科研产出
谷子PEPC基因的鉴定及其对非生物逆境的响应特性
《作物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(phosphoenolpyruvatecarboxylase,PEPC)是C4植物光合作用关键酶,并在植物多种代谢途径及逆境信号应答过程中起重要作用。本研究通过序列比对,从谷子基因组中筛选出6个SiPEPC候选基因。SiPEPC蛋白特征参数相似度很高,序列非常保守,都含有PEPC基因特征功能域PEPcase Motif。SiPEPC成员主要被定位在细胞质、细胞核和线粒体。在SiPEPC成员启动子序列中含大量有光、激素、逆境以及其他生长调控相关的顺式应答元件。苗期逆境qRT-PCR表达谱分析表明,5个SiPEPC基因(SiPEPC1、SiPEPC2、SiPEPC3、SiPEPC5、SiPEPC6)不同程度受ABA、PEG、高盐和低温诱导表达,表明其参与了苗期对非生物逆境的响应。5个SiPEPC基因表达量在正常生长条件下随着谷子的生长呈增强趋势,且在不同生育时期干旱胁迫下明显增加,表明其参与了拔节、抽穗、灌浆期的干旱胁迫应答。拔节期弱光可诱导5个SiPEPC基因的表达,而在拔节期中等强度光照以及抽穗期和灌浆期的中等光照和弱光照下表达量均急剧降低,揭示光照强度严重影响SiPEPC基因的表达。
关键词： 谷子 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 非生物逆境 表达分析
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抗旱节水小麦分子遗传育种研究进展
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：干旱缺水等自然灾害会导致小麦产量年度间变幅较大,尤其在小麦主产区黄淮地区更为严重。小麦抗旱节水育种是应对干旱的重大措施。本综述对小麦抗旱节水常规育种、抗旱节水分子遗传育种相关性状QTL定位、抗旱相关功能基因克隆鉴定、转基因等方面的研究进展进行了综述。水旱亲本杂交与异地交叉选择是卓有成效的常规育种方法,通过分子标记鉴定了关于根重、根长、胚芽鞘、高水分利用效率等相关性状的大量QTL;42个抗旱相关基因被克隆并进行基因功能分析和验证,均从不同代谢通路上影响着小麦抗旱性;14个来自不同供体的抗旱相关基因被研究者导入小麦品种后,转基因小麦植株的抗旱能力均得到不同程度的提高,部分植株在产量和其它抗逆性方面也得到提高。以上研究进展为抗旱节水小麦分子设计育种提供了理论依据和发展方向。
关键词： 旱地小麦 水分高效利用 QTL定位 基因克隆 转基因
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谷子CIPK基因(Seita.5G145900)对非生物逆境的响应
《核农学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：在谷子基因组中鉴定出一个CIPK(Seita.5G145900,命名为SiCIPK19)基因。为揭示SiCIPK19对逆境胁迫的响应,对其基因结构、蛋白特征、功能、进化等性状进行了系统的分析和预测,并用实时定量PCR(RT-qPCR)检测了其在谷子苗期不同逆境及关键生育期干旱胁迫下的表达。结果表明,SiCIPK19基因位于谷子5号染色体,基因组序列长1 353 bp,编码450个氨基酸,基因无可变剪切,且不含内含子。功能域分析和多序列比对发现,SiCIPK19蛋白具有非常保守的序列结构,与其他植物CIPK蛋白也非常相似。RT-qPCR分析表明,SiCIPK19基因被聚乙二醇6000(PEG 6000)、ABA、高盐和低温胁迫强烈诱导。此外,SiCIPK19基因在谷子拔节期、抽穗期和灌浆期干旱条件下参与了对干旱胁迫的响应,推测该基因参与谷子对非生物逆境的应答,尤其在抽穗期和灌浆期干旱胁迫应答中发挥重要作用。本研究结果为进一步分析CIPK基因逆境应答机制,以及利用基因工程方法改善谷子抗逆性和提高产量提供了理论支持。
关键词： 谷子 CBL互作蛋白激酶(CIPK) 基因 非生物逆境
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不同来源芝麻种质资源的表型多样性分析
《植物遗传资源学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以246份我国不同来源芝麻种质资源为参试材料,对其14个表型性状进行遗传变异分析,结果表明,参试材料的14个表型性状中,遗传多样性指数以株高和单株蒴果数两个性状最高,均为2.06,变异系数以蒴果棱数最高,为60.73%。对参试材料14个表型性状进行主成分分析,结果表明,前5个主成分因子累计贡献率达67.527%,分别为产量因子、蒴果因子、株型因子、茸毛因子、蜜腺因子。通过系统聚类,在遗传距离为8.0时,将参试芝麻种质资源分为5个类群,其中类群Ⅰ各性状中等,具有一定增产潜力,类群Ⅱ综合性状均较好,属于高秆、高产芝麻优异材料,类群Ⅲ为高产、分枝芝麻材料,类群Ⅳ为高秆、多蒴粒芝麻特异材料,类群Ⅴ为矮秆、短节间芝麻特异材料。同时对不同来源芝麻群体进行分析,将6个芝麻群体分为4大组群,组群I为河南、湖北、河北芝麻群体,组群Ⅱ为山西芝麻群体,组群Ⅲ为陕西芝麻群体,组群Ⅳ为重庆芝麻群体,其中山西芝麻群体平均变异系数和遗传多样性指数均最高。本研究为我国芝麻种质资源高效利用、亲本选择、品种改良提供理论基础。
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晚熟鲜食葡萄新品种'翠香宝'
《园艺学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：‘翠香宝’是从‘瑰宝’ב秋红’后代中选出的晚熟鲜食葡萄新品种,集合了母本玫瑰香味和父本脆肉特性。果穗双歧肩圆锥形,穗大,平均穗质量666 g;果粒着生中等紧密,大小均匀,椭圆形,平均单粒质量8.5g;果皮绿黄色,皮薄且韧,皮肉不分离;果肉脆,有典型玫瑰香味,品质佳,总糖17.61%,总酸0.46%,糖酸比38︰1;可溶性固形物20.8%,每果粒种子数2～4粒,种子中等大。在山西地区9月下旬果实成熟,适应性强,抗病性强,丰产稳产;产量27 t·hm-2。
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冬麦春播小麦对苗期干旱胁迫的生理响应
《甘肃农业大学学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]通过测定小麦生理生化指标,研究冬麦春播小麦苗期抗旱胁迫的机制,并比较2个品种的耐、抗旱性.[方法]以'宁麦13''扬麦20'为材料,在小麦苗期以聚乙二醇6000(PEG 6000)模拟干旱胁迫,设置0(T0)、8%(T1)、16%(T2)、24%(T3)4个梯度,测定分析干旱胁迫下植株幼苗生长及生理变化.[结果]干旱胁迫抑制小麦叶面积增长,使叶片相对含水量下降,相对电导率、丙二醛含量和可溶性蛋白含量在胁迫后期均显著上升(P<0.05);T2处理下'宁麦13''扬麦20'的叶相对电导率分别增加23.0%、58.6%,相对含水量下降54.2%、63.6%,可溶性蛋白含量增加32.7%、35.0%,MDA含量的抗旱系数为229.6%、182.5%,'宁麦13'的耐、抗旱性较强.[结论]冬麦春播小麦通过增加渗透调节蛋白来适应苗期干旱胁迫,持续干旱胁迫12 d、PEG 6000浓度≤16%时,'宁麦13'比'扬麦20'表现更强的耐旱性,可作为忻定盆地冬麦春播的优选种质材料.MDA含量可作为监测小麦苗期干旱胁迫的首选指标.
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玉米雄性不育系晋玉1A的选育及其特性
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]利用分子生物学和细胞学方法确定晋玉1A的雄性不育类型,鉴定玉米种质资源对该不育系的恢保关系,并测定其一般配合力和特殊配合力,为应用晋玉1A雄性不育系开展杂交育种工作提供依据.[方法]在海南乐东、山西晋中、忻州和运城,调查晋玉1A连续3年田间的育性;对晋玉1A与郑58的雄花、花药、花粉进行观察比较;对晋玉1A与昌7-2杂交F1代的花粉进行I2-KI染色观察;用专性PCR方法对晋玉1A的不育类型进行鉴定;以晋玉1A作母本,与1 58个自交系进行测配,对F1代进行田间育性调查,以筛查与之适配的恢复系与保持系;对以晋玉1A配制的可育杂交种F2代群体和BC1群体,进行育性调查;对晋玉1A及郑58与1 0个玉米自交系杂交F1代的籽粒产量性状进行一般配合力和特殊配合力分析.[结果]晋玉1A在以上4个地点,连续3年的田间不育性状保持稳定.晋玉1A与郑58的雄花外形相似,但其颖壳不开裂,花药不外露,无花粉散出.I2-KI染色表明,晋玉1A的花粉完全败育.对晋玉1A与昌7-2杂交F1代植株花粉的显微观察表明,64.4%的花粉粒能够被I2-KI正常染色,35.6%花粉粒败育,说明该不育系属于配子体不育类型.经专性PCR鉴定,晋玉1A和昌7-2的细胞质都属于S型雄性不育细胞质类型.昌7-2核基因组携带恢复基因,掩盖了其细胞质雄性不育的表型.郑用琏等设计的专性鉴定引物特异性更强.在以晋玉1A作母本进行测配的158个自交系中,鉴定出96个保持类型,47个恢复类型和15个半恢复类型.在以晋玉1A配制的可育杂交种F2代群体中,存在3.1%-8.7%的不育株,表明恢复系中存在微效恢复基因.晋玉1A和郑58分别与1 0个自交系配制的同父异母杂交种之间籽粒产量差异不显著;对这些杂交种F1代配合力分析表明,晋玉1A的一般配合力略高于郑58.[结论]晋玉1A属于S型胞质雄性不育系,其不育性状稳定,花粉完全败育,在现有玉米种质资源中有一定量的恢复与保持类型材料.它与昌7-2杂交的F1代植株能够产生正常雄穗并散出可育花粉.微效恢复基因的存在使得花粉可染率向可育方向偏移,并导致F2群体中出现不育株.用晋玉1A和郑58分别与相同父本配制的杂交种间的产量均无显著差异,晋玉1A的一般配合力比郑58略高,可以在玉米杂交种选配中使用,也可用于转育新的不育系.
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玉米OFP基因家族全基因组鉴定及表达分析
《分子植物育种 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：OFP (OVATE family proteins)基因家族是植物特有的一类转录因子,广泛存在于植物各个组织中,参与调控植物的生长发育、抗逆等.然而在玉米研究中该家族成员未见报道.为解析OFP家族基因在玉米基因组中的特征,使用HMMER软件对玉米基因组中的OFP家族成员进行筛选,利用Pfam数据库对筛选的结果进行分析,包括基因定位、motif预测、进化分析、顺式作用元件分析及亚细胞定位预测,同时对玉米与拟南芥和水稻基因组中的OFP家族基因进行共线性、选择压力分析,最后再分析了干旱处理下穗发育过程中的家族成员基因表达水平.结果筛选到玉米OFP家族基因共43个,在10条染色体上均有分布,其中3号染色体上的数目最多为8个,5号染色体分布最少仅有1个;进化分析发现玉米OFP家族成员归为3个亚类;motif分析中共鉴定到8个motif基序,其中motif 1和motif 2为玉米OFP家族基因最保守的两段基序;在对启动子顺式作用元件分析中发现与胁迫相关的OFP基因共10个,其中有5个基因顺式作用元件与干旱胁迫相关;与拟南芥4个基因存在共线性,与水稻的17个基因存在共线性,其中玉米Zm00001d034973和水稻LOC_Os08g01190、Zm00001d038024和LOC_Os05g36990这两对基因被鉴定为存在高度同源,Zm00001d012282和Zm00001d038283在玉米中正调控响应干旱胁迫;大部分OFP基因在进化选择压力中Ka/Ks<1,受到纯化选择作用,仅有1个基因在与水稻的进化中Ka/Ks>1,在进化过程中受到选择;多个玉米家族基因被预测定位到细胞核内;干旱处理后的OFP家族基因大部分显著下调,且在穗发育阶段差异显著,其中Zm00001d038473可较早响应干旱胁迫.本研究可为玉米OFP家族基因的功能尤其响应干旱机理提供一定的研究基础.
关键词： 玉米(Zea mays) OFP基因家族 共线性 基因表达
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山西省近二十年审定小麦品种的农艺和品质性状变化
《麦类作物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为研究近20年来山西省审定小麦品种的农艺性状和品质性状的演变情况,以1997-2018年山西省审定的175个小麦品种为研究对象,总结分析其农艺性状和品质指标的演化规律.结果 表明,山西省近20年来审定品种产量水平呈显著上升趋势;株高呈下降趋势,但中部冬麦区水地审定品种株高过高,有倒伏风险;产量三因素中,穗粒数稳步提升,南部中熟冬麦区品种的穗粒数均高于中部晚熟冬麦区品种,千粒重变化不明显,但“十三五”时期审定的旱地品种千粒重下降明显,单位面积穗数呈显著上升趋势.山西省近年来审定品种品质性状没有显著变化,籽粒蛋白含量、湿面筋含量、沉降值和稳定时间均没有显著提高.山西省今后一段时间的育种目标仍然是品质与产量的协同提高,水地品种应在保证穗数和粒重的基础上加强穗粒数的选择,旱地品种应注重穗粒数和粒重的选择.
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