矮杆和半矮杆大豆突变体植株生长对外源GA3的响应

矮杆和半矮杆突变体是研究植物基因功能和培育高产作物新品种的重要材料。本研究以矮杆和半矮杆大豆突变体与各自野生型品种为材料, 利用外源赤霉素(GA₃)处理不同发育时期植株, 研究植株生长速率和成熟期株高性状发育对外源GA₃的响应及主茎纵向细胞的形态学变化, 分析两类突变体与各自野生型之间的内源赤霉素含量差异。结果表明, 外源GA₃(40 mg L^-1)对半矮杆和矮杆突变体的作用效果明显不同, GA₃处理后半矮杆突变体植株在不同测定时段的平均生长速率达到2.76 cm d^-1, 而矮杆突变体的平均生长速率仅为0.92 cm d^-1, 而且成熟期半矮杆突变体植株的平均高度、主茎平均节间长度与节间纵向细胞长度均显著超过对照, 外源GA₃能够恢复其正常的野生型株高表型; 而矮杆突变体较对照的上述3项增幅均明显小于半矮杆型, 外源GA₃不能恢复其正常的野生型株高表型。说明半矮杆突变体的植株生长对外源GA₃有明显响应, 为GA₃敏感型突变体; 而矮杆突变体仅在生育前期对外源GA₃有一定程度响应, 为GA₃钝感型突变体。半矮杆和矮杆突变体成熟期植株的内源GA₃₊₁含量均显著低于各自野生型品种, 这可能是二者表型矮化的生理原因。     

谷子矮杆突变体对外源赤霉素的响应研究

以谷子矮杆突变体——衡谷12号和对照品种冀谷19号为材料,采用不同浓度的赤霉素对谷子幼苗分蘖处进行点滴处理,待培养至2叶1心期时,对二者的主根长、侧根数与节间距进行测量分析。结果表明,衡谷12和冀谷19对外源赤霉素处理均表现出敏感性,二者的主根长和节间距均随着赤霉素浓度的升高呈增长趋势,侧根数则均表现为逐渐降低。     

水稻萌发和幼苗生长对外源物质调节的响应

为了明确水稻萌发期种子简易活力指数、胚根及幼苗株高等形态指标及对外源NaCl、IAA、CaCl₂调节的响应,本试验以盐敏感品种和耐盐水稻品种为试材,用发芽皿试验法,单因素LSD多重比较分析数据。结果表明,在0.1 mol/L NaCl胁迫下,与对照相比,4份材料的简易活力指数、胚根数、胚根长、株高分别低于对照21.9%~76.5%、20.0%~40.9%、14.6%~55.9%、23.9%~36.2%,均呈现显著差异。盐胁迫条件下外源添加IAA使盐敏材料简易活力指数提高2.6%和13.3%。而添加CaCl₂能使简易活力指数提高9.6%~24.8%,胚根长和株高提高7.1%~49.0%和14.7%~20.9%。经CaCl₂+IAA复合处理,简易活力指数、胚根数和株高分别提高6.9%~94.6%、2.1%~21.2%和9.9%~20.3%。水稻萌发和幼苗生长对外源物质的响应与基因型和形态指标相关。盐胁迫条件下,3项指标对外源CaCl₂处理的响应程度高于IAA处理。且CaCl₂+IAA复合处理能更有效抵消盐害对水稻生长的抑制作用。     

过量表达大豆异丙基苹果酸脱氢酶基因Gm IPMDH促进植株开花和生长

异丙基苹果酸合成酶(isopropylmalate synthase, IPMS)和异丙基苹果酸脱氢酶(isopropylmalate dehydrogenase,IPMDH)是亮氨酸生物合成中的重要限速酶,但二者在植物生长发育中的功能鲜有报道。本研究对拟南芥AtIPMDH2基因在大豆中的同源基因GmIPMDH进行了克隆和分析。该基因编码的氨基酸序列中含有Iso＿dh亚家族保守结构域,且启动子中含有大量的光反应元件及激素应答元件。实时荧光定量PCR显示大豆叶片中GmIPMDH的表达量随着植株的生长发育逐渐升高。对GmIPMDH进行了烟草的异位表达和大豆的过量表达,表型分析发现GmIPMDH的过量表达显著提前了烟草和大豆的开花时间,且株高和节数均显著增加。转录组分析显示, GmIPMDH过量表达大豆叶片中的若干开花相关基因及赤霉素合成相关基因的表达量发生变化,推测GmIPMDH可能通过赤霉素合成通路参与赤霉素介导的植物开花诱导和株型调控。本研究首次阐明了GmIPMDH在开花期调控中的作用,为今后进一步研究GmIPMDH调控大豆开花和生长发育的分子机制提供了一定的基础。     

不同浓度生长促控剂PBOG对大豆产量的影响

为揭示生长促控剂PBOG对大豆产量及其相关性状的影响,探究其适宜的施用浓度,选用亚有限结荚习性大豆品种‘垦丰16’为材料,在大豆初花期使用不同浓度梯度PBOG(0、0.5、1、2、3 g/L)进行叶面喷施,探究PBOG对大豆株高、主茎节数、底荚高度、有效荚数、单株粒数、百粒重、产量等性状的影响。结果表明,在PBOG浓度为3 g/L时,株高与底荚高度降幅最大且差异显著,两者分别下降了41.9%、44.1%;而百粒重在此浓度下达到最大值19.05 g,增加13.3%;PBOG浓度为1 g/L时,主茎节数、有效荚数、单株粒数显著增加;产量随着PBOG浓度增加表现出先上升后下降的趋势,在浓度为1 g/L时最大,涨幅21.6%,而后逐渐降低,在3 g/L时低于对照组。综上,对于亚有限结荚习性品种‘垦丰16’,PBOG最适施用浓度为1 g/L,此浓度下增产幅度达21.6%,且提高了植株的抗倒伏能力。     

大豆生长节间响应温度和外源GA诱导的赤霉素途径关键基因分析

为了解大豆节间在不同温度和外源赤霉素(gibberellicacid,GA)诱导条件下的表型变化规律,分析GA合成重要途径和挖掘调控节间的关键候选基因,本研究将大豆品种Charleston在培养箱条件和室外盆栽条件种植,进行不同温度处理和外源GA涂抹处理,利用徒手切片配合显微照相方法,分析大豆节间长度和细胞形态变化;利用液相色谱-质谱联机结合转录组测序方法分析大豆节间GA合成主要通路并挖掘调控节间生长的关键候选基因。结果表明在25℃和30℃条件下,外源涂抹不同浓度GA可以诱导大豆生长节间伸长,随着伸长量的增加,大豆节间都变得纤细。外源GA对细胞作用效果主要为促进伸长,对宽度影响不明显。高温处理对节间的伸长效果高于低温处理。本研究鉴定到GA2氧化酶基因在大豆生长节间表达和较高含量的GA19和GA53,及这2种GA下游的GA20 (活性GA前体),以及这条合成途径的活性GA产物GA3也被检测到都存在于细胞伸长区组织,说明从GA前体物质到GA53,再到GA19,通过GA20最终合成GA3是大豆节间生长的一条重要GA合成通路,进一步说明GA2氧化酶在大豆节间生长过程中有重要作用。挖掘到某些DE...     

夏大豆植株冠层主要生长指标对氮素的响应

为定量分析夏大豆植株冠层主要生长指标对氮素的响应,以‘齐黄34’为材料,于2021年夏大豆生长季开展施氮和氮钾肥运筹田间试验,通过系统分析不同施氮水平、氮钾肥运筹对夏大豆关键生育期植株冠层含氮量的影响,以及植株冠层氮积累量、叶面积指数、SPAD值、RVI值、NDVI值与植株冠层含氮量之间的内在联系,明确夏大豆植株冠层主要生长指标对氮素的响应。结果表明,一定范围内,施氮可以有效提高夏大豆开花期和鼓粒初期植株冠层含氮量,鼓粒初期钾肥的及时供应,可有促进大豆植株对氮素的吸收;鼓粒初期植株冠层含氮量、冠层氮积累量、叶面积指数、SPAD值、RVI值和NDVI值均高于开花期;植株冠层氮积累量、叶面积指数和RVI值随冠层含氮量呈指数函数增长,开花期SPAD值和NDVI值随冠层含氮量呈线性函数增加,而鼓粒初期SPAD值随冠层含氮量呈线性函数减小。冠层生长指标是反映夏大豆植株生长状况的重要参数,明确夏大豆植株冠层主要生长指标对氮素的响应,对于指导夏大豆高效生产和肥料运筹调控具有重要意义。     

缺硼对大豆植株生长和根瘤固氮活性的影响

以普通结瘤大豆Ｂｒａｇｇ ｃｖ．（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ（Ｌ．）Ｍｅｒｒ．）及其超结瘤突变体ｍｔｓ３８２为试验材料,用营养液培养方法研究了缺硼对大豆植株生长和根瘤固氮作用的影响,结果表明,在缺硼条件下,植株根系生长受到抑制,变粗变短,颜色加深;地上部生长点坏死,使植株长得矮小,干重降低;根系结瘤能力和根瘤固氮活性明显下降,说明硼不仅对维持植株的正常生长,同时对根瘤的形成及其固氮活性都起着重要作用。     

MADS-box基因GmAGL15在大豆种子发育过程中的表达

以同源序列法克隆了大豆MADS-box基因GmAGL15, 序列分析表明, 该基因编码的氨基酸与拟南芥AGL15蛋白的同源性为61%, 其中在MADS区的同源性为84.3%, K区的同源性为63.2%。半定量RT-PCR分析表明, GmAGL15在幼胚中高度表达, 而没有检测到在根、茎、叶和花中的表达。荧光定量RT-PCR分析发现, GmAGL15在大豆种子发育的不同时期均有不同程度的表达, 其中在开花后15 d的幼胚中表达量较高, 而在开花后30 d的幼胚中表达量最高。以上结果显示, 基因GmAGL15对于大豆种子发育的调控可能有重要作用。     

吉林省大豆品种遗传改良过程中主要农艺性状的变化

以吉林省1923—2005年间育成的30个大豆品种为材料, 两年的研究结果表明, 大豆种子产量随育成年代呈线性增加, 根据回归方程计算, 产量从1923年的1 197.80 kg hm^-2到2005年的2 305.54 kg hm^-2, 82年来增加了 1 107.73 kg hm^-2, 平均每年增加14.60 kg hm^-2。随着产量的提高, 株高降低, 主茎直径增加, 节数增多, 节间缩短, 分枝减少。相关和通径分析表明, 产量与单株荚数、单株粒数、单株叶面积、叶面积指数和单株复叶数目呈显著正相关(P<0.05), 单株荚数和单株粒数对于产量的提高贡献最大; 产量与株高、单株分枝数和倒伏指数呈显著负相关(P<0.05), 表明大豆产量的遗传改良过程中, 植株抗倒伏能力提高, 库容量增加, 源器官叶片的同化能力增强。     

大豆资源的筛豆龟蝽[Megacota cribraria (Fabricius)]抗性鉴定

在观察筛豆龟蝽发生情况及其在大豆上的危害特征基础上,比较了田间自然危害条件下各种抗性鉴定指标，以茎枝黑霉程度结合叶片紫斑数为抗性分级指标鉴定了国内外大批资源，筛选出58份抗、感食叶性害虫的大豆材料，其筛豆龟蝽抗性结果表明，品种间、观察日期间和区组间都有极显著差异，品种×观察日期互作也极显著，最终筛选出PI227687、安陆小黄豆、花柒黄毛豆、沔阳白毛豆等高抗种质，并提出了一套鉴定方法和指标。     

玉米非生物逆境响应基因ZmASK1的克隆及表达特性分析

类Shaggy/GSK-3蛋白激酶基因在植物发育和逆境应答中起着十分重要的作用。通过RT-PCR方法从玉米中克隆了一个与Shaggy/GSK-3蛋白激酶基因同源的全长cDNA, 命名为ZmASK1(abiotic stress-induced kinase)(GenBank accession No., AY722707)。推测ZmASK1蛋白含有426个氨基酸, 分子量为48.5 kD, 等电点为8.7。半定量RT-PCR分析表明, ZmASK1可以被甘露醇、高盐和脱落酸(ABA)诱导。另外, 在不同的组织中, ZmASK1的表达模式也不一样, 在子房中的表达量最高。这些结果表明, ZmASK1可能在植物逆境反应及生殖生育过程中起多重作用。本文是玉米类Shaggy/GSK-3蛋白激酶基因参与胁迫和发育过程的首次报道。     

大豆抗筛豆龟蝽Megacota cribraria (Fabricius)的QTL分析

筛豆龟蝽是我国南方大豆的主要害虫之一,本研究旨在定位筛豆龟蝽抗性QTL,分析其稳定性,为大豆抗筛豆龟蝽育种提供参考。以科丰1号×南农1138-2组合衍生的184个重组自交系群体NJRIKY（简称KY）和皖82-178×通山薄皮黄豆甲组合衍生的142个重组自交系群体NJRIWT（简称WT）为材料,2004—2006在田间自然虫源下鉴定了筛豆龟蝽抗性。不同年份内以黑霉程度为指标的方差分析结果表明家系间差异在每年都达极显著水平,遗传变异系数都相当大,遗传率中等偏高。利用Windows QTL Cartographer Version 2.5的复合区间作图法(CIM),KY群体的抗性QTL主要位于D1a和C2连锁群,WT群体的抗性QTL主要位于H和D1b连锁群。KY群体3年均检测出的qRMC-d1a-1位于D1a连锁群,贡献率为7.6%~31.4%;2005和2006两年均检测出的qRMC-c2-1位于C2连锁群,与环境有互作,效应相对较小;抗性等位基因来自南农1138-2;qRMC-d1a-1和qRMC-h-1在2005年和2006年存在显著的互作。WT群体连锁群H上的qRMC-h-1在3年中都被检测到,贡献率为16.3%~36.2%;D1b连锁群上的qRMC-d1b-2在2004和2005年被检测到,效应相对较小;抗性等位基因来自通山薄皮黄豆甲。虽然WT群体D1b和H连锁群上的这2个QTL在KY群体中也有一年被检测到,但2个群体抗性位点基本上是不同的。QTL在不同环境被重复检出,说明大豆对筛豆龟蝽的抗性由稳定的主效QTL所控制,其2侧邻近标记有希望用于标记辅助选择育种。     

大豆幼荚子叶原生质体培养及植株再生

本文研究了13个栽培大豆（Glycine max L.）品种原生质体培养的再生能力。从大豆幼荚子叶酶解游离原生质体,用Gellan Gum进行株状包埋,悬浮在含2,4-D 0.1-0.2mg/L,BA0.5-1.0mg/L的改良MS液体培养基中,原生质体培养3天后开始第一次分裂,以后持续分裂。供试基因型间的10天植板率差异显著,变幅为33-67%。30天内形成大量的     

Inheritance of resistance to pendimethalin herbicide induced stem damage in soybean

Selective herbicides are valuable weed control tools; however, selectivity is not always complete, resulting in crop damage. Stem breakage, lodging, and enlarged hypocotyls (brittle bean syndrome) limit yields of soybean [Glycine max (L.) Merr.] genotypes treated with pendimethalin [N-(1-ethylpropyl)-3,4-dimethyl-2,6-dinitrobenzenamine]. Developing genotypes with resistance to pendimethalin injury would eliminate or reduce this problem. Genetic studies were conducted to determine the inheritance of resistance to pendimethalin induced stem damage. The F_2:3 progeny of crosses involving resistant ('Asgrow A4715' and 'Flyer') and susceptible (`Essex' and K87-7-95) genotypes were screened in a greenhouse. Each genotype was treated with 1.68 kg ha^-1 pendimethalin preemergence and irrigated as needed. Plants were scored at V4 for stem breakage. Progeny distributions indicated that resistance to brittle bean syndrome damage behaved as a quantitative trait. Dominance for stem breakage was expressed in the population of A4715 × Essex. Flyer was more sensitive to herbicide damage than Asgrow A4715 because it has fewer genes for resistance or different alleles. The F_2:3 variance component heritability estimates ranged from 0.19 to 0.52. Gain from selection for resistance to pendimethalin injury is possible, and resistant progeny can be recovered from segregating populations. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

中国栽培和野生大豆农艺及品质性状与SSR标记的关联分析 II. 优异等位变异的发掘

在前文研究已检出与农艺品质性状显著关联的SSR位点的基础上, 本文进一步对与性状关联位点的等位变异作解析, 通过将携带某等位变异的所有材料表型均值与携带无效等位基因(null allele)材料表型均值做比较, 估计等位变异的潜在表型效应增量(减量), 进一步利用该信息估计位点增效(减效)等位变异的平均效应, 鉴别出一批农艺品质性状优异位点、等位变异及携带优异等位变异的载体材料。发现在栽培及野生种质中检出的优异等位变异有同、有异、有互补性。发现关联位点正、负效应等位变异均值间有差异, 可根据育种目标性状选择要求, 选取适合的位点及相应等位变异。同一标记位点可与多性状关联, 其等位变异在不同性状间各有其表型效应的方向和大小; 等位变异在相关性状效应上方向、大小的异同解释了性状间正、负相关的遗传原因。关联作图得到的信息可以弥补家系连锁法QTL定位信息的不足, 并直接利用等位变异信息进行亲本选拔、组合选配及后代等位条带辅助选择以提高育种成效。     

中国小麦育成品种和农家种中慢锈基因Lr34/Yr18的分子检测

Lr34/Yr18是重要的慢叶锈和慢条锈基因, 携带该连锁基因的小麦品种被广泛种植于世界许多国家。利用STS标记csLV34对慢叶锈和慢条锈基因Lr34/Yr18进行分子检测的结果表明, 我国231份育成品种(系)中仅有14份材料携带Lr34/Yr18基因, 占6.1%。不同麦区分布频率不同, 其中北部冬麦区为零, 黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区、西南冬麦区和西北春麦区分别为3.0%、21.4%、16.7%和33.3%。在422份农家种中, 359份含有Lr34/Yr18基因, 占85.1%。Lr34/Yr18基因在不同麦区的分布频率也存在差异, 北部冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区、西南冬麦区、南部冬麦区和西北春麦区分别为89.6%、77.4%、93.1%、93.8%、96.6%和61.1%。csLV34标记扩增产物为150 bp和229 bp的片段, 能有效鉴别品种是否携带Lr34/Yr18基因, 是一个重复性好、准确率高的分子标记, 可用于小麦Lr34/Yr18基因的鉴定与选择。