖期>抽穗期>灌浆期>拔节期,叶绿素含量为灌浆期>抽穗期>分蘖期>拔节期,ATP含量为灌浆期>拔节期>分蘖期>抽穗期,P700还原初始速率为灌浆期>抽穗期>拔节期>分蘖期,各生育期间的F_v/F_m无明显差异。小麦光合特性的超亲优势随生育时期而异,杂交优选后代10号株系的P_n和Chl在灌浆期有超亲优势,ATP含量在抽穗期有超亲优势,SLW和P700还原初始速率介于两亲本间。杂交优选后代株系10号聚合了P_n、Chl和ATP含量的超亲优势,其光合特性优于两亲本,而6号劣于两亲本,7号介于两亲本之间。     

小偃54和小偃81高温抗条锈性及其与几丁质酶基因表达的关系

为了探明小麦高温抗条锈性的遗传机理,以小麦条锈菌流行小种对小麦品种小偃54和小偃81进行了苗期接种鉴定,并采用RT-PCR方法从小偃54中克隆了几丁质酶基因Chi1编码区全长cDNA序列Chi1xy,利用半定量PCR技术比较分析了常温(14±1 ℃)和高温(21±1 ℃)处理下条锈菌侵染的小偃54几丁质酶基因Chi1xy的表达谱.结果表明,小偃54和小偃81均具有明显的高温抗条锈性.常温处理下,Chi1xy的表达没有明显变化,始终维持在较低水平.而高温处理下,Chi1xy的表达在处理后的前72 h变化不明显,96 h开始升高,并在144 h达到表达高峰,直到192 h仍维持较高的表达水平.两种温度处理下Chi1xy的表达谱差异显著,说明小偃54对条锈病的高温抗条锈性可能与几丁质酶基因Chi1xy的表达水平相关.这是首次发现几丁质酶和高温抗条锈性有关.     

不同小麦基因型孕穗期根系性状与吸氮量的关系

通过水培培养,研究了生产上主栽的不同小麦基因型在充分供氮条件下孕穗期的根系、根系生理活性及根系与地上部干重以及吸氮量之间的关系。结果表明,地上部干重、根干重、根体积、根冠比、根活性及植株吸氮量不同基因型间有显著差异,根总吸收面积、根活跃吸收面积不同基因型间无明显差异;植株吸氮量与地上部干重显著相关,其相关系数达0.634,经进一步相关性分析表明,植株吸氮量的差异和地上部干重的差异主要是由于植株根干重和根体积不同造成的。研究表明,选择根干重和根体积大的小麦品种有利于提高小麦的氮利用效率。