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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

    钙在作物生长发育中的功能及应用

    王宇郜耿东葛萌萌常影...
    793-807页
    查看更多>>摘要：钙是作物必需的中量元素之一,广泛存在于根、茎、叶、花、果实、种子中,对作物的生长发育具有重要意义.钙属于再利用难的元素,其吸收、转运受制于蒸腾作用,因此农作物常发生生理性缺钙,从而导致抗逆性减弱,产量和品质降低.作物体内的钙具有双重功能,既参与细胞壁与细胞膜的构成,还可作为细胞内第二信使参与多种环境刺激和内部生长发育信号的响应.细胞中钙的吸收和转运对于维持细胞内钙离子稳态和钙信号精准传导至关重要.近年来,钙在作物生长与发育中的功能和在作物生产中的应用得到了广泛研究.本文阐述了作物体内钙元素的分布、吸收转运和需求状况,介绍了作物缺钙症状和原因,并综述了钙的营养结构功能和第二信使功能及钙信号产生、传导和解码机制,总结了钙在作物生长发育中的作用,包括对产量、品质和抗逆性等方面的影响,同时对其未来研究方向提出了展望.

    作物缺钙钙吸收钙转运蛋白第二信使抗逆性

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    大豆类病变皱叶突变体NT301遗传分析和2对基因定位

    王亚琪徐海风李曙光傅蒙蒙...
    808-819页
    查看更多>>摘要：通过研究类病变突变体,挖掘抗病基因,利用分子设计育种的方法快速培育优良抗病大豆新品种,可减轻化学农药对环境的污染,降低病害的抗药性.本研究以 60Coγ 诱变获得的类病变皱叶突变体 NT301 为父本,分别与W82、KF1 和KF35 进行杂交,构建了F2 和F2:3 分离群体,通过SSR标记和SNP分析,将目标基因 1(rl1)缩小到 18号染色体 937 kb区间内,包含 66 个候选基因,将目标基因 2(rl2)缩小到 8 号染色体 130 kb区间内,包含 15 个候选基因.接着,本研究利用基因芯片技术对近等基因系进行了基因表达谱研究,得到了差异表达基因参与的 KEGG 调控通路.另外对 8 号染色体的 15 个候选基因进行半定量与荧光定量 RT-PCR 表达分析发现,只有基因 Glyma.08G332500在突变体NT301与野生型中的差异达到了4倍,推测Glyma.08G332500基因是突变体NT301的候选基因.

    大豆类病变突变体皱叶基因表达谱

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    基于QTL和转录组测序鉴定甘蓝型油菜耐旱候选基因

    李阳阳吴丹许军红陈倬永...
    820-835页
    查看更多>>摘要：干旱胁迫严重限制了甘蓝型油菜种植面积的扩大和产量的提升.耐旱性是由多基因控制的复杂数量性状,将QTL定位与转录组测序相结合,是鉴定甘蓝型油菜耐旱候选基因的有效手段.本研究对甘蓝型油菜干旱敏感品系三六矮和耐旱品系科里纳-2 构建的F2:6 和F2:8 重组自交系群体幼苗进行正常灌溉和干旱胁迫处理,测定地上部鲜重、地上部干重、叶片相对含水量、丙二醛和可溶性糖含量,利用SSR和SNP多态性分子标记构建遗传连锁图谱,鉴定耐旱相关QTL和候选区间,结合耐旱材料No11 和干旱敏感材料No28 的转录组测序,筛选耐旱相关候选基因.研究结果表明:干旱胁迫使甘蓝型油菜幼苗地上部鲜重、地上部干重和叶片相对含水量下降,使叶片丙二醛和可溶性糖含量上升;耐旱相关 QTL和候选区间分布于 A01、A02、A06、A08、A09、A10、C02、C03、C04、C06 和 C09 染色体;对耐旱材料和干旱敏感材料正常灌溉、干旱 24 h、36 h和 48 h进行转录组分析,主要差异表达基因显著富集到光合作用、脂肪酸代谢、氨基酸代谢、植物激素信号转导、核糖体、昼夜节律及角质、木栓素和蜡质的生物合成等相关途径;将QTL与转录组测序相结合,鉴定到 28 个耐旱相关候选基因,主要编码FLC、bHLH105、TGA4、TEM1、ERF003、ACO3、CHLI1、LHCB6 和PORC等,具有转录因子活性、乙烯产生和信号传导、叶绿素生物合成与结合、叶绿素氧化还原酶以及编码核糖体相关蛋白等功能.这些结果可为揭示甘蓝型油菜耐旱机理及分子标记辅助选育耐旱新品种奠定基础.

    甘蓝型油菜耐旱QTL转录组候选基因

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    基于GYT双标图分析对黄淮海生态区玉米品种综合评价

    岳海旺魏建伟刘朋程陈淑萍...
    836-856页
    查看更多>>摘要：针对不同环境、多性状条件下优良品种选择效率低下的问题,探讨整合环境型鉴定技术(envirotyping tech-niques,ET)和多性状选择对黄淮海夏玉米区试参试品种进行综合评价,以期为品种合理布局提供理论依据.本研究以2016-2017 年黄淮海夏玉米组区域试验数据为材料,基于当年 19 个环境协变量信息采用 ET将 40 个试点划分为不同生态区(mega-environments,ME).采用品种-产量×性状(genotype by yield×trait,GYT)双标图技术对不同生态区(mega-environments,ME)籽粒产量与生育期、株高、穗位高、倒伏率、空秆率、穗长、秃尖、穗行数、穗粒重、百粒重、茎腐病和黑粉病等农艺性状的组合表现进行综合评价,研究GYT双标图技术在玉米区域试验多性状评价中的作用.AMMI方差分析表明,2016 年被测农艺性状基因型、环境和互作效应均达到了极显著水平(P<0.01),2017 年被测农艺性状除穗位高互作效应不显著外,其余性状基因型、环境和互作效应均达到了极显著水平.根据当年气象因子信息将位于 8 个省份的 40 个试点划分为 4 个ME,降水亏缺(dbp)、饱和水汽压差(vpd)、相对湿度(rh)和最高温度(Tmax)在 5 个物候期中呈现出较大的变化趋势.GYT双标图与 ME结合,可以筛选出不同 ME的优势品种.2016 年参试品种中,衡玉 321 和冀丰 118 在划定的 4 个ME中均表现出丰产性突出、稳定性较好的特征,属于丰产稳产型品种.而潞玉 36 和潞研 1502 则属于参试品种中丰产性、稳定性均较差的品种.2017 年参试品种中,DK56 在ME2 和ME4 试点中产量-性状组合表现较为协调,DK205 和衡玉 6105 分别在ME1 和ME3 生态区中有较好的表现.对照品种郑单 958 两年区域试验表现出较好的稳定性但丰产性一般.基于环境型鉴定技术划分生态区与GYT双标图相结合对参试品种的丰产性、适应性和稳定性进行评价,实现品种推广的精细定位,为黄淮海夏玉米区品种多性状综合评价提供理论基础.

    夏玉米品种生态区基因型与环境互作气候变量GYT双标图

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    水稻类病变突变体lms1的表型鉴定与抗病分子机制分析

    余瑶王紫瑶周思睿刘鹏程...
    857-870页
    查看更多>>摘要：类病变突变体是研究植物细胞死亡和抗病分子机制的重要遗传材料.通过辐射诱变粳稻品种武运粳 7 号,获得一个少见的抗病性下降的类病变突变体lms1(lesion mimic and disease susceptible mutant 1).与野生型相比,该突变体叶片自发出现红褐色斑点,其株高、穗长、每穗粒数以及单株产量降低,但千粒重增加;对水稻白叶枯病的抗性显著下降,组织染色表明突变体的叶片中存在明显的细胞死亡以及活性氧的过量积累.遗传分析表明,lms1 突变体的表型受单隐性核基因控制,利用图位克隆技术将lms1基因精细定位于水稻9号染色体Indel7和Indel8两个分子标记间,物理距离为 62 kb.定位区间内候选基因的 PCR 扩增测序结果表明,其中一个编码泛素羧基末端水解酶的 OsLMP1(Lesion Mimic Phenotype 1)基因第 1 个外显子中插入了一段长度为 654 bp的序列,导致其蛋白翻译提前终止.利用蛋白组学技术分析了lms1 突变体与野生型对照的蛋白积累水平,共鉴定到 19 个差异蛋白(7 个上调、12 个下调),主要参与氧化还原、叶绿素合成、光合作用等代谢途径.上述结果为进一步研究OsLMP1 基因的功能及其调控细胞程序性死亡与抗病性的分子机制提供借鉴.

    水稻类病变lms1基因定位蛋白组学分析

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    茶树橙花叔醇和芳樟醇樱草糖苷含量全基因组关联分析及候选基因预测

    张力岚杨军王让剑
    871-886页
    查看更多>>摘要：橙花叔醇与芳樟醇是广泛分布于植物中的挥发性萜烯醇类化合物,在茶树新梢中主要以樱草糖苷形式存在,提高其含量对茶叶香气品质改良具有重要意义.为揭示茶树橙花叔醇和芳樟醇樱草糖苷的遗传机制,本研究以 169个茶树自然杂交后代单株为关联群体,利用均匀分布在茶树染色体上的 675,245 个 SNP 标记,对 3 个年份下茶树新梢中橙花叔醇与芳樟醇樱草糖苷含量进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS).结果表明,橙花叔醇与芳樟醇樱草糖苷含量的表型变异系数为 60.83%～80.08%,广义遗传力分别为 51.29%与 61.87%,基本符合正态分布,具有典型的数量性状遗传特征.全基因组关联分析共检测到 50 个显著关联位点,各位点分别对橙花叔醇和芳樟醇樱草糖苷含量变化的贡献率均超过 20%,其中橙花叔醇樱草糖苷含量(nerolidol primeveroside content,NPC)变化位点最大贡献率为38.73%,芳樟醇樱草糖苷含量(linalool primeveroside content,LPC)变化位点最大贡献率为39.07%.通过等位变异效应分析,鉴定出 4 个主效 SNP位点及其优异等位变异,并发现 1 个可同时调控 NPC和 LPC的一因多效位点.结合已有的文献报道和基因的功能注释,筛选出每个显著位点置信区间内最有可能的候选基因共 59 个,主要涉及茶树的糖类代谢、转录调控、萜烯类生物合成等多个生物学过程,其中 26 个基因在适制绿茶品种和适制乌龙茶品种单芽中的表达水平存在显著差异.本研究为深入解析茶树橙花叔醇和芳樟醇樱草糖苷含量的遗传机制提供了新的信息,为加速培育高香型优异茶树新品种提供了重要的基因资源.

    茶树橙花叔醇樱草糖苷芳樟醇樱草糖苷全基因组关联分析候选基因

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    基于SNP标记的小麦品种遗传相似度及其检测准确度分析

    许乃银金石桥晋芳刘丽华...
    887-896页
    查看更多>>摘要：遗传相似度检测的准确度估计是对SNP标记法在农作物品种检测体系中应用的必要补充和完善.本研究基于 2021 年小麦品种SNP标记法跨实验室协同验证实验数据,分析了该方法的检测准确度及在品种间的遗传相似度.分析结果表明:(1)10 个实验室对 55 组小麦品种组合的标记位点相似度检测的总体准确度约为 98%.(2)GGE双标图的品种遗传关系功能图显示,7 组小麦品种的组内遗传相似度在 95%以上,其余组合的遗传相似度较低.(3)依据GGE双标图的"正确度-精确度"功能图和"准确度排序"功能图,发现洛旱 7 号/洛旱 11 等品种组合的相似度检测准确度较高,晋麦 47/临抗 11 的检测准确度一般,而济麦 22/婴泊 700 的检测准确度较差.(4)10 个实验室的检测准确度存在显著差异,其中 2 个实验室检测的正确度、精确度和准确度表现显著差于其余实验室.(5)各实验室检测正确度的容许误差分布于 1.3%～1.9%之间,平均为 1.5%;准确度的容许误差分布于 1.5%～2.0%之间,平均为 1.7%.其中,Lab2 和Lab3 的检测正确度和准确度的容许误差显著差于其余实验室.本研究构建了SNP标记法对品种相似性检测的准确度统计模型,分析了品种组合和实验室的检测准确度及其容许误差,采用GGE双标图方法对检测正确度、精确度和准确度进行可视化分析,验证了各实验室对品种位点相似性检测的准确度和可靠性,为 SNP 标记法在农作物品种遗传相似性检测中的准确度评价提供了理论支持和应用范例.

    小麦(TriticumaestivumL.)GGE双标图SNP标记遗传相似度位点相似度准确度

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    小麦及其祖先物种GRF转录因子家族鉴定与表达分析

    王添宁冯雅岚琚吉浩吴毅...
    897-913页
    查看更多>>摘要：生长调控因子(growth-regulating factor,GRF)在植物的生长发育、逆境响应和激素信号转导中起着重要的调控作用.系统分析小麦及其祖先物种GRF转录因子家族成员在基因组上的分布、结构、进化以及表达特性,对于深入研究GRF家族的生物学功能和小麦的进化具有重要的意义.本研究利用生物信息学方法,对乌拉尔图小麦、拟斯卑尔脱山羊草、粗山羊草、栽培二粒小麦和普通小麦 5 个物种的GRF成员进行全基因组鉴定,并对其理化性质、系统发育关系、基因结构、启动子顺式作用元件以及表达特性进行了分析.结果表明,乌拉尔图小麦、拟斯卑尔脱山羊草、粗山羊草、栽培二粒小麦和普通小麦中分别有 15、12、19、29 和 53 个GRF成员,通过种间共线性分析发现,TtGRFs分别有 18 个和 29 个成员与TuGRFs和AesGRFs具有共线性,TaGRFs分别有 36 个和 37 个成员与TtGRFs和AetGRFs具有共线性.启动子顺式作用元件预测发现GRF基因具有基本的转录元件以及一些与生长发育和逆境响应的结合元件.RT-qPCR 分析表明,多数 GRF 基因在外源 IAA、GA 和干旱胁迫条件下呈上调表达趋势,而在高温胁迫条件下呈下调表达趋势,表明 GRF 家族成员在响应激素和逆境胁迫中有重要作用.系统进化分析表明,小麦与其祖先物种之间的 GRF 成员存在保守且复杂的进化关系.上述结果为 GRF 转录因子家族的进化及其功能研究提供了理论基础.

    小麦祖先物种GRF生物信息学进化分析

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    四倍体海稻86的诱导、鉴定及其耐盐碱特性评价分析

    李航宇刘心诚贺文婷刘可意...
    914-931页
    查看更多>>摘要：多倍体化是植物进化的重要趋势之一.与二倍体植物相比,多倍体植物往往具有更强的抗耐性.海稻 86 是具有强耐盐碱能力的水稻种质资源,在盐碱地开发应用和粮食增产研究中具有重要利用价值.为充分利用多倍体植物抗逆性增强的优势,选育耐盐碱能力更强的四倍体水稻新品种,本研究以海稻 86 为基础,对其进行离体染色体加倍获得海稻 86 同源四倍体;以海稻 86-4x和海稻 86-2x发芽期和幼苗期NaCl、Na2CO3 和PEG-6000 胁迫处理的表型指标及生理生化指标鉴定,检测两者的耐盐碱特性及差异.结果表明:(1)通过离体染色体加倍可高效诱导获得四倍体植株,加倍率达 27.63%.(2)与海稻 86-2x相比,海稻 86-4x 的细胞核 DNA 含量及根尖染色体数目增加一倍;形态及农艺性状发生明显变化,如植株变矮、茎秆变粗、单株有效穗数减少、籽粒及千粒重增大、每穗总粒数及每穗实粒数减少、结实率降低等.(3)在发芽期,海稻 86-4x的发芽势、发芽率、芽长、根长、根数、含水量最高,海稻86-2x次之,对照黄华占最低;海稻 86-4x的盐碱害率最小、盐碱害等级最低,海稻 86-2x次之,对照黄华占的盐碱害率最大、盐碱害等级最高.(4)在幼苗期,海稻 86-4x的脯氨酸和叶绿素含量最高、丙二醛含量和相对电导率最低,超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性最高,海稻 86-2x次之,而对照黄华占的脯氨酸和叶绿素含量最低、丙二醛含量和相对电导率最高、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性最低.综上可知,与海稻 86-2x相比,海稻 86-4x在表型指标和生理生化指标上均表现出明显的耐盐碱性优势,具有更强的耐盐碱能力.该研究结果为深入解析海稻 86 的耐盐碱机制奠定基础,也为耐盐碱四倍体水稻新品种的选育提供了材料基础和理论依据.

    海稻86离体染色体加倍四倍体耐盐碱性发芽势发芽率生理生化指标

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    花生赤霉素3-β-双加氧酶(AhGA3ox)基因家族的全基因组鉴定及表达分析

    李海芬鲁清刘浩温世杰...
    932-943页
    查看更多>>摘要：赤霉素 3-β-双加氧酶(gibberellin 3-beta-dioxygenase,GA3ox)是参与赤霉素生物合成的关键酶之一,可通过影响赤霉素的形成调控植物的生长发育,目前在花生中尚无系统研究.本研究利用生物信息学方法在花生栽培种基因组数据库中筛选花生GA3ox家族基因,对鉴定出的7个AhGA3ox在栽培种花生基因组中的分布、结构及进化特征、理化性质、启动子顺式作用元件进行分析,并利用 qRT-PCR 技术对其进行花生组织结构表达模式分析,同时对AhGA3ox家族基因在不同荚果大小的 2 个花生品系中的表达量进行分析.结果表明,7 个AhGA3ox基因分布在 7 条染色体上,均由1个内含子和2个外显子组成.花生AhGA3ox蛋白中均包含1个DIOX_N结构域和1个2OG-FeII_Oxy结构域,系统进化分析表明与大豆的亲缘关系较近,在根、茎、叶、花、果针 5 个组织中呈现出不同表达模式,不仅在花生果壳不同发育时期的表达量不同,在 2 个荚果大小不同的花生品系果壳相同发育时期的表达量也不相同,但多数发育时期在大果品系中的表达量均显著高于小果品系,推测该家族基因的表达可能对荚果的形成具有促进作用.

    花生GA3ox表达分析生物信息学功能分析

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