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期刊信息/Journal information
作物学报
中国作物学会　中国农业科学院作物科学研究所
作物学报

中国作物学会　中国农业科学院作物科学研究所

万建民

月刊

0496-3490

zwxb301@mail.caas.net.cn

010-82108548

100081

北京市海淀区中关村南大街12号

作物学报/Journal Acta Agronomica SinicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《作物学报》是中国科学技术协会主管、中国作物学会和中国农业科学院作物科学研究所共同主办、科学出版社出版的有关作物科学的学术期刊。前身可追溯到1919年1月中华农学会创办的《中华农学会丛刊》, 后相继改名为《中华农林会报》、《中华农学会报》、《中国农业研究》和《农业学报》, 1962年改为现名《作物学报》。主要刊登农作物遗传育种、耕作栽培、生理生化、生态、种质资源、谷物化学、贮藏加工以及与农作物有关的生物技术、生物数学、生物物理、农业气象等领域以第一手资料撰写的学术论文、研究报告、简报以及专题综述、评述等。办刊宗旨是为繁荣我国作物科学技术、促进国内外学术交流和加速我国的农业现代化建设服务。读者对象是从事农作物科学研究的科技工作者、大专院校师生和具有同等水平的专业人士。《作物学报》从1999年起连续12年获“国家自然科学基金重点学术期刊专项基金”的资助。2006—2011年连续6年获“中国科协精品科技期刊工程项目(B类)”资助。从2002年起连续9年被中国科技信息研究所授予“百种中国杰出学术期刊”称号。2011年获第二届中国出版政府奖期刊奖提名奖, 2005年获“第三届国家期刊奖提名奖”。2009年被中国期刊协会和中国出版科学研究所授予“新中国60年有影响力的期刊”称号。据北京大学图书馆编著的《中文核心期刊要目总览》(2004和2008年版)登载, 《作物学报》被列在“农学、农作物类核心期刊表”的首位。
正式出版
收录年代

    种子休眠与萌发调控的研究进展

    宋松泉唐翠芳雷华平姜孝成...
    1-15页
    查看更多>>摘要：休眠使植物种子能够为萌发安排时间,直到环境条件变得有利于幼苗的存活与生长.种子的休眠特性具有重要的生态适应性意义和显著的农业价值.植物激素脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)是种子休眠与萌发的关键因素,处于休眠状态的成熟种子含有高水平的ABA和低水平的GA;ABA诱导和维持种子休眠,而GA拮抗ABA的作用和促进种子萌发.萌发延迟-1(DOG1)是种子休眠的主要调控因子,与ABA协同作用延迟萌发.DOG1 通过与PP2C ABA过敏感萌发(AHG1/AHG3)结合以增强ABA的信号转导,以及抑制AHG1的作用以增加ABA的敏感性和强加种子休眠.印记基因在受精前后受到表观遗传机制的调控,与种子休眠的建立与释放密切相关.近年来,种子休眠的调控研究取得了显著的进展.本文综述了植物激素ABA和GA对种子休眠与萌发的控制,DOG1 调控种子休眠的作用机制,以及种子休眠与萌发的表观遗传调控,并提出了在本领域需要进一步研究的科学问题,以期为深入理解种子休眠与萌发的分子机制、抗穗萌发育种以及促进休眠种子的萌发提供参考.

    DOG1表观遗传分子机制植物激素种子休眠

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    小麦骨干亲本周8425B抗条锈病优异基因在其衍生品种中的遗传解析

    李俣佳许豪于士男唐建卫...
    16-31页
    查看更多>>摘要：周 8425B是黄淮海麦区应用较广泛的矮秆大穗、抗病抗逆小麦骨干亲本,解析周 8425B衍生品种的条锈病抗性遗传表现及其携带的抗条锈病基因遗传传递信息对新品种选用具有重要价值.本研究以条锈病强毒力生理小种条中 34(CYR34)单一菌种对收集的 222 份周 8425B衍生品种进行苗期条锈病抗性鉴定,以CYR34 为主的混合菌种对衍生品种进行成株期条锈病抗性鉴定,利用周 8425B 携带的抗条锈病基因 YrZH84、YrZH84.2、Yr30、YrZH22 和Yr9 紧密连锁的分子标记对衍生品种进行基因型检测.研究结果表明,周 8425B 苗期和成株期对目前强毒力优势菌种CYR34 均表现高抗条锈病.在 222 份周 8425B的衍生品种中,2 年表现稳定成株期抗病的衍生品种有昌麦 9 号、济研麦 10、百农 4199、赛德麦 7 号和郑麦 103 等 14 份,占比 6.3%;表现稳定全生育期抗病的衍生品种有周麦 11、周麦 22、周麦 26、周麦 36、兰天 36、存麦 16 和郑品麦 8 号等 52 份,占比 23.4%.周 8425B衍生品种主要通过周麦 11、周麦 12、周麦 13、周麦 15、周麦 16 和周麦 17 等 6 个子一代再次衍生到子二代.子一代中周麦 16 和周麦13 由于具有较好的农艺性状直接衍生出较多品种,周麦 12 与周麦 13 培育出子二代周麦 22 衍生出 45 个子三代,周麦 11 培育出矮抗 58 衍生出 54 个子三代.周 8425B携带的YrZH84、YrZH84.2、YrZH22、Yr30 和Yr9 在衍生后代中的频率分别为 34.7%、14.9%、41.9%、66.2%和 67.1%.仅携带其中 1 个抗病基因的衍生品种以携带YrZH84 的平均严重度最低,为 15.4%;聚合 2 个抗病基因的衍生品种中,以携带YrZH84+YrZH22 的平均严重度最低,为 20.0%;聚合 3 个抗病基因的衍生品种中,以携带 YrZH84+YrZH22+Yr9 的平均严重度最低,为 17.2%;聚合 4 个抗病基因的衍生品种中,携带YrZH84+YrZH22+Yr30+Yr9 的平均严重度为 16.9%,携带YrZH84.2+YrZH22+Yr30+Yr9 的平均严重度为 38.4%.苗期以携带全生育期抗性基因YrZH84 或含有YrZH84 的基因组合的衍生品种的抗病性较好.研究结果为中国小麦骨干种质周8425B的持续改良利用提供了条锈病基因信息,鉴定出对强毒力生理小种CYR34表现抗病的衍生新种质,为我国小麦抗条锈病遗传育种提供了参考.

    小麦条锈病周8425B抗条锈病基因遗传解析衍生系

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    花生籽仁蔗糖含量遗传模型分析

    郅晨阳薛晓梦吴洁李雄才...
    32-41页
    查看更多>>摘要：花生是我国重要的经济作物之一,约 40%的花生用于食用加工.蔗糖含量作为影响花生品质的重要指标,与其风味及口感呈显著正相关.因此,提高花生籽仁中蔗糖含量对花生品质改良具有重要意义.本研究利用NYBP×SYT5-1 和 19-1934×JHT1 两个 F2:3 群体为试验材料,分析花生籽仁蔗糖含量遗传模型,同时分析了蔗糖含量与含油量、蛋白含量及籽仁相关性状间的相关性.结果表明,花生籽仁蔗糖含量呈连续分布,超亲分离现象明显且具有丰富变异.两群体中蔗糖含量与含油量均呈现显著负相关,与蛋白质含量均显著正相关,蔗糖含量与籽仁长、籽仁宽和百仁重的相关性在两群体间表现不一致.遗传分析结果表明,在两群体中花生籽仁蔗糖含量都表现为主要受两对主基因的加性、显性效应调控,存在明显互作,且主基因间具有累加效应.本研究通过对籽仁蔗糖含量遗传模型分析,初步了解了蔗糖含量的遗传规律,对食用花生品种选育具有指导意义.

    花生蔗糖含量含油量相关性分析遗传模型

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    烟草生物碱性状的QTL定位

    刘颖超方敦煌徐海明童治军...
    42-54页
    查看更多>>摘要：生物碱是烟草的重要化学成分.为明确烟草生物碱的遗传结构,发掘控制相关性状的主效位点,以烟草品种Y3、K326 为亲本,构建大小为 271 的重组自交系群体.分别于 2018、2019 和 2020 年在云南省昆明市石林、玉溪市研和种植群体材料,检测总植物碱(TPA)、烟碱(NIC)、降烟碱(NOR)、假木贼碱(ANAB)和新烟草碱(ANAT)5 种生物碱表型.对群体进行基因组测序,构建包含 46,129 个标记的遗传连锁图谱.利用基于混合线性模型的QTL定位方法及软件 QTLNetwork 2.0,进行 QTL 定位分析.共定位 15 个具有显著加性效应的 QTL,加性效应对表型贡献率为0.58%～11.57%.其中 4 个主效QTL即控制总植物碱的qTPA14、烟碱的qNIC14、假木贼碱的qANAB14 和新烟草碱的qANAT14,均可以解释相应性状 10%以上的表型变异,且均位于 14 号连锁群上.6 个QTL具有显著的加性与环境互作效应,对表型贡献率为 0.80%～1.81%.5 对 QTL 具有显著加性-加性上位性效应,对表型的贡献率为0.15%～2.31%.2 对QTL具有显著的上位性与环境互作效应,对表型的贡献率为 0.81%～1.16%.研究结果为进一步分离候选基因、解析遗传机理和促进烟草生物碱性状分子改良奠定了基础.

    烟草重组自交系生物碱复杂性状基因与环境互作

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    控制玉米株高基因PHR1的基因克隆

    杨晨曦周文期周香艳刘忠祥...
    55-66页
    查看更多>>摘要：株高属于玉米理想株型育种的一个重要指标,不但影响玉米机械化收获,更与玉米的倒伏性和生物产量密切相关.本研究以低剂量快中子(4.19 Gy)辐照诱变玉米自交系KWS39 获得的矮秆低穗位突变体为研究对象,该突变体命名为plant height reducing mutant-1(phr-1),开展了表型性状的田间调查分析,并利用phr-1×B73 获得的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 B73 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.研究结果表明,在 1 号染色体Bin1.06 区间可能存在变异位点,进而利用大的分离群体结合目标区段多态性标记开发,将目标区段精细定位分子标记到Umc1122 和Umc1583a两个标记之间约 600 kb区间,该区段内存在一个控制株高的已知基因Brachytic2(BR2),BR2 编码一个调控玉米茎秆中生长素极性运输的糖蛋白.候选基因测序结果表明,phr-1 是BR2 基因在第 4 个外显子处插入了 165 bp的序列,导致第 547 位氨基酸变为终止子,蛋白翻译提前终止.phr-1 的基因突变位点和变异方式与已报道的br2-1 单个碱基发生变异位点完全不同,通过等位杂交实验证明了phr-1 突变体就是br2-1 的一个新等位突变体,候选基因就是BR2 基因.本研究为玉米BR2 基因在玉米株高遗传改良中提供了新的种质资源.

    玉米株高穗位高BSA混池测序基因定位功能分析

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    小肽Ospep5对水稻耐镉性的影响

    李明月张文婷李阳张保龙...
    67-75页
    查看更多>>摘要：镉(Cd)胁迫是植物面临的主要重金属胁迫之一,对植物的生长和发育产生严重的影响.尽管已有研究表明植物小肽具有缓解胁迫的作用,但水稻中镉毒害的研究很少.在前期研究中,通过翻译组、转录组和蛋白质组鉴定了一系列水稻小肽,其中发现Ospep5 可以显著地提高水稻的耐盐性.本研究以日本晴野生型、日本晴过表达Ospep5-OX和日本晴 CRISPR/Cas9 突变体 ospep5-3 作为水稻试验材料,研究 Ospep5 对镉胁迫下水稻幼苗生长的影响.试验结果表明:500 µmol L-1 CdCl2 处理显著抑制了水稻幼苗的形态生长和叶绿素含量,同时超氧化物歧化酶(SOD)、脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量和镉离子含量显著提高.与单独的镉胁迫相比,外源施加Ospep5 后,可以有效缓解镉胁迫对水稻幼苗的形态生长的抑制,显著提高超氧化物歧化酶(SOD)活力,同时显著降低丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量和镉离子含量,并且能够促进耐镉基因(OsHMA2、OsHMA3、OsCAL1)的表达.总之,Ospep5 通过调节水稻幼苗各种生理生化反应以及调控耐镉基因表达的方式,最终提高水稻幼苗对镉胁迫的耐受性.

    水稻镉胁迫Ospep5幼苗生长

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    玉米转录因子ZmMYB12提高植物抗旱性和低磷耐受性的功能鉴定

    王丽平王晓钰傅竞也王强...
    76-88页
    查看更多>>摘要：玉米生长发育过程中会遭受干旱、高温、高盐及营养元素匮乏等多种非生物胁迫,导致其产量和品质下降,造成严重的农业减产.MYB类转录因子在植物中广泛分布,参与植物生长发育和环境响应,筛选及鉴定出具有抗逆功能的 MYB 类转录因子能为玉米抗逆遗传改良提供理论依据.本研究从玉米干旱处理的材料中克隆了一个R2R3-MYB家族转录因子基因ZmMYB12,其响应自然干旱、ABA及PEG处理,基因表达被诱导上调.病毒诱导沉默 ZmMYB12 后的玉米植株对干旱更加敏感,活性氧积累更多,根系更小;复水后 ZmMYB12 沉默植株存活率更低,表明ZmMYB12 是干旱正调控因子.进一步构建ZmMYB12 稳定过表达拟南芥,干旱处理后ZmMYB12 过表达株系活性氧积累更少,侧根更多,抗旱能力增强.同时,发现 ZmMYB12 过表达拟南芥在低磷胁迫下侧根数量更多,根系酸化程度增加,叶绿素及花青素含量更多,体内无机磷含量高于野生型,表明 ZmMYB12 参与到低磷胁迫过程中,并且提高了植株对磷元素的吸收及利用率.研究表明 ZmMYB12 调控干旱抗性并响应低磷胁迫,为作物抗旱及耐低磷育种提供了一个良好的基因资源.

    玉米MYB转录因子干旱胁迫低磷胁迫根系

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    转基因抗虫耐除草剂玉米自交系LG11的获得及抗性分析

    岳润清李文兰孟昭东
    89-99页
    查看更多>>摘要：虫害是影响我国玉米产量和品质的重要限制因子,转Bt(Bacillus thuringiensis)基因玉米具有很好的抗虫性,能有效减少化学杀虫剂的使用,深受种植者欢迎.但是大面积持续种植转基因玉米,会引发靶标害虫产生抗性,"多基因"策略是阻止或延缓靶标害虫抗性种群发生的主要治理策略之一.本课题组利用人工合成方法将 Cry1Ab 和Vip3Aa蛋白的主要结构域组合形成融合蛋白M2cryAb-vip3Aa,这2种杀虫蛋白在进化上没有同源性且杀虫机理存在差别,能有效降低靶标害虫产生抗性的几率.本研究拟通过转基因方法将m2cryAb-vip3Aa和bar基因串联导入受体材料,并以骨干自交系昌 7-2 为回交亲本进行回交转育,获得抗虫耐除草剂且拥有优良农艺性状的转基因玉米新材料,并对抗虫性和耐除草剂抗性进行分析.研究结果将丰富现有的抗虫耐除草剂玉米种质资源,并为玉米田间害虫防治和杂草治理提供新的解决方案.

    m2cryAb-vip3Aabar转基因玉米

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    利用CRISPR/Cas9技术编辑GmBADH1基因改变大豆耐盐性

    石宇欣刘欣玥孙建强李晓菲...
    100-109页
    查看更多>>摘要：耐盐基因功能鉴定对于大豆品种改良以及盐碱地的开发利用至关重要.盐害胁迫下作物通过合成和积累甜菜碱作为渗透保护剂,减小盐害对作物产量的影响.BADH 基因已在多种植物中被证实调节植物对逆境胁迫的响应,但在大豆中的调控机制尚不清晰.本研究克隆了GmBADH1 基因,qRT-PCR显示该基因在根、茎、叶中均有表达,尤其在根中的表达丰度最高.通过农杆菌介导的大豆遗传转化技术将CRISPR/Cas9 系统构建的表达载体转入到大豆品种JACK中,产生了 3 种可以调控大豆耐盐性状的靶向突变,均发生在编码区,分别为缺失 19 bp、插入 1 bp、插入 9 bp替换 2 bp.前两者,过早出现的终止密码子,使其均产生截断的BADH1 蛋白,后者发生移码突变.在出苗期和苗期分别对突变纯合植株进行盐处理,结果表明,出苗期耐盐性与野生型相比显著下降,苗期与野生型相比无明显差异.这说明GmBADH1 基因可能主要调控出苗期的耐盐性状.本研究为深入挖掘大豆耐盐基因和培育大豆耐盐品种提供了依据.

    大豆GmBADH1CRISPR/Cas9耐盐性

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    甘蔗割手密种转录因子NAP亚家族的鉴定及SsNAP2a参与叶片衰老的功能分析

    王恒波冯春燕张以星谢婉婕...
    110-125页
    查看更多>>摘要：NAP(NAC-like,activated by apetala3/pistillata)是转录因子NAC基因家族中一类参与调控植物生长发育、叶片衰老及响应激素和非生物胁迫应答的亚家族.本研究利用甘蔗割手密种基因组数据和生物信息学方法,首先,基于比较基因组学对NAP亚家族成员进行鉴定、系统进化分析、保守结构域及顺式调控元件预测;其次,克隆获得割手密种 SsNAP2 的等位基因 SsNAP2a,分析该基因在不同生长发育阶段的表达及其在激素和非生物胁迫下的表达特征;最后,利用瞬时表达和亚细胞定位分析SsNAP2a基因的功能.结果表明,在割手密种基因组中共鉴定 5 个NAP亚家族成员,亚细胞定位预测所有成员编码蛋白均定位于细胞核上,这些基因的 Ka/Ks比值均小于 1,表明纯化选择在演化中起到关键作用.系统聚类分析表明,5 个代表性的被子植物(拟南芥、菠萝、水稻、玉米和高粱)与已报道的 12 个物种及甘蔗的NAP亚家族成员,共计 46 个,分为 4 个Clade,其演化的顺序Clade Ⅰ＞Clade Ⅱ＞Clade Ⅲ＞Clade IV.此外,在 SsNAP 亚家族成员的启动子区域预测到较多响应脱落酸和茉莉酸、低温等逆境胁迫的顺式作用元件,推测其参与多种激素和非生物胁迫相关应答通路.进一步,从割手密种 SES208 中克隆到 SsNAP2a 基因,该 Cdna 全长序列 1173 bp(GenBank登录号为OQ335094),编码 390个氨基酸残基,其与等位基因SsNAP2编码蛋白的序列相似性为 97.70%,有 10 个氨基酸残基的差异,表明同源 8 倍体的割手密种等位基因序列差异较大.Qrt-PCR 分析表明,SsNAP2a 基因在割手密种不同生长发育阶段中组成型表达,尤其在衰老的蔗皮和根中的表达量最高;在乙烯利(ethylene,ET)、脱落酸(abscisic acid,ABA)、4℃低温和 40℃高温处理下,其表达量呈现显著诱导表达;而在 8%聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)胁迫下显著下调表达.亚细胞定位表明,SsNAP2a融合蛋白定位在细胞核上.瞬时过表达 SsNAP2a 基因 7 d 后,本氏烟(Nicotiana benthamiana)叶片有明显的卷曲、皱缩等衰老现象,ET 合成相关基因(NtEFE26,NtAccdeaminase)显著上调表达,而水杨酸、茉莉酸和ABA合成相关基因(NtPR-1a/c、NtPR3 和NtAREB1)显著下调表达,表明SsNAP2a基因参与多种激素信号传导途径诱发叶片衰老.以上研究结果为挖掘甘蔗NAP亚家族基因成员参与叶片衰老的生物学功能奠定了研究基础,也为培育甘蔗抗衰老分子育种提供候选的基因资源.

    割手密种NAP基因叶片衰老激素胁迫基因功能甘蔗

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