外源ABA对冬小麦叶片抗寒相关蛋白的影响

为了解外源ABA对冬小麦抗寒性的蛋白质组学影响机制,以强抗寒品种东农冬麦1号和弱抗寒品种济麦22为材料,苗期经外源ABA和钨酸钠(ABA合成抑制剂)处理后,分别于18℃、4℃、-6℃和-20℃进行低温胁迫,对小麦叶片的全蛋白进行聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析。结果表明,低温下,外源ABA诱导处理后,东农冬麦1号叶片产生23、35和51kD特异蛋白,15、43及53kD蛋白上调表达;济麦22叶片产生28和36kD特异蛋白,15、53及76kD蛋白上调表达。     

外源ABA及其合成抑制剂对冬小麦叶片抗寒指标的影响

为了研究外源ABA及其抑制剂对低温下冬小麦生理生化指标的影响,以冬小麦东农冬麦1号为试验材料,于三叶期分别叶面喷施10 μmol·L^-1 ABA、5 mmol·L^-1 钨酸钠和50 μmol·L^-1 氟啶酮,田间自然降温条件下,分别于10 d平均最低温度达到4、0、-10、-25 ℃时取叶片测定相关生理生化指标。结果显示,随着温度的降低,各处理组小麦叶片的可溶性糖、可溶性蛋白含量先升后降,在0 ℃达到峰值;脯氨酸、丙二醛（MDA）含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性逐渐升高。经ABA处理后,小麦叶片的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量及SOD活性显著高于对照组,但不同温度下的变化水平有所差异;MDA含量低于对照组,在0 ℃时差异显著,说明外源ABA可提高冬小麦抗寒能力。两种合成抑制剂处理后,小麦叶片的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量和SOD活性（除0 ℃）均显著低于对照组,MDA含量（除4 ℃）显著高于对照组,说明其对小麦的效应与ABA处理相反,可降低冬小麦抗寒性。钨酸钠处理组各项指标与ABA处理相比变化差异显著,氟啶酮处理组各项指标与ABA处理相比差异极显著,说明ABA在参与冬小麦抗寒性的调控过程中起着重要作用,且氟啶酮对冬小麦抗寒能力影响更大。     

东农冬麦1号TabZIP1基因的生物信息学分析及低温和ABA对其表达模式的影响

为探讨小麦中TabZIP1应答低温胁迫及ABA调控信号的响应机制,以强抗寒性冬小麦品种东农冬麦1号(DN1)和弱抗寒性品种济麦22(JM22)为材料,在大田自然降温条件下,分别于5℃、0℃、-10℃、-25℃取样叶片和分蘖节,通过RT-PCR分析TabZIP1的表达模式,于不同温度下探究ABA对DN1分蘖节TabZIP1表达模式的调控,并对其生物信息学进行分析。结果表明,TabZIP1全长1 167bp,编码388个氨基酸,其表达产物为疏水蛋白,定位于线粒体,无信号肽或跨膜结构域;TabZIP1蛋白二级结构为mixed型。DN1叶片和分蘖节中的TabZIP1表达量均在-10℃时达到最高,且分蘖节中的表达量高于叶片;而JM22分蘖节中的TabZIP1表达量在0℃时达到峰值,叶片中的表达量却在-10℃达到最高。综合分析,DN1分蘖节中的TabZIP1表达量明显高于JM22。ABA处理后,DN1分蘖节中TabZIP1的表达量随温度的降低呈明显升高趋势,在-25℃时达到峰值。可见,ABA正调控TabZIP1的表达,有助于提高冬小麦的抗寒性。     

冬小麦东农冬麦1号在不同温度下的代谢组学差异分析

为明确东农冬麦1号耐寒越冬的生理机制,对不同温度条件下的东农冬麦1号幼苗分蘖节进行GC-TOF/MS代谢组学检测,并采用SIMCA软件对获得的代谢组学数据进行多元变量模式识别分析。结果表明,对温度变化反应明显的代谢产物有54个,对其进行KEGG分析发现,变化显著的代谢通路为:精氨酸和脯氨酸代谢;甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢;丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸盐代谢;丙酮酸代谢;糖酵解和糖异生以及肌醇磷酸盐代谢。分析不同温度下以上代谢通路中的差异化合物发现,室内培养组中,分蘖节中的γ-氨基丁酸、蔗糖-6-磷酸以及尿素等含量显著提高,使植株保持了较高的氮素含量,揭示了较高温度下(室内)小麦出现徒长的原因。研究结果可为进一步研究冬小麦越冬的生理特性提供新的研究思路。     

42%氟啶草酮悬浮剂的除草活性及对棉花的安全性

采用温室盆栽法研究了氟啶草酮的除草活性以及对棉花的安全性。结果表明,氟啶草酮对禾本科杂草的抑制效果优于阔叶杂草。在剂量（有效成分）为18～576 g·hm^－2时,氟啶草酮对禾本科杂草狗尾草、牛筋草的鲜物质质量抑制率均为100%;氟啶草酮对阔叶杂草马泡瓜、反枝苋、苘麻、鳢肠的鲜物质质量抑制率随剂量增加而增加,在剂量为144 g·hm^－2时,分别为96.77%、93.56%、96.34%和100.00%。氟啶草酮对狗尾草、牛筋草、稗草、马唐、马泡瓜、反枝苋、苘麻、醴肠的ED50均小于36 g·hm^－2。氟啶草酮在夏棉50与8种杂草之间的选择性指数均大于10,高于银山1号与杂草之间的选择性指数。综上,氟啶草酮在棉花出苗前进行土壤喷雾处理能够有效防除多种棉田杂草,且对棉花安全性较高。该药剂可作为化学防除棉田杂草的理想候选药剂之一,推荐剂量为144 g·hm^－2。     

42%氟啶草酮悬浮剂桶混二甲戊灵对覆膜棉田恶性杂草防除效果及安全性

为了掌握氟啶草酮对覆膜棉田恶性杂草的防除效果及对棉花的安全性,在新疆生产建设兵团南北疆14个团场开展了氟啶草酮与二甲戊灵混用防除棉田龙葵等杂草的田间药效示范试验。结果表明,氟啶草酮与二甲戊灵桶混后于棉花播前土壤封闭处理,对棉田恶性杂草龙葵及灰藜、稗草等一年生阔叶和禾本科杂草均有很好的防除效果,持效期60 d左右,且对棉花出苗和生长安全。     

苯嘧磺草胺与氟啶草酮混配土壤处理对棉田杂草的防效及对棉花安全性

为明确苯嘧磺草胺与氟啶草酮混配的除草作用及对棉花的安全性,从而为新疆棉田杂草防除提供新的解决方案,以生产上常用的42%(质量分数,下同)氟啶草酮悬浮剂288.00 g·hm^-2(有效成分用量,下同)+33%二甲戊灵乳油950.00 g·hm^-2为药剂对照,通过田间药效试验方法,测定70%苯嘧磺草胺水分散粒剂单用及其与42%氟啶草酮悬浮剂和33%二甲戊灵乳油混配对棉田杂草的防治效果,并评价其对棉花的安全性。结果显示：苯嘧磺草胺15.75～42.00 g·hm^-2+氟啶草酮216.00 g·hm^-2+二甲戊灵950.00 g·hm^-2处理对新疆棉田常见阔叶杂草的防除效果优异,明显优于二甲戊灵单剂950.00 g·hm^-2处理。在添加一定量苯嘧磺草胺的情况下适当减量使用氟啶草酮的除草效果与常用剂量氟啶草酮相当,且用于新疆棉田土壤处理对棉花安全。     

42%氟啶草酮悬浮剂桶混二甲戊灵对7种后茬作物的安全性研究

42%(质量分数,下同)氟啶草酮悬浮剂(龙草净)是一种新型棉田土壤封闭除草剂。为了评价其对后茬作物的安全性,在新疆开展了黏土棉田覆膜滴灌栽培模式下龙草净播前土壤封闭对籽用西葫芦、油葵、哈密瓜、打瓜、玉米、小麦、番茄7种常见后茬作物影响的田间小区试验。龙草净处理为以其有效成分用量288 g·hm-2与33%二甲戊灵乳油有效成分用量990 g·hm-2桶混后在棉花播种前土壤封闭处理,以33%二甲戊灵乳油有效成分用量990 g·hm-2施药区作对照,第二年春天种植供试后茬作物。结果显示,龙草净处理对籽用西葫芦、打瓜、哈密瓜、油葵没有明显药害,对其产量也没有明显影响;对玉米、小麦和番茄有一定药害症状,但对株高、鲜物质质量等没有明显影响,对产量(除小麦外)也没有显著影响。本研究结果表明,在新疆覆膜滴灌栽培模式的黏土棉田,播前用龙草净进行土壤封闭对不同后茬作物的安全性略有不同,较为安全的是籽用西葫芦、打瓜、油葵、哈密瓜,较为敏感的是玉米、小麦和番茄。     

42%氟啶草酮悬浮剂桶混二甲戊灵对7种后茬作物的安全性研究#br#

42%（质量分数,下同）氟啶草酮悬浮剂（龙草净）是一种新型棉田土壤封闭除草剂。为了评价其对后茬作物的安全性,在新疆开展了黏土棉田覆膜滴灌栽培模式下龙草净播前土壤封闭对籽用西葫芦、油葵、哈密瓜、打瓜、玉米、小麦、番茄7种常见后茬作物影响的田间小区试验。龙草净处理为以其有效成分用量288 g·hm^－2与33%二甲戊灵乳油有效成分用量990 g·hm^－2桶混后在棉花播种前土壤封闭处理,以33%二甲戊灵乳油有效成分用量990 g·hm^－2施药区作对照,第二年春天种植供试后茬作物。结果显示,龙草净处理对籽用西葫芦、打瓜、哈密瓜、油葵没有明显药害,对其产量也没有明显影响;对玉米、小麦和番茄有一定药害症状,但对株高、鲜物质质量等没有明显影响,对产量（除小麦外）也没有显著影响。本研究结果表明,在新疆覆膜滴灌栽培模式的黏土棉田,播前用龙草净进行土壤封闭对不同后茬作物的安全性略有不同,较为安全的是籽用西葫芦、打瓜、油葵、哈密瓜,较为敏感的是玉米、小麦和番茄。     

晋麦47幼苗叶片水分胁迫差异表达蛋白的鉴定与分析

为了从蛋白质水平进一步揭示小麦抗旱机理,以旱地小麦品种晋麦47为试验材料,采用蛋白质双向电泳技术,结合质谱鉴定技术,研究幼苗在正常供水与水分胁迫(-0.5 MPa的PEG-6000溶液处理48h)后叶片蛋白质组表达谱间的差异,分析水分胁迫差异表达的蛋白种类及其功能.研究发现,在正常供水和水分胁迫处理两种条件下,幼苗叶片蛋白的双向电泳图谱均可重复检测到850个蛋白点;31个蛋白点在两种供水水平间表达量存在显著差异,其中17个蛋白点在水分胁迫处理下表达量明显增加,14个蛋白点表达量明显减少.对这些蛋白点进行肽指纹图谱分析,并利用Mascot软件在NCBInr数据库搜索,最终有26个蛋白点被成功鉴定;其中,未知功能蛋白7个;已知功能蛋白19个,主要涉及能量、代谢、抗病与防御、细胞结构、转录与翻译以及信号转导等功能类别.结果表明,小麦体内的多个代谢及调控途径参与了对干旱的应激反应.最后,本文还对鉴定到的差异蛋白点与水分胁迫的关系进行了分析和讨论.     

基于小麦产量三要素的产量条件QTL分析

为了从单个QTL水平上解析产量与产量三要素的遗传基础,利用花培3号和豫麦57杂交获得的168个家系的DH群体及其遗传图谱,在5个环境下对产量进行了非条件QTL分析和基于产量三要素(穗粒数、千粒重和单位面积穗数)的条件QTL分析,共检测到9个非条件QTL和28个条件QTL。其中,检测到2个主效QTL(QY.sdau-4D和QY.sdau-6D.2),它们可分别解释15.77%和10.16%的表型变异。分别检测到6个"一因多效"QTL和11个微效QTL;其中,QYsdau-4D.2通过影响单位面积穗数、穗粒数和千粒重而影响产量,QYsdau-2D.1和QYsdau-3A.1能提高单位面积产量但不影响穗粒数,即单位面积产量和穗粒数在该位点上几乎没有关联。本研究结果为通过分子设计聚合高产有利基因提供了理论基础,对培育单位面积产量大幅度提高的小麦新品种具有重要意义。     

普通小麦几丁质酶基因的克隆与表达分析

几丁质酶是植物重要的防卫因子之一,与植物抗病性密切相关。为深入了解几丁质酶基因表达及功能,先利用引物ChiF/ChiR从10份具有不同抗病性的小麦中克隆出几丁质酶基因后对其进行序列分析及原核表达分析,再利用荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析小麦根、茎和叶不同组织中几丁质酶基因的表达情况,并选取在小麦根、茎和叶中表达量最高的几丁质酶基因进行真菌性病害的抗性反应试验。结果表明,从10份具有不同抗病性的小麦中克隆得到5条长度约960bp的几丁质酶基因序列,其中1条序列与已公布的Chi-3基因序列(序列登录号为KJ507387)一致,其余序列命名为Cht1~Cht4(GenBank登录号为KR049247~KR049250)。序列分析表明,克隆所得序列无内含子,编码的几丁质酶属于ClassⅠb类型,也属于糖苷水解酶第19家族,是胞外分泌蛋白且兼具溶菌酶活性。SDS-PAGE分析表明,重组质粒pE-Chi能在BL21(DE3)中表达一个33kDa左右的特异蛋白。qRT-PCR分析表明,这5种几丁质酶基因在小麦根、茎和叶中均有表达,但在不同器官中表达量差异较大,其中,叶中表达量最高,根中次之,茎中最低;同时,这5种几丁质酶基因在同一器官中表达量大小具体表现为Cht4Cht2Cht3Cht1Chi-3。选取相对表达量最高的Cht4基因验证其对真菌性病害的抗性反应,结果表明,在条锈菌胁迫下,Cht4基因在抗病材料92R137中的表达量显著高于感病材料铭贤169,并且均高于同等条件下接ddH2O的表达量。本研究扩增到的几丁质酶基因在小麦中组成型表达,说明其参与了小麦的正常生长发育过程;Cht4基因的表达受条锈菌诱导,推测其可能参与了小麦叶部抗条锈菌的防御反应。     

不同类型冬小麦品种灌浆期抗高温的光合机理分析

为揭示灌浆期小麦抗高温的光合机理,以高产多抗型小麦品种济麦22和高产优质型小麦品种济麦20为材料,于2012-2014年冬小麦生长季进行田间试验,测定和分析了两个品种间分蘖数、穗数、成穗率、产量以及灌浆期内田间30~36℃条件下旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、光化学荧光淬灭系数(qP)、原初光能转换效率(Fv/Fm)、PSII的实际光化学效率(ΦPSII)、荧光非光化学淬灭(NPQ)和超微结构的差异。结果表明,在灌浆期高温条件下,与济麦20相比,济麦22的基粒片层紧实,外膜结构完整;旗叶Pn、Tr和Gs分别增加了14.0%、22.5%和57.8%,ΦPSII和qP分别提高了7.9%和6.1%,Fv/Fm变化不大,NPQ降低了18.9%,产量提高了1.4%,说明灌浆期内,济麦22在高温条件下,叶绿体结构完整,以热耗散形式损失的光能少,光能利用率高,光合同化和适应高温胁迫的能力强,产量高。     

小麦GRAS基因家族的全基因组鉴定与分析

GRAS基因是一类转录因子基因,在植物的生长和发育中起关键作用。本研究利用最新的小麦基因组数据,对小麦GRAS基因进行了全基因组鉴定和分析。结果从小麦中鉴定出153个GRAS基因,这些基因不均匀分布在小麦21条染色体上。系统发育分析将这些基因分为12个亚家族,片段复制和串联重复是导致该基因家族扩张的主要原因。蛋白质序列分析发现不同亚家族间氨基酸数目、分子量存在一定差异;二级结构预测表明,小麦GRAS基因的氨基酸序列均以α-螺旋、随机卷曲为主要组成部分。通过对小麦GRAS基因在不同组织和不同逆境胁迫下的表达分析发现,GRAS基因在不同组织和逆境胁迫下存在明显的差异表达,表明GRAS基因具有组织或器官表达特异性,且可能在对逆境胁迫的响应中起重要作用。这些结果为进一步研究小麦GRAS基因的功能奠定了基础。     

小麦山农066559紫色性状的遗传分析

为了解小麦山农066559的紫粒、紫色花药和紫色叶鞘三个性状的遗传规律,以山农066559和普通小麦SN1391为亲本材料,分析其不同杂交世代(正反交F1、F2、F3和回交世代BC1F1、BC1F2)的性状表型,进行紫色性状遗传规律研究.结果表明,对于籽粒而言,F3中紫色与白色的分离比符合9∶7,在BC1 F2中,该比例为1∶3,说明紫色籽粒由两对独立的显性互补基因控制.对于花药而言,F2中紫色与黄色的分离比符合1∶3,在BC1F1中,该比例是1∶1,说明紫色花药由一对隐性基因控制.对于叶鞘而言,F2中紫色与白色符合3∶1的比例,在BC1F1中,该比例为1∶1,说明紫色叶鞘由一对显性基因控制.此外,三个性状的联合遗传分析表明,紫粒与紫花药的基因符合自由组合定律;紫粒的一个基因与紫叶鞘基因之间存在连锁和互换现象.可见小麦山农066559的紫色籽粒、花药和叶鞘性状,具有不同的遗传控制基因和遗传规律,这些基因之间具有不同的连锁特点.     

TDZ在小麦花药培养中的作用

为了进一步提高小麦花药培养效率,以8个小麦杂交F1代为供试材料,通过在培养基中添加不同浓度的噻重氮苯基脲(thidiazuron,TDZ)探讨其对小麦花药培养的作用。结果表明,TDZ的作用与添加剂量及小麦基因型密切相关。在诱导培养基中添加TDZ对基因型中麦875/郑豫麦043具有负向调控作用,但对兰考198/黄明118、郑麦7698/西农979以及天禾7号/0836H-3则具有正向促进作用。TDZ的最佳添加剂量为0.05mg·L-1,可显著提高3个基因型的胚性愈伤组织诱导率和绿苗产率,其中兰考198/黄明118胚性愈伤组织诱导率和绿苗产率最高,分别达到25.1%和8.7%。同样,在分化培养基中添加一定剂量的TDZ,对4个基因型的愈伤组织分化均表现正向促进作用,TDZ的适宜浓度范围为0.5~1.0mg·L-1,以添加0.5mg·L-1的处理表现最优,能够显著提高绿苗分化率和绿苗/白苗比率;基因型兰考198/黄明118的绿苗分化率和绿苗/白苗比率最高,分别达50%和1.87。研究还表明,在诱导培养基或分化培养基中添加TDZ还能够促进绿苗增殖,提高单倍体自然加倍效率。本研究结果将有助于小麦花药培养技术的优化,进而提高花培育种效率。     

外源SA对低温胁迫下冬小麦糖酵解代谢的影响

为揭示SA处理对低温胁迫下冬小麦糖酵解(glycolysis, EMP)代谢的影响,以强抗寒性冬小麦品种东农冬麦1号(Dn1)和弱抗寒性品种济麦22号(Jm22)为试验材料,在小麦幼苗三叶期喷施1 mmol·L^-1 SA,于大田连续10 d自然降温至5、0、-10、-25℃时取小麦幼苗叶片和分蘖节,测定其果糖含量、丙酮酸含量及EMP代谢重要酶(己糖激酶HxK、磷酸果糖激酶PFK和丙酮酸激酶PK)的活性和相关基因(TaHxK、TaPFK、TaPK)的表达量。结果表明,SA处理提高了两种冬小麦叶片和分蘖节中果糖及丙酮酸含量,但对Jm22影响较弱;SA处理提高了Dn1叶片和分蘖节中EMP途径关键酶(HxK、PFK和PK)的活性及其相应基因(TaHxK、TaPFK、TaPK)的表达量。SA处理可有效调控冬小麦EMP代谢,促进果糖与丙酮酸积累与分解,提高植物的抗寒性。     

小麦籽粒营养品质及品质产量的边际效应

为阐明小麦籽粒营养品质及品质产量的边际效应,以黄淮麦区不同品质类型的4个小麦品种为材料,于2010-2012年度对不同麦行籽粒蛋白质、淀粉、可溶性糖含量等营养品质指标和品质产量进行了系统研究。结果表明,不同行次间籽粒蛋白质含量和可溶性糖含量差异达显著水平,其中边1行、边2行、边3行和边4行的籽粒蛋白质含量分别为136.79、131.02、129.50、126.58 mg·g^-1,可溶性糖含量分别为113.08、91.61、93.55、87.91 mg·g^-1;不同行次间籽粒淀粉含量差异达显著水平;不同行次间籽粒蛋白质产量和淀粉产量的差异达显著水平,其中,边1行、边2行、边3行和边4行的籽粒蛋白质产量和淀粉产量分别为1 543.3、995.7、987.1、930.9 kg·hm^-2和6 480.6、4 284.9、4 383.6、4 126.3 kg·hm^-2,边际效应显著。本研究表明,小麦营养品质和品质产量具有显著的边际效应,生产中可通过改革种植方式、合理选用品种等加以充分利用。