科研产出
不同生态区骨干谷子品种表型鉴定与遗传分析
《核农学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：骨干谷子品种对谷子产业发展发挥了重要的作用,为了解其优异性状遗传基础及利用价值,选用来源于不同生态区的12个骨干谷子品种,进行表型鉴定和遗传差异分析。结果表明,12个来源于不同生态区的骨干品种在株高、穗长、穗粗、穗下节间长、单穗重、生育期以及黄色素含量等方面差异较大。79对SSR多态性标记共检测到258个多态性变异位点,平均3.265 8个;SSR标记多态性（PIC）的变幅为0.141 1～0.711 6,平均为0.510 1;其中PIC>0.5的SSR标记有50对,占多态性标记的63.3%。12份材料的遗传距离变幅为0.140 2～0.801 1,平均为0.473 7;来自华北夏谷区的豫谷1号和沧谷4号遗传距离最近,而沧谷4号和来自内蒙高原的地方品种金香玉距离最远;总体而言,华北夏谷区品种和西北早熟春谷区品种遗传距离相对较大。相似性系数为0.594时,12个品种可聚为两类,华北夏谷区的豫谷1号、矮88、冀谷19号、沧谷4号和济谷12聚为一类,来自西北春谷早熟区、晚熟区和东北春谷区的7个品种聚为一类,聚类分析结果和品种的生态类型具有较高的一致性。群体结构分析和聚类分析的结果相似,华北夏谷区品种和春谷区品种之间存在基因交流。总之,不同生态区来源品种间遗传差异较大,同一生态区来源品种遗传差异较小;华北夏谷区骨干品种之间遗传差异较春谷区品种遗传差异相对较小;华北夏谷区品种和西北早熟春谷区品种间遗传差异较大,丰富华北夏谷区遗传变异,应加强与西北早熟春谷区品种之间的交流。本研究结果为优异谷子品种培育及种质资源利用提供了一定依据。
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谷子脂质转移蛋白基因SiLTP1的克隆及表达分析
《山东农业科学 》 2021
摘要：植物脂质转移蛋白（LTP）是一类含量丰富并且由多基因家族编码的小分子碱性蛋白。本研究利用PCR技术从谷子中克隆得到一个LTP基因,命名为SiLTP1。该基因的开放阅读框全长为354 bp,编码117个氨基酸。对其核苷酸及蛋白序列进行生物信息学分析,并通过qRT-PCR方法分析了SiLTP1在各胁迫下的表达模式。结果表明,SiLTP1具有脂质转移蛋白家族共有特性,即N端的信号肽结构、跨膜螺旋区、8个高度保守的半胱氨酸基序;三级结构预测表明,该蛋白主要是由4个α-螺旋和无规则卷曲组成;qRT-PCR结果显示,盐、干旱、ABA及MeJA均可诱导SiLTP1表达,其中盐胁迫诱导最为明显,显示SiLTP1可能参与谷子逆境胁迫响应过程,尤其在耐盐品质形成中发挥作用。本研究为深入解析谷子中SiLTP1的生物学功能及作用机制提供了理论依据。
关键词： 谷子 脂质转移蛋白 基因克隆 胁迫响应 表达模式分析
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基于灰色多维综合隶属度评估方法的谷子品种适应性评价
《中国农学通报 》 2020 CSCD
摘要：为了定量评价不同生态区新育成夏谷品种在鲁中地区的农艺性状表现和生态适应性,于2017-2018年连续2个夏谷生长季开展品种比较试验,在系统分析田间试验资料的基础上,利用灰色多维综合隶属度评估方法对16个参试谷子品种进行了适应性评价,结果表明:属于"优良"等级的品种有'豫谷32'、'济白米1号'和'济糯米2号';属于"良好"等级的品种有'豫谷18'、'济谷22'、'济谷19'、'济谷20'和'济谷21';属于"一般"等级的品种有'中谷2号'、'济谷17'、'保谷23'、'沧谷9号'、'豫谷31'和'冀谷39';属于"较差"等级的品种有'中谷7号'和'冀谷42'.说明,'豫谷32'、'济白米1号'和'济糯米2号'在鲁中地区有较好的适应性,可以进行大面积推广种植,对于推动当地谷子生产和产业化开发具有重要意义.
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优质谷子新品种济谷19选育及其栽培技术要点
《河北农业科学 》 2020
摘要：济谷19是山东省农业科学院作物研究所以冀LSH为母本、94C36-1为父本进行有性杂交,经系谱法选育而成的优质高产谷子新品种.该品种小米鲜黄,黏香绵软,具有适口性好,商品品质、食用品质兼优等特点;2014~2015年华北夏谷区域试验平均产量为5 974.5 kg/hm2;抗旱性1级;耐涝性1级;抗倒性2级;对锈病、谷瘟病、纹枯病的抗性均为2级.2015年在中国作物学会粟类作物委员会第十一届优质食用粟评选中被评为"一级优质米".2018年2月通过国家非主要农作物品种登记.2019年获得植物新品种权.适宜在山东、河南、河北夏谷区种植.
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山东省不同生态条件气候因素对谷子产量的影响
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】谷子籽粒产量是谷子生产最重要指标之一。气候因素的变化对农业生产影响巨大,研究山东地区不同生态条件下气候因素的变化对谷子产量的影响,解析不同生态条件下育成谷子品种籽粒产量的变化规律,为优质特色谷子品种选育及生产利用提供科学依据。【方法】利用华北夏谷区选育的8个优质、特色谷子新品种,2016—2017年种植在山东省不同生态条件下的5个试点,成熟收获后测定谷子籽粒产量,进行多因素方差分析,利用Duncan方法检测籽粒产量差异显著性;利用Pearson方法对谷子产量和谷子生育期间气温、降水量、日照时数等因素进行相关性分析。【结果】不同年份、地点×年份、地点×品种对谷子籽粒产量影响极显著(P<0.01),品种、品种×年份、地点×品种×年份对籽粒产量影响显著(P<0.05)。地点、地点×年份、地点×品种、品种对谷子产量变异贡献率较大,分别为50.05%、19.76%、12.32%和8.67%;年份、品种×年份变异贡献率相对较小,分别为2.70%和1.69%。2017年谷子产量总体比2016年提高4.55%,但是试点之间表现不一致;济南市、临沂市、济宁市2017年产量比2016年分别提高21.64%、18.47%和3.96%,而德州市、泰安市试点2017年产量水平分别比2016年低8.66%和9.78%,同一试点不同年份之间产量差异显著的原因主要由气候因素引起,特别是降水量和降水时间的分布。2年5个试点8个谷子品种平均产量为5 657.2 kg·hm~(-2),变幅为5 267.8—5 926.0 kg·hm~(-2),豫谷18产量最低,济谷20产量最高。济谷20、济谷22、济绿谷1号、济糯谷2号和中谷2号产量差异不显著,但显著高于济谷19和豫谷18。相关性分析表明,谷子籽粒产量与各时段平均气温正相关(P>0.05);与生育期总平均气温显著正相关(P<0.05),与各时段最高温度正相关(P>0.05);与6月中旬、6月下旬苗期降雨量负相关(P>0.05),与7月下旬至8月中旬孕穗至开花期的降雨量负相关(P>0.05);与9月中下旬灌浆中后期光照时间正相关(P>0.05)。【结论】山东地区不同年份、地点、品种、地点×年份、地点×品种等因素对谷子产量影响有较大影响;不同年份、不同地点的气温和降水是影响谷子产量的重要原因,谷子全生育期平均气温升高提高了谷子籽粒产量;苗期、抽穗开花期降雨多对谷子产量有不利影响。不同年份、不同地点品种产量存在较大差异,济谷20、济谷22、济绿谷1号、济糯谷2号、中谷2号等品种在山东地区不同生态条件下有较好的丰产性和稳定性。
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谷子芽期耐盐碱综合鉴定及评价
《作物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：以全国主推的53个谷子品种为材料,在100 mmol L-1混合盐碱(NaCl∶NaHCO3=4∶1)胁迫下研究了不同谷子品种的耐盐碱性.结果表明,在盐碱胁迫下, 53个谷子品种的发芽势、发芽率、根长、芽长、根鲜重和芽鲜重均受到不同程度的抑制,以对根长的影响最大;相对发芽势与相对发芽率、相对根长与相对芽长及相对根鲜重与相对芽鲜重均呈显著或极显著正相关.通过主成分分析将14个单项性状指标转化为4个主成分,累积贡献率为90.4%;以4个主成分的得分值通过隶属函数分析获得不同品种耐盐碱的综合得分值,并通过聚类分析将53个谷子品种划分为6种耐盐碱类型,其中强耐盐碱品种2个,耐盐碱品种16个,中间型品种17个,盐碱敏感品种6个,不耐盐碱品种9个和极不耐盐碱的品种3个.同时利用回归分析建立了可用于评价谷子耐盐碱性的回归方程D'=0.298+0.037X2+0.144X3+0.018X6+0.209X7-0.183X9+0.115X11-0.201X12+0.112X13-0.101X14+0.284X15,相对发芽率、根长盐害率、芽长盐害率和根冠比盐害率可以作为谷子耐盐碱性的评价指标.
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华北夏谷区适宜机械化生产谷子新品种筛选
《山东农业科学 》 2019
摘要：为筛选出适宜华北夏谷区机械化生产的谷子品种并确定其性状指标,采用大田随机区组试验设计,调查分析15个华北夏谷区谷子品种的特征特性及产量性状,进而通过隶属函数分析对测试品种进行综合评价。结果表明:15个参试品种株高在105.63～118.93 cm之间,株高适宜;茎秆强度在112.33～256.33 kPa之间,最大的品种是济谷14;666.7m~2产量在291.99～478.42 kg之间,高于400 kg的品种有9个,包括济谷20、济谷22、济谷21、济谷12、济谷18、冀谷36、中谷2号、豫谷18和冀谷37;单穗粒重最大的品种为豫谷18,为14.89 g;穗下节间冀谷37最长,为31.44 cm,济谷20最短,为21.11 cm。综合分析15个参试品种认为,济谷12、济谷20、济谷21、济谷22、中谷2号和豫谷18性状优良,更适合机械化生产。
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谷子类受体蛋白激酶基因SiRLK35在水稻中对盐胁迫的响应
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】盐胁迫影响作物的产量和品质,而作物的耐盐性受特定基因的调控。在前期获得谷子类受体蛋白激酶基因SiRLK35过表达水稻株系的基础上,拟结合植株在盐胁迫下的表型,对部分盐胁迫指标及响应基因的表达模式进行检测和验证,解析谷子SiRLK35参与盐害响应的可能机制。【方法】选取谷子SiRLK35过表达水稻株系,分别为过表达株系(over-expression,OE)-1(OE-1)、OE-2和OE-3,以野生型中花11为对照,实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)检测各株系中SiRLK35的表达情况;分别用含0、150和200 mmol·L~(-1) NaCl的MS培养液处理三叶期的对照及转基因株系幼苗,观察其表型,统计150 mmol·L~(-1) NaCl处理3d后苗长及根长;用150 mmol·L~(-1) NaCl处理四叶期幼苗,统计处理14 d后材料干重、死亡率和死叶率,对各材料的耐盐性进行评价;进一步挑选SiRLK35过表达程度高且耐盐表型好的OE-1株系,利用3,3'-二氨基联苯胺(3,3'-Diaminobenzidine,DAB)和氮蓝四唑(nitrotetrazolium blue chloride,NBT)染色检测其胁迫下过氧化物积累及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化物酶(peroxidase,POD)的活性;并对部分盐害响应基因的表达模式进行检测。【结果】谷子SiRLK35在株系OE-1中的相对表达量最高;150 mmol·L~(-1)NaCl处理3 d幼苗后,中花11苗长和根长的生长受抑制程度均大于SiRLK35过表达株系,其中OE-1的受抑制程度最小;四叶期幼苗经150 mmol·L~(-1) NaCl处理14 d后,转基因株系地上部和地下部干重降低幅度均低于对照,且幼苗死亡率和死叶率均低于对照;盐胁迫下对照过氧化染色反应明显,O~(2-)和H_2O_2的积累均高于过表达植株,SOD和POD抗氧化酶活性均高于对照;部分盐害响应基因在SiRLK35过表达株系中表现为上调,其中,OsLEA3在盐处理24 h的相对表达量是对照中的1.9倍。【结论】谷子SiRLK35异源转化水稻获得的过表达株系对盐胁迫具有一定的抗性,SiRLK35可通过调控抗氧化酶活性及相关信号途径,从而参与盐害响应。
关键词： 谷子 SiRLK35 耐盐性 抗氧化酶 盐胁迫响应基因
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NaCl处理谷子萌发期种子的转录组学分析
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】谷子具有抗旱、耐贫瘠的特性,逐渐成为研究禾本科作物的模式作物。本研究以前期筛选并获得的谷子耐盐品种和敏感品种为材料,通过RNA-Seq测序筛选鉴定谷子的盐胁迫响应基因,揭示其响应盐害机制,为培育谷子抗盐新种质提供理论依据。【方法】对14个谷子品种进行了萌发期抗盐筛选。谷子不同品种的种子经150 mmol·L-1NaCl处理萌发培养7 d后,分别统计各品种种子的萌发率、根长和芽长,综合各项指标鉴定到豫谷2为耐盐品种、安04为盐敏感品种。以这两个品种盐胁迫前、后萌发期种子为材料,应用RNA-Seq进行转录组测定,分析鉴定盐害下差异表达基因(differentially expression gene,DEG),并对DEG进行GO和KEGG功能富集分析。同时应用qRT-PCR对随机挑选的15个DEG表达模式进行验证,并与RNA-Seq结果进行相关性分析。【结果】耐盐品种豫谷2、盐敏感品种安04种子经盐胁迫处理后,分别鉴定出2 786个和4 413个DEG;其中,每个品种在NaCl处理前及处理后分别鉴定出1 470和3 826个DEG。GO和KEGG聚类分析显示,NaCl处理下参与信号转导、抗氧化、有机酸的合成及转运以及次生代谢等相关的DEG在谷子萌发期种子应对盐胁迫响应过程中具有关键性的作用,DEG主要集中在胁迫响应、离子的跨膜转运、氧化还原、次生代谢及有机酸、多胺、苯丙烷的合成等过程。qRT-PCR对15个DEG表达模式的检测结果与RNA-seq结果相关系数为0.8817。其中编码离子通道的基因(HKT)、过氧化物酶基因(POD)、黄烷酮-3-羟化酶基因(FL3H)、MYB转录因子基因等在豫谷2中表达量较高,显示其在谷子萌发期种子响应盐胁迫中可能发挥一定作用。【结论】谷子耐盐品种及盐敏感品种的种子对盐胁迫的响应程度具有一定的差异性,且品种对盐害的耐受能力主要与基因对胁迫的响应程度相关,而与DEG的数量相关性不大。
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