谷子株高及穗部性状主基因+多基因混合遗传模型分析

【目的】株高和穗部性状是影响谷子产量的关键性状。探究谷子株高及穗部性状表型变异的遗传规律,为相关性状的遗传改良与基因定位提供参考依据。【方法】以谷子优质品种豫谷18为共同父本,分别与黄软谷和红酒谷杂交,构建2个分别包含250个家系的重组自交系F₇群体（YYRIL和YRRIL）。采用主基因+多基因混合遗传模型,对YYRIL和YRRIL群体在2个环境下的株高、穗长、穗下节间长、穗码数、穗粒重等5个农艺性状的表型数据进行遗传分析。【结果】5个性状在所有环境中均表现连续变异且存在超亲分离现象,峰度和偏度绝对值小于1,近似正态分布,呈现数量性状的典型遗传特点。性状间相关性分析表明株高与穗长、穗下节间长在所有环境中均呈极显著正相关,穗码数与穗粒重呈极显著正相关。遗传模型分析显示YYRIL和YRRIL群体株高的最适遗传模型分别为PG-AI和PG-A多基因模型,多基因遗传率分别为95.15%和91.27%。2个群体穗码数的最适模型均为PG-AI,多基因遗传率为70.07%—71.58%。穗下节间长在2个群体的最适遗传模型分别为4MG-CEA和3MG-CEA,均为等加性主基因模型。穗下节间长在YYRIL群体的主基因遗传率为9.69%,4对主基因加性效应值相等,均为-0.34,具有负向效应;穗下节间长在YRRIL群体的主基因遗传率为45.78%,3对主基因加性效应值相等,均为1.17,具有正向效应。穗长在YYRIL群体的最适模型为MX2-ED-A,即2对显性上位主基因+加性多基因模型,主基因遗传率为43.56%,多基因遗传率为50.56%。控制穗长的2对主基因加性效应值分别为-1.21、1.68,多基因加性效应较小,为-0.0017;穗长在YRRIL群体的最适模型为MX2-AE-A,即2对累加作用主基因,加性多基因混合遗传模型;穗长的主基因遗传率为46.40%,多基因遗传率为46.91%。控制穗长的第1对主基因加性效应值为1.53,具有正向效应,第1对主基因加性×第2对主基因加性上位性互作效应值是0.60,多基因加性效应值为-0.47,表现为较低的负向遗传效应。穗粒重在YYRIL群体的最适遗传模型为MX2-ED-A;符合2对显性上位主基因+加性多基因模型,主基因遗传率为69.09%,多基因遗传率为12.08%;控制穗粒重的2对主基因加性效应值分别为0.58、5.82,以第2对主基因的加性效应为主,多基因加性效应值为-3.81。穗粒重在YRRIL群体的最适遗传模型为3MG-PEA,即3对部分等加性主基因遗传模型;穗粒重的主基因遗传率为81.10%,3对主基因加性效应值分别为-2.68、-2.68和2.66,前2对主基因的加性效应值相同,且均为负向效应。【结论】谷子株高、穗码数的最适遗传模型相似,均服从多基因遗传,遗传率较高,受环境影响较小;穗下节间长的遗传受主基因控制,主基因遗传率偏低,受环境影响较大,在栽培中应充分考虑环境因素;穗长遗传受主基因和多基因共同控制;穗粒重在2个群体均服从主基因遗传,主基因遗传率较高,可能存在主效QTL。     

Transport of cadmium from soil to grain in cereal crops: A review

Due to rapid urbanization and industrialization, many soils for crop production are contaminated by cadmium(Cd), a heavy metal highly toxic to many organisms. Cereal crops such as rice, wheat, maize, and barley are the primary dietary source of Cd for humans, and reducing Cd transfer from soil to their grains is therefore an important issue for food safety. During the last decade, great progress has been made in elucidating the molecular mechanisms of Cd transport, particularly in rice. Inter-and intraspecific variations in Cd accumulation have been observed in cereal crops. Transporters for Cd have been identified in rice and other cereal crops using genotypic differences in Cd accumulation and mutant approaches. These transporters belong to different transporter families and are involved in the uptake, vacuolar sequestration, root-to-shoot translocation, and distribution of Cd. Attempts have been made to reduce Cd accumulation in grains by manipulating these transporters through overexpression or knockout of the transporter genes, as well as through marker-assisted selection breeding based on genotypic differences in Cd accumulation in the grains. In this review, we describe recent progress on molecular mechanisms of Cd accumulation in cereal crops and compare different molecular strategies for minimizing Cd accumulation in grains.     

茄子株高性状鉴定与遗传分析

以长茄高代自交系125 和126 构建的茄子6 个不同世代的遗传群体〔P₁、P₂、F₁、F₂、 B₁（125×F₁）、B₂（126×F₁）〕 为试材，利用主基因+ 多基因混合数量性状遗传模型对茄子的株高性状进行多世代遗传联合分析。结果表明：供试亲本株高 性状差异显著，分离世代株高性状数值均呈单峰的偏正态分布，属于数量性状遗传。多世代遗传联合分析结果显示茄子株高 性状的最适遗传模型为C-0 模型，不存在主基因遗传效应，表现为多基因控制的加性- 显性- 上位性遗传模式。采用二阶 遗传参数进一步分析株高的多基因遗传效应，结果显示，茄子分离世代F₂、B₂ 的多基因遗传率分别为49.24%、22.77%，茄 子株高以多基因遗传为主。     

玉米果穗不同部位子粒水分动态差异研究

为明确玉米果穗不同部位子粒含水率和脱水速率的动态变化差异,在春玉米区宁夏银川和夏玉米区河南新乡采用8个不同熟期和脱水速率的品种,将玉米果穗垂直等分为5个部位,定期测定不同部位子粒含水率,计算子粒脱水速率。结果表明,玉米生长中后期,果穗上部子粒含水率低于中下部子粒含水率,生理成熟前各部位子粒含水率的差值低于生理成熟后。参试品种生理成熟前20 d时不同部位子粒含水率极差低于3%,成熟期的极差值变幅为0.6%～5.2%,生理成熟后极差最大值可达6.2%。同一果穗自上而下子粒的脱水速率逐渐降低,品种之间有明显差异,先玉335、迪卡517和迪卡519果穗不同部位子粒脱水速率差异较大。果穗中部子粒脱水速率和平均脱水速率与不同部位子粒含水率的极差值呈负相关。     

基于共表达网络分析发掘调控玉米株高发育的关键ZmGRF基因

生长调控因子(growth-regulating factors,GRF)基因家族是一类植物特有的转录因子。在模式植物水稻、拟南芥中,部分GRF基因被证实是影响株高发育的核心调控因子。利用加权基因共表达网络分析方法(Weighted Gene Co-expression Network Analysis, WGCNA),初步构建以玉米ZmGRF基因与调控株高发育的功能基因为核心的共表达网络。结果表明,有9个ZmGRF基因与已报道的调控株高发育基因具有显著的共表达关系,并呈现出网络化的共表达模式,推测这9个ZmGRF基因是调控玉米株高发育的潜在候选基因。进一步通过微共线性分析发现,9个ZmGRF候选基因中有8个基因可以形成基因对,并且所有基因对的Ka/Ks值均显著小于1,暗示调控株高发育候选ZmGRF基因功能的保守性。     

水稻因土质施肥方法探讨

土壤质地是土壤的基本物理性质之一,反应土壤中不同大小直径成土颗粒的组成状况。不同质地土壤间养分含量、蓄水导水、保肥供肥、保温导热、耕性、微生物种类及其活动等性能的差异,影响肥料的固定、转化、吸收和流失,并影响作物的产量形成,进而形成区域性的肥料利用效率的差异。水稻肥料利用状况的改善一直是研究热点,但土壤质地对肥料利用和水稻生长的影响研究相对较少。本文简要介绍了不同质地土壤的养分状况和理化性质差异,分析了土壤质地对作物生长发育的影响;并在简要评价测土配方施肥技术的基础上,初步探讨了不同土质土壤的肥料高效施用方法。     

中国再生稻种植的影响因素及可持续性研究进展

再生稻作为一种特殊的水稻耕作模式，种一茬可收获两次，对增加粮食产量、保障国家粮食安全和提高稻田综合效益有重大意义。综述了中国再生稻的发展趋势，分析了再生稻种植的关键影响因子，阐释了再生稻高产栽培技术，提出在种好头季稻的前提下，适当高留桩，在头季稻齐穗后15 d施用尿素150 kg·hm^-2作为促芽肥，头季稻收割后3 d施用尿素150 kg·hm^-2作为发苗肥，同时配施磷钾肥，可在保证土壤养分平衡的基础上使再生稻获得高产，最后讨论了当前存在的问题及今后发展的方向，认为未来的研究需重点关注再生稻产业化、土壤养分管理、高产栽培技术、稻米品质、温室气体和水体质量，以促进再生稻的发展并为国内同行的研究提供参考与借鉴。     

离地高度可调的减振式履带驱动机构设计

履带式农田作业车由于其优异的通过性与稳定的行驶性能,被广泛使用于南方丘陵地区。针对传统履带底盘采用刚性悬架,无法调节离地高度,行驶时乘坐舒适性较差的问题,设计了一种离地高度可调的减振式履带驱动机构。该机构采用分离式设计,将整个驱动机构分为上层承载架与下层行驶架,通过在上、下层之间设置液压缸与弹性元件,达到在一定区间内调节车辆离地高度与减少车身振动的目的。通过对关键部件进行重点设计,并对其工作过程进行简要分析,该机构在理论上能达到设计要求。     

UCP1基因变异与绵羊生长及胴体性状的关联分析

试验旨在探讨解耦联蛋白1（UCP1）基因核苷酸变异对绵羊生长性状的性别差异和胴体性状的影响，以期能够筛选出可以提升绵羊生长及胴体性状的核苷酸变异，为提高绵羊相关重要经济性状的分子遗传标记提供材料。以9个绵羊品种为研究对象，用PCR-SSCP方法检测不同性别绵羊中UCP1基因内含子5区和外显子6区变异。利用Minitab 16.0软件中一般线性模型分析内含子5区等位基因与不同性别绵羊生长性状、公羔胴体性状的关联性。结果显示，绵羊UCP1基因内含子5区和外显子6区共检测到8个核苷酸变异，其中位点c.910 G/A突变导致p.Ala304Thr氨基酸变异。生长性状关联分析结果表明，内含子5区等位基因对绵羊生长性状的影响存在性别特异性，母羔中携带等位基因A₁的群体较缺失群体具有较低的初生重（P<0.05），公羔中携带等位基因C₁的群体较缺失群体具有较高的断尾重（P<0.05），未发现其他等位基因与羔羊的生长性状存在性别特异性。胴体性状关联分析结果表明，携带等位基因A₁的群体具有较低后腿瘦肉量、腰部瘦肉量和较高的肩部瘦肉比例（P<0.05），携带等位基因C₁的群体具有较低的后腿瘦肉比例（P<0.05），其他胴体性状均没有发现与等位基因存在显著相关，基因型分析结果与等位基因分析结果一致。结果提示，UCP1基因对绵羊的生长性状影响具有性别特异性，且携带等位基因A₁的公羔群体具有较低的胴体生产性状，为提高公羔胴体生产性能提供了理论依据。