不同生态类型大豆品种光周期反应的鉴定

通过设置短日照(12h)和长日照(16h)两种光照处理,对58个近年育成的不同生态类型大豆品种(系)进行光周期反应鉴定.结果表明.大豆光周期反应敏感性强弱依次为南方夏大豆、南方春大豆、黄淮海夏大豆、北方春大豆,品种的光周期反应敏感性随着主产地纬度的降低而增强;本试验建立了一种以短日开花促进率为评价指标的光周期反应敏感性的鉴定方法,该方法准确、简便、周期短、成本低廉.     

对早熟、矮杆、小粒大豆基因型MiniMax作为大豆研究模式材料的探讨

MiniMax是从美国引进的一个生育期短、植株矮、籽粒小的大豆遗传资源,具有成为大豆基础研究模式材料的潜力。本文从3个方面对MiniMax的形态特征和生长发育特性进行了系统研究: (1)参照DUS测试指南,观察、记载了该品系的植物学特性;(2)设置短日照(12 h)和长日照(16 h)两种光周期处理,结合不同播期试验(春播模拟低温、夏播模拟高温),观察不同光、温条件对其生育期、株高、籽粒大小的影响;(3)利用与生育期、株高、籽粒大小等性状相关SSR标记,解析该品系在这些位点的等位变异特点。结果表明,MiniMax在北京夏播自然光照条件下,生育期63.1 d,株高39.0 cm,百粒重4.6 g。不同光、温处理对其籽粒大小影响较小,而对株高和生育期影响较大。MiniMax的光周期敏感度和光温综合敏感度接近于中国北方春大豆早熟品种,而温度敏感度与黄淮夏大豆品种相当。在短日＋高温条件下,MiniMax的营养生长期及全生育期短、植株矮、籽粒小,可作为生长周期短、占地面积小的研究材料;而在长日＋高温条件下,其生育期长、植株高、占用空间大。在MiniMax中检测到与生育期相关的QTL 5个(FT 2-1、Pod mat 13-3、R7 2-2、R3 1-3和R7 1-3),与株高相关的QTL 5个(Pl ht 13-3、Pl ht 17-2、Pl ht 13-2、Pl ht 7-2和Pl ht 11-3),与籽粒大小相关的QTL 5个(Sd wt 6-4、Sd wt 7-3、Sd wt 10-1、Sd wt 12-3和Sd wt 13-8)。作者认为,MiniMax籽粒小,在适宜的光温条件下具有生育期较短、株高矮、占用空间小等特点,可作为大豆研究模式材料使用。     

不同光温条件谷子光温互作模式研究及SiCCT基因表达分析

光周期和温度是影响作物生长发育、生态适应性和产量的2个重要环境因素,揭示光温互作对作物生长发育的效应及其分子机制对育种实践和理论研究具有重要意义。本研究设置长日照高温、长日照低温、短日照高温、短日照低温4个光温处理,调查‘黄毛谷’抽穗期、株高、叶片数和穗长。结果表明,光周期对谷子的发育起关键作用,温度的改变不影响长日照比短日照延迟谷子生殖生长的效应,温度的作用随光周期的不同而异,短日照条件下,高温缩短谷子营养生长期而低温延长营养生长期,长日照条件下则相反;对谷子生殖生长的促迚作用是短日照高温>短日照低温>长日照低温>长日照高温。利用RT-PCR技术从‘黄毛谷’叶片兊隆了一个CCT结构域基因(SiCCT),该基因编码286个氨基酸,属于CMF亚家族成员,基于CCT域基因氨基酸序列的系统迚化分析,谷子与高粱、玉米亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析发现, SiCCT基因在‘黄毛谷’叶片中高表达,其次为幼穗和叶鞘;长日照、短日照处理SiCCT基因均表现24h昼夜节律性特点,短日照七叶期表达水平最高,八叶期(抽穗)及穗后表达迅速降低,长日照七叶至十叶期‘黄毛谷’处于营养生长期...     

小麦穗分化过程中的光温组合效应研究

在Ｃｏｎｖｉｒｏｎ生长箱控制条件下,利用６个来自不同生态区的春小麦品种,研究了４种光温组合下（高温长日,高温短日,低温长日,低温短日）穗人化期持续天数与积温的反应,结果表明,日照对缩短各穗分化期起主要作用。（２）温度对光周期反应有强烈的调节作用,主要表现,长日照下。高温加快生育进程,短日照下,高温使短日抑制穗分化效应更为显著,常导致幼穗中途死亡,低温虽然延缓了小麦的生育进程,但却可以减轻短日对穗分     

谷子SiCCT基因的表达及其与主要农艺性状的关联分析

为了揭示SiCCT基因可能的功能效应,并进一步研究该基因在光温互作调控谷子开花过程中所起的作用。以光周期敏感谷子品种黄毛谷为材料,利用荧光定量PCR技术分析了SiCCT基因在长日照高温(LD,27℃)、长日照低温(LD,22℃)、短日照高温(SD,27℃)、短日照低温(SD,22℃)4个光温组合条件下的昼夜表达规律,并在连续2 a调查10个主要农艺性状的基础上,开展了基于候选基因的关联分析。结果表明,光照期SiCCT基因表达不受温度影响,长日照条件表达水平整体高于短日照,而黑暗期表达受温度影响,特别是短日照条件下SiCCT基因在低温环境的表达水平明显高于高温环境。基于候选基因关联分析发现,SiCCT基因中共检测到11个多态性位点与8个主要农艺性状显著关联(P0.05),其中SNP-10在河南洛阳、吉林吉林与抽穗期、叶片数和穗粒质量显著关联;SNP-100和SNP-104在河南洛阳同时都关联到株高、叶片数和穗长3个性状;SNP-51连续2 a在海南乐东、河南洛阳、吉林吉林都检测到,但关联到的性状不同,在海南乐东与穗粗关联,在河南洛阳与穗码数关联,在吉林吉林与叶片数关联。SiCCT基因表达受光周期调控,温度也影响其在短日照条件黑暗期的表达;SiCCT基因具有多效性,但其作用受光周期环境影响。     

培矮64S育性对温度与光周期的反应

在自然条件、自然温度控制光长条件及控制温度与光长条件下,研究了培矮640.0育性对温度与光周期的反应,结果表明:培矮64S在育性转换敏感期感受人工日均温21.8~24.0℃(光期23.9~24.0℃/暗期19.5~24.0℃)或自然平均日均温31.3℃(平均日最高温36.1℃,平均日最低温27.5℃)的温度,无论长日还是短日处理均表现不育,花粉可染率     

GmNMH7基因在大豆成花诱导、花发育和开花逆转过程中的表达

大豆[Glycine max(L．) Merrill]是典型的短日照植物，光周期反应敏感品种在一定的短日一长日条件下可发生开花逆转。本实验室以大豆品种自贡冬豆为材料，将SD(短日)、LD(长日)和SDl3d-LD相结合，建立了大豆光周期反应机制研究的新的实验系统。本研究通过筛选自贡冬豆成熟花的cDNA文库得到MADS-box基因家族的一个成员GmNMH7，采用RNA原位杂交技术分析了不同光周期条件下GmNMH7基因在大豆顶端分生组织分化过程中的表达，并观察了GmNMH7基因在幼叶、幼茎、根瘤等器官中的表达情况。主要结果总结如下：在短日照(SD)条件下，自贡冬豆植株可在较短时间内完成开花诱导、正常开花和结实。GmNMH7基因在可观察到的花芽分化出现之前即开始在大豆顶端分生组织中表达，其表达时间贯穿成花诱导、花芽分化、花器官发育及种子形成的全过程。在长日照(LD)条件下，植株持续进行营养生长，没有任何形式的花器官出现，GmNMH7基因在顶端分生组织中一直不表达。在短日照13天一长日照(SDl3d-LD)条件下，60％以上的植株出现花序逆转和花逆转，另一部分植株顶端出现短花序，开花期比持续短日处理的植株晚。在出现开花逆转的植株中，GmNMH7基因的表达可随长日处理日数的增加和营养器官的出现而减弱。当顶端分生组织完全恢复叶片分化时，GmNMH7基因的表达停止。在出现短花序的植株中，GmNMH7基因一直表达，但表达量低于持续短日处理。对部分时期GmNMH7基因在幼叶、幼茎和根瘤中表达情况的研究未发现明显的规律性。GmNMH7基因在大豆花芽分化启动之前就开始表达的现象为大豆开花诱导提供了早期证据，该基因在顶端分生组织中的表达受光周期调控的事实说明，GmNMH7与大豆光周期反应、成花诱导及花器官发育有密切关系。我们推测，GmNMH7基因在上述过程中可能发挥着类似于分生组织特征基因的作用。实验结果进一步证明，本实验室利用开花(短日处理)、持续营养生长(长日处理)、开花逆转(短日-长日处理)三种发育状态(光照处理)建立的实验系统在大豆(短日植物)光周期反应和个体发育研究中有重要的利用价值。     

早熟大豆品种合丰42号播期光温效应的研究

大豆是喜温短日照作物,光周期和温度对不同生态类型大豆品种生长发育的影响不同。在自然条件下,对早熟大豆品种合丰42号分别在3个不同地点进行分期播种,研究不同光温生态条件对大豆生育进程、形态性状、产量相关性状的影响,并进一步探讨光温效应对早熟大豆的影响机制,为早熟大豆生态育种提供理论依据。结果表明,合丰42号的生育进程、农艺性状和产量性状都受光温效应的影响。     

大豆品种自贡冬豆花芽分化及开花逆转过程的形态解剖学研究

研究了光周期反应敏感的晚熟大豆[Glycine max (L.) Merr.]品种自贡冬豆在正常花芽分化和开花逆转过程中的解剖学特征。光周期处理包括连续短日照（SD, 12 h）、连续长日照（LD, 16 h）和13 d短日后转入长日(SD13d-LD)3种。结果表明, 自贡冬豆在连续短日条件下可正常开花结实;经13 d短日照处理后移至长日照下约50％的植株发生开花逆转,另外50％的植株形成短的顶端花序;在连续长日照下保持营养生长。短日照不仅促进大豆的生殖发育, 而且加快出叶速度。短日处理3 d基部叶腋开始分化花芽;13 d顶端分生组织开始分化花序,19 d顶端花序分化结束,29 d植株开花。SD13-LD处理,在移至长日照的最初14 d内,顶端分生组织继续分化花原基,但分化速度比连续短日处理慢,分化出的花芽数目少。长日处理20 d（出苗后33 d）左右,约50％植株的顶端分生组织逆转到营养器官的分化。在连续长日条件下,顶端分生组织一直分化叶片。还讨论了叶片和花器官的同源性。     

大豆几种光周期处理效应的植物激素解析

研究了大豆光照后效应、开花逆转、光周期对源库关系的调控、摘荚后光周期反应等现象中,内源激素的变化及几种外源生长物质对大豆发育的效应。结果表明,开花前对超早熟大豆品种东农36进行短日处理,明显加快开花后发育速度,降低叶片中的ABA和ZRs含量;幼苗期(VE-V2)对晚熟品种自贡冬豆进行l0 d左右的短日处理,尔后置15 h长     

中国大豆不同生态类型开花至成熟期对光周期的反应

选用来自中国不同大豆生态区的１５个代表品种,比较了不同产地、不同生育期、不同播期类型的大豆品种开花后光周期反应的差异。结果表明,大豆品种在开花后光周期反应方面存在着广泛的遗传多样性。中国大豆典型生态类型开化后光周期反应敏感性有以下顺序：南方秋豆〉南方夏豆〉黄淮夏豆〉南方春豆、黄淮春豆〉北方春豆。试验中发现,大豆品种开花至成熟期各阶段长度与它们在自然条件下出苗至初花的日数正相关。供试的早熟品种开花后     

中国大豆主产区不同年代大面积种植品种的遗传多样性分析

利用与大豆产量、品质、抗逆性、适应性等重要性状相关的125对SSR标记对中国大豆主产区东北和黄淮海地区自20世纪40年代以来大面积种植的89个大豆品种进行遗传多样性分析。结果表明,自北向南大面积种植品种SSR标记的多态性呈逐渐升高的趋势,黑龙江北部、黑龙江中南部、吉林辽宁地区和黄淮海地区大面积种植品种标记的多态性信息含量(PIC)依次为0.414、0.469、0.522和0.562。除黑龙江北部以外,其余3个地区20世纪80年代以来大面积种植品种的多态性信息含量均比80年代以前种植的品种高。根据Nei和Li提出的遗传相似系数对供试品种进行聚类分析,发现除黄淮海北部地区的冀豆12外,东北和黄淮海地区大面积种植品种各自聚成一类,而在东北地区品种中,吉林辽宁和黑龙江地区的品种归属不同亚类,表明同一区域内大面积种植品种的同质化现象相当明显。     

开花后不同光周期条件下大豆农艺性状和品质性状的QTL分析

以开花期相近的181个大豆重组自交系(RIL)为材料,研究开花后不同光照长度对大豆主要农艺性状的影响,并在利用SSR标记构建大豆遗传图谱的基础上,分别在长日(16 h)和短日(12 h)条件下检测与主要农艺性状及其光周期敏感度(PS)相关的QTL。结果表明,开花后光照处理对大豆农艺性状和品质性状有较大影响,不同性状的光周期敏感度差异明显,株高＞主茎节数＞蛋白质含量、脂肪含量＞百粒重＞单株荚数＞蛋白质和脂肪总量。利用复合区间作图法检测到12个与株高、主茎节数、单株荚数、百粒重、蛋白质和脂肪总量等性状及各性状对开花后光周期处理的敏感度相关的QTL,分别定位于A1、A2、B1、B2、C1、D1a、F、L等8个连锁群上。其中,在短日条件下检测到4个QTL,可解释的遗传变异范围在11.37%~26.63%之间;在长日条件下检测到3个QTL,可解释的遗传变异范围在11.84%~27.85%之间;检测到5个与不同性状光周期敏感度有关的QTL,可解释相对应性状表型变异的范围在6.15%~21.44%之间。针对同一性状,未检测到在长日和短日条件下均起作用的主效QTL, 说明开花后光周期对大豆产量和品质性状相关基因的表达有较大影响。     

Post-Flowering Photoperiod Effects on Reproductive Development and Agronomic Traits of Long-Day and Short-Day Crops

Pre-flowering photoperiod effects on floral initiation, flowering time and yield components of various crops have been well studied, but the post-flowering photoperiod effects on major field crops are not clearly understood. A controlled environment study was carried out using six long-day (LD) crops, flax, sugar beet, broad bean, triticale, wheat, and rapeseed, and seven short-day (SD) crops including Adzuki bean, potato, rice, peanut, mungbean, cotton and corn with a major objective of evaluating the post-flowering photoperiod effects on their reproductive development and yield components. There were significant inter- and intra-specific differences in their response to post-flowering photoperiod treatments. The effects of short days on LD crops were similar to LD effects on SD crops. The post-flowering duration was prolonged by short photoperiod in LD crops and long photoperiod in SD crops. There was, however, significant genotypic variation within a species for such effects. The post-flowering LD treatment caused abscission of flowers and pods and the resumption of vegetative growth in Adzuki bean. The post-flowering LD treatment also delayed the shoot senescence of one of the two potato varieties and decreased the number of tubers per plant in both varieties. The LD treatment delayed maturation of rice and mungbean, and decreased seed yield and 100-seed weight of peanut, although the shoot senescence of peanut was not apparently affected. Rapeseed, wheat, cotton and corn genotypes in this study did not show any sensitivity to post-flowering photoperiod. In triticale (an LD crop) exposure to short photoperiod post-flowering increased the number of spikes per plant perhaps due to a greater assimilate accumulation over a longer duration. The results from the current study as well as those from our previous experiments suggest that post-flowering photoperiod responses do exist in diverse field crops, and that there are strong genotypic differences in sensitivity and magnitude of response to post-flowering photoperiod. Photoperiod after flowering substantially regulates the source/sink relationship, and promotes partitioning and accumulation of assimilates to storage organs of crops when it favours the reproductive development of crops.     

大豆开花逆转现象的发现

晚熟大豆品种自贡冬豆出苗后进行８～１０ｄ短日照（１２ｈ）处理,尔后置长日照（〉１５ｈ）下,可诱导顶端花序的产生,但花序上的上部因短日照后进行的长光照处理而形成茎,花序中部少数花芽原基因转而分化营养芽。这是长光照诱导的花序逆转和花逆转现象在大豆中的首次发现,已经短日诱导正常开花的自贡冬豆植株转移至长日照下时,原有花荚大部分脱落,不定芽大量发生,恢复到以营养生长为主的状态,本文就此种现象称为整株逆转（     

不同结荚习性大豆品种顶端花序发育过程的形态解剖学特征

结荚习性是大豆[Glycine max (L.) Merr.]最重要的株型相关性状之一。分别在自然光照、短日照(12 h)、长日照(16 h)条件下, 通过形态观察和解剖学研究, 比较短花序有限结荚习性大豆品种中黄13、长花序有限结荚习性品种凤交66-12和无限结荚习性品种中黄24顶端花序分化过程的差异。结果表明, 有限结荚习性品种出苗后20~24 d即开始顶端花序分化, 分化持续时间12~16 d, 比无限结荚习性品种分化起始早, 持续时间长; 长花序有限型品种凤交66-12比短花序有限型品种中黄13顶端花序分化的起始时间早, 分化速度快; 无限结荚习性品种顶端花序发育起始日期较晚, 分化时间短。短日照可使大豆顶端花序发育起始时间提前, 分化期缩短, 长日照则相反, 说明光照长度对大豆顶端花序的发育有明显影响。     

光周期对大豆叶片内源激素含量及其平衡的影响

选用生育期不同的３个品种，采用酶联免疫检测技术（ＥＬＩＳＡ），研究了开花前和开花后光周期处理对大豆叶片内源激素含量及其平衡状况的影响。结果表明，短日照与长日处理相比，脱落酸（ＡＢＡ）含量显著上升，赤霉素（ＧＡ１＋３）含量及ＧＡ／ＡＢＡ比例明显下降，细胞分裂素（ＤＨＺＲ，二氢玉米素核苷）有下降趋势，生长素（ＩＡＡ）的变化不大。短日下ＧＡ和ＩＡＡ含量负相关，ＧＡ与ＡＢＡ正相关，长日下ＩＡＡ与ＤＨＺＲ负     

不同地理来源MGIII组大豆品种生育期结构分析及E基因型鉴定

于2014?2015年对60份不同地理来源、生育期组为MGIII的大豆品种进行生育期结构分析和E基因型鉴定表明, 不同地理来源的MGIII大豆品种生育期相近, 但生育期结构差异较大。来自中国北方和美国的MGIII组春大豆品种营养生长期(V期)较短(开花较早), 生殖生长期(R期)较长, R期与V期的比值(R/V)较高; 黄淮海品种和南方MGIII组品种V期较长(开花较晚), R期较短, R期与V期的比值(R/V)较低。北方春大豆MGIII组品种的开花期受播期影响较其他地区同生育期组品种更为明显。中国MGIII组大豆品种存在6种E基因型, 其中E1e2E3E4和e1-asE2E3E4分布区域广, 覆盖播季类型多, 而在8个美国MGIII组品种中只鉴定出1种E基因型(e1-asE2E3E4), 表明中国大豆品种在生育期结构性状上存在更为丰富的遗传变异。通过比较不同播期下MGIII大豆品种E基因在生育期性状上的平均效应值发现, 含显性位点越多的材料, 其V期越长, R期越短, R/V值越小。反之亦然。不同E基因对开花、成熟期的增强效果不尽相同, 且春播时各显性基因的效应值均比夏播时大。不同地理来源MGIII组大豆品种农艺性状存在明显差异, 且与生育期结构存在显著相关性。中国北方春大豆品种底荚高度与R/V值负相关, 但单株荚数与R/V值正相关; 黄淮海大豆品种的分枝数、单株荚数、百粒重与R/V间无显著相关性; 南方大豆品种分枝数与V期呈显著负相关。试验结果可为大豆品种生育期结构的改良及适应不同环境的品种选育提供依据。