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期刊信息/Journal information
南方农业学报
广西壮族自治区农业科学院
南方农业学报

广西壮族自治区农业科学院

李杨瑞

月刊

2095-1191

nfnyxb@163.com

0771-3243905、3244920

530007

广西南宁市大学东路174号

南方农业学报/Journal Journal of Southern AgricultureCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由广西农业科学院主办的综合性农业科技期刊，主要报道农业科研新成果、新技术、新方法，农业生产新经验、新产业等。
正式出版
收录年代

    凡纳滨对虾转录组测序分析及肌肉生长发育相关基因的筛选

    杨春玲陈慧芳彭敏李强勇...
    2319-2328页
    查看更多>>摘要：[目的]筛选出凡纳滨对虾生长发育的功能基因及代谢调控网络,揭示其生长发育的分子机制,为后续开展凡纳滨对虾分子生物学研究提供宝贵的基因数据来源.[方法]以快速生长群体和慢速生长群体的凡纳滨对虾肌肉组织为研究材料,通过Illumina HiSeqTM2500平台对构建的cDNA文库进行高通量测序分析,以StringTie进行拼接组装后利用DESeq2筛选差异表达基因,并基于KOG、GO、nr、COG、Swiss-Pro、KEGG和Pfam等数据库进行差异表达基因功能注释分析.[结果]经拼接组装共获得53458844条Clean reads,各样品Clean reads的Q30均在93.00％以上;Illumina测序获得的Clean reads与参考基因组的比对效率在87.75％～87.80％,说明转录组测序数据真实可靠.采用SnpEff进行SNP/InDel变异注释分析,结果显示,SNP位点中以A>G、G>A、C>T和T>C等4种类型的数量较多(14950～21562个),InDel位点则以SYNONYMOUS_CODING的数量最多(33630个).使用StringTie对Mapped reads(比对到参考基因组的Reads)进行拼接,共发掘到4607个新基因,分别输入COG、GO、KEGG、KOG、Pfam、Swiss-Prot、eggNOG和nr数据库中进行序列比对,最终发现共有1098个新基因被注释,以被nr数据库注释的新基因数量最多(1077个),而被COG数据库注释的新基因数量最少(416个).基于Q-value<0.05且Fold Change>2的筛选条件,共获得1408个差异表达基因(661个为显著上调表达基因,747个为显著下调表达基因);1408个差异表达基因被注释到53个GO功能条目中,其中,22条被注释到生物学过程(Biological process),16条被注释到细胞组分(Cellular component),15条被注释到分子功能(Molecular function);KEGG信号通路富集分析发现3条重要的信号通路,分别是溶酶体通路(Lysosome)、氨基糖和核苷酸糖新陈代谢(Amino sugar and nucleotide sugar metabolism)及鞘脂类代谢(Sphingolipid metabolism).在溶酶体通路中,CTSL基因、Nramp基因、MyoG基因和Myf5基因在凡纳滨对虾快速生长群体肌肉组织中呈上调表达,而Trypsin基因呈下调表达.[结论]通过转录组测序分析从快速生长群体和慢速生长群体的凡纳滨对虾肌肉组织中筛选出1408个差异表达基因(661个为显著上调表达基因,747个为显著下调表达基因),主要富集在溶酶体、氨基糖和核苷酸糖新陈代谢及鞘脂类代谢等通路上,在对虾肌肉生长发育过程中发挥重要作用.

    凡纳滨对虾差异表达基因肌肉生长发育转录组测序

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    小麦TaTDR-Like基因的克隆及表达分析

    都晶晶夏玉任扬李燕红...
    2329-2338页
    查看更多>>摘要：[目的]克隆小麦绒毡层退化基因(Tapetum degeneration retardation,TaTDR-Like),研究其组织表达及不同育性材料间花药不同发育时期的时空表达模式,为深入揭示小麦花药异常发育的分子机制打下理论基础.[方法]以普通小麦品种西农1376(MF-XN1376)为材料,通过PCR扩增克隆得到TaTDR-Like基因的3个同源拷贝,利用生物信息学分析TaTDR-Like蛋白特性及TaTDR-Like基因启动子顺式作用元件,利用实时荧光定量PCR检测TaTDR-Like基因的组织表达情况及在可育、不育材料花药不同时期中的时空表达模式,利用酵母双杂交技术进行自激活检测,并构建植物融合表达载体35S-TaTDRLD-EGFP,通过农杆菌介导转入烟草叶片表皮细胞,观察TaTDRL-D蛋白亚细胞定位情况.[结果]成功克隆小麦TaTDR-Like基因,发现该基因存在3个同源拷贝即TaTDRL-A、TaTDRL-B和TaTDRL-D,分别编码550、553、557个氨基酸,其蛋白分子量分别为58.50、58.90和59.21 kD,等电点(pI)分别为4.77、4.66和4.63.TaTDR-Like蛋白均在C端有1个bHLH保守结构域,其中TaTDRL-A与TaTDRL-B的保守结构域相似度达100％,与TaTDRL-D的保守结构域相似度为96％,TaTDRL-D与OsTDR、AtAMS保守结构域相似度分别为98％和88％;系统发育进化树表明TaTDR-Like蛋白与大麦(KAE8787147.1)、二穗短柄草TDR(XP_014756384)、水稻TDR(Os02g0120500)和拟南芥AMS(AT2G16910.1)的进化关系较密切;启动子分析表明TaTDR-Like基因启动子处含有较多光响应元件、非生物应激反应、激素响应元件等顺式作用元件;组织特异性表达分析显示TaTDRL-D在花药中的表达量最高,而TaTDRL-A和TaTDRL-B在幼穗表达量较高;对花药发育不同时期表达分析显示TaTDRL-D在花药发育单核早期表达量最高,之后逐渐降低,单核晚期到三核期不育材料(CMS-XN1376)表达量均高于可育材料(MF-XN1376);自激活检测结果表明TaTDRL-D具有转录激活活性;亚细胞定位显示TaTDRL-D蛋白定位于细胞核.[结论]TaTDRL-D基因可能参与小麦花药发育,负调控花药育性.

    小麦TaTDR-Like基因克隆转录因子表达分析

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    小麦NPR1基因家族鉴定及其表达分析

    李雅倩王林宋婧含牛红莉...
    2339-2349页
    查看更多>>摘要：[目的]对小麦NPR1基因家族成员进行鉴定及表达分析,为探究该家族基因的作用机制及小麦遗传改良提供理论参考.[方法]以拟南芥NPR1家族蛋白序列为参考序列,从小麦基因组中鉴定出小麦NPR1基因家族成员,利用生物信息学软件对其序列特征进行分析,并分别利用RNA-Seq原始数据和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析小麦NPR1家族基因在不同组织及不同胁迫下的表达水平.通过STRING在线网站构建TaNPR1s蛋白的互作网络.[结果]共鉴定获得20个小麦NPR1基因家族成员,其编码蛋白的不稳定指数均大于40,为不稳定蛋白;平均总亲水性值(GRAVY)均为负值(除TaNPR5-D为正值外),为亲水蛋白;主要分布于细胞核内,在叶绿体、线粒体、内质网和细胞质等部位也有分布;二级结构均由α-螺旋、延伸链、β-转角和无规卷曲组成,以α-螺旋和无规则卷曲为主;对应的三级结构模型有10种.20个TaNPR1s蛋白均可与转录因子HBP-1b及未知蛋白A、B、C、D发生相互作用,这5种蛋白均含有bZIP结构域(含TGACG基序)和种子休眠特异基因结构域(DOG1).TaNPR1s基因在不同组织中的表达模式不同,可分为在多个组织中表达、在特定的组织或发育阶段表达和在不同组织发育阶段均低表达或不表达,共三大类.随机挑选的8个TaNPR1s基因中,有3个基因在禾谷镰刀菌胁迫下表达量降低,但在白粉病菌胁迫下表达量升高;有2个基因在这两种菌胁迫下表达量均升高,有2个基因在两种菌胁迫下表达量均下降.TaNPR1s基因对6种非生物胁迫处理均有响应,但表达模式存在差异.[结论]小麦NPR1基因家族成员在不同组织生长发育过程和生物和非生物胁迫响应中发挥重要调控作用,且基因的可变剪接体也表现出不同组织表达特性,丰富了NPR1s蛋白功能.TaNPR1s蛋白可能通过与bZIP和DOG1结构域结合发挥其生物学功能.

    小麦NPR1基因家族鉴定生物信息学分析表达分析

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    小麦TaARF20基因克隆及表达分析

    郭晓凤王超杰张莉莉景豆豆...
    2350-2357页
    查看更多>>摘要：[目的]克隆TaARF20基因,并分析其表达特性,为解析小麦生长素响应因子(ARF)基因家族成员的调控机制提供理论依据.[方法]以普通小麦为材料,利用同源克隆技术获得TaARF20基因的cDNA全长序列,利用生物信息学软件分析其序列特征,并通过亚细胞定位试验明确TaARF20蛋白的作用部位.将TaARF20基因与表达载体Pcold-TF连接,转化大肠杆菌中进行原核表达.采用实时荧光定量PCR检测TaARF20基因在普通小麦不同组织及普通小麦和多子房小麦不同发育时期幼穗中的表达模式.[结果]TaARF20基因包含1个内含子和2个外显子,编码区(CDS)长度为1116 bp,编码371个氨基酸残基,蛋白分子量约40.38 kD,理论等电点(pI)为4.96,脂溶性系数为19.80,疏水性系数为0.985,不稳定系数为50.51,属于不稳定蛋白,定位在细胞核中,含有ARF家族蛋白的保守结构域和B3 DNA结合域,主要由α-螺旋(18.06％)、无规则卷曲(59.57％)和延伸连(22.10％)组成.启动子区含有激素响应、光响应和低温响应等多个顺式作用元件.TaARF20蛋白与二粒小麦ARF20的氨基酸序列相似性最高,亲缘关系也最近.TaARF20融合蛋白在原核系统中成功表达.TaARF20基因在小麦的根、叶、幼穗和籽粒中均有表达,但在幼穗中的相对表达量最高.对于长度为3和4 cm的幼穗来说,普通小麦TaARF20基因的相对表达量低于多子房小麦,但对于长度为5、6、8和9 cm的幼穗,普通小麦TaARF20基因的相对表达量高于多子房小麦.[结论]TaARF20基因在小麦穗生长发育中发挥重要调控作用,推测其是调控穗型、穗大小或穗粒数的关键基因.

    小麦TaARF20基因克隆亚细胞定位原核表达实时荧光定量PCR

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    西南麦区96份小麦育种材料重要农艺性状的遗传多样性分析

    李晓荣张中平孙永海善从锐...
    2358-2368页
    查看更多>>摘要：[目的]分析西南麦区小麦育种材料的遗传多样性,为云南小麦育种的亲本选择及优质资源挖掘提供理论参考.[方法]对种植于云南楚雄的96份西南麦区小麦育种材料的11个数量性状和5个质量性状进行调查和测定,计算其变异系数和遗传多样性指数,并利用这些数量性状进行相关分析、主成分分析和聚类分析.[结果]96份小麦育种材料数量性状的平均变异系数和平均遗传多样性指数均大于质量性状;11个数量性状的平均变异系数为33.83％,其中白粉病的变异系数最高(70.28％),生育期的变异系数最低(4.35％);平均遗传多样性指数为1.6591,其中每穗粒数的遗传多样性指数最高(2.0701),粒质和叶锈遗传多样性指数最低(0.9461);5个质量性状的平均变异系数25.93％,其中粒色的变异系数最高(55.05％),壳色的变异系数最低(0.00％),平均遗传多样性指数为0.6383,其中穗型的遗传多样性指数最高(1.1892),壳色的遗传多样性指数最低(0.0000).相关分析结果显示,11个数量性状间存在不同程度的相关性,其中产量与每穗粒数和千粒重呈极显著正相关(r=0.452**和0.479**,P<0.01),与分蘖数和叶锈病呈显著正相关(r=0.213*和0.245*,P<0.05,下同),与白粉病呈显著负相关(r=-0.233*),与其他性状均有一定的相关性但不显著(P>0.05).主成分分析结果显示,主要信息集中在前4个主成分因子,累积贡献率达87.721％,因子1为产量相关因子,因子2和因子4为抗病性相关因子,因子3为生物量相关因子.聚类分析结果显示,在阀值为0.785处将供试材料分为六大类群,且不同类群表型性状存在一定差异,各类群均具有其独特的特征.[结论]不同地区的材料性状特征存在一定差异,但各地区间小麦育种材料的交流致使部分品种材料具有相同的性状特征.在育种实践中需在当地开展鉴定,分析所引进材料的特征特性,同时杂交组配时应优先考虑亲本的优势性状互补,其次才考虑地理来源.

    小麦数量性状质量性状遗传多样性西南麦区

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    瑞华麦523PPO活性及1BL/1RS易位相关基因的分子检测

    王歆金彦刚夏中华钱禄巧...
    2369-2374页
    查看更多>>摘要：[目的]了解小麦品种瑞华麦523及其亲本郑麦9023和烟1604的PPO和1BL/1RS易位相关基因的遗传信息,旨在提高优质小麦品种选育的效率.[方法]利用小麦PPO活性基因的分子标记PPO18、PP0-B5、PPO16和PPO29及1BL/1RS易位的分子标记H20,检测小麦品种瑞华麦523及其亲本相关基因的等位变异及来源.[结果]小麦品种瑞华麦523在2AL染色体上PPO等位基因为PPO-A1a基因型,与亲本郑麦9023一样,为高活性PPO,不含亲本烟1604的低活性PPO;在2BL染色体上PPO等位基因为A型,与亲本一致,是高活性PPO;在2DL染色体上PPO等位基因为PPO-D1b基因型,与亲本郑麦9023一样,是一个高活性PPO,不含亲本烟1604的低活性PPO;利用分子标记H20检测表明,瑞华麦523和亲本郑麦9023一样,是一个非1BL/1RS易位系.[结论]瑞华麦523是一个具有高活性PPO、非1BL/1RS易位系的小麦品种,其小麦PPO和1BL/1RS易位相关基因主要来自母本郑麦9023,为该品种的推广应用和培育优质小麦新品种提供理论参考.

    瑞华麦523多酚氧化酶易位系分子标记

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    亚致死浓度吡虫啉对麦二叉蚜多个世代生命表的影响

    谢佳燕吴聪林佳李睿...
    2375-2381页
    查看更多>>摘要：[目的]探究不同吡虫啉亚致死浓度处理麦二叉蚜[Schizaphis graminum(Rondani)]后对其试验种群亲代及连续2个子代世代的影响,以揭示麦二叉蚜多个世代对吡虫啉亚致死浓度的响应,为田间合理用药提供理论依据.[方法]采用不同亚致死浓度(LC20和LC40)吡虫啉处理当代麦二叉蚜后,利用生命表技术分析经吡虫啉亚致死浓度胁迫后麦二叉蚜亲代(F0)及连续2个子代世代(F1和F2)存活及生命表参数的变化.[结果]不同亚致死浓度吡虫啉对麦二叉蚜的存活和发育影响不同,与对照相比,LC20浓度吡虫啉对麦二叉蚜亲代种群及子代种群的存活率和寿命均无显著影响(P>0.05,下同);LC40浓度吡虫啉显著降低亲代麦二叉蚜种群的中位生存期(P<0.05,下同),为对照的71.55％,但对2个子代种群的中位生存期无显著影响;不同世代间,LC40浓度处理的存活率和寿命随世代数的增加而增加.与对照相比,LC20浓度吡虫啉对麦二叉蚜亲代及2个子代种群的繁殖均无显著影响;LC40浓度吡虫啉可显著抑制麦二叉蚜亲代种群的繁殖,但对F1及F2世代种群的繁殖无显著影响.生命表分析结果表明,与对照相比,2个亚致死浓度吡虫啉对麦二叉蚜同一子代世代的种群生命表参数均无显著影响;同一亚致死浓度吡虫啉对2个子代世代的种群生命表参数也无显著影响.[结论]不同亚致死浓度(LC20和LC40)吡虫啉对亲代麦二叉蚜的生存率、寿命和繁殖率存在显著影响,且呈明显的剂量效应,但对2个子代种群的生命表参数均无显著影响.

    麦二叉蚜吡虫啉胁迫存活率生命表

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    硫包衣缓释肥施用方式调控红皮强筋小麦产量、品质及氮效率的特征分析

    顾颖慧刘虹丹刘文成朱敏...
    2382-2390页
    查看更多>>摘要：[目的]探明硫包衣型缓释肥施用方式对不同红皮强筋小麦品种产量、品质及氮效率的影响,为缓释肥在小麦生产中的科学施用提供参考依据.[方法]以4个红皮强筋小麦品种(镇麦12、扬富麦101、苏麦11和农麦88)为试验材料,在等量施氮(纯氮225 kg/ha)条件下,设100％硫包衣缓释肥(Q)、60％硫包衣缓释肥与+40％尿素配施(H)2种肥料配比方式,3个基追比水平(10:0、7:3和5:5),以常规尿素分施(基肥:分蘖肥:拔节肥:孕穗肥为5:1:2:2)处理为对照(CK),比较分析不同肥料配比、基追比处理间小麦产量、品质和氮效率的差异.[结果]相较于CK,硫包衣缓释肥单施对4种红皮强筋小麦增产效果较好,以Q3处理(肥料配比为Q,基追比为5:5)增产效果较佳,平均达7.93％.对4个品种的产量直接影响最大的因子是千粒重,其次是每穗粒数(扬富麦101、农麦88)或穗数(镇麦12、苏麦11);Q3处理的氮肥农学效率与氮肥偏生产力最高,H3处理(肥料配比为H,基追比为5:5)的氮肥表观利用率相对较高.品种、肥料配比、基追比对小麦相关品质指标均存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)影响,其中小麦出粉率以CK和H1处理(肥料配比为H,基追比为10:0)较高,蛋白质、湿面筋、沉降值以CK和H3处理较高,面团稳定时间以CK和Q3处理较好,综合品质多以H3处理最佳.[结论]100％硫包衣缓释肥采用基肥:返青肥为5:5的施肥方式,小麦高产、省工;60％硫包衣缓释肥+40％尿素配施采用基肥:返青肥为5:5的施肥方式,小麦增产、提质,且可实现优质与氮高效的协同发展,这2种方式可作为稻茬小麦推荐施肥模式.

    红皮强筋小麦硫包衣缓释肥氮肥运筹产量品质氮效率

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    宁春4号与河东乌麦杂交F2:5家系的籽粒品质性状及其QTL分析

    王掌军许娜丽王新华马冬花...
    2391-2403页
    查看更多>>摘要：[目的]分析宁春4号与河东乌麦间杂交F2:5家系的籽粒品质性状及其重要QTL,为宁夏小麦品质性状的遗传改良提供优异资源.[方法]以主要籽粒品质性状差异较大的宁春4号与河东乌麦及其杂交的248个F2:5家系为材料,利用方差分析、相关分析、聚类分析和复合区间作图等方法对12个籽粒品质性状及其重要QTL进行研究.[结果]12个籽粒品质性状在F2:5家系中均出现明显分离,其中,水分含量、吸水率、沉降值、稳定时间和硬度指数的群体平均值均超过高亲亲本,超高亲比例为59.27％～92.74％;粗蛋白含量、湿面筋含量、出粉率和形成时间的群体平均值介于双亲之间,超中亲比例为42.34％～50.81％,超高亲比例为12.50％～27.42％;降落值、拉伸面积和容重的群体平均值均低于低亲亲本,超中亲比例为1.61％～33.87％,超高亲比例为1.61％～31.05％.基于籽粒品质性状的测定结果,在欧氏距离为13时,可将248个家系分为六大类群,其中,类群Ⅱ平均湿面筋含量(32.16％)和降落值(363.55 s)最高,类群Ⅲ平均粗蛋白含量(14.89％)、吸水率(62.88％)、拉伸面积(152.28 cm2)、容重(779.20 g/L)、形成时间(4.15 min)和硬度指数(69.93)均居首位,类群Ⅴ平均水分含量最低(11.68％)、稳定时间最长(13.16 min),类群Ⅵ平均出粉率(68.86％)和沉降值(41.31 mL)最高.利用69个SSR分子标记构成的39个区间共检测到68个籽粒品质性状QTL,其中,与水分含量、粗蛋白含量、湿面筋含量、出粉率、吸水率、降落值、沉降值、拉伸面积、容重、稳定时间、形成时间和硬度指数相关的QTL数量分别有5、2、4、9、2、12、4、4、1、9、9和7个,分布在1A～7A、1B、2B、3B、6B、1D、2D、3D、6D和7D共16条染色体上,LOD值最大为3.03,表型贡献率为3.17％～43.81％,加性效应为-14.8275～15.3442,同时,1A、2A、4A、7A、2B、3B、6B、1D、2D、3D、6D和7D染色体上检测到多个籽粒品质性状QTL,表明这12条染色体存在QTL富集区.[结论]小麦的大部分品质性状属于多基因控制的数量性状,宁春4号与河东乌麦间杂交F2:5家系中出现了较多超亲类型,其中类群Ⅲ为籽粒品质性状的最优类群.检测到的68个籽粒品质性状QTL可选择性地用于小麦品质性状的遗传改良.

    小麦杂交后代家系品质性状分子标记QTL

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    251份小麦种质资源的主要农艺与品质性状遗传多样性分析

    许娜丽王新华马冬花杨杰...
    2404-2416页
    查看更多>>摘要：[目的]对宁夏麦区小麦种质资源进行遗传多样性分析,筛选出优异种质资源,为拓宽宁夏小麦种质资源的遗传基础及挖掘育种骨干亲本提供基础材料.[方法]以来源于国内外的251份小麦种质资源为材料,对其主要农艺与品质性状进行变异、相关及聚类分析,并计算Shannon-Wiener遗传多样性指数(H')和隶属函数值,对供试小麦种质资源进行综合评价.[结果]251份小麦种质的10个农艺性状变异系数为15.01％～37.01％,9个品质性状变异系数为2.05％～12.56％;农艺和品质性状的遗传多样性指数为2.17～2.30,平均为2.27.10个农艺性状间存在不同程度的相关性,9个品质性状间也存在不同程度的相关性.251份小麦种质分为六大类群,类群Ⅰ～Ⅵ包括材料数分别为35、40、53、55、40和28份,其中,类群Ⅰ的平均出粉率(69.58％)和容重(797.74 g/L)均最高;类群Ⅱ的平均穗长(10.00 cm)、结实数(18.18个)、穗粒数(54.07粒)、穗粒重(2.30 g)、吸水率(62.82％)和硬度指数(72.59)均最高;类群Ⅲ的平均株高最矮(73.53 cm);类群Ⅳ的平均穗下茎长(41.94 cm)和湿面筋含量(33.95％)均最高,水分含量最低(11.76％);类群Ⅴ的平均千粒重(40.92 g)、经济系数(0.43)和降落值(356.74 s)均最高;类群Ⅵ的平均分蘖数(4.96个)、小穗数(19.01个)、粗蛋白含量(16.10％)和沉降值(43.12 mL)均最高,表明各类群中含不同的优异性状.基于隶属函数值可把251份小麦种质资源分为163个等次,其中,黄-3、甘育4号、鉴076、M6445、宁春55号、陇春34号、ND646、宁春40号、济麦20号、陇春39号、宁春33号、郑麦1308、甘春24号、陇春29号、陇春23号、掖丰315和武春4号等17份种质排名前12名.[结论]251份小麦种质资源的农艺和品质性状变异较大,遗传多样性较丰富,其中综合评价优异的17份种质资源可用于宁夏小麦农艺与品质性状的遗传改良.

    小麦农艺性状品质性状遗传多样性隶属函数值

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