不同燕麦基因型源库关系对穗粒数形成过程的影响

为了解燕麦穗粒数形成过程与源、库特征之间的关系,连续两年以10个不同来源、熟期、穗型、株型、小穗数的燕麦品种为试验材料,测定三叶期至拔节期的幼穗分化阶段及抽穗期源库特征,采用方差分析、聚类分析、逐步回归分析等方法,分析不同燕麦基因型源库特征及对穗粒数形成过程的影响。结果表明,燕麦穗粒数形成过程存在基因型差异,幼穗分化较好品种的穗粒数较全部品种平均值高11.22%~65.43%;幼穗分化较好品种的光合势、干物质量、粒数叶比、收获指数显著高于幼穗分化较差品种,其中粒数叶比和收获指数是影响穗粒数形成的主要因素,粒数叶比和收获指数较全部品种平均值分别高0.99%~68.74%和0.85%~13.80%。综上所述,源库协调是燕麦幼穗分化良好的生理基础,可通过提高光合势和干物质量达到增源的目的,进而提高穗粒数。

玉米花序分枝和穗粒数发育的分子调控

玉米是我国第一大粮食饲料作物,对保障我国粮食安全具有重要战略意义。玉米是雌雄同株异花植物,雄穗为圆锥花序,雌穗为肉穗花序。玉米花序和小花的分化与发育是穗粒数形成和小花育性决定的发育生物学基础,与籽粒产量密切相关,因而这一研究领域受到广泛关注,并取得了丰硕的成果。近年来,为了提高玉米粮食产量和更加深入地解析产量形成分子网络,研究学者在玉米花序分枝发育和穗粒数形成的遗传控制和分子调控机制等研究方向取得了一系列新的研究进展。本研究主要聚焦花序特异性转录因子基因、非编码序列及其调控基因、活性氧清除和糖代谢相关酶基因、乙烯等激素生物合成和信号途径关键基因以及膜系统与信号传导相关基因等,对这些基因在玉米花序分枝、小穗和小花发育进程中的生物学功能与作用途径进行了综述,并对生物技术发展推动全基因组序列分析、激素与代谢物交互网络分析以及精准育种等进行了展望,以期为玉米花序发育、穗粒数和籽粒产量的分子遗传调控网络构建和玉米高产育种提供参考。

普通小麦小穗粒数性状全基因组关联分析

为发掘小麦小穗粒数相关基因位点,以384个重要小麦品种(系)组成的自然群体为材料,利用3个环境获得的表型和55K SNP芯片分型数据进行全基因组关联分析。结果发现,142个SNP和小穗粒数显著关联,解释的表型变异范围为3.27%~6.09%。有8个SNP在2或3个环境下与小穗粒数显著关联,其中AX-109986855、AX-109875224和AX-109843323位于2D染色体523.12~526.25 Mb区段,AX-111054388和AX-110671159在2B染色体上物理距离仅0.62 Mb。这8个SNP位点中,每个SNP的2个等位变异在3个环境的小穗粒数均达到显著水平(P<0.01),例如,2D染色体上AX-109843323位点G/G等位变异在3个环境的平均小穗粒数分别比C/C等位变异增加0.32、0.37和0.39粒。8个SNP位点的优异等位变异在供试材料的分布比例为5.20%~76.80%,其中7个优异等位变异的分布频率低于45.00%。进一步分析小穗粒数优异等位变异对穗粒数的影响,发现8个SNP位点具有优异等位变异的材料穗粒数(48.45~53.61粒)明显高于具有非优异等位变异材料的穗粒数(45.04~47.37粒),而且材料聚合的优异等位变异数与其小穗粒数和穗粒数呈极显著正相关(相关系数分别为0.97和0.94,P<0.0002),表明这些小穗粒数相关位点可用于小麦穗粒数的遗传改良。

水稻单株有效穗数和每穗粒数的QTL剖析

应用２９２个Ｌｅｍｏｎｔ／特青Ｆ１３重组自交系（ＲＩＬｓ）及其含２７２标记的遗传连锁图谱剖析单 株有效穗数（ＰＮ）和每穗粒数（ＳＮＰ）及其相关性状的遗传．所有性状呈现超亲分离，ＰＮ与ＳＮＰ 存在弱的负相关．检测到影响 ＰＮ和 ＳＮＰ及其相关性状的 ＱＴＬ ５１个和互作位点 ４５对，它们 可以解释 ６０％以上的性状总变异。 ＳＮＰ与其相关性状的 ＱＴＬ定位在一起，比较与 ＳＮＰ－ＱＴＬ 同一或相邻区域的 ＱＴＬ数，穗部枝梗数是长度性状的两倍，故前者对ＳＮＰ的作用更大。仅有 ２个ＰＮ－ＱＴＬ与ＳＮＰ相关性状的ＱＴＬ相邻，因此通过标记辅助选择有可能实现ＰＮ与ＳＮＰ的 有利重组。其中影响 ＰＮ的 ＱＰｎ４和影响穗枝梗数和长度的 ＱＰｂｎ３ａ，ＱＰｂｎ３和 ＱＰｂｌ４等主效 ＱＴＬ，在标记辅助选择中具有重要的应用价值。对通过标记辅助选择合理配置穗部性状 ＱＴＬ 产生新的高产穗型进行了讨论．

小麦穗粒数形成的基因型差异及增粒途径分析

以 2 7个穗粒性状不同的小麦品种为材料 ,对小麦穗粒数形成过程中的各构成因素进行了相关、通径和聚类分析。结果表明 :不同穗粒性状基因型在分化小穗数、结实小穗数、分化小花数和可孕小花数上均有明显差异。特大穗型小麦的小花分化速率最快 ,分化持续时间最短。穗粒数对小麦产量提高的贡献最大 ,穗粒数与千粒重之间不存在负相关。在穗粒数各构成因素中 ,分化小穗数、结实小穗数、分化小花数、可孕小花数和小花结实率与穗粒数均呈极显著正相关 ,其中小花结实率的作用较大 ,直接通径系数高达 0 .82 2 5。在南京生态条件下 ,小花分化速率与分化小花数、可孕小花数和穗粒数呈显著正相关 ,但小花分化持续时间与分化小花数和穗粒数的相关均不显著。因此 。

遮阴条件下小麦穗粒数形成及产量构成因素分析

【目的】阐明遮阴对小麦穗粒数形成及产量构成因素的影响,以便在果粮间作模式下采取相应的栽培管理措施。【方法】在人工遮阴和不同果麦间作模式下(枣麦、杏麦和核麦间作),研究遮阴对小麦穗粒数形成、产量及其构成因素的影响。【结果】遮阴明显降低了小麦的可孕小花数、生物量、穗粒数、穗粒重和公顷穗数等产量的主要构成因素,最终导致产量降低。【结论】遮阴后小麦穗粒数的改良应更多地关注小花的分化、发育、退化和结实过程,产量的提高应更多地关注植株的生长发育、公顷穗数和籽粒灌浆过程。

减数分裂期高温对水稻穗粒数影响的定量分析

【目的】穗粒数是水稻产量构成因子之一。为明确减数分裂期高温对水稻穗粒数的可能影响,构建其定量估算模型,【方法】于2014-2015年以两优培九和南粳45为供试材料,于减数分裂期设置不同强度和持续时间的高温处理,以自然无高温环境为对照,分析了减数分裂期不同高温强度和高温持续时间对穗粒数的影响,建立了减数分裂期高温与穗粒数的定量关系,最后根据温度日变化特征,构建了自然环境下的减数分裂期高温对穗粒数的定量影响算法。【结果】减数分裂期高温对穗粒数的影响程度与高温强度、持续时间有关。同样高温条件下,穗粒数随高温持续天数增加呈指数减少;日相对穗粒数随温度增加而减少,可用二次曲线进行描述。穗粒数对高温敏感的终止时间大约为抽穗前5 d。利用2015年试验资料对上述模型进行了检验,两优培九和南粳45穗粒数模拟值的相对均方根差为0.094和0.085,说明模型可很好地模拟减数期高温对穗粒数的影响。【结论】对完善高温对水稻生长过程的定量影响具有重要作用。

水稻穗粒数相关基因的初步定位

利用穗粒数和穗长差异较大的2个粳稻品种日本晴与大穗型粳稻种质B0801组配群体,对水稻穗粒数、穗长和着粒密度等穗部性状进行数量基因位点检测,共检测到11个QTL,分布于第1,2,5,7以及9号染色体上,QTL的贡献率范围为0.21%～68.20%。其中,4个控制穗粒数的QTL分别位于第1,2,7,9号染色体,其贡献率为0.21%～25.06%。第9号染色体RM1328～RM3533标记区间的控制穗粒数性状的qGNP9-1位点,为主效QTL;控制穗长的QTL 4个,4个QTL分别位于第1,2,5,9号染色体。其贡献率范围为0.28%～61.19%,其中qPL9-1的LOD值为31.88,对表型变异的贡献率为68.19%,为主效QTL。控制着粒密度的QTL 3个,位于第1,2,9号染色体,其贡献率为0.43%～6.91%。qSD1-1增效等位基因来自大穗亲本,基因作用方式为加性。

小麦穗粒数的调节 Ⅱ开花前遮光对穗碳水化合物代谢和内源激素水平的影响

在小麦开花前１６～８ｄ和开花前８ｄ至开花期进行遮光处理（遮光率７０％～８０％）分别使穗粒数减少了３７％和２３％。在处理期间，遮光穗的还原糖（葡萄糖＋果糖）和果聚糖浓度显著低于对照穗，而蔗糖浓度与对照差异较小。遮光处理降低了穗中蔗糖－蔗糖果糖基转移酶（ＳＳＴ）和可溶性酸性转化酶（ＡＩ）的活性。分析穗器官吲哚乙酸（ＩＡＡ）、玉米素／玉米素核苷（Ｚ／ＺＲ）和脱落酸（ＡＢＡ）含量表明，遮光处理对穗中ＩＡＡ和Ｚ／ＺＲ水平没有明显影响，但显著提高了穗中ＡＢＡ水平。这些结果暗示，遮光限制了同化物供给，也限制了穗库对同化物的转化和利用；穗库活性的下降可能与ＡＢＡ水平的上升有关。

水稻穗粒数及相关性状的遗传研究进展

大穗是水稻高产品种选育的主攻方向,揭示大穗形成遗传机制是品种选育的理论基础。综述水稻穗粒数基因/QTL定位和克隆以及与穗粒数有关的穗长、一次枝梗数和二次枝梗数等性状的遗传研究进展。

气候条件对冬小麦穗粒数的影响研究

长期定位试验研究气候条件对冬小麦穗粒数的影响结果表明 ,冬小麦穗粒数主要受返青后 5日滑动平均气温首次≥ 4℃之日～雌雄蕊原基分化时 (即拔节开始天数 )的影响 ,并受其至挑旗期平均最低气温和至抽穗期日照时数的制约。各因素对冬小麦穗粒数的影响大小依次为天数 >日照时数 >平均最低气温。冬小麦高产栽培还应协调好穗数。

氮肥处理对春小麦穗粒数形成阶段的影响

为研究氮肥对小麦穗粒数形成中不同发育阶段的影响,以穗粒数和结实率有差异的3个春小麦品种为材料,拔节期进行追肥,设置3个氮肥处理。结果表明,N1处理下3个品种的穗粒数均较其他两个氮肥处理下的穗粒数高。开花期增施氮肥能够延长小花分化的时间,增加小花分化的数量,减少受精成胚退化率,从而提高穗粒数。

水稻幼穗iPAs、IAA与每穗粒数和结实率的关系

以空间诱变选育的优质水稻新品种华航一号和空间诱变选育的水稻新品系华航八号以及它们的原品种为材料,用酶联免疫吸附测定法测定了幼穗分化Ⅰ期和Ⅲ期幼穗的激素含量,调查了成熟期的每穗粒数和结实率.华航一号幼穗的b[吲哚乙酸(IAA) ]/b[异戊烯腺嘌呤(iPAs) ]与原品种特籼占13差异不显著,每穗粒数和结实率也没有显著差异;华航八号幼穗b(IAA) /b(iPAs)显著低于原品种粤香占,结实率也显著低于原品种粤香占,每穗粒数则显著高于原品种粤香占.幼穗b(IAA) /b(iPAs)与每穗粒数呈负相关。

蔗糖对小黑麦离体培养穗粒数的调节作用

利用小黑麦植株穗的离体培养技术 ,研究了不同蔗糖浓度对穗粒形成的影响。结果表明 :在开花前 1 3天到开花 1天 ,不同浓度的蔗糖供给对穗结实率有不同的影响 ,随着蔗糖浓度上升 ,穗结实率增加 ,但蔗糖浓度超过 4 % ,穗结实率开始下降。在 0 .0～ 0 .5 %蔗糖浓度下 ,上部节间仍有一定的生长 ,但生长缓慢 ,不能抽穗。为明确蔗糖对穗粒数的调控的最敏感时期 ,设置了开花前不同时期降低蔗糖浓度的试验。蔗糖浓度为 0 .5 %和 4 % 2个处理。处理为开花前 1 3～ 9天、8～ 4天、3天～开花。结果表明 :不论在何时段 ,用 0 .5 %蔗糖浓度处理 ,均比正常蔗糖 4 %处理穗粒数减少 ,就下降而言开花前 1 3天 >3天 >8天 >0天 ;穗粒数率最敏感的时期 :一是在开花前 1 3～ 9天 ,二是开花前

孕穗前期叶面喷赛苗旺对冬小麦穗粒数和粒质量的影响

为探讨孕穗前期叶面喷施赛苗旺对小麦穗粒数和粒质量的调控效应,以半冬性小麦品种郑麦379为供试材料,在冬小麦孕穗前14 d,以叶面喷清水为对照,研究叶面喷赛苗旺对冬小麦穗粒数和粒质量的影响。结果表明,在孕穗前14 d,喷施赛苗旺可抑制冬小麦败育阶段基部和中部穗位的小花败育速率,显著提高该部位的小花数,对顶部穗位小花的败育速率和小花数影响不大。与对照相比,在基部穗位,两试验点喷赛苗旺处理的小花败育速率分别显著降低23.30%、21.96%,小花数分别显著增加1.60、1.31个;在中部穗位,两试验点喷赛苗旺处理的小花败育速率分别降低31.65%、33.72%,小花数分别显著增加3.80、4.07个。对产量及其构成因素进一步分析发现,与对照相比,两试验点喷施赛苗旺处理穗数、千粒质量均有所提高,但不显著,穗粒数和产量分别显著提高11.85%、13.13%和7.50%、7.08%。综上说明,在冬小麦发育中后期,叶面喷施赛苗旺主要通过提高冬小麦基部和中部穗位的穗粒数来提高产量,且效果显著。

超级小麦品种穗部性状间相关性分析及穗粒数改良途径的研究

以10个超级小麦品种(系)为材料,对株高与穗部性状间进行了相关分析及穗粒数的改良途径分析,结果表明,穗粒数与株高呈负相关,而与穗长、分化小穗、结实小穗均呈显著或极显著的正相关;穗长和结实小穗数对小麦穗粒数的影响最大,均为极显著正相关;我国超级小麦的育种目标应是在一定群体的基础上通过增加穗粒数来提高小麦的单穗重。在穗粒数的改良过程中,应选育矮秆、大穗、结实小穗数多的品种。

利用染色体单片段代换系定位水稻穗粒数QTL

以85个单片段代换系为材料,其受体亲本为广陆矮4号,供体亲本为日本晴。通过单因素方差分析和Dunnett's多重比较,分析单片段代换系与受体亲本之间穗粒数的差异,对代换片段上的穗粒数QTL进行鉴定。以P≤0.001为阈值共检测到27个穗粒数QTLs,分布于除第10染色体外的其他11条染色体上。其中,2个QTLs的加性效应表现为减效作用,另外25个穗粒数QTLs的加性效应表现为增效作用。其加性效应值的变化范围为-37.5～96.9,加性效应百分率的变化范围为-29.07%～88.57%。为进一步发掘和利用新的水稻穗粒数QTL奠定基础。

小麦穗粒数的调节──Ⅰ.开花前穗发育过程中的果聚糖代谢

对4个小麦品种开花前穗水溶性碳水化合物（WSC）的分析表明，在穗发育早期阶段，穗中WSC的主要组分是果聚糖，穗果聚糖浓度约在开花前11～12d达高峰，此后迅速下降。测定了穗中与果聚糖代谢有关的几种酶[蔗糖-蔗糖果糖基转移酶（SST）；果聚糖水解酶（FEH）和酸性蔗糖转化酶（AI）]的活性表明，在穗发育早期阶段，SST活性＞FEH活性，而在穗发育后期阶段，FEH活性＞SST活性；AI活性只在开花前的8d内维持较高水平。根据研究得出结论：果聚糖的积累和利用是麦穗开花前糖代谢的一个重要特征；不同品种穗粒数的差异是与穗中果聚糖代谢能力的差异密切相关的。

水稻每穗粒数和二次枝梗数的遗传分析

选择每穗粒数和每穗二次枝梗数差异大的2个水稻亲本CB1(每穗粒数87.83粒,每穗二次枝梗数12.77个)、CB4(每穗粒数150.70粒,每穗二次枝梗数25.75个),配制CB1×CB4组合,建立了相应的P1、F1、P2、B1、B2、F2群体,将其分为中季和晚季两个生产季节种植,考查了每穗粒数和每穗二次枝梗数性状。利用主基因+多基因混合遗传模型理论的Akaike信息准则(AIC)在B1、B2、F2代中鉴定影响数量性状的主基因存在与否,主基因存在时,通过分离分析估计主基因和微效基因的遗传效应及所占总变异的分量。结果表明,每穗粒数在所有B1、B2、F2中均符合两对主基因+多基因模型模式,主基因遗传率为17.717%～63.562%,多基因遗传率为21.188%～59.449%,总基因型遗传率为76.029%～92.973%,每穗粒数遗传率受种植季别影响明显;每穗二次枝梗数在所有B1、B2、F2中均符合两对主基因+多基因模型模式,主基因遗传率为59.537%～71.787%,多基因遗传率为6.431%～23.870%,总基因型遗传率为78.121%～87.298%;每穗二次枝梗数遗传率受种植季别影响较小。

玉米雌雄穗开花间隔影响穗粒数的潜在原因研究

玉米的雌穗与雄穗开花的时间常不一致 ,导致了雌雄穗开花间隔 (ASI)的产生。ASI的延长会导致玉米穗粒数的减少进而影响到产量。对同一品种而言 ,逆境会导致ASI的延长 ,但不同品种的反应并不一致。从植株内部的竞争、植株间的竞争、粒数与ASI的关系。