利用重组自交系和SSR标记进行陆地棉株型QTL的鉴定和定位

通过中棉所12与8891的杂交及多代自交,获得由180个家系构成的重组自交系F8、F9群体。重组自交系群体、两亲本及F1于2002、2003两年种植;对株型性状进行了研究,两年共调查了10个株型形状。利用该重组自交系群体,采用SSR为主体的分子标记构建了遗传连锁图,并对株型性状进行了单位点和双位点水平的QTL定位。结果表明,QTL加性效应和上位性互作效应作为棉花重组自交系株型性状的遗传基础起着重要作用;中棉所12与8891间多态性位点偏少,而表型差异较大且其杂交种湘杂棉二号有很强的杂种优势,QTL互作可部分解释这一现象：结合对产量品质性状的研究结果,认为上位性可能是湘杂棉二号杂种优势的重要遗传基础。     

旱地小麦理想株型与生长冗余

自1968年Donald提出作物理想株型(ideotype)以来,众多学者在如何减少生长冗余、塑造理想株型方面做了大量努力,在旱地小麦育种策略和栽培管理模式创新方面取得了一定进展。而该方面的进展有限,不同领域的研究者对理想株型和生长冗余的认识存在严重分歧。综述了近年来旱地小麦理想株型研究进展,以过去20年黄土高原雨养农业区的观测数据为主进行了集成分析,将产量分别与根系生物量、地上生物量和株高等指标进行回归分析,勾画了旱地小麦在根系、茎秆和分蘖等器官中生长冗余的演变趋势,对生长冗余产生的生态学机制展开了分析,并对理想株型与生长冗余的互作关系进行了讨论。已有的研究进展表明,旱地小麦理想株型演变是一个不断消减生长冗余,但又无法完全消除冗余的复杂过程,一定程度的冗余存在是理想株型发生的物质基础。旱地小麦理想株型育种必须以基因型和环境互作关系为基础,通过减少个体间的竞争强度和个体大小不整齐性,促进物质和能量更多地向籽粒迁移,最终提高种群产量。综上所述,旱地小麦理想株型选择需建立在生长冗余理论基础上,根据生态学基本原理对基因型和表现型进行耦合分析与选择权衡。     

钙对土壤镉有效性的影响及其机理

采用盆栽试验,研究了赤红壤上两种镉污染水平下,施用4种钙量（0、40、100、200 mg·kg^-1）对小油菜生物量、镉吸收量及土壤溶液中钙、镉浓度的影响.结果表明：在低镉或者高镉污染水平下,与对照相比,小油菜干质量均以高钙用量处理的增幅最大,两季平均增加了5.5%（低镉）和17.3%（高镉）;增加钙的施用量,使土壤溶液中钙浓度明显增加,小油菜体内钙浓度也明显增加;当钙施用量为100 mg·kg^-1时,土壤溶液中镉浓度较对照分别增加74.5%（低镉）和31.0%（高镉）,而小油菜体内镉浓度较对照分别降低4.5％（低镉）和13.1％（高镉）.两种镉污染水平下,土壤溶液中钙/镉（质量比）值与小油菜体内镉浓度均呈显著正相关.土壤溶液中钙/镉比值影响土壤镉的有效性,进而影响小油菜对镉的吸收.     

植物茎秆性状形成与发育的分子基础

株型是作物品种改良的重要目标性状, 其中茎秆是最重要的株型性状。植物发育分子生物学研究表明, 茎秆性状的形成和发育受多个重要基因的严格调控。本文从茎秆的发生、形状和分枝的形成等方面对茎秆发育的分子机理进行概述, 以期为植物株型的改良提供理论依据。     

水稻群体冠层光分布及光合作用模型

作物冠层光分布及光合作用模型,是作物栽培学、作物育种学研究的共同基础,对优化设计和评价作物株型、模拟作物生长发育与对环境变化的响应研究都有十分重要的价值.本文根据水稻群体冠层结构的特点,在虚拟切层法的基础上,建立了水稻群体冠层光分布及光合速率模型,模型包括冠层形态子模型、冠层光分布子模型和冠层光合速率子模型等.利用本模型,对设定的15625种水稻株型的光合速率进行了模拟计算,获得水稻最佳株型模型.结果表明,水稻群体光合速率与叶片数、叶含氮量、叶长、叶宽和叶倾角等5因素密切相关;最佳株型的上述5因素在冠层上部取值大,向下逐渐变小.     

遮阴和种植密度对东北春玉米穗部发育和植株生产力的影响

探讨遮阴对玉米穗部特性的影响及其产量效应,可以为应对气候变化与密植栽培条件下的玉米品种选育和高产栽培提供参考依据.本研究选用2个品种(紧凑型‘中单909’、平展型‘内单4’)和2个种植密度(4.5、9.0万株·hm^-2),在吉林省公主岭市开展田间遮阴试验,设置遮阴(遮阴度65%,小喇叭口期-成熟期)和不遮阴(对照)2个处理,研究遮阴和种植密度对不同株型玉米的穗部发育和植株生产力的影响.结果表明: 遮阴显著影响春玉米雌穗发育,造成散粉和吐丝期推迟,导致散粉吐丝间隔期延长3～15 d;遮阴显著降低春玉米干物质积累,籽粒产量下降50%以上(50.8%～87.0%);密植条件下春玉米穗部特性和产量性能受遮阴的影响显著高于稀植栽培;不同玉米品种相比,紧凑型品种的穗部特性和产量受遮阴和种植密度的影响低于平展型品种,紧凑型品种对生态环境变化的适应性较强,耐阴性和耐密性表现出一致性.     

2012年第1期《遗传》封面说明

株高是水稻重要的株型组成因子,水稻矮秆基因是株型改良的重要遗传基础,其大多参与植物内源激素赤霉素和油菜素内酯的合成或信号传导途径,一般具有"一因多效"的遗传性状表现,造成植株矮化的同时也会改变其他性状。通过对所构建的水稻突变体库进行大规模筛选,我们获得一个稳定遗传的矮秆突变体dtl1。与野生型相比,dtl1表现为     

遮荫对凤眼莲生长及其生理适应机制

2011年于南京对凤眼莲进行不同光处理(全天遮荫、7:00～11:00遮荫、11:00～15:00遮荫和15:00～19:00遮荫),遮荫下光强为自然光强的70%,以全自然光为对照(CK),处理25d,每5d分别测定生长指标、单株鲜重、单株干重、光合净光合速率(Pn)、抗氧化酶、非酶系统的总抗氧化能力(AOC)以及1,5-二磷酸核酮糖羧化加氧酶(Rubisco)活性等生理指标,以阐明光强对其生长以及适应机制,为提高凤眼莲生物量提供依据。结果显示:与CK相比,全天遮荫明显降低了叶片数量、叶面积、根长、分株和单株鲜重等生长指标,而11:00～15:00遮荫虽抑制叶片数量和子代分株的产生,但促进根的伸长和叶面积的增加,其单株鲜重比对照增加;同时,还可诱导最大净光合速率(Pnmax),超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和AOC活性的增加,减少了体内丙二醛(MDA)和超氧阴离子自由基(O2.-)的累积,稳定Rubisco活性,减轻光氧化胁迫。研究表明,全天遮荫不利于凤眼莲的生长,但中午遮荫有利于缓解光氧化伤害,促进其物质累积。     

超级杂交水稻谷粒产量与叶光合速率的关系

在2000～2005年期间,通过测定几种超级杂交水稻与普通杂交水稻‘汕优63’的产量构成和叶片光合作用探讨了谷粒产量与光合作用的关系。结果表明:(1)4种超级杂交水稻‘培矮64S/E32’、‘P88S/O293’、‘金23A/611’和‘GD-lS/ RB207’的产量水平显著高于‘汕优63’,是对照的108%～120%。(2)与‘汕优63’相比,这些超级杂交水稻的株型好,上层叶片直立,穗大即每穗粒数多,是对照的125%～177%。(3)与‘汕优63’相比,这些组合第二叶的净光合速率显著提高,但第一叶即剑叶的未必都较高。(4)去半叶处理降低了‘GD-1S/RB207’的结实率,而去半穗处理显著提高了结实率。因此,这些超级杂交水稻的高产原因在于穗大、株型好以及群体光能利用效率高。增加单叶特别是剑叶的光合能力是克服谷粒产量的光合产物源限制和在未来的超级杂交水稻育种中实现产量潜力新突破的关键。     

一个大豆理想株型突变体it1的表型和生理鉴定

突变体是基因功能研究和品种改良的重要材料。本研究对一个中品661 EMS诱变的株型突变体(it1)进行了表型和生理鉴定,旨在为该突变体的利用提供参考。结果表明:与野生型相比,突变体株型紧凑,节间缩短,叶片变小呈深绿色且皱缩;突变体高度降低为野生型的2/3,但节间数目与野生型无显著差别,说明it1株高降低是由每个节间长度缩短造成的,与节间数目无关;突变体的分枝数、荚数、粒数、叶柄长度及夹角、百粒重等产量性状均显著或极显著低于野生型。与野生型相比,突变体叶片叶绿素相对含量和木质素的含量显著高于野生型。本研究结果为控制突变相关基因的定位、图位克隆和功能分析以及育种利用提供了优良种质和理论依据。