光合作用的调节控制

作物群体的光能利用与生物产量有直接联系,并通过光合产物的分配而与经济产量紧密相关,一切内外因素(包括遗体、生理、环境及各种措施等)最终都要经由调节光合作用及其产物的分配而影响经济产量的。人们一直在努力了解植物光合作用的调节控制机理及寻求影响其运转的措施,希望使作物在各种条件下,尤其是在与形成产量密切相关的时刻,能高效率地进行光合作用,从而达到增产的目的。光合作用的调节控制问题,现在正趋向研究高潮。这次第五届国际光合作用会议中所报告的内容     

小麦旗叶直立转披动态过程对其高光效的影响

以旗叶直立转披型小麦小偃81 (Xy81)、旗叶直立转半披型(中间型)小偃41(Xy41)和旗叶直立型小麦小偃6 号(Xy6)为材料, 对旗叶的生长动态变化、解剖结构特征、光合速率、叶绿素含量、群体光合速率以及透光率等进行比较观察和测定. 通过对Xy81与Xy41及Xy6进行比较结果显示, 旗叶的叶片厚度、叶面积、叶肉细胞形态、叶绿体中类囊体垛叠数、光合速率和叶绿素含量等参数之间无显著区别. 特别值得注意的是, Xy81的旗叶叶片生长角度在灌浆期具有明显的动态变化规律, 即从直立转为下披. 在此过程中, 该品种的叶绿素含量无显著变化, 其光合效率仍维持在较高水平, 由此说明旗叶角度的变化非衰老所致. 此外, 在生长后期, Xy81的群体光合速率和透光率明显高于Xy41和Xy6. 上述结果说明, Xy81旗叶生长的动态变化对灌浆期群体光合作用具有一定的增强效果, 从而有助于小麦产量的增加.     

冬小麦品种碧蚂一号选育工作总结

一引言关中是陕西主要小麦产区。1934年前後有三个农场开始在关中农家小麦品种中大量采选单穗,西北农学院并引进了潘西维尔世界小麦1219种和中国小麦1972种进行试验。这一时期的选种工作到1940年结束,获得了三个结论。第一,关中农家小麦品种以螞蚱麦最好,丰产性最大,在渭河沿岸生长最好。各农场选出的推广品种如302号、陕农七号、武功螞蚱麦都是来自螞蚱麦。第二,外来品种的产量都不如螞蚱麦,仅碧玉麦的产量有些年份还能超过螞蚱麦,但因怕冷,产量很不稳定。第三,当时从螞蚱麦中选出的一些品种,只是在产量上提高了10％左右,而它们的抗条锈     

天然“转基因”使小麦获得赤霉病抗性

小麦赤霉病被称作小麦"癌症",不仅严重危害小麦的产量和品质,而且会导致脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)等真菌毒素的严重污染,而挖掘应用抗赤霉病基因培育抗病小麦品种是抵御病原菌侵害最有效的方法之一。本研究基于组装的二倍体长穗偃麦草参考基因组、BAC文库等,利用图位克隆技术克隆了一个主效抗小麦赤霉病基因Fhb7。该基因编码一个具有广谱催化作用的谷胱甘肽S-转移酶,通过去环氧化机制对单端孢霉烯族毒素起到解毒作用。令人惊奇的是,在植物界没有发现Fhb7的同源基因,但多个证据表明二倍体长穗偃麦草早期可能与Epichlo?属的内生真菌形成共生体,通过水平基因转移将Epichlo?Fhb7的DNA序列整合到长穗偃麦草基因组中,从而进化出抗镰刀菌属病原菌侵染的功能。Fhb7基因导入小麦后,在不同的遗传背景下,不会造成产量的明显损失,同时对小麦赤霉病和茎基腐病具有广谱抗性,因此在小麦抗病育种中具有广阔的应用前景。     

天然“转基因”使小麦获得赤霉病抗性

小麦赤霉病被称作小麦“癌症”，不仅严重危害小麦的产量和品质，而且会导致脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)等真菌毒素的严重污染，而挖掘应用抗赤霉病基因培育抗病小麦品种是抵御病原菌侵害最有效的方法之一。本研究基于组装的二倍体长穗偃麦草参考基因组、BAC文库等，利用图位克隆技术克隆了一个主效抗小麦赤霉病基因Fhb7。该基因编码一个具有广谱催化作用的谷胱甘肽S-转移酶，通过去环氧化机制对单端孢霉烯族毒素起到解毒作用。令人惊奇的是，在植物界没有发现Fhb7的同源基因，但多个证据表明二倍体长穗偃麦草早期可能与Epichlo?属的内生真菌形成共生体，通过水平基因转移将Epichlo? Fhb7的DNA序列整合到长穗偃麦草基因组中，从而进化出抗镰刀菌属病原菌侵染的功能。Fhb7基因导入小麦后，在不同的遗传背景下，不会造成产量的明显损失，同时对小麦赤霉病和茎基腐病具有广谱抗性，因此在小麦抗病育种中具有广阔的应用前景。     

水稻卷叶突变体基因shallot like1-Fuhui673鉴定、克隆与序列分析

叶片是水稻进行光合作用的重要器官,其形态直接影响光合作用的强弱.叶片适度卷曲可以使叶片保持直立,改善群体内部透光状况,提高光能利用率,进而提高水稻产量.本研究通过Co60-γ辐照诱变杂交水稻恢复系福恢673,获得一个卷叶突变体,命名为sll1-fh673(shallot-like1 from Fuhui673).经遗传学分析表明,该突变体sll1-fh673卷叶性状受1对隐性基因控制,结合混合群体(BSA)和隐性群体(RCA)分离分析法,将该基因ssl1-fh673精细定位于水稻第9染色体的inD el标记Ri9-20与Ri9-7之间52 kb的区域内.测序结果表明,sll1-fh673(LOC_Os09g23200)的核苷酸序列在第1个外显子第447 bp处由C替换为A,447 bp后缺失5个碱基,导致编码的氨基酸序列从第148位起发生改变并移码,造成蛋白功能异常.因此,推测sll1-fh673是SLL1的新等位基因,该新等位基因的挖掘丰富了SLL1基因的等位资源,有助于深入研究叶片卷曲的形成机理.     

来自长穗偃麦草的抗小麦条锈病基因的定位

对一套小麦_长穗偃麦草二体代换系进行了条锈病抗性鉴定、抗性遗传和生化分析 .结果表明 ,长穗偃麦草携带有新的抗小麦条锈病基因 ,位于 3E染色体上 ,在小麦背景中呈显性遗传 ,暂定名为YrE .长穗偃麦草编码的酯酶_5结构基因位于 3E染色体上 ,暂命名为Est_E5 .F2 群体分析发现Est_E5与抗病基因YrE呈共分离 ,表明Est_E5是检测 3E染色体及其携带的抗条锈病基因较理想的生化标记位点 .单体代换系 3A/3E和 3D/3E中 3E染色体通过自交的传递率显著高于 3B/3E中 3E通过自交的传递率 ,可能与E基因组和小麦A ,B ,D基因组的遗传分化程度有关 .     

遗传因子库

为确保世界粮食生产,必须培育对病毒及害虫、异常气候等有耐性的、即抗逆性强的农作物品种。但是在现实生活中由于过分追求高产量的品种,常导致该品种逐渐退化为抗逆性差的品种。例如仅在希腊就因此而丧失了95%的小麦品种。为此,从60年代前后为保存所有农作物品种便     

水稻籼粳亚种间杂种优势利用研究进展与展望

水稻籼粳亚种间的杂种优势利用对于提高我国水稻产量有着重要的意义.本文简述了籼粳亚种间杂种优势利用研究的发展历史,广亲和基因的发现为亚种间杂交水稻选育奠定了理论基础,国内科研机构相继选育出了以两优培九、协优9308为代表的利用部分籼粳亚种间杂种优势的杂交稻组合,杂种优势明显.21世纪以来,浙江省宁波市农业科学院、中国水稻研究所等科研机构,利用粳稻不育系与籼粳中间型广亲和恢复系配组,选育出了"甬优6号"、"甬优12"、"春优58"、"春优84"等典型的籼粳亚种间杂交稻,杂种优势更加明显,为水稻籼粳亚种间杂种优势利用开辟了新途径.本文还总结了籼粳亚种间杂种优势利用研究的现状,并针对籼粳亚种间杂种优势利用中存在的主要问题,对未来籼粳亚种间杂种优势利用研究进行了展望,以期为水稻籼粳亚种间杂种优势利用研究提供一点有益的借鉴.     

小麦产量形成对大气臭氧浓度升高响应的整合分析

应用整合分析(meta-analysis)方法定量研究了大气臭氧(O₃)浓度增加对小麦光合色素、气体交换和产量形成的影响. 通过Web of Sciences和中国期刊全文数据库检索, 共收集39篇原始论文. 结果表明, 大气臭氧浓度增加可导致小麦的产量在当前环境浓度的基础上降低26%, 籽粒重、穗粒数和穗数分别降低18%, 11%和5%, 收获指数减少11%. 叶片生理对大气臭氧浓度增加的响应比产量敏感得多, 如光饱和光合速率、气孔导度和叶绿素含量分别下降40%, 31%和46%. 春小麦和冬小麦对臭氧的响应相似. 大部分指标显示了小麦叶片生理和产量的降低随着臭氧浓度增加而线性增加的趋势. 在小麦灌浆期, 臭氧浓度增加引起叶片的光合速率、气孔导度和叶绿素含量降低得最大. 大气CO₂浓度升高可以明显减轻或抵消大气臭氧浓度增加引起的减产效应.     

中国杂交粳稻发展与展望

本文回顾了我国杂交粳稻育种发展历程,包括滇型、BT型不育系的发现、利用以及"籼粳架桥"方法选育配合力强的C57,C418等杂交粳稻恢复系的过程.同时,针对近年来杂交粳稻制种产量提高以及杂种优势利用等关键性技术研究进展做了以下总结:(1)提高柱头外露率、柱头活力,提升制种产量.柱头外露率同颖花长宽比、柱头长度以及柱头张角呈显著相关性,针对柱头外露率的遗传学研究以及分子标记辅助选择已取得一定进展.(2)开展粳稻优势群及配组模式研究促进杂交粳稻优势利用.在粳稻亲本材料划分为不同优势组群的基础上,提出了籼粳互补、感温与感光互作及穗粒结构互补的优势配组模式,其注重运用籼粳亚种间优势利用、广亲和基因与恢复基因利用、叶片和根系抗衰性的利用以及大穗灌浆特性和抗倒伏特性的运用.本文为进一步促进杂交粳稻选育和应用推广提供了技术性建议和策略.     

长治县小麦生产中存在的问题及发展对策

由于小麦产量受自然气候的影响,年际间波动较大很不稳定,为了确保长治县小麦产量稳步提高,笔者就长治县小麦生产中存在的问题进行了调查研究分析,并对今后的发展方向提出了对策.     

青饲玉米无性系变异与育种——“科多八号”的选育研究

60年代以来,由于细胞组织培养的迅速发展,获得了各种植物的再生植株,其后又不断发现再生植株中广泛地存在着变异,即体细胞无性系变异.植物组织培养物中的变异细胞及其再生植株被称为细胞突变体,筛选出我们所需的有益突变体进行进一步的选育就能产生出新品系或新品种.1985年以来,我们进行青饲多秆多穗玉米有益突变体的选育研究,目的在于改良已有的品种.中国科学院遗传研究所对青饲多秆穗玉米的研究已有多年的历史,并选育出一批优良的多秆多穗玉米自交系和杂交新品种,其中京多一号、科多四号在生产上已广泛应用,经济效益和社会效益十分明显紫多114-1是我们早期选育的自交系,用它配制的杂交种,可以产生明显的杂种优势,大幅度提高青饲的产量,但它的生育期太长,在北方制种相当困难,因而,进一步改良紫多114-1,缩短它的生育期具有重要的意义.本研究利用体细胞无性系变异突变体筛选技术选育出生育期较短,分蘖性更强,又能基本保持紫多114-1原有优良性状的自交系,进而能使制种基地北移,这就是我们预期的研究目的.     

水稻早衰叶突变体基因psll的遗传分析和精细定位

植物叶片是最主要的光合作用器官．作物叶片生长、发育和衰老的分子机理研究与提高作物产量形成密切相关．利用水稻中花11号经C0^60辐射产生的早衰叶突变体分别与南京6号和南京11号杂交的F1及其衍生的F2群体，对早衰叶突变体进行了遗传分析和基因定位．结果表明，该早衰叶突变体是由一隐性核基因psll控制，利用SSR标记把psll定位在水稻第2染色体上．利用已经公布的水稻基因组序列，在该基因附近区域发展了34对新的STS标记，对psll进行了精细定位．以此为基础，构建了覆盖psll区域的BAC重叠群，并把目标基因定位在一个约48kb的区段上，为最终克隆目标基因奠定了基础．     

绿色革命

20世纪60年代,墨西哥掀起一场小麦生产革命。诺曼·博洛格博士首次成功地将"农林10号"矮秆基因用于小麦育种,育成高产、抗病、适应性强的矮秆小麦,推广到拉丁美洲、中东、亚洲国家后,创造了小麦产量大幅提高的奇迹。后来,博洛格把这种高产小麦带到印度和巴基斯坦,使当地的小麦产量翻番。1968年,美国国际开发署(USAID)署长在年度报告中写道:在巴基斯坦和印度有重大的进步,"看上去就像一场绿色革命"。这就是"绿色革命"的由来,博洛格因此被称为"绿色革命之父"。这项技术随后传到中国、中东、南美、北美等春小麦种植区。如今,矮化高产小麦种植…     

水稻幼穗分化受阻突变体lhd的遗传分析与基因定位

从圭630/台湾粳的F1花药培养后代群体中发现了水稻幼穗分化受阻突变体lhd(leafy head), 其植株明显矮化, 叶片细小且丛生, 始终停留在营养生长阶段.遗传分析表明, lhd受一对隐性基因控制, 该突变基因拟命名为lhd(t).显然, LHD(t)是控制花序分化的关键基因.以lhd杂合体与明恢77和京花8号杂交, 建立了2个F2群体.在与京花8号杂交的F2群体中, 部分lhd植株表现出"中间类型", 说明遗传背景会影响突变性状的表现.利用已公布的水稻RM系列SSR标记及自行设计的SSR标记, 结合BSA和突变株(共498株)分析, 将LHD(t)基因定位在第10染色体长臂端, 其中标记SSR1, RM269, RM258, RM304和RM171位于一侧, 与LHD(t)的图距分别为6.4, 16.6, 18.4, 22.2和26.3 cM; SSR4和SSR5位于另一侧, 与LHD(t)的图距分别为0.6和2.2 cM.该结果为进一步对LHD(t)的克隆和表达研究奠定了基础.     

适合保护地种植的厚皮甜瓜

近年来,通过引进试种,在日光温室及塑料大棚中种植厚皮甜瓜获得成功。保护地种植厚皮甜瓜产量高,效益好,栽培面积迅速增加,在北京市顺义区及大兴区已形成了规模化保护地西甜瓜生产基地。我中心继20世纪90年代初培育出伊丽莎白品种后,又先后培育出京玉系列白皮及网纹厚皮甜瓜,通过试种并引种国内外其它品种,进行品种比较试验,认为以下几个品种从适应性、抗病性、产量、品质等方面较适合我国北方保护地种植。     

水稻籼粳杂种不育与广亲和

水稻是世界主要粮食作物,水稻杂种优势的利用为提高作物产量做出了巨大贡献.亚洲栽培稻分为籼稻和粳稻两个亚种,亚种间的杂种优势更强,培育籼粳杂交水稻可以进一步提高水稻产量潜力.但是亚种间普遍存在生殖隔离,导致籼粳杂种育性较低,限制了对其杂种优势的利用.广亲和品种与籼稻和粳稻的杂交后代正常可育,为利用亚种间杂种优势提供重要种质资源.本文回顾了籼粳杂交育种的历史,总结了水稻杂种不育的遗传基础和分子调控机理的研究进展,介绍了广亲和基因形成机制的最新理解,在此基础上概述了近年来对广亲和基因发掘和利用的成果,并展望了未来创建广亲和水稻种质资源的途径.     

光敏核不育水稻育性相关基因cDNA片段的分离

光敏核不育水稻是我国特有的水稻种质资源,对于按“两系法”途径实现水稻杂种优势育种有着重要意义。采用ｍＲＮＡ差别显示技术,分析了处于不同光周期条件下,光敏感核不育水稻农垦５８Ｓ和常规晚粳品种农垦５８幼穗中基因的表达情况,成功地建立了适合水稻幼穗ｍＲＮＡ差示的优化体系,并筛选获得了５８Ｓ长日处理条件下３条特异表达的ｃＤＮＡ片段经同源比较认为这些ｃＤＮＡ片段可能与幼穗的发育和成熟有关。     

基于玉米导入系群体7个农艺性状的QTL定位

对玉米导入系群体7个农艺性状进行QTL定位,从分子水平研究不同环境条件下控制玉米产量性状的遗传基础,为玉米育种工作提供了理论基础.选用玉米自交系PHB1M为轮回亲本,性状互补的四-287自交系为供体亲本,通过杂交、四代回交及二代自交,并结合分子标记辅助选择方法构建了208个导入系为作图群体;利用70对SSR引物和64对SRAP引物进行多态性扩增,获得了793个多态性位点;采用JoinMap4.0软件进行连锁图谱构建,得到了长度为1917.2 cM、涵盖10个连锁群的连锁图谱,分别在和林县与呼和浩特市两个环境下进行株高、穗位高、叶片数、穗长、穗粗、穗行数及百粒重7个农艺性状的表型鉴定;利用Map QTL4.0软件中MQM作图法对试验群体的7个农艺性状进行QTL定位,两地共检测到100个QTL位点, 23个株高、16个穗位高、22个叶片数、10个穗长、16个穗粗、4个穗行数和9个百粒重QTL.其中,控制5个性状的8个QTL在两个环境中同时被检测到,特别是株高和穗位高的3个QTL表达稳定性较高,为基因克隆以及标记辅助育种提供理论支撑.