Screening and identification of soybean varieties with high phosphorus efficiency at seedling stage

In order to simplify the workload and find a reliable method for screening soybeans with different phosphorus(P)efficiencies,47 soybean varieties were screened from 90 varieties according to yield under normal phosphorus,and 10 indicators including root phenotype,phosphorus utilization efficiency at the seedling stage and yield were measured.Through single-index cluster analysis,the performance value and relative value of the abovementioned indexes under low-phosphorus conditions were analyzed,and then,the combined indexes were analyzed by principal components method.The membership function method and the cluster analysis method was used to calculate and analyze the comprehensive score value.Three indexes of root P utilization efficiency(X₁),relative value of root P utilization efficiency(X₂),and root volume(X₃)under low P at the seedling stage were selected as the most consistent with the yield screening results under low P condition,and the mathematical model of the comprehensive score value was obtained:D=1.218X₁t 0.320X₂t 0.007X₃-0.664(P=0.000,R²=1.000).The comprehensive score can screen and identify the P efficiency of soybeans with fewer indexes in the early growth stages,which provides a more rapid and reliable mathematical model for screening and identifying a larger number of germplasm resources for P efficiency.     

大豆PHD家族蛋白的全基因组鉴定及表达特征分析

PHD（Plant Homeodomain Finger）基因家族编码一类锌指转录因子,广泛参与植物的生长发育和逆境应答过程。通过全基因组鉴定获得了95个大豆PHD家族蛋白。通过共线性分析、进化树构建、基因结构和功能结构域鉴定、GO注释分析、不同组织间和非生物胁迫下表达分析等,获得了大豆PHD家族基因复制、家族进化、保守结构域及基因表达等信息。结果表明,大豆PHD基因在家族进化、基因结构和保守结构域上存在较大变异,可能参与Zn ²⁺结合、DNA结合及表观遗传调控等分子过程,参与调控植物生长发育和逆境应答。这些结果为进一步研究大豆PHD家族在生长发育和逆境应答中的生物学功能提供重要线索。     

大豆GmGRF5基因的组织表达模式与生物信息学分析

Growth Regulating Factor (GRF)家族基因是一类植物特有的转录因子,广泛参与植物多个重要的发育过程。为了研究大豆中的GRF转录因子的功能,本研究从大豆‘天隆1号’品种中克隆获得全长为1 038 bp的cDNA序列,由于该序列的编码蛋白与拟南芥GRF5具有高度的相似性,因此将其命名为GmGRF5基因。通过RT-PCR进行组织部位表达分析,发现GmGRF5基因在大豆各个组织部位均有表达,且在花中的表达量最高。通过ExPASy-Protparam分析发现,该蛋白质的分子量为39.463 48 kD,是具有一定亲水性、不稳定的碱性蛋白。该蛋白含有GRF家族蛋白的两个保守功能域(QLQ和WRC)。利用SOPMA对该蛋白的二级结构预测,显示其主要由无规则卷曲(72.05%)、α-螺旋(13.83%)、延伸链区(9.8%)和β-转角(4.32%)组成。此外,还利用不同的生物信息学软件对其三级结构、跨膜域、亚细胞定位、互作蛋白进行了分析,并构建系统进化树。结果表明,Gm GRF5基因在进化过程中具有高度的保守性,在大豆中具有潜在的功能多样性。     

茶树/大豆间作对根际土壤微生物群落及酶活性的影响

通过盆栽试验,设置(单作茶树、单作大豆和茶树/大豆间作)3种种植处理,探讨茶树/大豆间作种植下根际土壤微生物群落结构、酶活性的变化及二者的内在联系。结果表明:与单作处理相比,茶树/大豆间作增加根际土壤细菌、真菌、放线菌数量及微生物总量,改善土壤微生物群落多样性;提高作物根际土壤脲酶、酸性磷酸酶与过氧化氢酶的活性。相关分析结果显示,土壤微生物数量与酶活性存在正相关关系,以茶树根际相关性最显著。说明茶树/大豆间作具有显著的种间促进效应,能有效调节根际微生物群落结构组成及土壤酶活性。     

GmFW1 expression decreased in GmSymRK knockdown transgenic soybean roots

SymRK and GmFWL1 both play important roles in nodulation. However, during symbiotic development, the details of Nod factor signaling association with the regulation of cell division in nodules are unknown. SymRK, the immediately downstream component of these Nod factor receptors, is central to the Nod factor signaling cascade. In this study, specified RNAi plasmid of GmSymRK was constructed and transformed into soybean roots by agrobacterium rhizogenes-mediated hairy root transformation. We found that the nodule number decreased substantially in GmSymRK knockdown soybean transgenic roots. Further to study the relationship between GmFWL1 and Nod factor signaling, we analyzed the GmFWL1 expression levels in the GmSymRK RNAi soybean transgenic roots and found that rhizobia inoculation led to substantially reduced GmFWL1 expression in GmSymRK RNAi soybean transgenic roots. Our studies showed that the regulation of cell division was affected by Nod factor signaling during nodule development in soybean, which provides important information toward understanding the functions of GmSymRK and GmFWL1 in symbiotic signaling and nodule development.     

大豆花叶病毒侵染性克隆研究进展

大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)是一种株系复杂且不断变化、并对大豆的产量和质量造成恶劣影响的病毒,其严重的致病性受到学者的普遍关注。大豆花叶病毒侵染性克隆技术是研究其致病机理的行之有效的手段。该技术通过病毒侵染获得侵染性cDNA克隆,进一步分析引起症状的相应基因在植株生长过程中的作用机制,由此为SMV相关领域的研究奠定理论基础。本文就大豆花叶病毒侵染性克隆的构建策略和影响因素,以及其应用状况作一综述,以期为大豆花叶病毒的防治提供新的借鉴和思路。     

蓝光连续光照对大豆芽苗菜类黄酮合成的影响

以黑暗培养(D)为对照,阐明了蓝光(B)连续光照对大豆(Glycine max L.Merr.)芽苗菜品种东农690生长和类黄酮合成的影响。结果表明:与对照组相比,蓝光连续光照36 h显著提高了大豆芽苗菜子叶中山奈酚(kaempferol)和黄豆苷元(daidzein)的含量,同时子叶中蓝光光受体基因CRY1、CRY2,类黄酮合成相关基因IFS的表达量也显著提高。处理组中,大豆芽苗菜下胚轴中黄豆苷(daidzin)含量逐渐增加,黄豆苷元(daidzein)、染料木素(genistein)、染料木苷(genistin)和山奈酚(kaempferol)的含量先升高后下降,但在36 h时均显著高于黑暗处理。在蓝光光照6和24 h时,大豆芽苗菜下胚轴中苯丙氨酸解氨酶(PAL)与查尔酮异构酶(CHI)活性与对照组相比均显著提高。类黄酮合成途径相关基因PAL、CHS、ANS、IFS的表达量在蓝光处理下均是先升高后下降,而蓝光光受体基因CRY1与CRY2的表达量随着光照时间延长逐渐升高。     

外源溶磷菌对不同土壤条件下大豆生长特性的影响

为了明确溶磷菌在多种土壤中的应用效果,探讨了两株溶磷菌对黑土及盐碱土种植大豆的促生效应。采用盆栽试验分析了不同处理对大豆光合作用、渗透调节物质含量、生物量、氮磷吸收及产量的影响。结果表明:加菌处理可增加植株Pn,显著降低R6、R8两时期叶片可溶性蛋白、可溶性糖及游离氨基酸含量,增加R2~R8时期大豆株高和根干重,混合土壤中加菌处理也可提高植株地上部分氮、磷及植株全磷、全氮含量。添加wj1和混合菌处理的植株干重优于添加wj3的处理。黑土加混合菌可显著提高大豆R2期叶片WUE,增加V3、R2和R8这3个时期大豆地上、地下部分氮、磷及植株全氮、全磷的含量。黑土加wj1与混合土壤加菌处理的大豆株荚数、总粒数、单株粒重及百粒重均高于未加菌处理。添加外源溶磷菌,对黑土及盐碱土栽培大豆均有不同程度的促生效果,能明显增强大豆在混合盐碱土壤中的适应性,增加植株生物量、氮磷吸收量和产量,且混合菌处理对大豆的促生效应优于wj1及wj3单一菌株处理。     

高产抗逆大豆新品种石豆12号的选育

石豆12号是由石家庄市农林科学研究院以石豆1号为母本,汾豆63为父本经有性杂交选育而成。2015-2016年参加河北省夏播大豆区域试验,平均产量3 284.0 kg·hm~(-2),较对照冀豆12增产6.22%。2016年参加河北省夏播大豆生产试验,平均产量3 229.7 kg·hm~(-2),较对照冀豆12增产4.91%。2017年通过河北省农作物品种审定委员会审定,准予推广。石豆12号的主要特点是高产、抗病、抗倒伏,适宜在河北省中南部夏播种植。     

大豆Abhydrolase_3基因家族进化分析

异黄酮是大豆的重要次生代谢物,参与植物与微生物互作。2-羟基异黄酮脱水酶(hydroxyisoflavanone dehydratase,HID)催化2-羟基异黄酮形成稳定的异黄酮。HID属于Abhydrolase_3基因家族,该基因家族具有多种功能,但该基因家族在大豆中的进化模式尚待研究。为了研究Abhydrolase_3基因家族在大豆中的进化模式,本文在大豆基因组中鉴定了62个Abhydrolase_3基因,串联和片段复制是该基因家族主要扩增方式。根据系统进化关系,将大豆Abhydrolase_3基因家族划分为8个亚家族,其中HID所在的亚家族I基因数量最多,并发生多次基因扩增事件。对大豆Abhydrolase_3基因家族结构分析表明,不同亚家族具有不同的基序。多态性分析表明,亚家族Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ具有较高的核苷酸差异,并受到放松的自然选择。基因表达分析表明,除了亚家族II和IV外,其它亚家族的基因在大豆不同组织中有较高表达;亚家族Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ基因受病原菌诱导表达。结果说明HID所在的亚家族I存在基因扩增和功能分化,与病原菌互作相关的基因具有较高的遗传多样性并受病原菌诱导表达。