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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

    花生含油量的遗传基础与QTL定位研究进展

    张月王志慧淮东欣刘念...
    529-542页
    查看更多>>摘要：花生是我国重要的油料作物,含油量是花生重要的品质性状和育种目标.花生含油量每提高 1 个百分点,相当于增产 2 个百分点,油脂加工利润可提高 7 个百分点.培育高油高产花生品种是增加食用油供给和保障食用油供给安全的重要途径.本文概述了花生含油量表型鉴定的 4 种常用方法;阐述了花生含油量的遗传特性是多基因控制的数量性状,即受加性效应和显性效应的影响,也存在基因型和环境互作;总结了已报道的含油量QTL 124个,表型变异解释率超过 10%的主效位点有 36 个,分布在A03、A05 和A08 上的 8 个主效QTL可重复检测到;构建了一张花生含油量的一致性遗传图谱,A08染色体上33.59～50.24 Mb为热点区间;介绍了油脂合成及调控相关基因等方面的研究进展,以期为花生含油量遗传改良和高油品种培育提供理论指导.

    花生含油量遗传特性QTL定位基因

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    水稻花粉小肽锌指蛋白基因OsFLZ13功能研究

    张丽洁周海宇MUHAMMAD ZeshanMUNSIF Ali Shad...
    543-555页
    查看更多>>摘要：FCS样锌指蛋白(FLZ)与植物的生长发育和逆境胁迫反应相关.水稻的FLZ基因家族分析和功能研究较少.本研究利用 TBtools 对水稻基因组 Blast,鉴定到 29 个 OsFLZ 家族基因成员,并分析了相关基因位置、基因结构、motif和启动子顺式作用元件等特征.随后,通过水稻CREP数据库研究了FLZ家族成员的全生育期组织表达模式,并发现其中的OsFLZ13 基因在开花前的花药中特异高水平表达.随后β-D-葡萄糖苷酸酶(GUS)染色显示,OsFLZ13 在花药发育的第 8 阶段开始表达,并在开花前的第 14 阶段表达量最高.用CRISPR/Cas9 基因编辑获得的突变体植株结实率显著下降.相比野生型中花 11 的 94%结实率,Osflz13-1 和Osflz13-2 的结实率分别只有 44%和 36%.本研究表明 OsFLZ13 参与花药发育以及花粉育性的调控,为进一步研究该基因及其家族基因的功能提供参考,同时对水稻雄性不育利用具有潜在的价值.

    水稻花粉结实率FLZ基因家族

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    大豆巢式关联作图(NAM)群体构建及花色和种皮色遗传分析

    宋健熊亚俊陈伊洁徐瑞新...
    556-575页
    查看更多>>摘要：巢式关联作图(Nested Association Mapping,NAM)群体在作物学遗传与育种研究中具有广泛的应用.本研究在前期大豆种质资源评价基础上,利用 35份不同地区来源的代表性种质与中豆 41(公共母本)杂交,构建了一套大豆NAM群体.PCA和聚类分析发现,不同亲本组合的RIL群体基本聚在一起,显示出清晰的遗传结构.利用该NAM群体亲本间花色和种皮色具有显著差异的RIL群体进行全基因组关联分析,定位到 1 个主要位点qFC13-1 与花色显著关联,该位点与W1 位点重合;定位到 12 个位点与种皮色显著相关,其中 9 个位点为 3 种以上方法共定位,3 个位点为 2 种方法共定位,包括 4 个已知位点和 8 个新位点.研究结果表明,构建的NAM群体适于进行大豆相关性状遗传分析,为大豆复杂性状的遗传解析和育种实践提供了良好的基础材料.

    大豆NAM群体花色种皮色遗传分析

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    小麦TaSPX1基因的克隆、表达及耐低氮逆境的功能研究

    张宝华刘佳静田晓田旭钊...
    576-589页
    查看更多>>摘要：包含SPX、SPX-EXS、SPX-MFS和SPX-RING四个亚族的植物 SPX基因家族在磷信号应答中发挥重要功能,但迄今对小麦的该家族基因成员功能了解尚少.本研究前期从小麦(Triticum aestivum)中鉴定得到一个SPX亚族成员基因TaSPX1(GenBank No.Ak332300),亚细胞定位分析发现其定位于细胞核.对TaSPX1 和来自小麦、拟南芥和水稻 SPX 家族的同源蛋白进行系统进化分析,结果表明,其与水稻 SPX 亚族的 OsSPX1 亲缘关系较近.应用RT-qPCR 技术研究发现,TaSPX1 的表达量在低氮胁迫下显著增加.构建烟草(Nicotiana tabacum)过表达转基因系(overexpression lines,OE),应用MS营养液培养对野生型(WT)和OE株系OE3 和OE4 植株表型进行鉴定.发现在低氮胁迫下,OE3 和 OE4 较 WT表现明显的生长优势,植株鲜重、根重和叶面积显著增加;包括光合速率、胞间 CO2浓度、气孔导度和蒸腾速率在内的光合参数,以及氮含量、可溶性糖、可溶性蛋白和叶绿素含量也都较 WT 显著增加.对氮吸收和同化相关基因的表达和酶活性测定结果表明,上述基因的部分成员在OE植株中的表达量和氮同化酶活性升高.此外,对包括SOD、POD和CAT在内的植株活性氧清除相关酶活力和MDA含量测定表明,与WT相比,OE植株中保护酶的活性均明显提高,MDA含量降低.同时发现OE植株中部分保护酶基因成员的表达水平也较WT明显升高.这些结果初步证实了 TaSPX1 通过改善光合参数、增强氮吸收和转运以及加强保护酶系统等在介导植株抵御低氮胁迫中发挥重要作用.本项研究对小麦SPX家族成员抵御非生物逆境功能增加了新认识,为作物抗低氮营养逆境的遗传改良提供了理论依据.

    小麦TaSPX1亚细胞定位低氮胁迫功能分析

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    小麦胚芽鞘长度QTL定位和GWAS分析

    郝倩琳杨廷志吕新茹秦慧敏...
    590-602页
    查看更多>>摘要：在干旱条件下,小麦(Triticum aestivum L.)适当深播可提高出苗率,胚芽鞘长度决定了小麦播种的最大深度,因此培育长胚芽鞘小麦品种至关重要.为了挖掘控制小麦胚芽鞘长度相关的数量性状位点(quantitative trait loci,QTL),本研究以 275份豆麦/石 4185重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体和 186份自然群体为材料,根据 90K SNP芯片的分型结果,利用 3 个环境下小麦胚芽鞘长度表型数据进行QTL鉴定.采用完备区间作图法(inclusive composite interval mapping,ICIM)在 RIL 群体中鉴定到 2 个稳定的 QTL 位点,分别位于 4BS(30.17～40.59 Mb)和 6BL(700.08～703.53 Mb)染色体上,解释表型变异率(PVE)分别为 26.29%～28.46%和 4.16%～4.36%;全基因组关联分析(GWAS)采用混合线性模型(Mixed linear model,MLM)方法,共鉴定到 36 个稳定的QTL位点,分别位于 1A(3)、1B(3)、1D(2)、2A(1)、3A(2)、3B(2)、4B(11)、5A(1)、5B(3)、6B(4)、7A(2)、7B(2)染色体上,在 3 个环境中重复检测到的显著关联位点有7个,其中3个位点与已报道的位点重叠或邻近,其他4个位点推测为新位点,分别位于1A(499.03 Mb)、3A(73.06 Mb)、4B(648.74～648.87 Mb)、7A(36.31 Mb)染色体上,预测了 5 个候选基因(TraesCS1A03G0748300、Rht1、TraesCS4B03G0110000、TraesCS4B03G0112200 和 TraesCS7A03G0146600).在两个群体中均鉴定到位于 4BS(30.17～40.59 Mb)染色体上的主效QTL位点,该位点的候选基因Rht1 已被证实能降低小麦胚芽鞘长度.该研究结果为挖掘控制小麦胚芽鞘长度的基因以及胚芽鞘长度相关性状分子标记辅助选择育种奠定了基础.

    小麦胚芽鞘长度QTL定位全基因组关联分析

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    玉米花序发育基因AFP1的定位及功能研究

    薛明汪晨晨姜露光刘浩...
    603-612页
    查看更多>>摘要：玉米花序的正常发育是玉米产量的根本保证.鉴定和挖掘调控花序模式建成的基因和代谢通路将有助于揭示花序发育的分子机制,为提高玉米产量提供理论指导.本研究从Mo17 背景的EMS突变体库中筛选到一个玉米花序发育模式改变的材料,命名为altered flower pattern 1(afp1).表型鉴定结果发现,afp1 雌穗产生一系列侧生分枝、且无花丝形成;雄穗上侧生小穗数量显著增多.遗传学分析表明,afp1 性状受一对隐性核基因控制.利用afp1 与B73构建的 F2 分离群体进行连锁分析,该基因被定位在第 7 号染色体分子标记 M150～M176 之间.利用该区间内新开发的 14 对多态性标记进行精细定位,afp1 被限定在分子标记M1722 和M1725 间约 300 kb的范围内,其间包含一个已知调控玉米花序发育基因BD1(Branched silkless1).通过测序发现,afp1 的BD1 发生一处C-T的变异,引起BD1 蛋白的第 67 位精氨酸(R)变为色氨酸(W),该突变位于保守的功能域ERF/AP2 上.对发育早期的野生型与afp1 雌穗进行RNA-seq分析后发现,afp1相比野生型存在274个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中56.20%基因表达下调,43.80%基因表达上调.通过KEGG分析发现,差异表达基因富集到多种代谢通路,其中富集到植物激素信号转导途径中的 83.30%基因表达量都显著下调,说明afp1 可能通过影响激素信号从而改变花序发育模式.

    玉米花序发育BD1激素信号转导

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    过量表达大豆异丙基苹果酸脱氢酶基因GmIPMDH促进植株开花和生长

    刘薇王玉斌李伟张礼凤...
    613-622页
    查看更多>>摘要：异丙基苹果酸合成酶(isopropylmalate synthase,IPMS)和异丙基苹果酸脱氢酶(isopropylmalate dehydrogenase,IPMDH)是亮氨酸生物合成中的重要限速酶,但二者在植物生长发育中的功能鲜有报道.本研究对拟南芥AtIPMDH2基因在大豆中的同源基因GmIPMDH进行了克隆和分析.该基因编码的氨基酸序列中含有Iso_dh亚家族保守结构域,且启动子中含有大量的光反应元件及激素应答元件.实时荧光定量PCR显示大豆叶片中GmIPMDH的表达量随着植株的生长发育逐渐升高.对GmIPMDH进行了烟草的异位表达和大豆的过量表达,表型分析发现GmIPMDH的过量表达显著提前了烟草和大豆的开花时间,且株高和节数均显著增加.转录组分析显示,GmIPMDH过量表达大豆叶片中的若干开花相关基因及赤霉素合成相关基因的表达量发生变化,推测 GmIPMDH 可能通过赤霉素合成通路参与赤霉素介导的植物开花诱导和株型调控.本研究首次阐明了 GmIPMDH 在开花期调控中的作用,为今后进一步研究GmIPMDH调控大豆开花和生长发育的分子机制提供了一定的基础.

    大豆异丙基苹果酸脱氢酶GmIPMDH开花期株高

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    大豆叶型性状全基因组关联分析与候选基因鉴定

    王琼朱宇翔周密密张威...
    623-632页
    查看更多>>摘要：大豆叶片的形状和垂直分布影响群体冠层结构和光合效率并最终影响大豆的产量.植物叶片大小、形态因着生位置不同而产生差异的现象称为异形叶,虽然异形叶现象在被子植物中广泛存在,但目前关于大豆叶片发育过程中异形叶的调控的研究还很有限.本研究通过对 283 份大豆种质资源的叶长、叶宽、叶形指数和异形叶指数等叶型相关的性状在江苏南京进行连续2年的考察,利用全基因组关联分析检测到181个叶型性状相关位点,其中能够在2 个环境或多个性状中重复检测到的位点 18 个.利用检测到的与叶型相关的SNP位点,结合基因的表达谱数据、拟南芥中同源基因的功能,鉴定与大豆叶片发育和异形叶形成相关的候选基因.其中在 20 号染色体的相关位点Chr20:36152820 上游发现已知的大豆叶形调控基因Ln(Glyma.20G116200).此外,在 19 号染色体的相关位点Chr19:45155943附近鉴定到 2 个候选基因Glyma.19G192700、Glyma.19G194100,分别被注释为Growth-regulating factor 4(GRF4)和LITTLE ZIPPER 3(ZPR3)基因的同源基因,为阐明大豆异形叶等叶型性状遗传的分子机制奠定了基础.

    大豆叶型异形叶全基因组关联分析SNP标记

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    甘蔗与斑茅杂交染色体组构成特征研究

    薛丽李心怡黄勇泰欧财篮...
    633-644页
    查看更多>>摘要：斑茅是甘蔗重要的野生种质资源,渗入斑茅血缘来提高甘蔗抗性是目前甘蔗育种的重要途径之一.对甘蔗与斑茅杂交后代进行染色体分型有利于高效利用斑茅的各种优异性状.本研究利用斑茅特异引物鉴定斑茅与甘蔗杂交高世代材料的真实性,通过荧光原位杂交对甘蔗与斑茅染色体进行分型,以探究斑茅和甘蔗染色体在子代中的遗传与分离,并分析其染色体组结构特征.结果表明,杂交群体中有30份为斑茅的真实后代,包含斑茅染色体从1～10条不等,说明其后代群体基本服从n+n的遗传方式,占整个真实后代群体的60%.斑茅与甘蔗发生染色体水平的重组约16.67%,并且斑茅与不同血缘甘蔗重组的概率趋近一致.割手密种特异探针共定位结果表明,斑茅血缘的渗入降低了近现代栽培甘蔗种中热带种血缘与重组血缘的占比,并同时提高了割手密血缘的比例.本研究分析的甘蔗与斑茅杂交后代中不同血缘染色体组的遗传及结构特点,为提高斑茅种质资源在甘蔗育种中的开发利用提供了细胞遗传学基础.

    甘蔗斑茅荧光原位杂交染色体遗传

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    红麻HcKAN4基因克隆、表达及在类黄酮合成中的功能

    吴法轩李秦杨昕李新根...
    645-655页
    查看更多>>摘要：MYB类转录因子KAN4(KANADI4)在红麻类黄酮合成和纤维发育中发挥着重要作用.本研究以红麻品种'福红 952'为材料,对 HcKAN4 基因进行克隆和表达模式分析,探讨 TRV-VIGS 诱导该基因沉默对类黄酮合成途径中关键酶基因表达量改变的影响.基因克隆显示,HcKAN4 基因开放阅读框(open reading frame,ORF)全长为 966 bp,编码322 个氨基酸,包含一个MYB保守结构域.进化树分析发现,其与拟南芥和木槿KAN4s的亲缘关系较近.表达分析表明,该基因在红麻不同组织中均有表达,且转录水平随着植物生长而递增.VIGS诱导基因沉默显示,6 株HcKAN4的转录水平显著下调,达到基因沉默效果.进一步实时荧光定量 PCR 检测发现,类黄酮合成相关基因 HcCHS、HcF3'5'H、HcANS、HcANR的转录水平显著下调,分别是对照组的 0.51、0.14、0.23、0.11 倍,表明HcKAN4 基因可调控红麻类黄酮生物合成相关基因.这些结果为阐明红麻MYB转录因子调控类黄酮合成提供了依据,同时为改善纤维品质提供了研究思路.

    红麻HcKAN4类黄酮合成VIGS

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