基于掖478导入系的玉米产量性状QTL鉴定

 目的】鉴定玉米产量相关性状基因位点及包含有利等位基因的导入系，为了解产量性状形成的遗传基础及针对玉米自交系产量性状的分子设计提供参考和依据。【方法】以QB80和Qi319为供体亲本，掖478为轮回亲本，采用回交结合定向选择，分别构建含有61和72个家系的基础导入系群体。通过2年4点田间试验，利用完备复合区间作图进行产量及其相关性状的QTL（quantitative trait locus，QTL）分析。【结果】4个环境下，在QB80为供体的导入系群体中，共检测到9个性状的49个QTL；在Qi319为供体的导入系群体中，检测到9个性状的42个QTL。在2个及以上环境中均检测到的QTL有16个。同一性状在不同环境下所检测的QTL定位在相同的染色体区域，不同性状的QTL也定位在相同或临近的染色体区域，形成多个QTL富集区。2个群体所检测的QTL位点具有较少的一致性，说明2个供体材料中含有不同的有利基因位点。同时，导入片段中含有利基因的导入系，其相关性状明显得以改良，这些导入系可用于QTL聚合以改良掖478的产量相关性状。【结论】QB80较Qi319与掖478间的遗传差异更大，能检测更多的产量性状QTL；2个导入系群体中含有优良等位基因的导入系可用于QTL聚合改良掖478；QTL富集区是为产量性状基因的克隆提供可供参考的重要染色体区域。     

新型叶用芥菜hau细胞质雄性不育杂种组合的加工模式

以新型叶用芥菜细胞质雄性不育hau CMS所获的杂种为主要研究对象,选育获得1个叶用芥菜强优势组合(0912A×X2),在已经明确杂种优势的基础上,通过正交设计试验研究杂交组合(0912A×X2)腌制加工过程中安全标准的硝酸盐和亚硝酸盐的最优处理模式。结果表明:腌制前期(0~15 d),低含量硝酸盐的优化组合是腌制温度为30℃,亚硫酸钠添加量为75 mg/kg,食盐质量分数为3%,Vc添加量为0.02 g/kg;低含量的亚硝酸盐优化组合模式为腌制温度为10.7℃,亚硫酸钠添加量为50 mg/kg,食盐质量分数为1%,Vc添加量为0.01 g/kg;腌制后期(16~31 d)低含量硝酸盐的优化组合是腌制温度为25℃,亚硫酸钠添加量为0 mg/kg,食盐质量分数为1%,Vc添加量为0.03 g/kg;低含量的亚硝酸盐优化组合是腌制温度为10.7℃,亚硫酸钠添加量为50mg/kg,食盐质量分数为1%,Vc添加量为0.01 g/kg。利用新型芥菜细胞质雄性不育源选育而成的叶用芥菜杂交组合不仅杂种优势明显,而且腌制加工品质与对照没有明显差异。     

利用多时序激光点云数据提取棉花表型参数方法

当前,能够实现作物表型参数高效、准确的测量和作物生育期表型参数的动态量化研究是表型研究和育种中亟待解决的问题之一。本研究以棉花为研究对象,采用三维激光扫描LiDAR技术获取棉花植株的多时序点云数据,针对棉花植株主干的几何特性,利用随机抽样一致算法（RANSAC）结合直线模型完成主干提取,并对剩余的点云进行区域增长聚类,实现各叶片的分割;在此基础上,完成植株体积、株高、叶长、叶宽等性状参数的估计。针对多时序棉花激光点云数据,采用匈牙利算法完成相邻时序作物点云数据的对齐、叶片器官对应关系的建立。同时,对各植株表型参数动态变化过程进行了量化。本研究针对3株棉花的4个生长点的点云数据,分别完成了主干提取、叶片分割,以及表型参数测量和动态量化。试验结果表明,本研究所采用的主干提取及叶片分割方法能够实现棉花的枝干和叶片分割。提取的株高、叶长、叶宽等表型参数与人工测量值的决定系数均趋近于1.0;同时,本研究实现了棉花表型参数的动态量化过程,为三维表型技术的实现提供了一种有效的方法。     

水稻根系特征与氮吸收利用效率关系的研究进展

植物根系是活跃的物质代谢和吸收器官,对植株生物量积累、养分和水分高效吸收利用具有重要作用。本文主要综述了水稻根系形态、解剖、生理特征与氮吸收利用效率的关系以及不同氮效率品种根系特征的差异,并综述了促进根系生长和提高氮吸收利用效率的栽培调控措施,展望了未来水稻根系的研究方向,为水稻氮肥减施、氮高效栽培管理技术优化和氮高效品种选育提供理论依据。     

菘油2号选育及油蔬两用价值初探

药用植物菘蓝的特定染色体附加到甘蓝型油菜所产生的附加系表现一定的抗病毒活性,但尚无营养成分、菜薹和菜籽产量、综合效益方面的研究。本研究以抗病毒油菜菘油1号为父本,细胞核雄性不育系川A-3为母本选育出菘油2号,并对其进行油蔬两用产量、农艺性状、菜薹营养、种子品质、综合效益等方面的研究。结果表明,具有菘蓝染色体特异标记的植株占48.56%,其菜薹营养丰富,维生素C和锌含量明显高于西兰花1-1-5、白花菜rB-112、红菜薹Q10005、初冬牛心甘蓝和萝卜CP4,氨基酸、蛋白质含量明显高于白花菜rB-112、红菜薹Q10005、初冬牛心甘蓝和萝卜CP4,与西兰花1-1-5相当。从播种到始摘薹的天数平均为117 d,菜薹产量为16 908.8 kg/hm²,较摘薹对照增产75.1%。与单纯收籽栽培相比,摘薹后末花期延迟6~10 d,株高、全株角果数、每角粒数、千粒重、单株产量,含油量都显著降低,其末花期理论生物量平均124.3 t/hm²,收获油菜籽1127.3 kg/hm²,较摘薹对照增产16.4%,较单纯收油菜籽栽培减产42.3%,油蔬两用栽培平均综合效益108 892.4元/hm²,比单纯收油菜籽栽培新增效益92 920.4 元/hm²。菘油2号油蔬两用栽培对增进人类健康和油菜提质增效具有重要意义,具有巨大的推广前景。     

水稻半纤维素支链合酶基因GT61家族的结构特征和组织表达分析

从生物信息学和基因表达的角度,鉴定OsGT61家族成员的结构特征和组织表达特性。结果表明,OsGT61家族含有25个成员,分为3个亚类。A、B和C亚类分别含有19、3和3个成员,其基因的外显子数介于1~7个。其蛋白质大小为49.1~73.8ku,pI为5.4~10.4。该家族蛋白质的C端motif较为保守。而且,它们含有Ser/Thr激酶的磷酸化位点分别为9~29个和3~13个,Tyr激酶的磷酸化位点小于7个。但是,该家族成员的糖基化位点相对较少,16个成员存在1~4个O-糖基化位点,3个蛋白存在1~2个N-糖基化位点。基因表达芯片聚类分析和半定量RT-PCR检测表明,OsGT61基因家族主要成员在不同组织中表达水平存在明显差异。这些结果暗示OsGT61家族基因在水稻不同组织中细胞壁半纤维素生物合成中发挥不同作用。     

首批海岛棉基因组来源的微卫星标记的分离、评价和定位

海岛棉(Gossypium barbadense)是世界上最重要的栽培棉种之一。海岛棉纤维品质优良，是优质棉的重要产源。为了研究海岛棉的遗传多样性，为海岛棉育种提供参考依据，从海岛棉遗传标准系中分离基因组来源的微卫星标记用于海岛棉遗传评价。采用两种方法分离微卫星标记，一是用ISSR (inter simple sequence repeat) 引物扩增Pima3-79，克隆测序后从中开发微卫星标记；二是利用简并引物扩增Pima3-79，克隆测序后从中开发微卫星标记。共挑选1 447个克隆，筛选出239个独立克隆。测序后得到214个单一序列，其中包含微卫星并可用于引物设计的序列70个，获得86对引物。86对引物用于扩增56个海岛棉材料和4个陆地棉材料，16对引物没有扩增，43对引物在所有材料中没有多态性；27对引物在海岛棉和陆地棉之间有多态性，19对引物在海岛棉中表现多态性。利用Jaccard相似系数和UPGMA方法进行聚类分析可以明显区分陆地棉和海岛棉，并且将海岛棉分为4类。14对引物在BC₁群体中表现多态性，产生14个位点。9个位点整合到BC₁连锁图的7个染色体上，4个位于A亚基因组，5个位于D亚基因组。海岛棉微卫星标记扩展了棉花微卫星标记，有助于海岛棉遗传多样性的研究，有利于棉花遗传图谱的进一步丰富。     

水稻氮高效栽培技术、品种改良和生理机制研究进展

氮肥施用对保障我国粮食安全具有重要意义,但是过量施用氮肥不仅降低了氮素利用效率,还带来了一系列环境污染问题.协同提高产量与氮素利用效率是21世纪以来我国水稻生产面临的一项重要挑战,同时也是当前水稻栽培、生理与育种研究的热点.本文介绍了国内外典型氮肥管理策略的基本原理与施肥技术;总结了氮高效水稻品种尤其是绿色超级稻的氮高...     

甘蓝型油菜每角粒数的全基因组关联分析

每角粒数是油菜重要的产量构成因子,增加每角粒数有助于提高油菜的籽粒产量。利用Illumina 60K SNP芯片对496份具有代表性的油菜资源进行基因型分析,考察该群体在2个环境中的每角粒数,利用MLM和GLM模型进行全基因组关联分析。结果表明,本群体在2个环境中每角粒数的广义遗传力为57.7%。利用MLM和GLM模型分别检测到9个和20个位点,所有MLM位点均得到GLM结果的验证。6个位点与前人定位的QTL重叠,其中2个位点得到2次验证,其余14个是新位点。在7个位点附近找到了候选基因,其中在C09染色体的位点Bn-scaff155761-p74980附近找到已克隆的油菜每角粒数基因BnaC9.SMG7b,在其余6个位点附近找到GRDP1、SPATULA、HVA22D、DA2等已知的拟南芥每角粒数基因的同源基因。本研究结果有助于解析油菜每角粒数的遗传基础及其调控机制,为每角粒数的遗传改良奠定了基础。     

甘蓝型油菜CO 同源基因功能初步研究

CONSTANS（CO）基因是植物光周期途径中重要的转录调控因子。为了探究甘蓝型油菜CO 同源基因的 功能，以拟南芥CO 基因的CDS序列为参考序列，从甘蓝型油菜品种Westar的cDNA中分离得到CO 的两个同源基因 （基因编号：BnaC09g41990D 和BnaA10g18430D），命名为BnaC09CO 和BnaA10CO。构建双35S超表达载体转化哥 伦比亚拟南芥，得到超表达转基因株系，观察表型并进行定量分析。结果表明超表达转基因株系的开花时间比野 生型早3~5 d，BnaC09CO、BnaA10CO、FT 与SOC1 表达量较野生型显著升高。说明在长日照条件下甘蓝型油菜 BnaC09CO 和BnaA10CO 基因起到了与CO 基因类似的作用，能够引起拟南芥FT 和SOC1 的上调表达，从而促进拟南 芥的开花。