科研产出
玉米ZmHsf04基因的克隆和特性及其对耐热性的调控
《农业生物技术学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：植物热激转录因子(heat shock transcription factor,Hsf)能够与热激蛋白基因启动子区域的热激元件结合而直接启动热激反应,因此成为热胁迫下基因转录激活信号转导通路中重要的调控因子。前人推测玉米(Zea mays)中至少有30个Hsf家族成员,其中A族18个,A2亚族4个。本实验室在前期对A1亚族Zm Hsf06结构、特性及其抗旱耐热性功能研究的基础上,采用同源克隆技术,从玉米幼叶中克隆获得A2亚族基因ZmHsf04(Gen Bank登录号:GRMZM2G010871_P01)的完整编码序列,序列全长1 074 bp,编码357个氨基酸残基。蛋白质结构包含Hsf家族DNA结合结构域,含有核定位信号(KRKELEDTISKKRRR)、核输出信号(LAQQLGYL)和激活结构域(LKMFESGVLN)等完整的功能结构域。蛋白序列与高粱(Sorghum bicolor)SORBIDRAFT_01g021490的同源性最高,达90%。荧光定量分析表明,正常生长条件下ZmHsf04在玉米多个组织器官中表达,幼嫩花粉中表达较高,约为幼嫩根系对照的16倍;ZmHsf04的表达水平受42℃热胁迫和外源脱落酸(abscisic acid,ABA)显著上调,最高表达量达正常对照的340倍,叶片峰值出现的时间分别为30 min和24 h;ZmHsf04也受水杨酸(SA)和H2O2上调表达,上调幅度低于热处理,最高表达量不超过12倍,显著低于热激或ABA处理,峰值出现相对滞后;用SA和H2O2分别预处理再热激,ZmHsf04的表达水平无明显差异。通过在洋葱(Allium cepa)表皮细胞中瞬时表达并观察绿色荧光蛋白(green fluorescence protein,GFP)荧光发现,ZmHsf04定位于细胞核。通过将ZmHsf04转化酵母(Saccharomyces cerevisiae)并进行50℃水浴热胁迫处理发现,ZmHsf04在酵母中可被半乳糖诱导蛋白表达,热胁迫同时降低正常和转ZmHsf04酵母的生长势,但与转空载体对照相比,转ZmHsf04基因酵母表现更强的耐热性。研究结果表明,ZmHsf04在植株花粉发育和热胁迫响应过程中可能发挥重要的调控功能。该研究为进一步解析ZmHsf04的功能及其调控机制提供理论和技术依据。
关键词： 玉米 热激转录因子ZmHsf04 亚细胞定位 耐热性
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大豆姊妹系品种冀豆17和冀nf58的光合、生理特性及其与产量性状的相关分析
《河南农业科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：于2013—2015年连续3 a田间种植姊妹系大豆品种冀豆17、冀nf58及双亲,调查产量及相关的农艺性状,测定盛花期、盛荚期和鼓粒期叶片的净光合速率以及可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、过氧化物酶活性等生理指标,比较冀豆17和冀nf58及其双亲生长发育过程中光合速率等生理指标差异及变化,并分析这些生理指标与产量的相关性,为大豆高产育种提供理论依据。结果表明:冀豆17和冀nf58的产量及相关农艺性状均高于双亲,其中冀豆17和冀nf58的产量、株高、主茎节数和3个时期的生物量均显著高于双亲,冀豆17的单株粒质量、百粒质量显著高于双亲;冀豆17和冀nf58在盛花期、盛荚期、鼓粒期的净光合速率均高于双亲,其中,冀豆17在盛荚期和鼓粒期都显著高于双亲;冀豆17和冀nf58的可溶性糖和可溶性蛋白含量在盛花期、盛荚期、鼓粒期均高于双亲,且盛花期超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷氨酰胺合成酶的活性也均高于双亲。相关分析表明,产量与3个时期的生物量呈极显著正相关,与盛荚期和鼓粒期的净光合速率、3个时期的可溶性蛋白含量呈显著或极显著正相关,与盛荚期的可溶性糖含量、盛花期和盛荚期超氧化物歧化酶活性、盛花期谷氨酰胺合成酶活性呈显著或极显著正相关。盛荚期和鼓粒期的净光合速率、3个时期的可溶性蛋白含量、盛荚期可溶性糖含量、盛花期超氧化物歧化酶活性和谷氨酰胺合成酶活性较高时有利于大豆产量的提高,因此,这些生理指标可作为大豆高产育种的理论依据。
关键词： 大豆 姊妹系 冀豆17 冀nf58 生理特性 产量性状 相关分析
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棉花GhbHLH基因的克隆与表达分析
《分子植物育种 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：bHLH(basic helix-loop-helix,bHLH)家族基因在植物生长发育和非生物胁迫应答中发挥着重要的作用。本研究从前期构建的棉花cDNA文库中发掘得到一个新的GhbHLH基因,该基因开放阅读框全长600 bp,编码199个氨基酸,序列分析表明,该基因具有典型的helix-loop-helix结构域。荧光定量PCR表明,GhbHLH在棉花根、茎、叶和纤维中均有表达,并且能够受高盐、PEG、低温、ABA和Me JA等的诱导表达,亚细胞定位结果表明,GhbHLH在细胞核内表达。推测该基因可能作为调控因子在棉花非生物胁迫应答中发挥作用。
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全生育期UV-B辐射增强对棉花生长及光合作用的影响
《中国生态农业学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：植物光合系统是UV-B辐射最初和最重要的作用靶标。本文在大田条件下进行紫外灯照射处理,研究全生育期UV-B辐射增强(高于环境20%和40%)对棉花形态、干物质积累、光合色素和产量的影响,并通过分析棉花主茎功能叶片的气体交换参数和叶绿素荧光参数,探讨UV-B辐射增强影响棉花光合作用的机制。结果表明,UV-B辐射增强抑制了棉花生长和干物质积累,籽棉产量显著降低,且UV-B辐射越强,抑制作用越明显。随UV-B辐射的增强,棉花主茎功能叶的净光合速率(P_n)在各生育期均显著降低,叶绿素含量呈先升高后降低趋势,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)未发生变化,胞间CO_2浓度(Ci)反而升高,说明P_n下降主要由非气孔限制因素造成。对叶绿素荧光参数的分析表明,PSⅡ的最大光化学量子产率(F_v/F_m)、实际光化学量子效率(ΦPSII)、线性电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)随着UV-B辐射的增强而降低,非光化学猝灭系数(NPQ)则显著升高,且各叶绿素荧光参数与Pn变化均显著相关;慢速弛豫NPQ(NPQS)及其在NPQ中的比例均随UV-B辐射的增强而显著提高,表明PSⅡ反应中心受损,光化学效率降低。以上结果证明,全生育期UV-B辐射增强降低了棉花的光合叶面积、叶绿素含量和净光合速率,引起棉花生长与物质积累受抑,产量降低。UV-B辐射增强引起的光合速率下降与PSⅡ反应中心遭到破坏密切相关。
关键词： UV-B辐射增强 棉花生长 气体交换 光系统Ⅱ(PSⅡ) 叶绿素荧光参数 慢速弛豫NPQ
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东北春谷区近年来谷子育成品种的评价
《中国农业科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：【目的】通过对11年来东北春谷区育成的谷子品种产量、农艺性状进行相关分析,为东北春谷区谷子新品种选育、推广、资源利用和育种方向提供理论指导。【方法】基于2005—2015年国家谷子品种区域试验东北春谷区生育期、株高、单穗重、穗粒重、出谷率、千粒重、产量等农艺性状数据,结合东北春谷区生态区域类型特点,研究参试品种的农艺性状变化规律,对参试品种及通过鉴定品种的产量、主要农艺性状用DPS软件进行比较与分析。【结果】2005—2015年参试品种共有60个,按照全国农业技术推广中心的谷子品种鉴定标准,11年间通过鉴定的品种18个。参加区试的品种和通过鉴定品种的农艺性状平均值在年度间存在一定的变异,受气候条件因素影响较大,2010年通过鉴定的品种的产量较2005年增产4.6%,2015年通过鉴定的品种产量分别较2005年和2010年的品种增产12.62%和7.66%,总体来看育成品种表现出产量逐步增加的趋势。育成品种的产量增产幅度因品种类型不同而有一定的差异,单就产量而言,11年间九谷23、九谷14和龙谷31增产幅度超过10%,是增产幅度较大的品种。通过对18个鉴定品种农艺性状与产量进行相关和多元逐步回归分析表明,产量与单穗重、穗粒重呈极显著正相关;生育期、株高、单穗重、出谷率、千粒重和公顷穗数决定了产量90.98%的变异。过去11年东北春谷区利用夏谷血缘育成的品种九谷23,表现较突出,且株高约115 cm,株高显著低于其他品种,代表着东北春谷区育种的整体方向。【结论】东北春谷区谷子品种的选育取得了一定的进步,2005—2015年参试品种及通过鉴定品种的产量有逐年增加的趋势。单穗重和穗粒重对产量影响最大,同时农艺性状受品种特性、气候、栽培条件等多种因素影响,因此,育种中应在注重单穗重和穗粒重的同时,兼顾株高、生育期、抗性等其他因素对产量的影响,特别是应该降低株高和缩短穗颈长,使新培育的品种适应机械化轻简栽培,并继续加大抗除草剂品种和优质品种的培育,满足中国种植业结构调整和人们膳食结构改善对轻简栽培和优质品种的追求。
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蒲公英苗期盐胁迫反应及耐盐阈值的确定
《西北农业学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为筛选耐盐蒲公英品种,采用盆栽试验,分析不同盐分质量分数的滨海原土对蒲公英幼苗的生长发育及体内不同部位Na~+和K~+质量分数及K~+/Na~+的影响,通过相关性分析和回归分析,确定蒲公英幼苗期耐盐鉴定指标和耐盐阈值。结果表明,随着土壤盐分质量分数的增加,幼苗存活率、叶长、叶宽、叶片数、地上和地下干物质质量均有所下降,但较低盐分(0.2%)可促进幼苗生长;地上部Na~+和K~+质量分数及K~+/Na~+均与土壤盐分质量分数相关,而地下部这些指标与土壤盐分质量分数相关性不大;确定了蒲公英苗期耐盐鉴定指标为叶长,耐盐阈值为0.42%。
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基于核磁共振法的花生品种含油量遗传变异分析
《中国油料作物学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：建立准确快速而且不破坏种子的含油量检测方法,对花生品质育种至关重要。本研究利用非破坏性的核磁共振法与索氏提取法对60份黄淮及长江地区主推品种的含油量进行了测定,结果表明两种方法测定结果差异不显著。利用核磁共振法对4个生态环境下种植的60份花生品种进行了种子含油量鉴定,发现含油量在不同环境中表现出极显著差异,其中石家庄种植材料的含油量最高,周口种植材料的含油量最低。综合分析4个环境的鉴定结果,中花16、中花15和冀花11号等3个品种在4个环境中含油量均高于55%。利用195对多态性SSR引物对60份材料进行遗传多样性分析,基因多样性指数和多态信息含量指数(PIC)的平均值分别为0.393和0.349,60份花生品种之间的遗传距离为0.049~0.731,平均为0.388,遗传距离大于0.5的材料所占比重为23.95%。SSR标记与含油量相关性分析结果显示,有11个SSR引物与含油量极显著相关,其中,7个标记位点包括AGGS1280-288、AGGS1442-201、AHGS0288-182、AHGS1578-266、AHGS1891-276、AHGS2036-200和GM1940-122与高含油量相关,这些相关标记和标记位点为花生含油量QTL分析奠定了基础。
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河北省低平原区近16年来农田施肥量、作物产量和养分效率的变化特征
《中国土壤与肥料 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：为阐明近16年来河北省低平原区农田养分管理措施对作物产量和养分效率的影响,提高农田养分管理技术水平,对1998~2014年在河北省开展的6个土壤肥力定位监测试验进行了统计分析。结果发现,河北省低平原区小麦氮、磷、钾肥施用量一直维持在较高的水平,年平均施用量分别为315.2、199.5和173.2 kg/hm~2。玉米施肥量逐年增加,2014年氮、磷、钾施用量分别为247.0、69.8和128.5 kg/hm~2。小麦、玉米施肥区产量分别较1998年提升了40.7%和72.4%,小麦无肥区没有明显增产,玉米无肥区产量提高了36.1%。施肥量增加对小麦产量没有明显的影响,但对玉米产量增加有显著的促进作用,其中氮素是影响玉米产量的最主要因素。小麦的氮肥偏生产力和农学效率因施肥量较高在过去16年间没有明显的变化,而玉米则随时间和施肥量的增加呈下降趋势。土壤基础地力对小麦、玉米产量的贡献率呈逐年下降的趋势。
关键词： 长期定位监测 施肥量 土壤基础地力贡献率 小麦 玉米
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十五年区试数据分析展示谷子糜子育种现状
《中国农业科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：谷子(Setaria italica Beauv.)和糜子(Panicum miliaceum L.)是中国起源的古老粟类作物,在旱作生态可持续农业建设和种植业结构调整中具有重要作用,也是应对未来更加干旱环境的战略储备作物。自2001年到2015年,全国农技中心组织国家谷子糜子区域试验,对这个时期培育的谷子糜子品种的产量、适应性和品质进行综合鉴定,积累这个时期谷子糜子育成品种的产量和农艺性状表现的基础数据。本期《中国农业科学》发表了6篇对过去10—15年谷子糜子育成品种产量和农艺性状表现的分析评价文章,这些文章从整体上梳理了中国华北夏谷区、西北早熟区、西北中晚熟区、东北春谷区和糜子育成品种的产量水平、育种进步的性状和存在问题等,也提出了近期及将来的育种目标。本文是对这6篇文章进行的简评,希望能引导这6篇文章的深入研读。谷子糜子育种的突破有赖于关键性亲本的发现、创制和利用,以及有益产量性状累加育种技术的突破;商品性优质、食味优质、功能性优质专用和中矮秆适合机械化轻简化栽培应成为谷子糜子育种最应关注的重点方向。
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沧州盐碱地紫花苜蓿根际促生细菌的筛选
《草业科学 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：本研究以河北省沧州黄骅市紫花苜蓿(Medicago sativa)为研究对象,对采自黄骅地区常郭乡赵子札村、羊二庄镇张八寨村及旧城镇云庄村等10个地点的紫花苜蓿根际土壤进行细菌分离纯化和培养,获得134株根际细菌。进而将其接种到紫花苜蓿植物种苗,培养60d后,比较分析了接种不同根际促生菌对植物生长的促生影响,选择了30株促生细菌优良菌株,并且对30株细菌菌株进行了溶磷能力和分泌生长素能力的测定。结果表明,菌株EF2对植物干重增重影响最为显著(P<0.05),其溶解有机磷和无机磷能力也最强;菌株LF13分泌生长素的能力最强,其对株高的影响较为明显。研究最终初步筛选出9株溶磷能力和分泌生长素能力较强并能促进紫花苜蓿显著生长的根际细菌。
关键词： 根际土壤 溶磷 分泌生长素 株高 干重 优良菌株 筛选
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