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第十六次中国作物生理学术研讨会

作者：林文雄福建农林大学作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州 350002

1.研究背景我国农业已进入高质量发展的转型期，以品质改善为主要特征的农业结构性调整促使我国农业正朝着高效农业转型.因而，调整农作物种植结构成为必然.据报道，近年来我国早稻由于米质较差、市场竞争力不足，导致种植面积日益降低.

关键词：农业转型结构性调整再生稻全程机械化栽培

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黄麻品种特异性、一致性和稳定性测试指南研制

黄麻品种特异性、一致性和稳定性测试指南研制

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2019年中国作物学会学术年会

作者：张立武福建农林大学农学院/作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室

【研究背景】黄麻为黄麻属(Corchorus L.)一年生韧皮部纤维作物,是我国重要的经济作物之一。生产上具有栽培价值的有圆果种(C. capsularis)和长果种(C. olitorius),皆为二倍体(2n=2X=14)。近年来随着我国黄麻的育种工作不断加强,陆续推... 详细信息

【研究背景】黄麻为黄麻属(Corchorus L.)一年生韧皮部纤维作物,是我国重要的经济作物之一。生产上具有栽培价值的有圆果种(C. capsularis)和长果种(C. olitorius),皆为二倍体(2n=2X=14)。近年来随着我国黄麻的育种工作不断加强,陆续推出一批优良品种。新品种保护条例规定,品种审定与保护必须具有DUS (distinctness, uniformity and stability)特性和适当的命名。DUS测试指南是一种技术性文件,也是一种新品种测试的公认方法。然而,目前国际植物新品种保护联盟(UPOV)尚未有相应的测试指南。制定科学、完整、客观、公正、符合我国国情和国际惯例的黄麻品种DUS测试指南,成为客观需求。【材料与方法】在福建农林大学麻类室保存的311份黄麻种质资源初步鉴定基础上,选用有代表性的54份种质资源为材料,分别于2016年5月1日、2017年4月20日和2018年5月1日在福建省三明市尤溪县福建农林大学洋中科教基地进行了种植,鉴定考察了46个形态性状。基于形态性状和SSR分子标记,利用NTSYS2.0软件分别进行了聚类分析;利用PopGen32软件对形态性状进行了多态性分析,并采用变异系数和方差分析对测试性状的特异性、一致性和稳定性进行了评价。【结果与分析】聚类分析显示,所遴选的种质资源多样性丰富,能将46个形态性状充分显示出来。剔除相似品种的冗余,获得35份标准品种。在遴选的标准品种基础上,对46个形态性状进行判别研究。23个质量性状或假质量性状不同年份间基本未变化;23个数量性状中,15个受环境影响较小的性状。结合可遗传、稳定表达、有差异及易识别等特点,筛选出33个测试性状,包括21个必测性状和12个选测性状;其中,腋芽有无、茎皮颜色、叶柄颜色、角果类型、角果着生部位等5个性状为品种分组性状。【结论】该指南遴选出35份标准品种和33个测试性状,形成农业国家(行业)标准,这对促进我国黄麻品种选育、品种保护和种业管理具有重要的意义。

关键词：黄麻品种 DUS测试标准

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甘蔗ScWRKY4基因的克隆与表达特性分析

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作物学报 2018年第9期44卷 1367-1379页

作者：王玲刘峰戴明剑孙婷婷苏炜华王春风张旭毛花英苏亚春阙友雄福建农林大学/农业部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室福建福州350002 福建农林大学/教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室福建福州350002

WRKY是植物中特有的转录因子家族之一,在植物对生物和非生物逆境胁迫的应答反应中起重要调控作用。本研究基于课题组前期构建的甘蔗(Saccharum spp.)转录组数据库,从新台糖22(ROC22)中成功克隆到1个WRKY基因,命名为Sc WRKY4(Gen Bank登... 详细信息

WRKY是植物中特有的转录因子家族之一,在植物对生物和非生物逆境胁迫的应答反应中起重要调控作用。本研究基于课题组前期构建的甘蔗(Saccharum spp.)转录组数据库,从新台糖22(ROC22)中成功克隆到1个WRKY基因,命名为Sc WRKY4(Gen Bank登录号为MG852087)。序列分析发现,Sc WRKY4基因c DNA全长1265 bp,包含1个741 bp的完整开放读码框,编码246个氨基酸,该蛋白具有1个WRKYGQK保守结构域和C2H2锌指结构域,属于IIc类WRKY转录因子。生物信息学预测分析发现,Sc WRKY4蛋白为碱性的不稳定亲水性蛋白,不存在信号肽和跨膜结构域,蛋白二级结构元件缺少β螺旋。在本氏烟(Nicotiana benthamiana)叶片瞬时表达中,Sc WRKY4蛋白定位于细胞核。酵母杂交实验结果显示,Sc WRKY4不具有转录激活活性。实时荧光定量PCR分析表明,Sc WRKY4基因在甘蔗的根、叶、芽和皮中的表达量无明显差异,在蔗肉中的表达量最高,为对照蔗根的18.38倍;黑穗病菌侵染0~72 h,Sc WRKY4在抗病品种崖城05-179中下调表达,在感病品种ROC22中表达较稳定;受到外源激素脱落酸、水杨酸和茉莉酸甲酯以及非生物胁迫因子氯化钠和聚乙二醇胁迫后,Sc WRKY4基因均被诱导上调表达。上述研究结果表明,Sc WRKY4基因可能不参与甘蔗对黑穗病的抗性反应或在该防御方面起负调控作用,但积极响应甘蔗对盐和干旱胁迫的应答。

关键词：甘蔗 WRKY转录因子生物信息学亚细胞定位转录激活活性实时荧光定量PCR

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优质抗病杂交糯稻不育系闽农糯6A的选育及应用

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上海交通大学学报（农业科学版） 2019年第6期37卷 6-10,24页

作者：黄荣华范富英福建农林大学作物科学学院福州350002 福建农林大学作物遗传育种与综合利用省部共建教育部重点实验室福州350002 福建农林大学作物应用遗传学福建省高校重点实验福州350002

用剂量为0.35 kGy的60 Co-γ射线辐照保持系闽农B干种子,在其M 2带胚糙米群体获得10粒糯质基因突变体,记为闽农糯1B~闽农糯10B。选择最优突变体闽农糯6B作父本,与深97A杂交,再回交2次,育成闽农糯6A。除直链淀粉含量差异显著外,闽农糯6A... 详细信息

用剂量为0.35 kGy的60 Co-γ射线辐照保持系闽农B干种子,在其M 2带胚糙米群体获得10粒糯质基因突变体,记为闽农糯1B~闽农糯10B。选择最优突变体闽农糯6B作父本,与深97A杂交,再回交2次,育成闽农糯6A。除直链淀粉含量差异显著外,闽农糯6A与深97A具有相同的生育期,十分相似的农艺性状、穗部性状、花粉不育特性以及配合力。闽农糯6A于2019年5月通过福建省农作物品种审定委员会审定(闽审稻20190048)。介绍了闽农糯6A的选育经过、主要生物学特性、异交特性、稻米品质、抗病性及配制杂种表现。

关键词：杂交糯稻糯稻不育系闽农糯6A 优质抗病

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基于转录组测序的黄麻SSR分子标记开发与初步验证

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中国农业大学学报 2018年第6期23卷 24-32页

作者：陶爱芬陈婉婷祁建民徐建堂林荔辉林培清张立武方平平福建农林大学教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室/福建省分子设计育种实验室福州350002

为开发黄麻SSR引物,为黄麻分子标记辅助育种等研究提供有利工具,在黄麻转录组测序的基础上,采用MicroSAtellite(MISA)软件进行SSRs搜索,并对部分SSR引物的多态性进行验证,结果表明:1)在1kb以上的13 718条unigene中,共检测到8 571个SSR位... 详细信息

为开发黄麻SSR引物,为黄麻分子标记辅助育种等研究提供有利工具,在黄麻转录组测序的基础上,采用MicroSAtellite(MISA)软件进行SSRs搜索,并对部分SSR引物的多态性进行验证,结果表明:1)在1kb以上的13 718条unigene中,共检测到8 571个SSR位点,占评估序列数目的62.47%,平均每3.47kb有1个SSR;2)所开发的SSR标记中,单核苷酸重复序列最多,占42.15%,二核苷酸和三核苷酸序列也较丰富,分别占14.80%和16.74%;3)利用Primer3.0软件设计了与木质素合成酶基因及MYB转录因子相关的880对引物,随机选取29对引物,以8份不同类型黄麻种质进行多态性验证,获得8对具有稳定多态性的引物,多态性引物比率为27.58%。结果表明,基于黄麻转录组序列的SSR标记开发是可行的,开发的SSR标记可为黄麻属遗传多样性分析、遗传图谱构建及功能基因的挖掘等研究提供有利工具。

关键词：黄麻转录组 SSR分子标记开发

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F-box蛋白家族在植物抗逆响应中的作用机制

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中国生态农业学报 2018年第8期26卷 1125-1136页

作者：贾琪孙松孙天昊林文雄福建农林大学作物科学学院/作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室/作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室福州350002

SCF复合体泛素连接酶E3介导的泛素化蛋白降解是翻译后水平上对生命进程进行调控的一个重要方式。它的关键组分F-box蛋白负责识别被降解的靶底物蛋白。植物F-box基因家族成员众多,极具多样性。F-box蛋白N端常含F-box基序,C端常为蛋白互... 详细信息

SCF复合体泛素连接酶E3介导的泛素化蛋白降解是翻译后水平上对生命进程进行调控的一个重要方式。它的关键组分F-box蛋白负责识别被降解的靶底物蛋白。植物F-box基因家族成员众多,极具多样性。F-box蛋白N端常含F-box基序,C端常为蛋白互作保守结构域,该结构具多样性,可识别不同底物,是F-box蛋白分类的依据。研究表明,F-box蛋白参与调控植物的许多生命进程,包括抗逆反应。本文就近年来F-box蛋白在植物抗逆反应中的作用机制进行总结。F-box蛋白大多以SCF复合体泛素连接酶E3介导的泛素化蛋白降解目标蛋白的方式调控抗逆反应,也有不依赖形成SCF复合体的方式行使功能,不少F-box蛋白参与了植物激素信号传导,通过调控转录因子活性而改变下游基因的表达,由此影响了植物的抗逆反应。基因表达谱的生物信息学预测表明,大多数F-box基因参与了植物抗逆反应,目前只有其中一小部分已报道了其抗逆调节功能。在此综述了这些F-box蛋白在植物抗逆胁迫中的研究进展。在干旱和盐碱胁迫反应中,F-box基因常通过影响植物激素脱落酸、乙烯等植物激素信号传导而调控抗逆。由于干旱和盐碱胁迫具协同性,不少F-box基因同时参与抗旱和抗盐碱胁迫,但调节方式有所不同,一些F-box基因对抗干旱和盐碱的反应具协同性,从总体上调控植物的渗透胁迫和离子毒害反应;而另一些F-box基因对干旱和盐胁迫反应的调节作用相反,它们可能在植物抗逆的精细调节中起作用。在低温胁迫反应中,F-box蛋白可调节植物抗低温的CBF信号途径。在生物胁迫反应中,F-box基因常通过影响植物激素茉莉酸和水杨酸途径来调控抗病,病原菌也以攻击植物SCF复合体使植物致病。此外,植物激素信号途径之间相互作用,共同影响抗逆反应。

关键词： F-box蛋白家族 SCF复合体植物环境胁迫抗逆反应

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基于甘蔗热带种(LA-purple)全基因组序列的SSR开发及特征分析

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作物学报 2018年第9期44卷 1400-1410页

作者：王恒波肖乃衍朱专为刘翠翠 Intikhab ALAM 陈平华卢运海福建农林大学农业部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室/作物科学学院福建福州350002

现代甘蔗栽培品种(2n=100~130)是由甘蔗热带种(2n=80)与割手密(2n=40~128)种间杂交而来,形成异源多倍体、非整倍体作物,使得甘蔗栽培品种中80%~90%的染色体来源于热带种。开发热带种基因组SSR分子标记,有助于甘蔗遗传多样性分析、分子... 详细信息

现代甘蔗栽培品种(2n=100~130)是由甘蔗热带种(2n=80)与割手密(2n=40~128)种间杂交而来,形成异源多倍体、非整倍体作物,使得甘蔗栽培品种中80%~90%的染色体来源于热带种。开发热带种基因组SSR分子标记,有助于甘蔗遗传多样性分析、分子标记辅助选择、遗传图谱的构建等。本研究基于热带种LA-purple的全基因组测序数据的255 398个预测基因序列(累计总长为1 029 222 285 bp),利用Perl程序与生物信息学软件结合,发掘SSR位点,获得了153 150个SSR位点,平均每1.67个基因有1个SSR位点,其中二、三核苷酸重复基序分别为39 556个和50 072个,占总SSR位点数的58.5%。在二核苷酸重复基序中,TA/AT所占比例最高,占41.4%,CG/GC所占比例最低,占4.6%;在三核苷酸碱基重复基序中,TGT/ACA所占比例最高,为15.6%。在TA/AT重复类型中选取100个基序重复次数在60~90之间的SSR位点,进行引物设计与合成,在12个甘蔗属材料中进行PCR扩增分析,从中筛选出52对具有多态性SSR引物,其中有27对引物在研究的2个甘蔗栽培品种间表现为多态。这些基因组SSR标记的开发,不仅可以用于甘蔗栽培品种DNA指纹图谱分析,而且为甘蔗属不同种的遗传图谱构建、遗传多样性分析和重要性状的遗传机制解析奠定基础,为甘蔗分子育种研究提供重要支撑。

关键词：甘蔗基因组 SSR 标记开发多态性

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烟草SSR标记的电子遗传定位

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分子植物育种 2018年第11期16卷 3622-3628页

作者：迟文超黄力坤唐唯其高文霞吴为人福建农林大学生命科学学院福州350002 福建农林大学福建省作物设计育种重点实验室福州350002 福建农林大学作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002

烟草中已开发的SSR标记只有一部分定位到遗传图谱中(记为M-SSR),而大部分还没有定位(记为N-SSR)。本研究利用已发表的5 000多对烟草SSR标记引物和包含2 000多个SSR标记的高密度遗传图谱以及3个烟草品种基因组序列的数据,通过e-PCR将SSR... 详细信息

烟草中已开发的SSR标记只有一部分定位到遗传图谱中(记为M-SSR),而大部分还没有定位(记为N-SSR)。本研究利用已发表的5 000多对烟草SSR标记引物和包含2 000多个SSR标记的高密度遗传图谱以及3个烟草品种基因组序列的数据,通过e-PCR将SSR标记定位到烟草基因组中,并根据位于相同支架的M-SSR和N-SSR标记的连锁关系,将92个N-SSR标记定位到烟草遗传图中。本研究结果增加了烟草SSR遗传图的密度,证明了这种电子遗传定位方法的可行性,可在不同物种中应用。

关键词：烟草 SSR 遗传定位 e-PCR

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黄麻纤维产量与主要农艺性状的相关分析

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作物学报 2018年第6期44卷 859-866页

作者：徐益张列梅祁建民苏梅方书生张力岚方平平张立武福建农林大学作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室/福建省作物设计育种重点实验室/作物科学学院福建福州350002 福建农林大学海峡联合研究院基因组与生物技术中心福建福州350002

研究黄麻纤维产量与主要农艺性状的相关性,可为高产育种与生产利用提供科学依据。本文159份不同来源黄麻种质资源的12个农艺性状对纤维产量即单株干皮重的影响表明,各性状的变异系数变化在11.89%至38.50%之间,表现出丰富的遗传变异。黄... 详细信息

研究黄麻纤维产量与主要农艺性状的相关性,可为高产育种与生产利用提供科学依据。本文159份不同来源黄麻种质资源的12个农艺性状对纤维产量即单株干皮重的影响表明,各性状的变异系数变化在11.89%至38.50%之间,表现出丰富的遗传变异。黄麻纤维产量与各性状均呈极显著正相关,其中,与单株鲜皮重、株高、始花期的相关系数较大,分别为0.814、0.760和0.648。黄麻纤维产量和单株鲜皮重、株高、出麻率、鲜皮厚的回归方程达显著水平,其标准回归系数依次为0.443、0.437、0.291和0.113。通径分析显示,单株鲜皮重、株高在决定黄麻纤维产量时起主要作用。出麻率的相关系数(0.253)与直接通径系数(0.291)表现基本一致,说明出麻率直接对黄麻纤维产量起作用,具极显著正相关。因此,在黄麻高产育种中,应该以始花期、单株鲜皮重、株高、出麻率与鲜皮厚为主要筛选对象,兼顾综合性状的改良。

关键词：黄麻农艺性状纤维产量相关分析通径分析

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水稻闭花授粉突变体spw2(t)的表型鉴定与基因初步定位

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分子植物育种 2018年第13期16卷 4314-4319页

作者：陈芳育陈智明王本威郭玉春梁康迳福建农林大学作物科学学院作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室福州350002 福建农林大学作物科学学院福建省作物设计育种重点实验室福州350002

鉴定和利用具有闭花授粉特性的作物种质资源是防止转基因作物基因漂移的一个理想策略。本研究组从水稻育种杂交后代材料中获得一个偏籼型闭花授粉突变体,暂命名为spw2(t)(superwoman2-cleistogamy(t))。表型分析表明,突变体spw2(t)的内... 详细信息

鉴定和利用具有闭花授粉特性的作物种质资源是防止转基因作物基因漂移的一个理想策略。本研究组从水稻育种杂交后代材料中获得一个偏籼型闭花授粉突变体,暂命名为spw2(t)(superwoman2-cleistogamy(t))。表型分析表明,突变体spw2(t)的内外稃交界部位发生整体融合而不开裂,从而产生闭花授粉特性。遗传分析表明,该突变体的突变表型受一对隐性核基因控制,spw2(t)被初步定位于第2染色体短臂的In Del标记In BH8与SSR标记RM423之间,物理距离为4.7 Mb,为进行基因精细定位、克隆和功能研究提供了科学依据。

关键词：水稻闭花授粉内外稃融合内稃外稃

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