芝麻苗期干旱生理生化指标响应特征及其基因表达分析

为建立芝麻抗旱性快速鉴定体系及筛选芝麻抗旱品种，采用盆栽反复干旱法，设置正常水分（CK）和干旱胁迫（DS）两种处理，对31份芝麻材料进行生理生化指标测定和综合评价，同时利用qRT-PCR检测SOD合成相关基因的表达量。结果表明：芝麻苗期O^₂、可溶性糖（SS）、脯氨酸（Pro）含量和超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性与CK相比均显著上升，各指标综合抗旱系数和抗旱指数的变异系数最高的分别是SOD（98.64%）和O^₂（154.01%）；抗旱指数与O^₂含量、SOD活性呈极显著正相关关系，这两个指标可作为芝麻苗期抗旱性鉴定的重要指标。聚类分析将31份芝麻材料划分为5类抗旱类型，分别为高抗型、中抗型、低抗型、低感型和高感型。利用综合评价方法，筛选出高抗材料2份（‘汾芝10号’和‘豫-11-1’），中抗旱材料4份，低抗旱材料9份，敏感材料10份，高感材料5份；筛选出O^₂含量和SOD活性可作为芝麻种质资源苗期抗旱特性快速鉴定的指标。     

芝麻产量相关性状的多位点全基因组关联分析及候选基因预测

【目的】通过对芝麻产量相关性状的全基因组关联分析,挖掘与产量性状关联的SNP位点及预测候选基因,为通过分子标记辅助选择育种等方式提高芝麻产量提供技术基础。【方法】以363份不同遗传背景和地理来源的芝麻种质资源构成的自然群体为研究对象,调查2年2点4环境下8个产量相关性状（单株产量、单株蒴数、蒴粒数、千粒重、株高、主茎果轴长、始蒴高度和表观收获指数）的表型值,借助覆盖全基因组的42 781个SNP标记,利用多位点SNP随机效应混合线性模型（multi-locus random-SNP-effect mixed linear model,mrMLM）对8个产量相关性状进行全基因组关联分析,检测与产量相关性状显著关联的SNP位点,并预测候选基因。【结果】在4个不同环境下,8个产量相关性状表现出广泛的表型变异,变异系数为6.51%—33.57%;相关性分析表明单株产量与单株蒴数、株高、主茎果轴长、表观收获指数呈极显著正相关;方差分析表明产量相关性状的基因型效应、环境效应、基因型与环境互作效应均达到了极显著水平。通过多位点全基因组关联分析共检测到210个与产量相关性状显著关联的SNP,在2018年南阳环境下检测到47个SNP,解释表型变异的1.63%—17.29%;在2019年南阳环境下检测到35个SNP,解释表型变异的1.94%—11.90%;在2018年平舆环境下检测到35个SNP,解释表型变异的2.15%—15.90%;在2019年平舆环境下检测到53个SNP,解释表型变异的1.25%—11.13%;在4个环境的综合BLUP条件下检测到75个SNP,解释表型变异的1.44%—13.58%。上述210个SNP涉及到175个位点,其中10个位点在3个及以上环境中被重复检测到。在这10个位点基因组区域内,共鉴定到214个候选基因,其中156个候选基因具有功能注释,主要涉及植物代谢、生物调控、生长发育等生物学过程。根据功能注释筛选出4个可能与芝麻产量相关的候选基因,其中SIN_1006338编码1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶3（1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase 3-like）,参与乙烯的生物合成;SIN_1024330编码碱性螺旋-环-螺旋（basic helix-loop-helix）转录因子,负向调控植物细胞和器官的伸长;SIN_1014512编码吲哚-3-乙酸-酰胺合成酶GH3.6（indole-3-acetic acid-amido synthetase GH3.6）,参与调控茎和下胚轴细胞的伸长生长;SIN_1011473编码泛素受体蛋白DA1（protein DA1-like）,参与调节植物细胞增殖周期。【结论】通过多位点SNP随机效应混合线性模型的全基因组关联分析,检测到175个与产量相关性状显著关联的位点,筛选出4个可能与产量相关的重要候选基因。     

核不育芝麻小孢子败育机理的细胞学研究

核不育芝麻小孢子败育发生在四分体形成之后的无液泡小孢子期,败育在很短的时间内完成。败育前小孢子大量液泡化,其线粒体异常膨大与质体的基质化可作为小孢子开始败育的标志。败育小孢子缺少花粉外壁上的覆盖层。芝麻花药绒毡层的异常,包括有机物贮量的降低;细胞内含物的异位分布及迅速减少与消失;不能及时或缺乏分泌胼胝质     

Gamma Ray-Induced Field Tolerance to Phytophthora Blight in Sesame

Due to the non-availability of sources of resistance in Sri Lanka to Phytopbthora blight in sesame (Sesamum indicum) caused by Phytopbthora nicotianae var. parasitica, a mutation breeding programme was initiated. Seeds of three genotypes were subjected to six doses of gamma rays from 100 Gy to 750 Gy from a ⁶⁰Co source. Seeds of M₂ bulks, sampled by variety and treatment from the first five capsules formed on M₁ plants, were grown in a field with a history of repeated incidence of the disease. The best 21 lines, having the highest survival and seed production, identified in the screening of M₃ and M₄ progeny rows of selected M₂ single plants were then tested in a replicated field trial with the recommended cultivar ‘MI 3’ as a control. The plant survival in selected lines averaged 43.3 percent as against 7.2 percent in the recommended variety. Eight selections recorded significantly higher seed yield than ‘MI 3’ at P < 0.01 and another three at P < 0.05. Gamma ray treatments of 450 Gy and 600 Gy produced more lines tolerant to the disease than the other doses used.     

贵州芝麻种质资源主要表型性状的遗传多样性

为贵州芝麻种质资源保护、形态分类、品种遗传改良及开发利用提供参考,利用聚类分析和遗传相关分析方法对贵州37份芝麻种质资源的25个表型性状进行田间鉴定考察和综合评价。结果表明:14个形态性状的遗传多样性指数在0.287 8~1.595 3,形态类型丰富;11个数量性状的遗传变异系数为7.14%~52.80%,以分枝高度的变异系数最大(52.80%),花冠长度的变异系数最小(7.14%),遗传变异丰富;不同性状间表现出正相关或负相关关系。37份贵州芝麻种质资源聚为4个类群,第I类群有7份资源,第Ⅱ类群共有22份,第Ⅲ类群有5份,第Ⅳ类群有3份,各类群间性状差异明显,其中第Ⅱ类群占供试材料的59.46%,种质资源数量多,变异范围大,遗传类型丰富。聚类结果与资源材料地域来源和分布无直接关系,主要与材料的性状表现类型相关。     

芝麻杂种优势及其利用的研究——杂种优势与性状遗传相关

 芝麻各杂交组合杂种的分析结果表明：（1）F#-1产量及其构成性状的杂种优势：单株产量＞每株蒴果数＞千粒重＞每蒴种子数；F#-2虽有自交衰退现象，但仍保持一定的优势。（2）亲子之间在每蒴种子数和千粒重上呈显著正相关。（3）单株产量的增加主要依赖于每株蒴果数的提高，其次为每蒴种子数，而千粒重与产量关系不太密切。     

芝麻大孢子发生和雌配子体发育的研究

本工作主要应用石蜡切片方法,对芝麻大孢子发生和雌配子体的发育进行了观察,同时初步观察了淀粉粒以及减数分裂过程中胼胝质的变化。结果表明:①芝麻为倒生胚珠,单珠被,薄珠心;②大孢子母细胞直接来源于孢原细胞,减数分裂形成线形排列四分体,合点端一个为功能大孢子,胚囊发育为蓼型,成熟胚囊中见不到反足细胞;③在胚囊发育过程中,胚囊两侧的珠心表皮细胞解体,胚囊紧贴于由珠被内表皮转变而成的珠被绒毡层之下。合点端珠心细胞转变为承珠盘;④减数分裂前期,大孢子母细胞无胼胝质壁,二分体、四分体也只有横向的胼胝质壁,而侧壁则无;⑤淀粉粒最初出现在子房壁和胎座中,并不断向胚囊提供多糖类物质。     

芝麻叶发育及其结构的研究

芝麻茎尖有2层原套细胞,叶原基起源于原套的第二层。幼叶中层既可由亚边缘原始细胞或远轴层叶肉的第一个细胞单独产生,也可由它们二者共同产生。板状分生组织的细胞分裂能力及持续时间从远轴层到近轴层叶肉逐渐增加。栅栏组织、海绵组织、表皮三者相比,细胞分裂持续的时间前者最长,中间者次之,后者最短。芝麻叶片栅栏组织有1层细胞,海绵组织有3—4层细胞。耐渍性强的品种栅栏组织及海绵组织的细胞间隙较耐渍性差的大。     

Inheritance mode of seed dormancy in the hybrid progeny of sesame,Sesamum indicum,and its wild relative,Sesamum mulayanum Nair

Sesamum mulayanum is a wild relative of cultivated sesame, Sesamum indicum, and sometimes grows in sesame crop fields as an associated weed. This species shows deep seed dormancy and is characterized by conspicuous purple pigmentation on the lower lip of the corolla. The present study examined the inheritance mode of seed dormancy by using reciprocal progeny from crosses between the two species. The seeds of S. indicum and F₁ (S. indicum×S. mulayanum) showed good germination, but those of S. mulayanum and F₁ (S. mulayanum×S. indicum) showed deep dormancy. The F₂ seeds from both reciprocal crosses showed deep dormancy. These results, combined with the maternal inheritance of seed‐coat characteristics, indicated that the seed dormancy of S. mulayanum can be attributed to its seed‐coat structure (coat‐enhanced dormancy). The F₃ (S. indicum×S. mulayanum) seeds varied in their depth of seed dormancy and those seeds with deep dormancy (<50% germination) and those with no or shallow dormancy (≥50% germination) occurred in the expected ratio of 3:1, indicating that this trait is polygenic but is controlled by a single dominant major gene. The purple pigmentation of the corolla was expressed in both reciprocal F₁ plants and the presence and absence of pigmentation was segregated among the F₂ plants at the expected ratio of 3:1, indicating that this trait is also controlled by a single dominant gene. The segregation of the major gene controlling seed dormancy and that controlling purple pigmentation was not independent (9:3:3:1), indicating that these genes are linked, providing insights on sesame domestication.     

国内芝麻研究核心期刊载文计量分析

基于文献计量学分析方法,以中国学术期刊电子杂志社的《中国期刊全文数据库》为数据来源,对2001～2010年总计10年来我国有关芝麻(Sesamum indicum)核心期刊研究文献的年份数量、研究领域、核心期刊、文献主要产出单位、核心作者群分布情况进行统计分析,得出总文献量469篇,第1作者312人,确定了11位核心作者、19种核心期刊9个第1作者核心单位。