不同来源大豆种质资源产量与品质性状评价

基于田间调查和室内考种获取的24个表型性状数据,对2254份不同来源大豆种质资源的产量与品质性状进行了分析。结果表明,供试种质产量相关性状存在丰富的遗传变异,7个主要描述型性状Simpson指数介于0.3108~0.6972之间,其中荚色多样性指数最大,结荚习性多样性指数最小;7个主要产量相关性状变异系数介于18.53~51.46之间,其中有效分枝数变异范围最大,主茎节数变异范围最小,结合株高与生育期筛选出短节间优异资源12份。大豆产量与株高、单株荚数等8个性状显著相关,相关系数介于0.056~0.402之间,同时对8个产量相关性状进行分析,有3个主成分的特征值大于1。进一步分析发现大豆产量与株高、底荚高度、主茎节数以及单株粒重间存在显著线性回归关系,并结合产量与品质分析,筛选出高产优异种质6份和稳定高油优异种质4份,为高油高产大豆新品种培育提供了基因资源和参考。

不同来源大豆种质资源的田间鉴定与筛选

旨在评价不同生态区大豆种质资源表型性状遗传多样性,为亲本选择和品种改良提供科学依据。以1580份来源于国外和中国北方、黄淮海、南方生态区的大豆种质资源为对象,分析21个形态描述型性状的遗传多样性,并对13个数量性状的遗传变异及其相关性进行综合分析。结果表明:21个描述型性状的Simpson多样性指数平均值在国外、中国北方、黄淮海、南方及总资源群体中分别为0.3459、0.3471、0.3459、0.3224、0.3577,荚色Simpson多样性指数最大,叶色Simpson多样性指最小。底荚高度、有效分枝数、单株荚数、单株粒数、株高、百粒质量、单株粒质量的遗传变异系数均大于30%,初花时间、主茎节数、茎粗、荚长、荚宽的遗传变异系数为20%~10%,生育时间的遗传变异系数小于10%。13个数量性状的Simpson多样性指数平均值在国外、中国北方、黄淮海、南方及总资源群体中分别为0.8136、0.8311、0.8259、0.8369、0.8265,说明该批大豆种质资源多样性丰富。相关分析表明,单株粒质量与其他12个重要农艺性状呈极显著正相关。通径分析发现百粒质量、单株粒数对单株粒质量的正向效应最大,其次为茎粗、单株荚数,而荚宽、株高、初花时间有负向效应。本研究揭示了该批大豆种质资源表型性状的遗传特点及其相互关系,以大豆单株产量构成性状为综合指标,结合生育时间表现,筛选出30份高产特异大豆种质,为合理选择亲本形成优势性状互补以进行大豆高产品种改良和选育提供参考。

江西省春大豆品种及其骨干亲本的磷吸收和利用效率解析

江西省春大豆主要种植于红壤丘陵旱地,有效磷含量低严重制约了江西省春大豆生产,选育磷高效春大豆品种有助于促进江西省春大豆生产发展。本研究采用低磷胁迫与正常供磷盆栽试验,以净光合速率、生物量、磷吸收效率、磷利用效率和磷浓度等12个性状为指标,结合主成分和隶属函数分析对17份江西省选育的春大豆品种及其骨干亲本的磷效率进行评价。研究发现不同大豆品种之间在净光合速率、磷吸收效率和磷利用效率等12个性状指标上存在显著差异。在供试材料中,国外资源巴西11的综合磷效率最高,黑农35最低,而利用巴西11拓宽遗传基础选育的春大豆新品种赣豆10号、赣豆11号和赣豆12号与江西省选育的其他春大豆品种相比,综合磷效率高、对低磷胁迫也具有更好的耐受性,提高了江西省春大豆品种对低磷胁迫的耐受水平,有助于促进江西省春大豆产业发展。

江西秋播不同来源大豆品质性状鉴定及优异种质筛选

为深入发掘优异大豆种质资源,将不同来源的1897份大豆种质资源在江西秋季播种,对粗蛋白和粗脂肪含量进行综合分析与评价,筛选优异种质,为江西省及中国南方大豆产区优质大豆新品种选育和种质创新提供材料基础。结果表明:不同来源的大豆种质平均粗蛋白质含量43.05%,平均值由大到小为:南方>黄淮海>北方>国外,遗传变异系数由大到小为:国外>黄淮海>北方>南方,但均没有超过5%;粗脂肪含量总体水平较低,平均含量18.1%,平均值由大到小顺序为:国外>北方>黄淮海>南方,遗传变异系数由大到小为:国外>黄淮海>北方>南方,国外大豆种质品质性状的遗传变异程度较中国大豆种质更丰富。方差分析表明,国外、黄淮海、北方、南方大豆种质粗蛋白质、粗脂肪含量之间的差异极显著。粗蛋白质含量在43.01%~44.00%范围出现最大频度,粗脂肪含量在17.01%~18.00%范围出现最大频度。根据不同来源的大豆种质粗蛋白质、粗脂肪含量的分布特点,筛选出粗蛋白质含量在48%以上的优异种质9份,粗脂肪含量在21.5%以上的优异种质11份,其中,Saikai 20粗蛋白质含量高达51.46%,Ls18粗脂肪含量高达22.18%,可作为大豆品质育种和大豆蛋白、脂肪含量相关基因发掘与功能研究的骨干亲本和供体。

高产高油春大豆新品种赣豆15号的选育及栽培技术

赣豆15号是江西省农业科学院作物研究所以浙春2号为母本,天隆2号为父本进行有性杂交选育而成的高产高油春大豆新品种。2019―2020年在江西省春大豆区域试验中,2 a平均产量2688.45 kg/hm^(2),较对照品种中豆40增产9.94%,粗蛋白含量41.20%,粗脂肪含量21.50%,平均生育期88 d,适宜在江西省春大豆主产区种植。2021年通过江西省农作物品种审定委员会审定,审定编号为赣审豆20210002。

基于CRISPR-Cas9基因编辑技术创制大豆gmnark超结瘤突变体

为研究豆科作物结瘤自我调节机制(autoregulation of nodulation, AON)的作用机理,运用CRISPR-Cas9基因编辑技术创制大豆品种华春6号超结瘤gmnark突变体,设计3条靶向目的基因GmNARK的特异sgRNA,构建CRISPR-Cas9敲除载体。通过毛根转化试验选取sgRNA-B和sgRNA-C两条编辑效率较高的sgRNA用于大豆稳定转化,在T1代筛选出8种不同突变类型的突变体,在T2代通过营养液水培试验证明其中5种突变体有超结瘤的表型。选取gmnark-A突变体作进一步表型分析,发现其具有超结瘤、植株矮小和叶片深绿的表型。本研究所创制的gmnark突变体是研究AON途径作用机制与根瘤发育的重要遗传材料,同时此新种质资源具有作为"绿肥"与其它作物进行间作或轮作的巨大潜力。

西风里的终极乐趣

“嗖嗖”的西北风越刮越猛，水面卷起的波浪不时把浮标淹没。大概钓了半个多小时，我毫无收获，看来冬天钓鱼并没想象中那么简单。

拟南芥胞质磷酸甘油酸激酶(PGKc)对细胞pH稳态平衡的影响

糖酵解是细胞的主要能量来源,对维持细胞的pH稳态平衡至关重要。然而,尚未清楚糖酵解酶对pH稳态平衡的影响。本研究以拟南芥(Arabidopsis thaiana)胞质磷酸甘油酸激酶(cytosolic phosphoglycerate kinase, PGKc)为研究对象,对PGKc响应外界pH胁迫的机制进行了研究。结果表明:pgkc突变体的根表现出对pH敏感的表型,其表型可被回补。pgkc分泌H+的能力减弱,液泡碱性化,影响了根系细胞的pH稳态平衡。pgkc根中,参与pH生物化学调控机制的主要有机酸含量未受显著影响,保持在稳定的水平。而ATP酶(ATPase)活性,特别是液泡ATP酶(V-ATPase)活性显著降低。说明PGKc主要通过生物物理调控机制来维持细胞pH稳态平衡。综上,本研究揭示了PGKc通过生物物理机制调控细胞pH稳态平衡,为研究植物糖酵解酶调节pH稳态平衡的作用提供基础和新的思路。