科研产出
中国小麦抗条锈病基因育种利用现状与策略
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：小麦条锈病是中国重要的流行性真菌病害，严重威胁国家粮食安全。通过持续应用抗病品种和植保措施，小麦条锈病在中国得到了较好的控制。然而，随着全球气候变化、栽培制度的变革、育种方法技术的改进、产量水平的提高及条锈菌群体结构和毒性频率的不断变异，有必要对新时期小麦抗条锈病基因育种利用现状进行科学评估，以期为广谱持久多抗小麦品种的培育提供依据。本文通过对近年来中国西南、西北和黄淮主产区小麦品种（系）的条锈病抗性进行系统的抗病鉴定、遗传分析和抗条锈病基因分子标记的定位和检测，总结了中国小麦育种中主要抗条锈病基因的利用情况，对中国小麦抗条锈病基因发掘与种质创新、小麦育种中利用的主要抗条锈病基因、新时期抗条锈病基因利用的策略、小麦育种中抗条锈病基因选择和鉴定等进行了论述，并对新时期小麦抗条锈病育种发展方向进行了展望。
关键词： 小麦 条锈菌 兴衰循环 持久抗性 基因聚合 种质创新
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控制玉米株高基因PHR1的基因克隆
《作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：株高属于玉米理想株型育种的一个重要指标,不但影响玉米机械化收获,更与玉米的倒伏性和生物产量密切相关.本研究以低剂量快中子(4.19 Gy)辐照诱变玉米自交系KWS39 获得的矮秆低穗位突变体为研究对象,该突变体命名为plant height reducing mutant-1(phr-1),开展了表型性状的田间调查分析,并利用phr-1×B73 获得的F2 分离群体,借助极端性状混池测序分析法(BSA-seq)及目标区段重组交换鉴定的方法,基于 B73 参考基因组对目标区段内的基因进行挖掘和功能注释,定位候选基因.研究结果表明,在 1 号染色体Bin1.06 区间可能存在变异位点,进而利用大的分离群体结合目标区段多态性标记开发,将目标区段精细定位分子标记到Umc1122 和Umc1583a两个标记之间约 600 kb区间,该区段内存在一个控制株高的已知基因Brachytic2(BR2),BR2 编码一个调控玉米茎秆中生长素极性运输的糖蛋白.候选基因测序结果表明,phr-1 是BR2 基因在第 4 个外显子处插入了 165 bp的序列,导致第 547 位氨基酸变为终止子,蛋白翻译提前终止.phr-1 的基因突变位点和变异方式与已报道的br2-1 单个碱基发生变异位点完全不同,通过等位杂交实验证明了phr-1 突变体就是br2-1 的一个新等位突变体,候选基因就是BR2 基因.本研究为玉米BR2 基因在玉米株高遗传改良中提供了新的种质资源.
关键词： 玉米 株高 穗位高 BSA混池测序 基因定位 功能分析
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96份谷子种质资源淀粉多样性及优异资源鉴选利用
《干旱地区农业研究 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：采用双波长微量法对国内有代表性的96份谷子种质资源的直链淀粉和支链淀粉含量进行了测定，分析其淀粉多样性与直/支比变异类型。结果表明，各品种直链淀粉含量介于0～24.91%,平均值为15.66%,支链淀粉含量介于4.77%～34.26%,平均值为14.67%;44份育成品种和52份地方品种直链淀粉含量变化幅度分别为8.66%～21.81%和0～24.91%;96份谷子的直/支比变化范围为0～3.60,平均为1.18,其中直/支比<0.05的地方品种仅2个，而直/支比>0.33的品种93个，占总数的96.87%。直链淀粉含量小于3.5%的糯性品种3个，其中完全糯性品种2个；高直链淀粉品种4个，直链淀粉含量介于12.0%～18.0%的种质有60份，占总数的62.50%。筛选出适合加工糍粑、汤圆类糯质食品的地方品种3个，为红毛谷、三爪谷和酒谷；可用于加工米粉等高膳食纤维的地方品种4个，分别为金皇谷、金棒子、茄谷和山西白米。96份谷子种质资源中地方品种直链淀粉变异类型较为丰富，育成品种直链淀粉遗传基础相对单一。
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127份甘肃农家小麦品种兼抗条锈病与白粉病鉴定与评价
《植物保护 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：小麦条锈病、白粉病是发生于甘肃陇南乃至全国小麦生产上的最主要病害之一，种植抗病品种是防治病害最经济有效且绿色环保的措施。兼抗种质资源材料的匮乏是制约甘肃陇南小麦条锈病和白粉病品种选育和病害有效防控的主要因素。农家品种是小麦抗病种质资源重要的基因库，开展兼抗病害材料鉴定是准确评价供试材料抗病性的基础性工作。2021年和2022年，在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州温室和甘谷试验站，对127份小麦农家品种进行了苗期、成株期抗条锈病和白粉病性鉴定，结果发现：供试材料中苗期对条锈菌和白粉菌混合菌表现抗病的分别有36份和24份，占28.35%和18.90%;兼抗材料15份，占11.81%。成株期在接种及自然诱发条锈菌和白粉菌条件下，表现抗病的分别有39份和72份，占30.71%和56.69%;兼抗材料有27份，占21.26%。全生育期兼抗材料有11份，占8.66%。抗白粉病基因分子检测结果发现，含有抗病基因Pm2、Pm4a、Pm8、Pm21的分别占30.71%、86.61%、25.20%、3.15%;含有2个及以上基因组合品种有60个，占47.24%。结合前期抗条锈病研究结果，将会为筛选出的优异材料利用和持续解决甘肃陇南兼抗品种匮乏难题提供材料支撑。
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微生物关键种影响植物残体还田条件下木质素酚浓度-基于30年长期有机培肥试验
《土壤 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：探究不同植物残体还田条件下微生物关键种如何影响木质素酚的浓度（木质素酚与土壤有机碳的比值）,旨在为不同有机物料还田培肥土壤提供理论和技术依据。本研究以河西绿洲灌区的灌漠土作为研究对象,开展了30 a以施加绿肥（GM）、小麦秸秆（SW）、氮肥（N）、绿肥配施氮肥（GMN）、小麦秸秆配施氮肥（SWN）以及不施肥（CK） 6种不同施肥处理的培肥试验。结果表明:GM和SW处理的土壤有机碳含量显著高于其他处理;有小麦秸秆参与还田的处理显著提高了总木质素酚浓度以及3种木质素酚类单体的浓度,其中总木质素酚浓度在SW处理中分别比CK、GM、N、GMN和SWN处理高了109%、122%、115%、164%和57%;对比不施肥和施化肥处理,植物残体还田显著提高了微生物关键种F3（盘菌纲,Pezizomycetes）、F26（被孢霉菌纲,Mortierellomycetes）、F173（粪壳菌纲,Sordariomycetes）、B74（阿尔法变形菌纲,Alphaproteobacteria）和B87（放线菌纲,Actinobacteria）的相对丰度。本研究共鉴定出15个关键种,其中关键种B831（属阿尔法变形菌纲）与木质素酚浓度呈显著的正相关关系,并且在SW处理下显著富集。本研究为农业生态系统不同培肥方式下微生物关键种如何影响植物衍生的木质素酚提供了科学参考,为深入了解植物残体还田对土壤有机碳周转的影响提供了理论依据。
关键词： 长期施用绿肥 长期秸秆还田 土壤有机碳累积 木质素酚
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山荆子RALF分析及调控腐烂病抗性成员鉴定
《核农学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究山荆子中快速碱性化因子（RALF）调控苹果腐烂病抗性的分子机制，本研究经生物信息学、表达模式分析以及果实瞬时表达，对部分成员调控腐烂病抗性的分子机理进行初步明确。结果表明，山荆子中包含20个RALF成员，进化上可分为6个亚组。顺式作用元件分析结果表明，山荆子RALF可能主要参与生物和非生物逆境信号的响应。在腐烂病侵染后，MbRALF4和MbRALF9响应腐烂病信号且表达量上调。在富士苹果中瞬时表达MbRALF4和MbRALF9降低了苹果果实对腐烂病的抗性。此外，过表达MbRALF4和MbRALF9抑制激发活性氧（ROS）和病原相关分子模式触发的免疫反应（PTI）信号通路基因的表达。综上，山荆子RALF响应生物胁迫，MbRALF4和MbRALF9可负调控腐烂病抗性。本研究结果可为腐烂病抗性研究提供理论基础。
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黄瓜FRK基因家族的鉴定及其表达分析
《农业生物技术学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：果糖激酶(fructokinase, FRK)是果糖磷酸化过程中主要的催化酶，在调节植物生长发育过程中起关键作用。为了深入研究黄瓜(Cucumis sativus) FRK基因功能，本研究对黄瓜FRK基因家族及其分子特征进行系统鉴定和分析，并对非生物胁迫下的基因表达模式进行分析，结果显示，黄瓜FRK基因家族有12个成员，分布于7条染色体上；编码氨基酸个数为331～588，分子量为35.63～65.90 kD；系统进化分析将黄瓜FRK基因家族划分为3个亚族，每个亚族中的基因结构和保守基序基本一致；启动子序列主要含有光响应、低温响应、干旱响应、激素响应、防御应激和植物生长发育相关等顺式作用元件。组织特异性表达分析显示，黄瓜部分FRK基因在根、茎、叶、雌花和雄花等组织器官中的表达量均较低或不表达，且黄瓜FRK基因具有组织特异性；非生物胁迫表达分析显示，CsaFRK6、CsaFRK8和CsaFRK12在低温胁迫下显著上调表达(P<0.05);CsaFRK2、CsaFRK5和CsaFRK7在盐胁迫下显著上调表达(P<0.05);CsaFRK1～CsaFRK9在干旱胁迫下显著上调表达(P<0.05)，表明黄瓜FRK基因在不同组织器官以及响应非生物胁迫时的表达模式存在差异。本研究为阐明黄瓜的基因功能及响应非生物胁迫提供了参考。
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331份玉米自交系对丝黑穗病的抗性鉴定与评价
《玉米科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：2020-2021年通过田间人工接种对331份玉米自交系进行抗丝黑穗病鉴定。结果表明，4份材料冀资13W154、RA461、18-QTL-18和F2644表现高抗（HR），占鉴定总数的1.21%;5份材料55438-1、18-QTL-14、HA746、B6和T7308表现抗病（R），占鉴定总数的1.51%；冀资S225、F3814、18-HDY-25等61份材料表现中抗（MR），占鉴定总数的18.43%;B317、冀资S516、T5863等185份材料表现感病（S），占鉴定总数的55.89%；冀资H631、CNHS17013、55444-1等76份材料表现高感（HS），占鉴定总数的22.96%。中抗（MR）以上材料黑龙江省14份、内蒙古自治区50份、河北省6份，分别占其本省鉴定数量的29.79%、23.15%、8.82%，来自河北的种质整体抗丝黑穗病水平低于黑龙江和内蒙古。
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灰葡萄孢菌引起的向日葵叶斑和盘腐及热胁迫对病菌菌核形成的影响
《微生物学通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【背景】2022年8-9月，从甘肃省兰州市种植的食用向日葵田中采集到零星发病的叶斑和盘腐病害标样。【目的】明确叶斑病和盘腐病的病原及其生物学特性。【方法】采用单孢分离法进行病原菌分离；通过Koch’s法则明确分出病菌的致病性；采用形态学和分子生物学方法对病原菌进行种类鉴定；通过平板法测定试验菌株的适宜生长温度；观察经30℃（生长抑制温度）培养后试验菌株产菌核特性的变化。【结果】分离得到12株菌落形态不同的葡萄孢属菌株。试验菌株SKY-A-SKY-D接种食用向日葵离体叶片和花盘可引起与自然发病相似的症状，接种发病的叶片和花盘病组织上原接种菌的分出率达100%。试验菌株在PDA平板上15℃和20℃培养10-40 d，大型分生孢子无色至淡褐色，单胞，卵圆形、长椭圆形、球形、近球形、棒状或不规则形，[6.0-14.2 （-20.1）]μm×[6.0-10.4 （-14.9）]μm；菌核表生，黑色，球形、近球形、椭圆形或不规则形，（0.5-11.1） mm×（0.5-5.0） mm；Ⅰ型微菌核红褐色至黑褐色，表生或埋生，（26.9-492.5）μm×（14.9-149.3）μm，微菌核的组成细胞大小为（12.7-35.0）μm×（11.9-25.3）μm；Ⅱ型微菌核近黑色，埋生，（35.8-373.1）μm×（23.9-229.9）μm，微菌核的组成细胞大小为（8.2-16.4）μm×（8.2-14.9）μm；假微菌核由特化的附着胞构成，暗褐色至近黑色，埋生，（32.0-447.8）μm×（19.4-358.2）μm。试验菌株的菌丝适宜生长温度为20-25℃；菌核产生温度为5-25℃。30℃培养7 d后转至20℃培养14 d，可诱导2个不产菌核的菌株SKY-B和SKY-C产生菌核，突变株在继代培养时保持其产菌核能力。BLASTn分析结果显示，试验菌株SKY-A–SKY-D的rDNA-ITS序列（国家微生物科学数据中心登录号为NMDCN00038NP–NMDCN00038NS）与已知灰葡萄孢菌（Botrytiscinerea）序列的相似性达99.8%–100.0%。g3pdh、hsp60和rpb2多基因系统发育分析结果显示，4个试验菌株被聚在B.cinerea的不同亚群里。【结论】引起向日葵叶斑和盘腐的病原菌被鉴定为B. cinerea，这是灰葡萄孢菌引起向日葵叶斑病和盘腐病在我国西北地区的首次报道。首次发现灰葡萄孢菌可以产生2种类型的微菌核。30℃热胁迫处理可诱导不产菌核的灰葡萄孢菌产生菌核，突变株的产菌核能力可遗传。
关键词： 向日葵 叶斑 盘腐 灰葡萄孢菌 菌核 微菌核 假微菌核 热胁迫
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2018–2022年杨凌地区天敌瓢虫、食蚜蝇数据集
《中国科学数据(中英文网络版) 》 2024 CSCD
摘要：农业在杨凌地区具有重要的战略地位,在农作物栽培管理中,合理利用天敌昆虫可以降低农药使用频率,减轻农药残留危害。捕食性瓢虫和食蚜蝇是杨凌田间常见的两类天敌昆虫,能够捕食蚜虫在内的多种害虫。以往,缺乏对杨凌农田生态系统中瓢虫和食蚜蝇类天敌昆虫的系统监测。为明确杨凌地区瓢虫和食蚜蝇资源现状,本研究利用马来氏网和人工调查等方法,收集了2018至2022年该地区瓢虫和食蚜蝇类天敌昆虫资源数据。最终采集捕食性瓢虫标本914头,食蚜蝇标本1440头。其中瓢虫22种,有16种鉴定到种,6种鉴定到属;食蚜蝇14种,12种鉴定到种,2种鉴定到属。天敌昆虫筛检及鉴定均由专业人员完成,保证了数据质量。本数据集提供了天敌瓢虫和食蚜蝇种类、数量以及发生动态等基本数据,同时提供了大量相关物种的标本照片、生态照片以及马来氏网照片、标本瓶照片和附近环境照片,为后续保护利用天敌昆虫提供重要依据。
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