花粉管通道介导玉米总DNA导入小麦D1代的农艺性状研究

采用花粉管通道法介导玉米总DNA导入4个小麦品种(系)"9411"、"955159"、"96266"和鲁麦21中,并对转基因D1代的农艺性状进行了分析.研究发现,与对照相比,鲁麦21和"96266"的转基因D1代株高、穗长的差异达极显著水平;"9411"、"955159"、"96266"的转基因D1代的旗叶叶长和叶面积均达极显著水平;在"9411"的转基因D1代中,出现无芒变异的植株占20%左右;在"9411"的转基因D1代中,也发现了穗型与抗病性同时发生变异的植株.     

PEG胁迫对小麦代换系种子萌发特性的影响及染色体效应

[目的]明确干旱胁迫对中国春-Synthetic 6x代换系种子萌发特性的影响并对相关基因进行染色体定位,为选择抗旱高产品系提供理论依据.[方法]以小麦中国春-Synthetic 6x染色体代换系及其亲本为材料,设置对照(无离子水培养)和聚乙二醇(PEG)-6000模拟水分胁迫2个处理,通过测定种子的发芽率、发芽势、发芽指数研究干旱胁迫对种子萌发特性的影响及其染色体调控效应.[结果]干旱胁迫下,中国春-Synthetic 6x各代换系的发芽率、发芽势、发芽指数较对照普遍降低;5B、6B、4D、6D和7D代换系发芽率、发芽势、发芽指数均显著或极显著高于母本中国春.[结论] Synthetic 6x的5B、6B、4D、6D和7D染色体上可能存在干旱胁迫下提高种子活力、促进种子萌发的基因,可在抗旱育种中加以利用.     

质子辐射诱变玉米M2代形态变异与RAPD分析

[目的]研究不同剂量质子辐射(PR)的白马牙玉米M2代的生长发育、形态和基因组DNA水平上的变异情况。[方法]对白马牙玉米干种子进行5种不同剂量的辐射处理,研究M2代玉米生长状况,采用RAPD分子标记技术研究M2代损伤和变异。[结果]发芽率随着剂量的增加先升高后降低,20、30 Gy处理的发芽率均高于对照,20 Gy处理最高;空秆率随着剂量的增加呈先升高后降低再升高再降低的马鞍型曲线,其中20 Gy和50 Gy处理最低,40 Gy处理空秆率最高,达29.4%;光合速率PR组显著低于对照,随着剂量的增加呈马鞍形曲线;籽粒千粒重随着剂量的增加呈马鞍形曲线,10、20和40 Gy处理显著高于对照,50 Gy处理低于对照。综合考虑发芽率、空秆率、千粒重,对白马牙玉米M2代产量的有益变异多的辐射剂量依次为20、10和30 Gy。RAPD试验分析中16条随机引物扩增出142条条带,其中多态性条带71条,多态性比例达57.3%,各PR组变异率为20.2%~32.3%;各组在遗传相似度0.73附近处聚为2类,10Gy组与50 Gy组聚为1类,表明其变异程度较大,其他组与对照聚为1类。[结论]该研究可为今后辐射诱变玉米产生有益变异和培育新品种提供辐射剂量的指导和参考,也为拓展玉米种质奠定一定的基础。     

外源DNA导入烤烟后变异株D1代茎尖染色体核型分析

以抗赤星病烤烟CV87为供体，感病烤烟NC89为受体，采用浸种法将总DNA导入受体。收获的变异株Jz96027种子发芽，得到的D1代个体，对其茎尖受体(亲本)的茎尖进染色体核型分析。结果表明：烤烟NC89(受体)和变异株JZ97027染色体体数目2n＝48，2个染色体组均为基本对称核型。其中14对染色体为M型，9对为SM型，1对为ST型。变异株D1代Jz9702与受体NC89核型相比较有第1、2、4、6、15、16、17、22共8对染色体有明显变异。变异株D1代Jz97027尚有染色体落后畸变现象发生。     

谷子航天诱变后代的农艺性状表现

2004年选用冀谷12号干种子搭载第20颗返回式卫星进行处理,对诱变后代的农艺性状进行观察。结果显示：SP1代种子出苗率和幼苗生长势受到一定抑制,但拔节后植株生长势增强;SP1代出现的株高、穗长和单株产量等性状变异,SP2代仍得到充分表现;SP1代入选株系各性状基本稳定,株高、穗长和单株产量平均值与SP2代相近,但变异幅度和变异系数均较SP2代明显减小。表明诱变处理可使谷子产生丰富的变异,各性状变异幅度和变异系数明显增大,而且正向变异较多,株高降低,穗长和单株产量增加。SP3代各性状基本稳定。空间诱变缩短了谷子育种周期：     

牛胸腺DNA引入普通小麦(T.aestivum)导致性状变异的研究及细胞学观察

小麦种子从萌动至两叶期,用牛胸腺DNA分次进行滴浸处理。一代(D_1)株未出现明显变异,二代(D_2)株在蛋白含量、抗病性、株型、穗型、粒型和成熟期等方面均出现较大变异。在不同的年份间,用相同的缓冲液、技术,将牛DNA处理同一品种时,分年份处理的二代株中均出现性状相似的矮杆大穗变异类型,表现了该类型变异的重演性,其频率为1.95%～2.5%。经对D_1、D_2代变异株根尖和D_1代芽鞘细胞学观察,有染色体畸变存在。这表明牛胸腺DNA引入受体细胞后,可能在多方面作用于受体基因组,表现出复杂的综合效应。     

GH-DREB基因转化小麦及转基因植株后代的抗旱生理指标鉴定

用基因枪法将来自于棉花的DREB转录因子基因和诱导型启动子Rd29A构建的植物表达载体pRdGH转入小麦品种鲁麦22号,获得转基因小麦植株。T0、T1、T2、T3代分子生物学鉴定证实：GH-DREB基因可以稳定遗传。孕穗期到开花期T3代叶片可溶性糖、蒸腾速率、净光合速率测定结果表明：正常条件下,转基因后代与受体鲁麦22的各生理指标无明显差异,而水分胁迫下,转基因后代的净光合速率随着干旱处理时间的延长而逐渐下降,蒸腾速率随着干旱处理时间的延长而逐渐上升,但是,下降与上升幅度比对照低,其中,在胁迫第3天、第6天都与对照差异极显著,叶片的可溶性糖含量与对照相比差异不显著。说明GH-DREB基因在干旱条件下可通过减少蒸腾速率、维持光合作用。     

秋水仙素诱导菊花变异的研究

以菊花干种子、萌动种子和双子叶期幼苗为材料,以秋水仙素浓度和处理时间为因子对菊花诱变进行了研究。通过统计成活率、诱变率研究了临界剂量和半致死剂量;通过观测气孔、花粉、株高、叶片、头状花序等形态特征以及染色体镜检,鉴定了诱变植株。结果表明:干种子、萌动种子和双子叶期顶端生长点的最佳处理浓度分别为0.5%、0.2%、1.0%,分别处理2、33、d时,变异率达到峰值,分别为77.1%、78.3%、66.3%。干种子、萌动种子和双子叶期幼苗的临界剂量分别为0.1%处理1 d、0.1%处理0.5 d及0.2%处理3 d,半致死剂量分别为0.2%处理1 d、0.2%处理0.5 d及2%处理6 d。对照植株体细胞染色体数目为4x+2,经2%秋水仙素处理12 h后,获得的典型表型变异单株体细胞染色体数目为7x-1。     

转反义trxs基因小麦种子萌发过程中碳代谢的变化

为了揭示反义硫氧还蛋白基因(anti-trxs)在抗穗发芽小麦中的作用机制;以转反义trxs基因小麦株系为材料,运用生理指标分析的方法,对转基因株系和对照种子萌发过程中硫氧还蛋白h活性、淀粉酶活性、可溶性糖和淀粉含量进行了检测;结果表明,转基因小麦籽粒trxh、α-淀粉酶和β-淀粉酶活性均显著低于对照;淀粉降解和可溶性糖生成速率明显下降.发芽1～5d,转基因小麦种子trxh、α-淀粉酶和β-淀粉酶活性分别比对照下降24.5%、40.4%和23.0%;淀粉降解和可溶性糖生成速率分别比对照降低23.7%和23%;说明,反义trxs基因对转基因小麦籽粒的碳代谢有调控作用.     

离子束注入后大豆M2农艺性状的遗传变异分析

采用2种剂量的C+离子束和2种剂量的Al+离子束处理5个北方夏大豆品种,研究其M2主要农艺性状的遗传变异。结果表明:(1)C+4MeV 8×1012ions/cm2处理的品种冀豆15M2的各农艺性状均明显高于对照;(2)两种离子束4种剂量均使品种楚秀M2的株高降低30%以上,结荚高度降低35%;Al+8×1011ions/cm2处理使品种中黄44M2的结荚高度增加了38.1%;(3)C+4MeV 8×1012ions/cm2与Al+4MeV8×1011ions/cm2处理使各品种M2的单株荚数增加、单株粒数比对照高出50%以上;(4)两种离子束处理对大豆品种百粒重的变异均影响不大。     

利用小麦90K SNP芯片研究泰山22的遗传组成

为探索育种选择对小麦基因组的影响,利用小麦90KSNP芯片分析了鲁麦18(母本)和鲁麦14(父本)对泰山22的遗传贡献率.结果表明,鲁麦18对泰山22号的贡献略大于鲁麦14,遗传贡献率分别为51.87％和48.13％.父母本在染色体间的遗传贡献率存在较大差异,父本鲁麦14贡献率超过50％的染色体有1A、1B、2A、3B...     

Changes in Activities of Antioxidant-Related Enzymes in Leaves of Resistant and Susceptible Wheat Inoculated with Rhizoctonia cerealis

In this study, the changes in activities of peroxidase (POD), glutathione S-transferase (GST), catalase (CAT), and superoxide distmuase (SOD) in leaves of four wheat cultivars, including resistant cultivars Shannong 0431 and Shanhongmai, a mild-susceptible cultivar Lumai 21, and a susceptible cultivar Wenmai 6, were investigated to explore if these antioxidantrelated enzymes were involved in wheat defense response to Rhizoctonia cerealis attack. Results showed that the activities of these enzymes in different wheat cultivars varied greatly after challenging with R. cerealis. The PODactivities in resistant cultivars Shannong 0431 and Shanhongmai increased much quicker after the inoculation and displayed much higher activity than that in susceptible cultivar Wenmai 6. In contrast, POD activity showed a slow accumulation and a delayed peak time. The activities of GST and CAT in Shannong 0431 and Lumai 21 increased obviously within 48 h post inoculation (hpi), whereas SOD activity decreased dramatically within 24 hpi in Shannong 0431 and 24-48 hpi in Lumai 21. In susceptible cultivar Wenmai 6, the SOD and CAT activities didn't change obviously, whereas the activity of GST was decreased. The activities of CAT and GST in Shanhongmai did not show significant difference compared with those in Wenmai 6. Results suggested that POD activity may be positively associated with wheat defense to R. cerealis.     

Mapping QTLs for stomatal density and size under drought stress in wheat(Triticum aestivum L.)

Stomatal density and size affect plant water use efficiency, photosynthsis rate and yield. The objective of this study was to gain insights into the variation and genetic basis of stomatal density and size during grain filling under drought stress(DS) and well-watered(WW) conditions. The doubled haploid population derived from a cross of wheat cultivars Hanxuan 10(H10), a female parent, and Lumai 14(L14), a male parent, was used for phenotyping at the heading, flowering, and mid- and late grain filling stages along with established amplified fragment length polymorphism(AFLP) and simple sequence repeat(SSR) markers. The stomatal density of doubled haploid(DH) lines was gradually increased, while the stomatal lengths and widths were gradually decreased during grain filling stage. Twenty additive QTLs and 19 pairs of epistatic QTLs for the 3 traits were identified under DS. The other 20 QTLs and 25 pairs epistatic QTLs were obtained under WW. Most QTLs made more than 10% contributions to the total phenotypic variations at one growth stage under DS or WW. Furthermore, QTLs for stomatal density near Xwmc74 and Xgwm291 located on chromosome 5A were tightly linked to previously reported QTLs regulating total number of spikelets per spike, number of sterile spikelets per spike and proportion of fertile spikelets per spike. Qsw-2D-1 was detected across stages, and was in the same marker region as a major QTL for plant height, QPH.cgb-2D.1. These indicate that these QTLs on chromosomes 5A and 2D are involved in regulating these agronomic traits and are valuable for molecular breeding.     

氮磷钾配施对小麦产量的影响

以烟农24号和鲁麦21号为材料,研究了氮磷钾配施水平对小麦产量的影响.结果表明,目前肥力条件下,氮、磷、钾配施小麦优化施肥最佳配比为处理N3P2K2,产量5515.5kg/hm2,较不施肥对照增产83.0%.     

干旱胁迫条件下冬小麦干物质分配动态的模型研究

[目的]研究不同干旱胁迫条件下冬小麦干物质分配的动态模型。[方法]以冬小麦品种鲁麦21号为材料,采用盆栽和防雨池栽2种方式研究其在不同干旱胁迫条件下干物质分配的动态变化。[结果]干旱对鲁麦21号各器官的干物质分配有不同程度的影响,各处理小麦成熟期的干物质积累表现为:穗>茎秆>叶片。鲁麦21号穗部、叶片、茎秆干重与单株干重的关系依次为:Y=1.87+2.22X、Y=1.939+5.250X、Y=-2.202+3.267X。小麦产量与耗水量的关系符合方程Y=43.76+702.35X;小麦产量与水分利用率的关系为:Y=8.92+8.73X。[结论]对华北地区而言,冬小麦拔节期的灌溉效果好于孕穗期。     

基于SNP标记的小麦籽粒性状全基因组关联分析

【目的】籽粒性状是影响小麦产量的重要因素,通过对小麦籽粒性状进行全基因组关联分析,发掘控制小麦籽粒性状显著位点,为小麦籽粒性状的遗传改良研究提供理论参考。【方法】以在新疆种植的121份小麦为材料,利用小麦50K SNP芯片,对粒长、粒宽、籽粒长宽比、籽粒面积、籽粒周长和千粒重6个性状进行基于混合线性模型MLM（Q+K）的全基因组关联分析。【结果】在不同环境间6个籽粒性状均表现出广泛的表型变异,其中千粒重变异系数最大为13.91%—17.79%,各籽粒性状遗传力为0.85—0.90。多态性信息含量PIC值为0.09—0.38,最小等位基因频率MAF值为0.05—0.50。群体结构分析表明,试验所用自然群体可分为4个亚群。GWAS结果表明,共检测到592个与6个性状显著关联位点（P<0.001）,其中,涉及6个性状的29个SNP在2个及以上的环境中被重复检测到,分布于1A（5）、1B（2）、1D、2A（5）、3B、5A、5D、6B（4）、6D、7B和7D（7）染色体上,解释9.3%—22.7%的表型变异。检测到6个与粒长稳定的关联位点,分布在1A、2A和7D染色体上,解释9.9%—22.7%的表型变异;检测到2个与粒宽稳定的关联位点,分布在3B和5D染色体上,解释9.6%—12.2%的表型变异;检测到6个与籽粒长宽比稳定的关联位点,分布在2A（2）、5A、7B和7D（2）染色体上,解释10.1%—19.4%的表型变异;检测到3个与籽粒面积稳定的关联位点,分布在1A、1B和1D染色体上,解释9.9%—18.2%的表型变异;检测到6个与籽粒周长稳定的关联位点,分布在1A（2）、2A、6D和7D（2）染色体上,解释9.3%—22.6%的表型变异;检测到6个与千粒重稳定的关联位点,分布在1B、2A和6B染色体上,解释9.7%—12.9%的表型变异。挖掘到5个控制小麦籽粒性状一因多效显著关联位点,分布在1A、2A（2）和7D（2）染色体上,解释9.9%—22.7%的表型变异。【结论】本研究材料遗传多样性丰富,在自然群体中共发现29个与6个籽粒性状在2个及以上环境中稳定显著的关联位点。     

山东推广小麦品种蒸制的馒头质量性状及聚类分析

对２３个小麦品种蒸制的馒头进行品质分析,结果表明泰山１号品种蒸制的馒头体积和比容最大,其次是鲁麦１７号。感官评价以ＰＨ８２－２－２得分最高。聚类分析结果,一类仅有泰山１号,但感官评分稍低;二类有２１个品种;三类仅有鲁麦５号。综合评价山东推广小麦品种,多数可满足加工馒头的要求,但加工优质馒头的品种较少。     

鲁麦21和济南17胚乳发育过程中淀粉粒的动态变化

 【目的】以2个不同品质类型的小麦品种为供试材料,分析小麦胚乳中淀粉粒的分布特征和变化特点。【方法】选用鲁麦21（弱筋）和济南17（强筋）两个小麦品种,利用激光衍射粒度分析仪研究其胚乳发育过程中淀粉粒的积累动态。【结果】花后不同时期小麦胚乳淀粉粒数目的变化均呈单峰曲线,峰值出现在0.5～1.1μm。花后7 d,A-型淀粉粒已经出现,最大直径20μm;花后10 d,淀粉粒直径范围扩大到30μm;至花后14 d, B-型淀粉粒开始产生;花后21 d又产生了一个新淀粉粒群体,即C-型淀粉粒;花后24～28 d,籽粒中新淀粉粒的产生仍在继续;花后35 d,主要是最小粒径淀粉粒直径的扩大。与强筋小麦济南17相比较,花后7～14 d,弱筋品种鲁麦21胚乳中小于0.6μm的淀粉粒数目百分比较低,大于0.6μm的淀粉粒数目百分比较高,花后17～28 d则相反。【结论】灌浆前期鲁麦21胚乳中淀粉粒的增长速率较快,而灌浆后期新淀粉粒合成能力较强。成熟期,济南17籽粒中的B-型淀粉粒所占体积和表面积百分比较高,而弱筋小麦鲁麦21的A-型淀粉粒体积和表面积百分比较高。