大豆质核互作雄性不育系NJCMS1A的选育及其特性

栽培大豆品种间杂交组合N8855×N2899的F#-1表现雄性不育,经与N2899连续回交4代,选育出综合农艺性状优良、花粉败育率为100%的大豆质核互作雄性不育系NJCMS1A及其保持系NJCMS1B。不育系雌性育性正常,在不同环境条件下雄性不育性稳定。在回交世代BC#-1F#-1、BC#-2F#-1不育株中发现个别花内含有2个雌蕊（周围20个雄蕊）、3个雌蕊（周围30个雄蕊）等异常现象。     

大豆质核互作雄性不育系NJCMS2A的选育及其雄性育性恢复的研究

 在前人工作的基础上 ,以 (N885 5×N16 2 8)F2 不育株为母本 ,N16 2 8为轮回亲本经连续回交 4代 ,选育出了新的质核互作雄性不育系NJCMS2A。该材料在选育过程中的育性表现与NJCMS1A不同 ,农艺性状与NJCMS1A相差很大 ,异交结实率比NJCMS1A也有很大提高。通过 8个品种与NJCMS2A的测交F1育性分析表明 ,有 5个品种可以恢复该不育系的雄性可育性 ,另外 3个品种可以保持其雄性不育性。     

大豆质核互作M型雄性不育系的选育及其育性表现

 用大豆中油89B[代号W#-(202)]品种作母本,分别与W#-(203)、W#-(206)、W#-(207)3个品种杂交,在F#-1代发现不育株;通过正反交测定,属质核互作型;通过连续4～5代核置换回交,获得雌、雄育性较稳定的3个不育系W#-(931A)、W#-(936A)、W#-(933A);这些不育系是栽培大豆与栽培大豆杂交后获得的,故定名为M型质核互作雄性不育系。     

大豆M型质核互作雄性不育系W931A三系配套及强优组合的研究

通过栽培大豆品种间杂交育成的M型质核互作雄性不育系W931A ,雌雄育性稳定 ,农艺性状优良 ,可在黄淮地区直接使用。W931A的雄性不育是属配子体不育类型 ,用它作亲本育成 3个增产幅度达 2 9%～ 46 %的强优组合     

水稻质核互作雄性不育系异交结实率的初步研究

为了研究水稻质核互作雄性不育系异交结实率与父母本的关系,以花籼A(野败胞质)、华农A(野败胞质)、华农A(夜公胞质)、华农A(饶平野稻胞质)共4个水稻质核互作雄性不育系为母本,以抗草种、T180、G72、金华占2号、华航1号、粤香占、HN5413、丰穗占、M22和M31共10个恢复系进行配组,结果表明:不同质核互作雄性不育系异交结实率存在显著的差异;不同恢复系间的异交结实率也存在显著差异;不育系和恢复系互作效应对异交结实率的影响不明显;同质异核不育系的异交结实率的差异达到显著水平,而同核异质不育系的异交结实率的差异不显著。这说明水稻质核互作雄性不育系异交结实率的差异主要受核内遗传物质的影响,细胞质对异交结实率的影响不明显。进而提出了在选育水稻质核互作雄性不育系时,不仅要注意优良异交开花习性,而且还要注意核内遗传物质对异交结实率的影响。     

棉花晋A细胞质雄性不育系及其保持系差异蛋白质组分析

【目的】对棉花晋A细胞质雄性不育系及其同核异质保持系MB177（JB）雄性败育关键时期的花药进行差异蛋白质组研究,为进一步揭示棉花细胞质雄性不育机理奠定基础。【方法】运用双向电泳技术对晋A细胞质雄性不育系及其保持系小孢子发育的造孢细胞时期和小孢子母细胞时期表达的蛋白质进行分离（考马斯亮蓝染色）;采用PDQuest8.0.1软件进行斑点检测,并经统计学分析确定获得差异表达蛋白质;对这些差异蛋白质斑点进行LC-Chip-ESI-QTOF-MS质谱分析,用Mascot软件搜索NCBInr绿色植物,鉴定差异表达蛋白质;对差异表达蛋白质进行GO和KEGG功能分析。【结果】PDQuest8.0.1软件分析表明,晋A不育系和保持系在花药发育的造孢细胞时期和小孢子母细胞时期的花蕾总蛋白质斑点数分别为1 525、1 540和1 554、1 540,这些蛋白质斑点的分子量分布在10-100 kD,等电点分布在3-10。经差异定量研究和统计学分析,共鉴定到15个在晋A不育系与保持系间显著差异表达的蛋白斑点,15个差异蛋白质斑点都得到了质谱特异峰图。对应的蛋白质H（+）-转运ATP合成酶、谷胱甘肽还原酶、线粒体上的ATP酶亚基、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基和UDP-D葡萄糖脱氢酶在不育系与保持系花药发育2个阶段均差异表达;膜联蛋白、S-甲酸谷胱甘肽水解酶、momilactone A 合成酶类似物、一个具有丙二烯氧化环化酶活性的未命名蛋白质和一个位于线粒体上的保守预测蛋白质仅在不育系和保持系花药发育的造孢细胞时期差异表达;β-羟酰-ACP脱水酶、丙酮酸脱氢酶-α亚基以及与花粉发育相关的一个预测蛋白质仅在不育系和保持系花药发育的小孢子母细胞时期差异表达。这些差异表达蛋白质主要参与小孢子与绒毡层发育过程,它们的下调或上调表达可能造成发育与代谢过程的不协调性,产生不正常的小孢子和绒毡层提前解体,从而导致雄性不育。采用荧光定量PCR分析核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基基因和H（+）转运ATP合成酶基因的转录变化,它们在转录水平与蛋白质表达的趋势一致。【结论】晋A不育系的小孢子败育可能与能量代谢紊乱、茉莉酸合成途径损害、细胞内大量ROS积累、查尔酮合酶活性下降有关。雄性不育的产生是一个复杂的生物学过程,涉及到多个基因的相互作用,构成了一个复杂的调控网络。     

大豆质核互作雄性不育系花器官发育生理生化特性的变化

以大豆质核互作雄性不育系JLCMS9 A及其同型保持系JLCMS9 B为试验材料,测定花芽期、花蕾期、成花期中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性以及丙二醛(MDA)、淀粉、可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸的含量,分析3个时期生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、异戊烯基腺嘌呤核苷(iPA)、脱落酸(ABA)的含量及变化.结果表明,在花芽期不育系中的SOD、CAT活性以及MDA、游离脯氨酸的含量均高于保持系,而在花蕾期和成花期相反,其值均低于保持系;不育系的POD活性在花芽期显著低于保持系,在花蕾期和成花期相反,其值均高于保持系;不育系9A的淀粉、可溶性糖含量整体呈上升趋势,在花蕾期和成花期均低于保持系9B.花器官整个发育过程中,不育系9A的IAA含量呈先升后降的变化趋势,iPA含量为逐渐升高趋势,不育系各激素含量均低于保持系.不育系的IAA/ABA、IAA/GA3、IAA/iPA、ABA/GA3的比值与保持系存在差异.由此推断,花器官发育生理特性的异常与大豆质核互作雄性不育有关,花蕾期可能是大豆质核互作雄性不育系花器官生理生化指标发生异常的关键时期.     

双向同步选育油菜质核互作型不育系7103A的研究

利用自育的质不育系104A及对应的保持系104B分别作母本,用自选的双低、高油分、高蛋白、高配合力、早熟的质不育系的恢复系自7103C作轮回亲本,采用双向同步(杂交、5次测交与3次回交2次自交双向同步)转育成新的双低、高油分、高蛋白、高配合力、早熟的质核互作不育系7103A及其对应的保持系7103B。7103A具有低芥酸0.20%、低硫甙17.60μmol/g、高含油量44.42%、高配合力、早熟等优良性状,较易配制出强优势的杂交组合,具有较好的开发应用前景。     

大豆雄性不育系柱头活力研究

对大豆质核互作雄性不育系W931A和可育对照品种9240-25的柱头活力测定结果表明:W931A的雌蕊育性正常,其柱头活力与正常品种相仿.在延迟授知情况下,柱头活力可保持22.5天,以盛花末花期中上部的花柱头活力最强,在同一节位上授粉花数控制在12个范围内,成荚率可高达50%60%.     

栽培大豆起源与演化研究进展

 从大豆属物种的系统进化和栽培大豆起源研究的方法等方面评述了栽培大豆中国东北起源、黄河中下游起源、长江流域及南方起源、日本南部起源等多种假设的依据。在此基础上讨论了多样性中心与起源中心的关系、栽培物种起源与演化的研究方法,以及运用比较实验生物学研究作物进化时的技术性问题。作者倾向于支持栽培大豆南方起源假设。     

大豆耐旱种质鉴定及其与根系的相关研究

从301份大豆品种中按根系类型选取黄淮海和长江中下游地区代表性材料59份,在苗期干旱胁迫和非胁迫条件下对地上部和地下部性状进行2年重复鉴定,发现材料间性状隶属函数值具有丰富遗传变异,以株高、叶龄、根干重和茎叶干重隶属函数的算术平均数为抗旱综合指标,从中筛选出汉中八月黄、晋豆14、科丰1号、圆黑豆等强耐旱型(1级)材料和临河大粉青、宁海晚黄豆等干旱敏感型(5级)材料。比根干重、比总根长、比根体积与耐旱隶属函数平均值均呈极显著正相关,可作为耐旱性的根系性状指标。     

Mitochondrial Proteomic Analysis of Cytoplasmic Male Sterility Line and Its Maintainer in Wheat （Triticum aestivum L.）

To investigate the CMS mechanism of wheat on proteomic level and find the crucial proteins which related to fertility,mitochondria was isolated from young spike of wheat by differential centrifugation and Percoll density-gradient methods.Determined by marker enzyme assays and chlorophyll content,the mainly contaminants in the spike mitochondrial fraction were caused by peroxisomes,plastids and chloroplasts after the first discontinuous Percoll density gradient centrifugation.In order to improve the purity of spike mitochondria,a second 28% Percoll self-forming density gradient centrifugation was further carried out,the result showed that the contaminants were decreased to negligible amount,meanwhile the integrity of mitochondria （88%） was improved to 90%.The spike mitochondria proteins extracted from uninucleate stage of （S）-1376A and （A）-1376B were separated by two-dimensional electrophoresis （2-DE）,and the silver stained gels were analyzed by PDQuest 2-DE software,about 326 protein spots could be visualized on the 2-DE maps,and also revealed a similar pattern between the male sterile line and its maintainer line,except 11 spots were differentially expressed.A total of five differentially expressed proteins were analyzed by matrix-assisted laser desorption ionization time of flight mass spectrometry （MALDI-TOF-MS）,three of them were identified as manganese superoxide dismutase and T5E216 following NCBInr database by the Mascot software.These results may contribute to further understanding of the mechanisms of CMS in wheat.     

大豆异黄酮及其组分含量的配合力和杂种优势

 为了能在大豆异黄酮及其组分的育种中合理选配亲本，利用杂种优势，本研究选用8个异黄酮含量不同的大豆品种采用NCⅡ设计配置杂交组合，对大豆籽粒异黄酮及其组分含量进行遗传分析。研究结果表明，大豆籽粒异黄酮及其组分含量在供试品种间表现有明显的差异，籽粒异黄酮含量和黄豆甙元既受加性效应又受非加性效应的控制，染料木甙主要受非加性效应控制，染料木素、大豆甙元和大豆甙这3个性状的遗传主要受加性效应控制；不同亲本组配的不同组合的GCA和SCA差异较大。在中亲优势测定中，除黄豆甙元含量和大豆甙表现为正向超亲外，其余性状均表现为负向超亲。本研究认为在大豆高异黄酮育种中应选择高异黄酮材料作为亲本之一，选配组合时亲本最好采用高×高类型或高×低类型配置组合。     

Genetic Analysis of Combining Abilities and Heterosis for the Contents of Soybean Isoflavone and Its Components Among the Soybean Varieties [Glycine max (L.) Merr.]

The genetic analysis of soybean isoflavone content and its components were carried out based on the NC Ⅱ mating design in eight soybean varieties. The results showed that the isoflavone contents and its components of soybean seed are quite differences among the tested materials, the contents of isoflavone and daidzein are controlled not only by additive effects and but also by non-additive effects, while the content of genistin is dominated by non-additive effects,and genistein, glycitin and daidzin are mainly controlled by additive effects. There are significant differences in the contents of isoflavone and its components among the combinations derived from different parents. Results also indicated that the tested traits are negatively heterosis except for the contens of daidzein and daidzin are positively heterosis based on the data of the GCA and SCA in average heterosis values. In this research we have a suggestion that soybean variety with high isoflavone should be used as one of the parents in the breeding program, and it is the best choice that the combinations crossed between two high isoflavone varieties or a high variety and a low one.     

胜红蓟对大豆生长和产量的影响

外来入侵杂草胜红蓟已由南向北入侵到我国长江流域,对众多作物构成威胁。大豆是长江流域重要的作物之一。通过田间小区试验,测定胜红蓟不同密度和不同除草时间对大豆生长和产量的影响。结果表明,各处理胜红蓟对大豆的株高、叶片数和产量没有显著的影响。这说明大豆（台湾毛豆75号）品种对胜红蓟具有较强的竞争力和化感作用。     

幼苗期大豆根系性状的遗传分析与QTL检测

【目的】研究幼苗期大豆根系性状的遗传规律并进行QTL定位,推进大豆品种选育进程。【方法】以栽培大豆晋豆23为母本,半野生大豆灰布支黑豆（ZDD2315）为父本及其所衍生的447个RIL作为供试群体,取亲本及447个家系各30粒种子,用灭菌纸包裹后分别于2013年5月27日、6月28日放置在清水培育,每组试验设置3次重复,环境温度20-28℃,幼苗长到V2期,分别于2013年6月8日、7月8日对幼苗期相关根部性状数据进行测量。采用主基因+多基因混合遗传分离分析法和复合区间作图法,对大豆幼苗期根系性状进行遗传分析和QTL定位。定位所用图谱全长2 047.6 cM,包括27个连锁群,232个标记位点。【结果】主根长、侧根数、根重、根体积和茎叶重各形状之间均呈现极显著正相关;下胚轴长和下胚轴重表现极显著正相关,与茎叶重表现出显著正相关。主根长受3对等效主基因控制,侧根数受2对重叠作用主基因控制,根重和根体积受4对等效主基因控制,下胚轴长受4对加性主基因控制,下胚轴重受4对加性-加性×加性上位性主基因控制,以上性状均没有检测到多基因效应。茎叶重受加性多基因控制,没有检测到主基因效应。共检测到24个与主根长、侧根数、根重、根体积、茎叶重、下胚轴长和下胚轴重相关的QTL,分别位于A1、A2、B1、B2、C2、D1b、F_1、G、H_1、H_2、I、K_2、L、M、N和O连锁群上。其中,主根长共检测到5个QTL,分布在B1、L、N、O连锁群上。解释的表型变异范围为7.05%-13.18%。侧根数共检测到4个QTL,分布在A1、D1b、I、L连锁群上。解释的表型变异范围为8.21%-16.43%。根重共检测到3个QTL,分布在F_1、G、N连锁群上。解释的表型变异范围为7.55%-10.85%。根体积,5月27日试验结果,共检测到3个QTL,分布在K_2和M连锁群上。解释的表型变异范围为8.44%-12.39%。6月28日试验结果,没有定位出主效QTL。茎叶重共检测到5个QTL,分布在A1、A2和N连锁群上。解释的表型变异范围为11.43%-38.91%。其中,qSW1-a2-1、qSW2-a2-1和qSW2-a2-1均定位在A2染色体上。下胚轴长,5月27日试验结果,共检测到1个QTL,分布在H_1连锁群上,表型贡献率为7.86%。6月28日试验结果,没有定位出主效QTL。下胚轴重共检测到3个QTL,分布在B2、C2、H_2连锁群上。解释的表型变异范围为7.70%-12.48%。【结论】幼苗期根系性状的遗传机制较复杂,茎叶重受多基因控制,其余性状主要受主基因控制。抗逆品种根系从幼苗期根系生长就表现出发根早、生长快、主根长、侧根多等特点,在实际育种过程中,需要对根系各性状间的关系进行综合考虑,确保根系整体健壮发达,协调统一。     

干旱条件下两个大豆品种非水力根信号特征及稳产性比较

【目的】非水力根信号(non-hydraulic root signal,nHRS)特征在判别植物的干旱适应能力上具有重要意义,研究其与作物生长和产量性状的关系可为抗旱节水农业提供理论支持。【方法】采用盆栽试验,分别于大豆分枝期、始花期和鼓粒期,在土壤渐旱过程中跟踪测定两个大豆供试品种(晋大74和晋豆24)的nHRS特征;测量其在高土壤水分[2007年的高水处理(H)和2008年的充分供水(WW),对照]及干旱胁迫[2007年的低水处理(L),及2008年的轻度干旱(LD)和严重干旱(SD)]处理下收获时的根冠生物量及籽粒产量。【结果】在分枝期,晋大74出现nHRS时的土壤含水量阈值低于晋豆24,在始花期和鼓粒期,则高于晋豆24;在上述3个生育期内nHRS结束时的土壤含水量阈值均以晋大74为高;晋豆24nHRS的平均阈值宽度为田间持水量的9.3%,较晋大74(田间持水量的8.1%)要宽。干旱胁迫可显著降低(P0.05)两品种地上部、地下部干物质重和籽粒产量,且晋大74的降幅大于晋豆24;晋豆24的稳产性高于晋大74;两品种根冠比在较严重的干旱(L和SD)条件下显著提高(P0.05),且晋豆24增幅较大;干旱胁迫条件下,晋豆24的水分利用效率(WUE)显著高于晋大74。【结论】在轻度干旱条件下,产量和WUE较高的晋豆24有较低的根冠比和较好的稳产性可能与非水力根信号土壤含水量阈值范围较宽有关。     

Nectar secretion of RN-type cytoplasmic male sterility three lines in soybean [Glycine max (L.) Merr.]

Significant progress has been achieved in the use of heterosis in soybean and several soybean hybrids have been released in China. However, broad use of hybrid soybean seed is limited due to low seed setting of female parents. Breeding cytoplasmic male sterile(CMS) lines with high out-crossing rate is necessary to solve the problem. The objective of this study was to determine the relationship between out-crossing rate of CMS lines and their nectar secretion. The daily nectar secretion rhythm, meteorological effect on nectar secretion, and differences in nectar secretion among genotypes and years were investigated in 27 soybean CMS lines(A-lines) with their maintainers(B-lines) and restorers(R-lines). The correlation between out-crossing rate of CMS lines and nectar production was also evaluated. Nectar secretion had diurnal variation. Secretion initiated at about 06:00 for most materials and reached a peak at 07:00–08:30 after flower opened, then the nectar secretion decreased gradually. A sub-peak appeared at about 13:00, while the nectar could not be detected at 17:00. Nectar secretion was greatly influenced by the weather conditions. The amount of nectar secretion increased gradually over time during periods of high temperature and no rainfall for several days. Rainy weather and low temperatures inhibited nectar secretion. There were obvious variations of nectar amount among different genotypes tested. Significant nectar variation within a genotype among years was also observed, and the highest nectar secretion was 3-fold higher than the lowest. The amount of nectar secretion from R-lines was significantly higher than that of A-and B-lines. There was no significant difference in nectar secretion between A-and B-lines. A-and B-lines with higher out-crossing rates secreted more nectar. The amount of nectar secretion of A-and B-lines were significantly positively correlated with the out-crossing rate of A-lines.