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中国农业科学
中国农业科学院
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路文如

半月刊

0578-1752

zgnykx@mail.caas.net.cn

010-82109808 82106279

100081

北京中关村南大街12号

中国农业科学/Journal Scientia Agricultura SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为综合性农牧业科学学术刊物。主要发表我国农牧业科学在基础理论和应用技术方面的学术论文、重要科研成果和专题报告及各学科研究进展综述等。主要栏目有作物栽培的理论与实践、作物育种与品种资源、生物技术、植保、土肥、畜牧、兽医、研究简报等。读者对象为农牧业科技工作者、农业院校师生和农业管理干部。
正式出版
收录年代

    小麦苗期根系性状的全基因组关联分析与优异位点挖掘

    王脉董清峰高珅奥刘德政...
    801-820,中插1-中插17页
    查看更多>>摘要：[目的]植物根系对水分及营养的获取、作物的生长发育和产量的形成至关重要.挖掘小麦苗期根系性状显著关联的SNP位点,预测相关候选基因,为解析小麦根系建成遗传机制及选育具有优良根系构型的小麦品种奠定基础.[方法]以189份小麦品种组成的自然群体为供试材料,调查2种培养条件(霍格兰营养液和去离子水)下培育21 d的苗期根系总长度(TRL)、根系总表面积(TRA)、根系总体积(TRV)、根系平均直径(ARD)及根系干重(RDW)等5个根系性状,试验进行2次重复,同时结合小麦660K SNP芯片的分型结果进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS).此外,通过序列比对、结构域分析和注释信息预测候选基因,并采用竞争性等位基因特异性PCR(kompetitive allele specific PCR,KASP)技术开发根系性状的分子标记.[结果]霍格兰营养液培养条件下的根系性状变异范围较大,根系整体粗短;而去离子水条件下的根系细长、侧根较多.选用贝叶斯信息与连锁不平衡迭代嵌套式模型(BLINK)、压缩式混合线性模型(CMLM)、固定随机循环概率模型(FarmCPU)以及混合线性模型(MLM)4个模型,结合2种培养条件下的根系性状进行全基因关联分析,共检测到95个与小麦苗期根系性状显著关联的QTL位点(P＜10-3),其中,有18个QTL在2个条件下同时被检测到,分布在7A、1B、2B、3B、7B、1D、2D及3D染色体,可解释8.68％-14.07％的表型变异.筛选获得的显著性位点中,有4个与前人的研究相近或一致,其余为新发现QTL位点.对共定位的SNP进行单倍型分析,有10个SNP能够将供试材料分为2种单倍型,且单倍型间的根系性状具有显著差异,同时,基于这些SNP开发KASP标记,筛选到与根系总体积及根系干重相关的2个KASP标记(XNR7143和XNR3707).进一步挖掘共定位SNP位点上下游区间内的基因,筛选到12个可能与根系发育相关的候选基因,其中,TraesCS7A02G160600编码酰基载体蛋白合成酶,参与根系脂肪酸的合成;TraesCS1B02G401800编码突触融合蛋白,对植物重力向性具有重要作用;TraesCS7B02G417900编码醛脱氢酶,参与脱落酸的合成,从而调控作物根系发育.[结论]小麦根系性状在不同基因型间差异显著,在2个条件下同时检测到18个显著QTL位点,开发了 2个根系分子标记(XNR7143和XNR3707),并筛选出12个与根系性状相关的候选基因.

    小麦根系性状全基因组关联分析共定位SNP位点KASP标记候选基因

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    调控玉米株高和穗位高候选基因Zmdle1的定位

    周文期张贺通何海军龚佃明...
    821-837页
    查看更多>>摘要：[目的]株高是玉米株型育种的重要目标性状之一,不仅与玉米籽粒的机械化收获及抗倒伏相关,也与玉米产量密切相关.因此,挖掘玉米株高QTL/基因并解析其功能具有重要的理论和育种价值,定位一个新的玉米矮秆基因ZmDLE1,阐明其生物学功能,为加速改良玉米的株型提供重要的理论依据和基因资源.[方法]利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)诱变甘肃省农业科学院作物研究所自育玉米骨干自交系LY8405,M2后代分离获得一个单基因调控隐性遗传的玉米矮秆低穗位突变体,M3、M4后代能稳定遗传,命名为dwarf and low ear mutant1(Zmd1e1),通过与Mo17杂交构建F2分离群体,借助极端性状混池测序分析法(BSA-seq)及目标区段重组交换鉴定的方法,基于Mo17参考基因组对目标区段内的基因进行挖掘和功能注释,定位候选基因.[结果]开展了Zmd1e1表型鉴定,突变体Zmd1e1苗期表型与对照LY8405无显著性差异,成熟期植株株高和穗位高较LY8405分别降低87.2和55.4 cm,为35.0％和62.9％,差异极显著.细胞形态学观察表明,穗下节间数减少及节间细胞长度缩短是导致Zmd1e1的株高和穗位高显著降低的主要原因.利用F2∶3遗传群体,进行突变基因的遗传分析,后代野生型和突变体植株分离比例符合3∶1(x2=2.854),说明突变基因为细胞核遗传的单隐性基因.因此,根据BSA-seq结果,将候选基因ZmDLE1初步定位在玉米第1染色体Bin1.09-1.10区段约15 Mb区间内,进一步利用Mo17和Zmd1e1重测序结果开发多态性分子标记,通过图位克隆手段精细定位目标基因,最终将候选基因定位到约600 kb大小区间,该区间内有16个候选基因.比对重测序数据,发现Zm00001d033231在第2 062位置碱基G变成A,导致氨基酸由甘氨酸变成丝氨酸,且转录水平表达比LY8405极显著降低,Zm00001d033234第223位置碱基由T变成C,导致第75位氨基酸由丝氨酸变成脯氨酸,转录水平无显著差异,通过对该候选区段群体关联分析及功能注释发现,Zm00001d033231和Zm00001d033234均与玉米生长发育相关.[结论]定位到第1染色体末端Bin1.09区段候选基因ZmDLE1,有效调控玉米株高和穗位高,精细定位缩小目标区段至600 kb,区间内Zm00001d033231与株高显著关联.

    玉米株高穗位高BSA-seq基因定位关联分析

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    干旱灌区春小麦水分利用特征对绿肥与麦秸协同还田的响应

    樊志龙胡发龙殷文范虹...
    838-849页
    查看更多>>摘要：[目的]明确绿肥与麦秸协同还田对春小麦(Triticum aestivum L.)水分利用特征的影响,对干旱灌区应用绿肥构建小麦水分高效可持续生产模式具有重要支撑作用.[方法]本研究采取随机区组试验设计,以麦后休闲(W)为对照,设置了麦后免耕播种绿肥+绿肥与麦秸全量还田(W-NTGS)、麦后免耕播种绿肥+绿肥单一还田(W-NTG)、麦后浅旋灭茬播种绿肥+绿肥单一还田(W-TG)3个处理,对小麦耗水特征、籽粒产量、水分利用效率(WUE)和灌溉水利用效率(WUEi)进行了研究.[结果]复种绿肥较麦后休闲显著增加了小麦播前0-50 cm 土层的土壤贮水量,其中W-NTGS处理小麦播前0-10、10-20、20-30、30-50 cm 土层的土壤贮水量,分别较W-NTG处理增加了 22.1％、30.2％、21.5％和 11.1％,较 W-TG 处理增加了 26.2％、33.2％、26.5％和 16.4％;而 W-NTG 与 W-TG 处理间小麦播前 0-110 cm的土壤贮水量均无显著差异.复种绿肥较麦后休闲分别使小麦耗水量、棵间蒸发量和蒸散比平均减少7.0％-7.1％、11.7％-20.1％和5.2％-15.9％,在复种绿肥中,W-NTGS处理小麦耗水量较W-NTG处理在2021年减少6.4％,较W-TG处理在2020和2021年平均减少6.1％;W-NTGS处理小麦棵间蒸发量分别较W-NTG、W-TG处理平均减少9.7％和13.6％,蒸散比分别降低6.2％和11.3％,W-NTG与W-TG处理间的耗水量、棵间蒸发量、蒸散比均无显著差异.复种绿肥较麦后休闲使小麦籽粒产量增加6.4％-16.8％,其中W-NTGS处理分别较W-NTG、W-TG处理平均增加6.6％和9.8％,W-NTG与W-TG处理间的小麦籽粒产量差异不显著.与麦后休闲相比较,复种绿肥使小麦WUE、WUEi分别提高11.9％-30.7％和6.4％-16.8％,复种绿肥之间相比较,W-NTGS处理分别较W-NTG、W-TG处理的WUE平均提高10.9％和16.8％,WUEi平均提高6.6％和9.8％,W-NTG与W-TG处理间的WUE和WUEi差异不显著.[结论]麦后免耕播种绿肥+绿肥与麦秸全量还田(W-NTGS)可显著增加小麦播前0-50cm 土壤贮水量,减少小麦季土壤水分的无效损耗,从而在减少小麦耗水量的同时增加籽粒产量,最终显著提高农田水分利用效率和灌溉水利用效率,可作为干旱灌区小麦复种绿肥水分高效利用推荐技术.

    绿肥麦秸还田耗水特征水分利用效率小麦

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    基于无人机影像特征的冬小麦植株氮含量预测及模型迁移能力分析

    郭燕井宇航王来刚黄竞毅...
    850-865页
    查看更多>>摘要：[目的]氮素的精准监测和合理施用对小麦健康生长、产量及品质提升、减少农田环境污染与资源浪费尤为重要.为精准监测小麦生长关键生育期植株氮含量,探索机器学习方法构建的植株氮含量预测模型的迁移能力.[方法]小区试验于2020-2022年在河南省商水县开展,在冬小麦拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期,采用M600大疆无人机搭载K6多光谱成像仪获取5波段(Red、Green、Blue、Rededge、Nir)多光谱影像.基于5个波段冠层反射率提取20种植被指数和40种纹理特征,采用相关分析从65个影像特征中筛选冬小麦植株氮含量敏感特征.基于筛选出的敏感特征,采用BP神经网络(BP)、随机森林(RF)、Adaboost、支持向量机(SVR)4种机器学习回归方法构建植株氮含量预测模型,并对模型预测效果和在不同水处理条件下模型的迁移预测能力进行分析.[结果](1)植株氮含量与影像特征的相关系数通过0.01极显著水平检验的包括22个光谱特征和29个纹理特征.(2)4种机器学习回归方法构建的冬小麦植株氮含量预测模型存在差异,RF和Adaboost方法预测植株氮含量集中于95％的置信区间,多分布于1∶1直线附近,而BP和SVR方法预测的植株氮含量分布相对较为分散;RF方法构建的预测模型R2最大,RMSE最小,MAE中等,分别为0.81、0.42％和0.29％;SVR方法构建的预测模型R2最小,RMSE和MAE较大,分别为0.66、0.54％和0.40％.(3)以W1处理(按需灌溉)实测植株氮含量为训练集,采用BP、RF、Adaboost和SVR方法构建的模型对W0处理冬小麦植株氮含量迁移预测R2分别为0.75、0.72、0.72和0.66;以W0处理(自然状态)实测植株氮含量为训练集,BP、RF、Adaboost和SVR方法构建的模型对W1处理冬小麦植株氮含量迁移预测R2分别为0.51、0.69、0.61和0.45.[结论]4种机器学习方法构建的冬小麦植株氮含量预测模型均表现出了较强的迁移预测能力,尤以RF和Adaboost方法构建的模型预测效果和迁移能力为好.

    无人机光谱特征纹理特征机器学习冬小麦植株氮含量迁移能力

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    小麦条锈菌效应蛋白Hasp83在条锈菌致病性中的功能分析

    王建锋成嘉欣舒伟学张艳茹...
    866-878页
    查看更多>>摘要：[背景]条锈病是小麦上的重大病害,由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f.sp.tritici,Pst)侵染引起.条锈菌是活体营养型寄生真菌,在侵染过程中形成吸器,通过吸器从寄主植物汲取营养.同时,吸器分泌效应蛋白调控寄主免疫,促进侵染过程.[目的]明确条锈菌效应蛋白的功能及其作用机理,为揭示条锈菌的致病机制打下基础.[方法]比较分析条锈菌夏孢子、芽管和吸器转录组,获得在吸器诱导表达的分泌蛋白基因Hasp83,在本氏烟叶片细胞中瞬时表达观察是否能抑制由BAX引起的细胞坏死;利用qRT-PCR分析该基因在条锈菌侵染小麦不同阶段的表达水平.借助荧光假单胞菌Ⅲ型分泌系统和寄主诱导的基因沉默(host-induced gene silencing,HIGS)分析Hasp83在条锈菌侵染过程中的功能.利用酵母双杂交系统筛选小麦中与Hasp83互作的蛋白,免疫共沉淀技术进一步在烟草细胞中共表达验证Hasp83及其候选靶标蛋白的互作.[结果]Hasp83开放阅读框全长522 bp,编码173个氨基酸,蛋白N端1-29位氨基酸为信号肽,无保守结构域,在本氏烟叶片细胞中瞬时表达能抑制由BAX引起的细胞坏死.qRT-PCR分析显示,Hasp83在条锈菌侵染时期上调表达;利用细菌Ⅲ型分泌系统在小麦水源11品种中瞬时表达Hasp83能够抑制荧光假单胞菌引起的胼胝质积累,在接种条锈菌无毒性小种CYR23后,瞬时表达Hasp83株系产生的活性氧积累面积和过敏性坏死面积相比对照减少19.35％-38.62％;利用HIGS技术在接种条锈菌毒性小种CYR31的小麦水源11中沉默Hasp83,发现条锈菌的产孢量、菌丝长度、菌丝扩展面积和吸器数目减少,致病力降低.酵母双杂交结果表明,效应蛋白Hasp83与其小麦中候选靶标过敏性坏死诱导蛋白Tahir1互作.免疫共沉淀进一步证明Hasp83及其候选靶标Tahir1存在互作.[结论]条锈菌效应蛋白Hasp83可抑制寄主由非致病细菌和无毒性条锈菌生理小种引起的小麦防卫反应,增强病原菌的致病力.

    小麦条锈病吸器效应蛋白转录组分析靶标蛋白鉴定

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    葡萄霜霉菌糖基水解酶基因的表达模式与功能分析

    潘凤英曲俊杰刘露露孙大运...
    879-891页
    查看更多>>摘要：[目的]克隆葡萄霜霉菌(Plasmopara viticola)糖基水解酶(glycosyl hydrolase,GH)基因(PvGH),分析其特征以及在葡萄霜霉菌侵染葡萄叶片过程中的表达模式,研究其抑制/促进烟草叶片程序性细胞死亡(PCD)以及影响烟草疫霉(Phytophthora nicotianae)侵染的能力,为深入探究调控寄主植物免疫的机制提供理论依据.[方法]以葡萄霜霉菌Pv5-27菌株作为试材,采用RT-PCR方法扩增获得8个PvGH基因全长,并对其基因及编码蛋白进行生物信息学分析;利用酵母信号肽诱捕系统(SST)验证PvGH的分泌活性;利用实时荧光定量PCR技术检测葡萄霜霉菌侵染葡萄叶片过程中PvGH的表达模式;同时利用农杆菌介导的PVX病毒表达系统在本氏烟上瞬时表达PvGH效应蛋白,分析其对INF1和BAX触发的烟草PCD的抑制能力以及促进烟草疫霉侵染的能力.[结果]8个PvGH基因序列与通过全基因组预测的序列完全一致,长度为1 092-1 392 bp,分别编码364-464个氨基酸,与其他卵菌同源蛋白相似性高达60.62％-86.36％.8个PvGH均不含跨膜结构域,其二级结构差异较大,三级结构与其他蛋白三级结构相似性较低,呈现非常独特的三级结构.使用Singa1P 5.0软件对编码的蛋白进行信号肽预测,发现它们均含有20-26 aa的信号肽,但通过SST验证结果显示PvG09279和PvG13517并不具有分泌特性.保留、缺失或者替换信号肽的8个PvGH均可抑制BAX触发的本氏烟PCD,并促进烟草疫霉的侵染,表明PvGH效应蛋白发挥其毒力不依赖于信号肽.PvGH在葡萄霜霉菌侵染初期表达上调,进一步表明其在病原菌与寄主互作中的重要作用.[结论]在侵染寄主过程中,葡萄霜霉菌分泌的PvGH通过抑制寄主PTI反应参与致病过程.

    葡萄霜霉菌糖基水解酶生物信息学功能分析

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    深松结合秸秆还田对黑土孔隙结构的影响

    杨建君盖浩张梦璇蔡育蓉...
    892-906页
    查看更多>>摘要：[目的]东北黑土实施深松结合秸秆还田对土壤孔隙结构影响的研究缺乏明确性结论,为此开展本研究,旨在研究深松结合秸秆还田对黑土结构的影响机制,为合理耕层创建提供科学依据.[方法]利用在东北典型黑土区——黑龙江省绥化市青冈县开展的5年田间定位试验为平台,设置农民常规耕作(FP)、单独深松25 cm(T2)、深松25 cm结合秸秆还田(T3)和深松35 cm结合秸秆还田(T4)等处理,采用CT扫描技术开展土壤孔隙结构可视化和定量化研究,并结合田间持水量和容重等指标,探究深松结合秸秆还田对黑土孔隙结构的影响.[结果]通过土壤孔隙二维和三维图像可以清晰看出,各处理0-20 cm 土层孔隙分布均明显少于20-40 cm 土层,深松结合秸秆还田(T3、T4)的孔隙分布明显多于FP,增加了结构更为复杂的大孔隙.定量化分析表明,相较于FP,单独深松25 cm(T2)显著提高20-30 cm 土层总孔隙度103.0％(P＜0.05),主要通过显著提高小孔隙(孔隙直径d≤0.50 mm)孔隙度91.3％和中孔隙(0.50 mm＜d≤1.00 mm)孔隙度143.5％来实现(P＜0.05);而深松结合秸秆还田(T3、T4)则可显著提高0-30 cm 土层总孔隙度109.8％-382.7％(P＜0.05),主要通过显著提高大孔隙(d＞1.00 mm)孔隙度221.5％-661.7％和中孔隙孔隙度105.4％-544.9％来实现(P＜0.05).T3、T4还显著提高了 0-30 cm 土层孔隙的分形维数9.9％-17.7％(P＜0.05),降低了欧拉数32.4％-66.4％(P＜0.05),显著提高田间持水量24.2％-40.6％(P＜0.05).进一步分析得出不同孔径孔隙度、总孔隙度与田间持水量、分形维数呈极显著正相关,与欧拉数呈极显著负相关(P＜0.01).[结论]深松结合秸秆还田能够提高黑土大中孔隙的孔隙度、改善孔隙结构和连通性、增加田间持水量,尤以深松35 cm结合秸秆还田的效果最为显著,可作为东北黑土合理耕层构建的推荐措施.

    东北黑土深松结合秸秆还田CT扫描技术土壤孔隙结构

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    长期保护性耕作对黄土高原旱作农田土壤碳含量及转化酶活性的影响

    董秀张燕MUNYAMPIRWA Tito陶海宁...
    907-919页
    查看更多>>摘要：[目的]探究黄土高原旱作农田粮草轮作系统长期保护性耕作对土壤碳含量、碳转化酶活性的影响,为旱作农田土壤固碳和农业可持续发展提供科学依据.[方法]基于甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站开展的长期保护性耕作试验(开始于2001年),分析传统耕作(T)、免耕(NT)、传统耕作+秸秆覆盖(TS)、免耕+秸秆覆盖(NTS)对玉米-冬小麦-饲用大豆粮草轮作系统玉米收获季不同土层(0-5、5-10、10-20 cm)土壤有机碳(S0C)、微生物量碳(MBC)含量、β-葡萄糖苷酶(βG)、纤维二糖水解酶(CBH)、β-木糖苷酶(βX)活性的影响.[结果](1)保护性耕作措施可显著增加SOC、MBC含量,其中0-5 cm 土层提升效果最显著.与传统耕作相比,秸秆覆盖使SOC和MBC含量分别升高19.1％和39.9％,免耕使SOC和MBC含量分别升高15.1％和34.3％.(2)保护性耕作措施显著提高了 土壤碳转化酶活性,表现为βG＞CBH＞βX活性,对保护性耕作措施最敏感的酶是CBH.相比传统耕作,秸秆覆盖使0-5和5-20 cm 土层βG、CBH、βX 活性分别增加 20.3％、37.6％、41.1％和-7.6％、99.9％、3.5％;免耕使 0-5 和 5-20 cm 土层 βG、CBH、βX 活性分别增加12.5％、31.0％、26.1％和-21.1％、22.1％、-12.1％.结构方程结果表明,土壤碳转化酶活性的变化主要受粮草轮作系统内土壤全氮含量的影响.(3)秸秆覆盖可直接影响土壤碳的积累,也可通过改变土壤全氮含量而间接影响土壤碳转化酶活性;免耕措施未显著影响土壤环境,导致土壤碳含量及碳转化酶活性无显著变化.[结论]黄土高原旱作农田粮草轮作系统中,土壤碳的积累主要受到秸秆覆盖的直接效应,而碳转化酶活性主要通过对系统内土壤全氮的间接作用而变化,其中,免耕+秸秆覆盖是提高土壤碳含量和酶活性的最有效措施.β-葡萄糖苷酶是参与土壤碳转化的主要酶.

    秸秆覆盖免耕土壤有机碳土壤酶活性微生物量碳

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    基于耕地承载力的十堰市畜禽养殖环境风险评价

    龚世飞肖能武丁武汉居学海...
    920-934页
    查看更多>>摘要：[目的]十堰市是南水北调中线工程的核心水源区,全面认识畜禽养殖污染现状及其对耕地的潜在威胁,为加强畜禽粪便风险管控提供依据.[方法]运用畜禽粪便环境风险评价模型,对十堰市各县(区、市)2020年主要畜禽粪便来源结构进行定量分析,并从种养平衡视角对其环境风险进行综合评价.[结果]十堰市2020年主要畜禽养殖粪便猪粪当量达306.85×104 t,且主要分布于郧阳区、丹江口市和房县,粪便中有机物的化学需氧量(COD)最大(57.00×104t),总氮(TN)(2.63×104 t),总磷(TP)含量较少(0.65×104 t).十堰市畜禽养殖等标污染负荷总量为15.532×1010m3,且在不同地区的来源结构差异明显,TP是畜禽养殖的首要污染物,其污染等标负荷占负荷总量的41.68％,其次为TN,污染负荷率为33.85％,COD的等标污染负荷率最小,为24.47％.养牛是十堰地区畜禽养殖面源污染的首要污染源,对等标污染负荷总量的贡献率达49.47％,其次为家禽(21.60％).环境污染风险评价结果显示,全市单位耕地畜禽粪便负荷强度为10.15 t-hm-2,警报值为0.338,分级指数为Ⅰ,对环境构成污染的威胁为"无".TN、TP的负荷强度分别为0.09和0.02 t·hm-2,环境风险指数为1.023和1.223,但区域间存在明显的空间分异特征.全市有超过1/2地区存在潜在的畜禽养殖污染风险,其中以茅箭区和郧阳区最为突出.以磷(P)为衡量标准,十堰市养殖总量须在现有基础上消减98.51万头猪当量.[结论]保持合理的畜禽养殖规模(≤441.00万头猪当量),同时做好污染物消减措施,对促进十堰市种养平衡和畜禽养殖业有序发展具有重要意义.

    十堰市耕地承载力畜禽粪便耕地负荷环境风险

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    '鲁丽'×'红1#'苹果杂交群体全基因组KASP标记开发及验证

    郑文燕常源升何平何晓文...
    935-950页
    查看更多>>摘要：[目的]利用'鲁丽'x'红1#,亲本及杂交后代,开发苹果叶片性状竞争性等位基因特异PCR(kompetitive allele-specific PCR,KASP)标记,为苹果光能高效利用育种提供参考.[方法]以'鲁丽'和Ⅰ型红肉苹果'红1#'及其134个杂交后代的幼嫩叶片为材料,调查叶片性状表型(包括叶片长度、宽度、叶绿素含量、花青苷含量、光合参数和叶绿素荧光参数等)数据.采用IlluminaHiSeq2500测序平台进行全基因组重测序,通过短序列比对软件将测序序列(reads)回贴到苹果参考基因组,利用GATK软件工具包检测单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)标记.[结果]'鲁丽'和'红1#'及其134个杂交后代重测序得到有效reads数分别为164 776 660、149 482 876和3 927 370 200.与苹果参考基因组比对率分别为98.77％、98.89％和97.79％.共检测到6 445 766个SNP.经过滤后获得94 208个特异性强,准确性高的SNP位点.对每个SNP进行KASP引物设计,最终开发了 5 802个苹果全基因KASP标记.这些KASP标记的多态性信息含量(polymorphism information content,PIC)平均值为 0.31,PIC 大于 0.35 的占 30.13％.Simpson 遗传多样性指数在0.01-0.67,平均每个位点遗传多样性指数为0.53.观测杂合度平均值为0.32.KASP标记所在基因的KEGG功能聚类分析显示,"叶酸介导的一碳代谢途径"是差异基因富集最显著的途径.通过对'鲁丽'x'红1#'杂交群体24个叶片相关性状进行表型调查,结果显示亲本'鲁丽'和'红1#'在叶片净光合速率、气孔导度(Gs)等性状的表型值均存在显著差异.杂交后代表型变异幅度较大,各性状分离广泛.随后对杂交群体叶片性状表型值与KASP标记基因型进行相关性分析,结合KASP标记注释,筛选得到21个与叶片大小、Gs和色素含量性状显著相关的KASP标记.[结论]利用'鲁丽'和'红1#'及其134个杂交后代全基因组重测序数据开发了 5 802个苹果全基因组KASP标记,获得21个与叶片性状显著相关的KASP标记,为开展标记辅助苹果光能高效利用育种提供了理论参考.

    苹果全基因组重测序叶片性状KASP标记

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