科研产出
江西芝麻种质资源对芽期低温的响应差异研究
《江西农业学报 》 2023
摘要：为分析芝麻种质资源在芽期低温胁迫下的反应差异,以324份江西芝麻地方种质资源为材料,分别设置对照(28℃)和低温胁迫(18℃)2个处理组,测定其芽长、根长和苗鲜重,利用3个形态指标的相对值进行了相关性分析,并基于隶属函数值法对芝麻种质资源进行了综合性评价.结果表明:18℃低温胁迫下,芝麻幼苗的芽长、根长及苗鲜重均出现了明显下降,各指标之间均呈现显著差异;通过聚类分析将324份江西芝麻种质资源分为5类:20份高耐低温材料、100份耐低温材料、146份中耐低温材料、54份不耐低温材料及4份极不耐低温材料;同一地理区域来源的芝麻种质的低温耐受能力也存在较大差异,芝麻芽期的耐低温性与地理分布无直接相关性.
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芝麻根系响应铝胁迫的比较转录组分析
《植物生理学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：利用两个对铝胁迫耐受性表现显著差异的芝麻（Sesamum indicum）品种‘金黄麻’（耐铝）和‘竹山白’（铝敏感）为实验材料,进行了铝胁迫下芝麻根系的高通量RNA测序和比较转录组分析,筛选响应铝胁迫的潜在候选基因,研究芝麻响应铝胁迫的分子机制。从16个转录组测序文库共获得137.57 Gb的clean data （干净数据）,平均每个样本获得8.60 Gb高质量序列。两个材料处理前和处理后的比较转录组分析中共鉴定到1 425个差异表达基因在胁迫处理后的‘金黄麻’中上调表达,上调差异倍数大于‘竹山白’,且铝胁迫后其表达水平大于‘竹山白’; 773个基因在胁迫处理后的‘金黄麻’中下调表达,下调倍数大于‘竹山白’,且铝胁迫后其表达水平小于‘竹山白’。基因本体（GO）富集分析的结果表明这些基因主要富集在与离子结合、膜组成成分和防御刺激应答反应有关的GO条目中。京都基因和基因组数据库（KEGG）富集分析的结果显示差异表达基因主要富集在次级代谢产物的生物合成途径、苯丙素生物合成途径和植物-病原菌互作途径。多个铝激活的苹果酸转运蛋白基因和过氧化物酶基因在富集通路中被鉴定到。差异表达基因荧光定量PCR的结果表明基因表达的变化趋势与转录组测序结果基本符合。这些结果将为进一步研究芝麻耐铝的分子机制奠定基础。
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低温胁迫对芝麻芽期幼苗生长的影响与耐低温材料筛选
《浙江农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为研究芽期温度对芝麻生长发育的影响，分析芽期低温胁迫对芝麻的生理响应和不同基因型种质资源对低温胁迫的反应差异，以5份对温度敏感度有差异的芝麻种质为试材，设置5个处理温度（28、25、21、18、15℃）进行暗培养处理，测定根长、芽长和苗鲜重，以此确定芝麻芽期低温胁迫的敏感温度；并对188份芝麻种质资源进行低温耐受性鉴定，通过相关性分析、隶属函数值和聚类分析进行综合评价；同时，测定不同基因型芝麻芽期低温胁迫下的生理生化指标。结果表明，随着芽期培养温度的降低，芝麻幼苗根长、芽长和苗鲜重均逐渐下降，在18℃下降显著，且不同基因型材料之间的测定指标相对值差异较大。聚类分析将188份芝麻种质资源聚为5类，即5份高耐低温材料，42份耐低温材料，44份中耐低温材料，50份不耐低温材料和47份极不耐低温材料。不同地理来源的供试材料低温耐受性有一定差异，其中，中部江淮地区低温耐受性丰富度大；芝麻芽期低温胁迫时，不同基因型芝麻芽和根的H2O2、丙二醛（MDA）、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量均出现不同程度的上升，其中H2O2、MDA含量显著增加，过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性增强。筛选出驻芝19号、漯芝16号等5份芽期高耐低温种质，以期为耐低温芝麻种质资源发掘和新品种选育奠定基础。
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江西省芝麻地方种质表型性状遗传多样分析
《南方农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]对江西省芝麻地方种质资源进行表型性状遗传多样分析,为江西芝麻种质资源的有效利用及开发提供理论参考.[方法]依托"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"从江西省39个县(市、区)收集到的132份芝麻地方种质为试验材料,对其23个表型性状(12个质量性状和11个数量性状)进行测定,并计算遗传多样性指数和变异系数.同时,对11个数量性状进行相关分析,并对供试种质进行聚类分析.[结果]23个表型性状的平均遗传多样性指数为1.2821,其中,12个质量性状的遗传多样性指数为0.3217~1.0307,平均0.7290;11个数量性状的变异系数为4.70%~43.58%,遗传多样性指数为1.6138~2.0627,平均1.8855.3种粒色类型芝麻种质中,以46份白芝麻种质表型性状的平均遗传多样性指数最高,为1.3602,74份黑芝麻种质和12份其他粒色(黄色、褐色、黄褐色、红褐色等)芝麻种质表型性状的平均遗传多样性指数分别为1.1782和1.0476.生育期与株高、始蒴高度、蒴果长、千粒重和蛋白含量呈极显著正相关(P<0.01,下同),但与含油量呈极显著负相关.供试的132份芝麻种质资源可分为四大类,不同类群种质的来源地存在地理位置的交错分布现象,其中,第Ⅰ类群可作为潜在选育芝麻高含油量新品种的亲本材料,第Ⅱ类群可作为潜在高产优良芝麻材料利用,第Ⅲ类群可作为潜在矮杆株型的亲本材料,第Ⅳ类群可作为潜在的高蛋白型亲本材料加以利用.[结论]江西芝麻地方种质资源的主要表型性状变异较大,遗传多样性较丰富,其中以46份白芝麻种质的遗传多样性更丰富.种质间亲缘关系与地理来源无必然联系.以高产高蛋白为育种目标时应选择株高较高,始蒴高度适中、蒴果较大、千粒重较高的材料为亲本,并据此进行后代选择.
关键词： 芝麻 江西 地方种质资源 表型性状 遗传多样性 聚类分析
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芝麻芽期耐铝胁迫相关性状的QTL鉴定
《华北农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为解析芝麻耐铝毒遗传机制，发掘和定位芝麻耐铝毒QTL,采用不同浓度铝离子对地方品种金黄麻和竹山白进行了芽期胁迫处理，确定芽期铝胁迫处理适宜浓度。利用耐铝毒芝麻种质金黄麻和铝敏感芝麻种质竹山白为亲本构建的一个含有180个家系的重组自交系群体，以铝胁迫下芝麻芽期相对根长（RRL）、相对芽长（RSL）和相对苗鲜质量（RSW）作为表型指标，结合通过重测序构建的一个含有1 354个bin标记的高密度遗传图谱，采用复合区间作图法，对芝麻芽期耐铝毒性状进行了QTL定位和候选基因筛选。3个性状在群体中呈显著正相关，共检测到7个QTL,分布于6条染色体上（2,4,6,10,11,13号染色体）,其中3个与相对根长相关，2个与相对芽长相关，2个与相对苗鲜质量有关。其中位于2号染色体的2个分别控制相对根长和相对苗鲜质量的QTL区间部分重叠。候选基因分析的结果表明，15个预测基因可能与耐铝胁迫相关，主要参与金属转运、脱毒和金属离子的跨膜结合、GDSL基序酯酶、过氧化物酶体以及生物体内有毒物质的代谢与解毒等生理进程。
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芝麻杂交制种技术研究Ⅰ:亲本行比与产量的关系
《中国油料作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为获得理想的父母本行比,增加芝麻杂交种的制种产量,以芝麻隐性核雄性不育系1615A为材料,开展了不同亲本行比与产量关系的研究。结果表明:（1）在父母本行比为1:10、2:10、3:10、4:10和5:10的试验中,在授粉不够充分的情况下,母本（不育系）不育株表现出非正常成熟和基部无效分枝的异常植株生长形态,且非正常成熟植株比率和基部无效分枝植株比率随着距离父本的行数增加而增加,和与父本距离呈极显著正相关,而和父本行数的关系较小,在与父本邻近的1～3行或1～4行的不育系植株中非正常成熟植株比率和基部无效分枝植株比率均相对较低;父本行数、与父本距离对母本的每蒴粒数和单株产量影响最为显著,父本行数和单株产量呈极显著正相关,与父本距离和每蒴粒数、单株产量呈极显著负相关,随着与父本距离的增加而减少,在与父本邻近的1～3行或1～4行的母本植株每蒴粒数和单株产量均相对较高。可见,芝麻父本花粉在邻近的3～4行母本植株上可以得到高效传播,使不育系植株得到较充分的授粉。（2）在父母本行比为1:2、1:3、1:4、1:5、1:6和1:7的6个试验组合中,母本的每蒴粒数和单株产量均表现为逐渐减少,理论产量表现为先上升后下降,在1:5时达到最高;在2:4、2:5、2:6、2:7、2:8、2:9和2:10的7个试验组合中,母本的每蒴粒数和单株产量同样逐渐减少,理论产量也先上升后下降,在2:6时达到最高;综合试验结果认为,芝麻隐性核不育杂交种制种的父母本行比为1:4、1:5和2:6、2:7,制种的理论产量分别为425.54 kg/hm2、429.30 kg/hm2和473.61 kg/hm2、469.23 kg/hm2。
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不同生育期芝麻根系分泌物对连作障碍的响应及其自毒作用
《中国油料作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为探讨芝麻根系分泌物中可能导致连作障碍的化感物质,以江西主栽品种金黄麻为材料,设置正茬与连作处理,研究芝麻现蕾期、盛花期和成熟期根系分泌物的组分变化与差异。结果表明:正茬芝麻根系分泌物对芝麻种子的发芽表现出"低促高抑"现象。正茬和连作芝麻在现蕾期、盛花期和成熟期的根系分泌物中鉴定出18～28种有机物。现蕾和盛花期芝麻根系分泌物均含有酯类、烃类、酸类、酚类、胺类、醇类和酮类物质,以反式-（2,3-二苯基环丙基）-苯亚砜甲酯相对丰度为最高;成熟期比现蕾和盛花期多醚类物质,以辛乙烯二醇单正十二烷基酯相对丰度为最高。酯类物质是芝麻根系分泌物的重要组分,尤其在现蕾期其总相对丰度达到75.12%（正茬）、52.96%（连作）。其中,邻苯二酸二异辛酯和辛乙烯二醇单正十二烷基酯的相对丰度在连作芝麻根系分泌物比正茬中高9.48和5.73个百分点。酸类物质在芝麻成熟期根系分泌物中含量最高,总相对丰度在正茬与连作芝麻根系分泌物中分别达17.53和42.71个百分点。其中,连作芝麻根系分泌物中棕榈酸、亚油酸和硬脂酸的相对丰度依次提高15.78、1.33和1.15个百分点;油酸、肉豆蔻酸仅在连作芝麻根系分泌物中检测到,相对丰度为10.66和1.62个百分点。与正茬相比,芥酸酰胺在现蕾期和盛花期的连作芝麻根系分泌物中相对丰度分别提高21.68和11.51个百分点;油酸酰胺相应提高2.16和7.44个百分点。综上,连作改变了芝麻根系分泌物组分。
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基于分子标记的江西省芝麻地方种质遗传多样性分析
《浙江农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为进一步评价"第三次全国农作物种质资源普查与收集行动"中江西收集的132份芝麻地方种质资源的遗传多样性,明确其遗传基础和群体分类特点。利用筛选获得的28对简单重复序列（simple sequence repeat, SSR）引物和26对相关序列扩增多态性（sequence-related amplified polymorphism, SRAP）引物组合对132份江西芝麻地方种质进行遗传多样性研究。结果显示,28对SSR引物共扩增DNA条带265条,其中,多态性条带221条,比例为83.40%,平均每对引物扩增的DNA条带和多态性条带分别为9.46条和7.89条。26对SRAP引物组合扩增得到DNA条带和多态性条带分别为601条和268条,多态性比例为44.59%,每对引物可扩增9～36条DNA条带和2～23条多态性条带,平均每对引物扩增的多态性条带为10.31条。132份种质的遗传相似系数为0.598 2～0.960 7,平均为0.813 5,可见总体的遗传多样性不丰富。6个不同地理区域的芝麻遗传相似系数从北至南呈逐渐下降趋势,赣南区域的地方种质遗传多样性较赣北区域丰富;不同粒色类型比较结果显示,其他粒色芝麻类型（黄色、褐色、黄褐色、红褐色等）的遗传多样性最丰富,其次是白芝麻类型和黑芝麻类型。聚类分析结果表明,来源不同的芝麻种质呈区域性聚集特点,种质间的遗传相似性与地理分布距离有一定的关联,来自赣北和赣东的芝麻种质资源因在亲缘关系上更近而被聚为一类,其余区域聚为一类,这与总体聚类结果基本一致。不同粒色类型中,区域来源不同的种质均相互交错,其聚类结果与地理来源无直接关联。在今后芝麻种质收集工作中,应注重赣南与其他粒色种质的利用,扩展江西乃至我国芝麻品种遗传基础。
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芝麻MATE基因家族的全基因组鉴定与表达分析
《基因组学与应用生物学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：植物为了维持其生命系统的正常运转,需要对各种代谢产物和毒素进行转运和排出。多药与毒性化合物排出转运蛋白（multidrug and toxic compound extrusion, MATE）在多种底物和毒素的运输中起到重要作用。本研究利用生物信息学手段对芝麻MATE基因家族进行了全基因组分析,鉴定得到67个MATE基因,分布于全部13条染色体上,亚细胞定位预测表明这些基因主要位于质膜上。串联复制和全基因组复制是芝麻MATE基因家族扩增的主要动力。比较基因组学分析发现在芝麻和拟南芥中具有许多共线性的MATE基因,且大部分串联复制SiMATE基因产生于芝麻和拟南芥分化之后。系统进化分析可将芝麻MATE成员分为4个亚家族,大部分相似功能的已知植物MATE成员被聚在同一分枝中,进化树中关系较近的芝麻MATE成员往往具有相似的基因结构和保守基序。基因表达分析表明一半以上的SiMATE基因具有组织表达特异性。这些结果为芝麻MATE基因功能的研究提供了重要参考。
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芝麻繁育特性研究Ⅴ:花粉活力与柱头可授性
《西北农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：比较分析直接观察法、醋酸洋红染色法、I2-KI染色法、无机酸法、MTT染色法、TTC染色法和FDA荧光检测法在芝麻花粉活力上的检测效果,监测芝麻花粉活力的日变化情况,并采用联苯胺-过氧化氢法和不同时间直接授粉法对芝麻柱头可授性的日变化进行研究.结果 表明:(1)直接观察法、TTC染色法和FDA荧光检测法不适合芝麻花粉活力的检测,而醋酸洋红染色法、I2-KI染色法、无机酸法和MTT染色法等4种方法可用于芝麻花粉活力检测,其中,醋酸洋红染色法操作简单、易于观察.(2)芝麻花粉活力的日变化表现为不断下降趋势,在7:30-9:30最高,11:30-17:30不断下降,达显著水平.(3)联苯胺-过氧化氢法测定的芝麻柱头可授性的日变化表现为先升后降,早晨7:30时已有很高的可授性,随后稍有升高,9:30时达到最高值,11:30后随时间推延呈显著下降趋势.(4)不同时间直接授粉法测得芝麻授粉时间越晚,结蒴率越低,7:30时具有最高的结蒴率;相对结实率在7:30-11:30时差异不明显,均处在较高状态,13:30后开始不断显著下降.(5)花粉活力、柱头可授性、结蒴率和相对结实率等4个指标的日变化值的相关分析结果表明,4个指标相互之间的相关性均呈极显著正相关,其中柱头可授性与相对结实率的相关系数最大,达0.940.
关键词： 芝麻 繁育特性 花粉活力 检测方法 柱头可授性 日变化
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