转GsCa2+-ATPase基因大豆主要农艺性状调查与分析

为对转基因大豆新株系的主要农艺性状进行科学评价,对已获得耐盐碱性状显著的转GsCa2+-ATPase基因大豆的3个株系HF50-CA-1、HF55-CA-1、HF55-CA-2的T3植株进行种子萌发率、种子落粒性、产量性状、品质性状和形态性状的调查与分析。结果表明:在种子萌发率、种子落粒性、形态性状和产量性状上,3个转基因大豆株系与对照相比无显著差异。在品质性状上,3个转基因株系的蛋白含量与对照差异不显著。表明没有因导入耐盐碱基因而导致上述性状产生不良变化。油分含量与对照相比,株系HF50-CA-1和HF55-CA-1分别显著下降1.01%和0.56%,而HF55-CA-2株系则差异不显著。     

转TaDREB3基因大豆的品质等同性分析

将抗逆基因TaDREB3转入大豆品种东农50,得到3个稳定遗传的株系,并将T4代株系种子播于大田中。对3个转TaDREB3基因株系及非转基因对照株系的种子分别进行蛋白质含量、油份含量、脂肪酸含量、异黄酮含量等品质性状的等同性分析,研究转化外源基因TaDREB3后大豆原有品质性状是否有改变。结果表明：3个转基因株系和对照植株相比,蛋白质含量、油分含量和脂肪酸含量均没有显著性差异;转基因株系1的大豆黄素虽然和对照差异显著,但是异黄酮总含量和对照没有显著性差异。说明TaDREB3基因的导入并没有改变大豆的品质性状。     

转GsGST14耐盐碱基因大豆的农艺性状调查

对前期获得的转耐盐碱基因GsGST14的大豆株系HF55-GST14-1、HF55-GST14-2、HF55-GST14-3、HF55-GST14-4、HF55-GST14-5的T3代群体进行抽样PCR阳性检测,结果后代群体中转基因阳性个体比例高于80%,说明对这些后代群体的调查能够反映出GsGST14基因对转基因大豆农艺性状的影响。因此对这5个株系的T3代群体农艺性状进行调查及统计学分析。结果表明,5个转基因株系与对照在单株荚数、单株粒数、百粒重、生育期、结荚习性、花色、叶形和蛋白质含量上无显著差异,转基因株系HF55-GST14-1、HF55-GST14-3与HF55-GST14-4的株高显著低于对照。油分含量HF55-GST14-1显著高于对照,HF55-GST14-2显著低于对照。因此,5个转GsGST14基因大豆株系并未在农艺性状上产生较大的不良变异,具有良好的应用前景。     

水稻类钙调磷酸酶B亚基蛋白基因OsCBL8功能的初步研究

 以转正义或反义OsCBL8基因的T3代株系及非转基因对照为材料, 研究了转OsCBL8基因对水稻农艺性状、内源OsCBL8基因表达和幼苗耐盐、耐旱及耐冷性的影响。结果表明, 供试的16个转基因株系的株高、单株分蘖数、单株有效穗数、穗长和百粒重等性状与对照无显著差异, 每穗实粒数和结实率则大都显著或极显著低于对照。部分转基因株系的半定量RT PCR结果表明, 转正义基因显著增强了植株中OsCBL8基因的表达, 而转反义基因则对内源OsCBL8基因的表达具有一定的抑制作用。在盐、干旱和低温等非生物胁迫条件下的生长实验发现, 1个转正义基因株系的耐盐性得到显著增强, 1个转反义基因株系的耐旱性得到显著增强。 讨论了OsCBL8基因在水稻耐非生物逆境方面可能的机理。     

杂草环境下转EPSPS基因大豆NZL06-698的生态适应性研究

为研究转EPSPS基因大豆NZL06-698在杂草环境中的生态适应性,试验设置杂草处理模拟野外环境,研究转基因大豆NZL06-698(GT698)的生存竞争能力以及外源EPSPS蛋白表达情况。结果表明:在相同处理下转基因大豆GT698的株高(R8期)、百粒重显著高于亲本大豆蒙豆12(MD12),但单株产量、单株籽粒数、结实率显著低于亲本大豆,说明外源基因的存在并未增强转基因大豆的生存竞争力,且转基因大豆在野外的生存竞争能力与亲本大豆相比较弱。试验注意到,杂草环境对转EPSPS基因大豆的生长有明显的限制作用,杂草处理下转基因大豆的单株产量、单株籽粒数、百粒重、结实率等指标均显著低于对照处理。ELISA检测结果表明,转基因大豆叶片及籽粒中外源EPSPS蛋白在杂草处理及对照中均正常表达,且两种处理下的EPSPS蛋白表达量无显著差异。以上结果表明杂草环境中转基因大豆的EPSPS蛋白正常表达,正常提供抗草甘膦性状,但是外源基因的存在并没有增加转基因大豆的生存竞争能力,且转基因大豆的生长受到杂草环境的显著抑制,由此得出结论:与亲本大豆相比,转EPSPS基因大豆NZL06-698在野外环境中生态适应能力较弱。     

EMS诱发大豆农艺性状的遗传变异

大豆EMS诱变群体M_2的生育期、株高变异系数大于M_2,而且世代间的相关显著。主茎节数、分枝数和产量性状M_2和M_3的变异系数大致相同。M_3M—M_4各性状的相关值大于M_2—M_3。M_3株系与M_4品系间各性状的相关值高于M_3单株与M_4株系间的相关值。一些性状M_2株系内变异大于株系间变异,另些性状则相反,但M_2株系内变异小于株系间的变异。     

国家区试长江流域春大豆品种农艺、产量及品质性状的演变

为指导国家长江流域高产优质春大豆新品种的选育和推广,分析了2006-2017年国家区试长江流域春大豆组12年间的品种试验数据,并通过方差分析与相关性分析研究了参试品种的重要农艺性状、产量及其品质性状的遗传变化规律与相互关系。结果表明:12年间90个参试品种有16个通过试验并申请国家审定;参试品种性状的遗传变异中,品质性状的变异最小,其次是产量及其相关性状,重要农艺性状的变异最大;随着年度的递增,参试品种的生育天数、株高、底荚高度、主茎节数、单株有效荚数、单株粒数呈现缓慢下降的总趋势,而产量、单株粒重、百粒重呈缓慢增加的总趋势,单株有效分枝数、粗蛋白质含量、粗脂肪含量、蛋白质与脂肪总含量的变化趋势不明显。相关性分析表明,产量与单株粒重、百粒重极显著正相关,而与生育天数、粗蛋白质含量负相关且达极显著及显著水平。因此,在长江流域春大豆新品种的选育过程中,应适当缩短生育天数和降低粗蛋白质含量,达到提高产量的目的。     

转玉米C4型高光效pepc基因小麦的分子特征及光合特性研究

为分析转pepc基因小麦的分子遗传特征和光合生理特性,以基因枪介导转玉米C4型pepc基因的T3代转基因小麦株系为实验材料,对其进行PCR筛选、Southern杂交、qRT-PCR、Western杂交、酶活性和光合速率测定,鉴定了pepc基因在小麦基因组中的整合及表达情况,并分析了转基因株系的光合生理特性和产量性状表现。结果表明,玉米C4型pepc基因以1～3个拷贝的方式被整合到6个转基因株系的不同位点,且可以正确转录和翻译;6个转基因株系中有4个株系的pepc基因表达水平、PEPC酶活性和净光合速率均较对照显著提高,2个株系的单株重、单株产量和千粒重显著高于对照;抽穗期转基因株系的PEPC酶活性最大值为1.6μmol·min-1·mg-1,较对照提高了1.6倍;净光合速率最大值为29.5μmol·m-2·s-1,较对照提高了15.5%。说明,玉米C4型pepc基因可以在小麦基因组中整合表达,并可改善小麦的光合特性。     

怀地黄空间诱变与高产品系的选育研究

对航天搭栽后怀地黄的变异株系在大田中的农艺性状、生理特性及产量进行了研究。结果表明：（1）第1代植株的形态特征与对照相比表现出明显的差异．变异株HT-102和HT-468株高明显增加、冠幅增大、叶片数增多、产量增加．第2代、第3代变异株系的农艺性状与对照之间的差异缩小．但产量高于对照；（2）在7月中旬变异株HT-102和HT-468叶片的可溶性糖和可溶性蛋白含量的增加．可能是导致其块茎迅速膨大并最终增产的原因之一。     

荫蔽对大豆主要性状的影响及大豆耐荫性鉴定方法研究初报

模拟间套种的荫蔽条件，设置不同的遮光处理，研究荫蔽对大豆13个主要性状的影响。结果表明，结荚期株高、收获期株高、最低结荚高度、结荚期生物产量、单株荚数、单株粒数、单株产量和百粒重等8个性状发生显著变异，变异与荫蔽程度极显著相关，其中，前3者为正相关，其余5性状为负相关；结荚节位和主茎直径变异极显著，分枝数变异显著，但与荫蔽程度相关性不显著；主茎节数和单株瘪荚数变异不显著。选择受荫蔽影响显著且与荫蔽相关性显著的株高、最低结荚高度、结荚期生物产量、单株荚数、单株粒数、单株粒重和百粒重等7个性状为指标性状，以综合耐荫系数为指标，采用综合方法评定大豆种质的耐荫性，将耐荫性鉴定级别划分为五级。     

转GmHSFA1基因大豆的耐热性评价

在高温胁迫条件下对11个转GmHSFA1基因的大豆品系及其受体的GmHSFA1及靶基因GmHSP70、GmHSP22和GmHSP17.9的表达和生理生化、光合特性及产量性状变化进行了研究,并采用胁迫系数与灰色关联分析相结合方法,对转基因大豆材料耐高温能力进行综合评价。结果表明:多数转基因大豆品系在常温和热诱导条件下GmHSFA1及靶基因GmHSP70、GmHSP22和GmHSP17.9表达水平明显高于非转基因受体;高温处理后,绝大多数转基因材料的脯氨酸含量增幅都要明显高于非转基因受体,丙二醛含量除HTH-4以外增幅均小于非转基因受体,可溶性糖含量增幅全部高于非转基因受体材料。多数转基因材料的光合性状与产量性状降幅均小于非转基因受体。关联度分析表明与非转基因受体相比,有9个转GmHSFA1基因品系的耐热能力得到明显提高。     

云南省适宜与玉米间作大豆品种的筛选与鉴定

为了筛选和鉴定适宜云南省与玉米间作的大豆品种,本研究在玉米与大豆间作条件下,采用灰色关联度和系统聚类分析方法对44个大豆品种(系)的10个农艺及产量性状进行综合分析及评价。结果表明:参试品种各性状的变异系数的变异范围为7.3%~51.2%,说明各地大豆资源的表型多样性比较丰富。灰色关联分析表明影响间作大豆产量的性状依次为单株粒数、主茎节数、百粒重、单株荚数、分枝数、倒伏性、株高、节间长度、每荚粒数。利用系统聚类法将44个大豆品种分为了3大类,各类群性状之间的差异较明显,其中单株荚多、单株粒多、分枝多、百粒重适中的第一类是比较适宜与玉米间作的大豆品种(系)。     

148团大豆品种(系)比较试验

通过本年度的大豆品种比较试验,从形态和农艺性状观察评估其产量潜力,从中筛选出性状突出、综合性状好,适宜148团地区种植的优质、高产的大豆品种,为148团地区大豆产业的发展提供技术储备。     

国家区试鲜食夏大豆品种重要农艺性状的演变

为指导鲜食夏大豆高产优质新品种的选育与推广,分析了2006-2018年国家区试鲜食夏大豆13年的品种试验数据,研究了鲜食夏大豆品种14个重要农艺性状的演变规律。研究结果表明:2006-2018年8个鲜食夏大豆新品种通过国家审定;14个农艺性状的变异范围在6.75%～38.67%之间,A级口感率的变异系数最大,标准二粒荚宽最小;参试品种的平均鲜荚产量为10 468.9 kg·hm^-2,较对照减产1.7%;随着年度的推进,鲜荚产量得到了提升,采青天数、株高、主茎节数、单株有效分枝数、单株有效鲜荚数有下降趋势,而多粒荚率、单株鲜荚重有上升趋势,百粒鲜重、标准二粒荚长和宽、标准荚率、A级口感率逐步提升。相关性分析表明,鲜荚产量与多粒荚率、单株鲜荚重、百粒鲜重、标准二粒荚长和宽、标准荚率极显著正相关,A级口感率与百粒鲜重、标准二粒荚长和宽极显著正相关。主成分分析表明,影响鲜食夏大豆性状变异的最主要因子是标准二粒荚长和宽、荚数、多粒荚率及株型因子,在鲜食夏大豆选育过程中应注重选择多粒荚多、荚长、荚大、粒大的品种进行组配,以提高鲜食夏大豆的产量和品质。     

叶肉细胞特异表达焦磷酸化酶基因OsIP1在不同源库类型水稻品种中的效应

 将水稻自身焦磷酸化酶基因OsIP1置于叶肉细胞特异表达启动子下,利用农杆菌介导法将嵌合基因cyFBPase:OsIP1分别导入“源限制型” 水稻品种中超123和“库限制型” 品种农垦57。 根据荧光定量PCR结果和农艺性状,筛选高表达且农艺性状没有明显改变的T2转基因纯合株系,用以检测和分析在水稻叶肉细胞中特异性过表达水稻焦磷酸化酶基因的效应。初步的研究结果显示：1）在营养生长期,转基因株系的最高茎蘖数和穗数比各受体亲本均有不同程度的提高,尤其是在分蘖性较强的品种上;2）在籽粒灌浆结实期,叶片、叶鞘中可溶性总糖、蔗糖和淀粉含量在整个灌浆期的变化趋势与对照相似,且多数转基因植株叶片和叶鞘中的蔗糖含量（除了灌浆高峰期时的叶鞘）均显著高于对照;3）转基因株系单株干物质量较野生型对照有显著提高。单株产量呈现不同程度的增加,其中“源限制型”品种中超123转基因株系单株产量较对照增幅达显著水平。     

大豆主要农艺性状的遗传解析

利用亲本冀豆12(高蛋白)和冀nf58(高油)及其175份F_(9∶11)重组自交系(RIL)材料,对大豆12个主要农艺性状进行了相关性和遗传分析,以期初步解析影响产量的主要因素。结果显示:亲本在株高、主茎节数、分枝数、百粒重、油分含量、蛋白含量和单株粒重7个性状上具有显著差异。在RIL群体中,12个农艺性状均表现为典型的数量性状特征,且具有相对较高的遗传率。其中,株高的遗传率最高(0.98),茎干重最低(0.63)。除3个性状(油分、蛋白含量和百粒重)外,其它9个性状之间呈现极显著的正相关,相关系数为0.30~0.90;蛋白含量与6个性状显著负相关,但与百粒重显著正相关。各性状与单株粒重相关性依次为:单株粒数单株荚数叶干重株高分枝数叶片数茎干重、主茎节数百粒重蛋白含量油分含量。选取19个单产最高的家系材料进一步分析表明,所测试的9个农艺性状主要遗传于母本冀豆12,而株高和主茎节数受到父本冀nf58的改良,说明通过聚合不同品种优异性状仍有提高品种产量的潜力。本研究结果可为培育高产优质大豆品种提供理论基础。     

大麦麦芽品质性状的基因型差异及相关性

为了解大麦麦芽品质的基因型差异,以191个DH系及其亲本日本啤酒大麦Noso Nijo和中国大麦泰兴9425为材料,测定了浸出率、可溶性氮含量、库尔巴哈值、α-氨基氮含量、糖化力、黏度和总氮含量等7个麦芽品质性状,根据啤酒麦芽行业标准(QB1686-93)对参试材料的麦芽品质进行综合评分,并依据7个麦芽性状对DH系进行了聚类分析。结果表明,Noso Nijo的浸出率、可溶性氮含量、库尔巴哈值、α-氨基氮含量、糖化力及麦芽品质评分均高于泰兴9425,黏度和总氮含量均低于泰兴9425;除可溶性氮含量在两亲本间差异显著外,其余6个性状及麦芽品质评分在两亲本间的差异均达到极显著水平。浸出率、可溶性氮含量、库尔巴哈值、α-氨基氮含量、糖化力、麦芽品质评分在DH群体中呈正态分布,数值呈连续变化,为典型的数量性状特征;黏度和总氮含量在DH群体中分布的偏度介于-1和1之间,峰度大于1,且数值呈连续变化,说明其受主效基因控制的同时,也受微效多基因作用;麦芽品质评分与浸出率、α-氨基氮含量、可溶性氮含量、库尔巴哈值和糖化力呈极显著正相关,与黏度和总氮含量呈极显著负相关。浸出率和库尔巴哈值对麦芽品质影响相对较大。DH系及亲本被聚为3类:第Ⅰ类包括泰兴9425在内的87个株系,其麦芽品质较差,综合评分较低;第Ⅱ类包括Noso Nijo在内的97个株系,其麦芽品质较好,综合评分居中;第Ⅲ类由9个株系组成,其麦芽品质最好,综合评分较高。     

敲除OsNramp5基因创制低镉优质粳稻新材料的应用评价

【目的】探究在粳稻中敲除Os Nramp5基因对镉等金属元素积累、产量和品质的影响,为科学高效地生产优质健康粳米提供新材料和理论参考。【方法】利用CRISPR/Cas9技术,在优良食味高产粳稻品种南粳46背景下对OsNramp5进行基因敲除,结合标记辅助选择,获得了无外源基因的Os Nramp5敲除突变系,考查其产量和品质性状变化特征,以及在不同镉含量土壤中和锌肥、硒肥喷施后的籽粒镉、锰、硒等七种金属元素的含量变化。【结果】在T0代获得了5种OsNramp5不同变异类型的转基因植株,设计开发了其中3种突变型的特异分子标记,进而结合标记辅助选择,在各植株的T2代中获得不含潮霉素选择标记基因和CAS9蛋白基因的纯合敲除系。与野生型相比,无论在高浓度还是低浓度镉含量土壤中,敲除系整株包括籽粒中的镉含量和地上部组织中锰含量均显著低于南粳46;敲除系的株高略微下降,穗粒数显著降低并导致其单株产量明显下降,但在低分蘖肥处理中产量下降未达显著。敲除系稻米外观总体好于对照,蛋白质和直链淀粉含量明显高于对照,导致其食味值明显降低。敲除系籽粒中铜、锰和硒的含量显著低于对照,但在施用锌肥和硒肥后可以显著提高...     

杂交大豆配合力及杂种优势分析

为了提高杂交大豆育种效率,进一步提高杂交大豆产量。本研究以5份大豆细胞质雄性不育系为母本,12份恢复系为父本,采用NCⅡ设计方法组配60个杂交组合,对产量、单株荚数、单株粒数和每荚粒数分别进行杂种优势、配合力效应、及其与F1性状的相关性分析。结果表明,F1产量性状中亲优势组合占全部组合的55%,超高亲优势组合占30%,中亲和超高亲优势均?20%的占15%。单株荚数、单株粒数、每荚粒数等产量相关性状的中亲优势组合分别占55%、56.67%和23.33%,超高亲优势率均为负值。17份亲本材料的一般配合力（general combining ability,GCA）变化范围为-27.94%～56.62%,其中6份材料表现为正效应;30个杂交组合的特殊配合力（special combining ability,SCA）为正值,占总体的50%。此外,SCA与F1籽粒产量和单株荚数的杂种优势及其性状值均相关;GCA与产量性状值和单株粒数的中亲优势呈极显著相关,与单株荚数的中亲优势、单株粒数、每荚粒数的超高亲优势及性状值呈显著相关;各性状SCA与GCA之间不相关。单株荚数和单株粒数对产量的贡献较大。产量杂种优势强的组合双亲除具有高的一般配合力,而且兼具有较高的特殊配合力。