本实验室前期以东乡普通野生稻和日本晴为亲本创制了强耐盐染色体片段置换系CSSL91,本研究将其与日本晴和强耐盐种质Pokkati比较,结果显示CSSL91耐盐性与Pokkali相当.以CSSL91与日本晴构建的F2∶3群体为试验材料,日本晴和CSSL91为对照,以耐盐等级和幼苗存活率为指标.结果表明2个指标均成正态分布,QTL连锁定位分析共检测到5个耐盐相关QTL,分别分布于第4、9、10号染色体上,LOD值介于2.95～3.97,表型贡献率为9.83％～18.48％;其中耐盐等级QTL-qST4的表型贡献率最高,其定位在第4号染色体DX-C4-1～DX-S4-16标记间.分离群体分组分析法(BSA,bulked segregation analysis)分析检测到第4号染色体0～5.0 Mb区间有一个超过阈值的QTL,该区间与QTL-qST4重合,QTL连锁分析方法和BSA方法均在第4号染色体的0～5.0 Mb区间定位到耐盐等级QTL,说明QTL-qST4是可靠的耐盐位点;耐盐等级QTL-qST4-1和幼苗存活率QTL-qSSR4均定位在第4号染色体DX-C4-12和DX-C4-13标记间,LOD值分别为3.36和3.92,表型贡献率分别为13.97％和9.49％;在第9号、10号染色体还定位到两个耐盐等级QTL-qST9和QTL-qST10;其中QTL-qST4-1、QTL-qSSR4和QTL-qST10是本研究新定位的耐盐性QTL.本研究结果将为水稻耐盐性相关基因克隆和分子标记辅助改良水稻品种的耐盐性奠定基础.

大米镉超标问题严重威胁人体健康.水稻镉吸收转运基因OsNramp5的功能缺失可有效降低镉在稻米中的积累.为了快速创制镉低积累的水稻新种质,本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除三系杂交稻优质抗病恢复系川恢491(R491)中的镉吸收转运基因OsNramp5,获得了多种不同突变方式的编辑植株,并筛选出单靶点突变无转基因成份的两种纯合突变株系(KO1和KO2).在镉污染土壤中种植并测定野生型和敲除植株糙米的镉含量,结果显示,相比于野生型R491,敲除株系KO1和KO2糙米中的镉含量显著下降,均降低约90％左右.农艺性状调查结果发现,相比野生型R491,KO1突变株系的农艺性状没有显著差异,但KO2突变株系的株高、结实率和千粒重显著降低.因此,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除镉吸收转运基因OsNramp5可快速创制镉低积累的水稻新种质,本研究创制的新种质为加速培育可在镉污染区种植的安全水稻品种提供了新的遗传资源.

目的:通过对呼伦贝尔岭东地区野生大豆(Glycine soja Sieb.)种质资源分布、种群生境及样方内物种组成进行考察、搜集和整理,为该地区野生大豆资源开发、利用和保护提供参考依据.方法:采用野外调查、植物样本采集、资料文献收集等,分析了野生大豆地理分布特征、伴生植物组成及生长状况,并对保护区和非保护区野生大豆保护情况进行了对比分析.结果:呼伦贝尔岭东地区野生大豆大多分布在湿地、池塘、水稻田边机耕路、大豆田边、铁道旁边等地势低洼处,零星分布,也有连片成为群落的.野生大豆在湿地公园区域内株丛数和盖度排序第一,株高平均值为48 cm.伴生植物披碱草(Elymus dahuricus Turcz.)(83丛、盖度7%)、长萼鸡眼草(Kummerowia stipula-cea Maxim.)(62丛、盖度3%)、问荆(Equisetum arvense L.)(52丛、盖度16%)占位优势种.结论:呼伦贝尔地区野生大豆资源较丰富,发展提升空间大,但是对其重要性的认识不到位,造成野生大豆破坏现象十分严重,本次调查为该地区的野生大豆资源的保护和科学利用提供参考依据.

由稻黄单胞菌稻生致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)引起的细菌性条斑病(BLS)是水稻(Oryza sativa)生产上的重要病害,近年来其发病呈快速上升趋势,特别是在我国南方(包括江苏、浙江、福建和广东等地)稻区危害严重.种植抗病品种是防治BLS最理想的措施,但目前生产上严重缺乏可用于育种的优异抗病基因资源.通过人工接种鉴定筛选水稻种质资源,挖掘到2份高抗BLS材料(M1和D1).多菌株系接种结果表明,M1具有非小种特异性广谱抗病(RNS BSR)特征.经遗传群体分析表明,栽培稻M1携带单个显性抗BLS新基因Xo-3.通过混池测序和关联分析,将Xo-3基因初步定位在2号染色体上的一段候选区域内.抗BLS种质资源的挖掘及其抗性遗传基础的解析,将有助于理解水稻-Xoc互作机理,从而培育抗BLS水稻新品种和制定科学的防治BLS策略.

[目的]Heavy metal ATPase(HMA)基因家族广泛参与植物对金属元素的吸收和转运,系统鉴定番茄HMA基因家族成员及其特征,并研究其在应对镉胁迫过程中的功能,为解析番茄重金属转运机制及番茄低镉积累种质创新提供理论依据.[方法]通过生物信息学鉴定番茄HMA基因家族成员,并分析其系统进化树、蛋白理化性质、基因结构、顺式作用元件、基因表达模式等,通过酵母功能互补试验研究SlHMA1 的镉转运活性.[结果]番茄基因组中存在 8 个SlHMAs,分属 2 个亚组.在基因结构方面,各SlHMAs间及与拟南芥和水稻的同源基因之间都存在显著差异.SlHMAs成员启动子区域含有较多逆境响应相关的顺式作用元件,RT-qPCR结果也揭示大多数SlHMAs表达对镉胁迫有不同程度的组织特异性响应.酵母功能互补试验表明SlHMA1 蛋白具有镉转运活性,进化分析表明HMA1广泛存在于植物界,且其ATP水解酶活性相关的氨基酸保守基序DKTGT也在植物界高度保守.[结论]番茄SlHMAs具有HMA家族基因的典型特征,同时也存在功能多样性.SlHMAs及其氨基酸保守基序DKTGT与金属离子转运及镉胁迫响应密切相关,在低镉作物育种方面具有重要应用潜力.

为了鉴定新型水稻突变体ALS179对乙酰乳酸合酶(ALS,acetolactate synthase)抑制剂类除草剂的抗性,本研究以野生型水稻华航31(HH31)、耐咪唑啉酮除草剂水稻ALS627突变体和甲基磺酸乙酯(EMS,ethyl methyl sulfone)诱变的新型水稻突变体ALS179为试验材料,通过不同浓度下的4类乙酰乳酸合酶抑制剂类除草剂包衣浸种和苗期喷施处理,进一步测定表型及相关酶活性指标来探究突变体ALS179的抗性.结果表明,经过除草剂包衣浸种以及苗期喷施处理后,突变体ALS179对苯磺隆、咪唑乙烟酸、双草醚及啶磺草胺具有不同程度的抗性,且乙酰乳酸合酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性随除草剂浓度的升高呈下降趋势.除了20×,30×的咪唑乙烟酸处理条件下过氧化氢酶和过氧化物酶的酶活性低于野生型HH31外,其他处理条件下ALS179的乙酰乳酸合酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的酶活性均高于野生型HH31.因此,本研究发现Ala179Val突变赋予了对ALS抑制剂类除草剂的广谱抗性,为后续ALS类除草剂广谱抗性水稻品系的培育提供遗传种质资源.

《大麦与谷类科学》创刊于1984年,由江苏省农业科学院主管、江苏沿海地区农业科学研究所主办,属中国作物学会大麦专业委员会与江苏省农学会学术性期刊,内容具有创新性、应用性、系统性、导向性.40年来,期刊主要报道大麦、小麦、水稻、玉米、高粱、谷子、燕麦等谷类作物的研究动态和科研成果,内设栏目有:专论与综述、生理与生态、育种与栽培、土肥与植保、资源与环境、贮藏与加工、种质与品种、现代大农业、简讯与信息、人物介绍等.主要作者与读者为从事农业科研与农技推广的科技人员、农业企业经营管理人员及农业大中专院校师生等.

通过"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"项目,对江西省各农业县(市)水稻地方品种资源进行了调查和收集,2017-2019年共收集到水稻地方品种资源321份,对其形态特征、主要农艺性状和品质特性进行了鉴定.从地域分布来看,江西水稻地方品种资源在11个地级市均有分布,主要集中分布于九江、上饶、宜春、抚州、吉安和赣州等6个面积较大且山区丘陵地较多的地级市,这些地区经济欠发达、交通不便,又是少数民族聚集地,农户喜欢以水稻地方品种的稻米为原材料加工美食.江西省水稻地方品种资源存在籼稻与粳稻两个亚种,以籼稻为主,分为早稻、中稻和晚稻,以中、晚稻为主,粘稻和糯稻分别占38.0％和62.0％,种皮颜色种类丰富,有35份红米和紫黑米种质资源.江西水稻地方品种资源遗传变异丰富,多数表现为颖尖秆黄、无芒或短芒,穗型适宜、剑叶及茎秆角度适中、抗倒伏且落粒性适宜;鉴定出15份抽穗期与株高适宜的大穗、多颖花、高结实率、高千粒重的优良品种资源,还筛选鉴定出优异糯稻和有色稻米资源各12份.这些水稻优异地方品种资源具有较大的挖掘潜力,可为水稻新品种选育提供重要的资源支撑.

通过对2017-2021年"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"收集到的福建水稻地方品种资源品质性状进行鉴定与评价,结果表明:在165份白米稻和红米稻中,粘稻的垩白度变异系数最大,其中籼型白米垩白度最高为148.91％,其次为透明度,而糙米率变异系数最小在5.0％以下.糯稻的阴糯米率变异系数最高在70.0％以上,其次是白度和直链淀粉含量2项指标,而糙米率、碱消值、胶稠度3项指标变异系数较小,都在10.0％以下.从米质指标达标率来看,粘稻整精米率和垩白度达标率较低,在50.0％以下,其他指标较高,均在65.0％以上;糯稻整精米率和直链淀粉含量达标率较低,在50.0％左右,其他指标达标率较高,均在65.0％以上.蒸煮食用品质优劣是优质稻评价的一项重要内容,粘稻中蒸煮食用品质3项指标均达到部颁优质3级以上品种占总数的60.7％,糯稻中占总数的35.4％.与福建第二次普查收集到的品种相比,第三次普查收集到的品种中蒸煮食用品质达到优质的品种比例有大幅度的提升.本研究筛选出10份米质达部颁优质的种质资源,可以为今后优质材料创制提供物质基础;另外还筛选出15份高直链淀粉含量种质,可用作加工专用稻新材料创制.本次收集到的水稻地方品种中有色稻资源较为丰富共有32份约占总数的20.0％,可为今后功能性水稻生产及育种提供宝贵资源.今后应加强地方品种品质鉴定评价工作,从中挖掘出优异的种质资源为水稻育种新材料创制提供物质基础,促进和推动优异水稻新品种选育.

水稻的产量和矿质营养品质都是培育高产优质水稻新品种的关键因素.评价和筛选高产优质水稻种质,可为水稻新品种选育提供优异亲本或中间材料.通过测定139份粳稻种质资源8个产量相关性状(株高、穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、千粒重、单穗粒重、结实率和着粒密度)和6个籽粒矿质营养品质相关性状(锌含量、铁含量、钙含量、镁含量、铜含量和锰含量),利用相关性分析和主成分分析等多元统计学方法,综合评价粳稻种质产量和矿质营养品质.结果表明:株高、穗长、每穗总粒数、每穗实粒数、单穗粒重相互之间均呈极显著正相关,矿质元素含量彼此之间呈不同程度的正相关,籽粒锌和镁含量与单穗粒重分别呈显著和极显著负相关.产量性状和矿质营养品质性状的主成分分析均提取到3个主成分,累计贡献率分别为78.432％和71.697％,从中筛选到了4个产量关键性状和5个矿质营养品质关键性状.结合产量和矿质营养品质综合性评价结果,共筛选到Hungarian No.1和牡10-815两份高产且矿质元素含量较高的种质.聚类分析结果显示,139份种质可划分为4个类群.类群Ⅰ仅包含2份高矿质营养含量种质;类群Ⅱ包含有41份种质,其锌含量相对较高,但产量性状较差;类群Ⅲ和Ⅳ分别有69份和27份种质,其产量性状表现较好,但类群Ⅲ的矿质营养含量相对较低,而类群Ⅳ的锰含量和钙含量相对较高.本研究结果可为高产优质水稻新品种选育提供理论依据和优异种质.