新形势下“种子学”课程实践教学体系改革与实践研究——以甘肃农业大学为例

"种子学"课程是高校农学类专业主干课程之一,该课程理论和实践结合紧密,应用实践性强是其最显著的特征。基于教学实践在该门课程中的重要地位,为适应现代种业对创新型及复合型人才培养的需求,结合甘肃农业大学农学院种子学课程实践教学改革,分别从优化实践内容、提升学生创新能力、拓宽实践渠道、构建师生交流平台、应用现代教学技术和完善考核体系等方面的具体实施进行了详细阐述,从而为新形势下推动农学类专业本科生人才培养质量的提高提供参考。     

大麦抗条纹病与SSR标记的关联分析

为了解不同来源大麦的遗传多样性,并筛选与抗条纹病性状相关联的SSR标记,采用三明治法通过人工接种大麦条纹病菌Pyrenophora graminea对180份大麦材料进行抗性鉴定,通过119对多态性SSR引物对180份大麦材料进行SSR标记分析,并用一般线性模型(general lineal model,GLM)和混合线性模型(mixed lineal model,MLM)进行大麦抗条纹病与SSR标记的关联分析。结果表明,人工接种大麦条纹病菌后共鉴定出10份免疫、9份高抗、25份抗病、70份感病和66份高感大麦材料;119对多态性SSR引物从180份大麦材料中共检测出559个等位变异位点,平均为4.70个,变幅为2～14个,基因多样性和多态性信息含量变幅分别为0.05～0.88和0.05～0.86;群体结构分析表明供试大麦材料可分为2个亚群。基于GLM和MLM分别检测到14个和10个与大麦条纹病抗性相关联的SSR标记,对表型变异的解释率变幅分别为4.46%～9.76%和3.25%～7.87%,其中Scssr08238和BMS64标记均与大麦条纹病抗性呈极显著相关,二者在GLM中解释率分别为9.76%和8.00%,在MLM中解释率分别为7.87%和5.61%。本研究所鉴定的大麦抗性种质可作为抗源用于抗病育种,与抗性相关联的SSR标记可用于大麦抗条纹病的分子标记辅助选择育种。     

甘肃省大麦条纹病菌遗传多样性及致病力差异

为了解甘肃省大麦条纹病病原菌Pyrenophora graminea的遗传多样性及致病力差异,运用RAPD分子标记技术对大麦条纹病菌不同菌株进行遗传多样性分析,并采用三明治法进行菌株致病力差异研究。结果表明:17个RAPD标记从45个菌株中扩增出126条带,平均每个标记7.41条带,遗传相似系数范围为0.468 3～0.984 1,平均值为0.830 8,当遗传相似系数为0.723 6时,可将供试菌株划分为4个类群,分别包含41、2、1和1个菌株;致病力测定结果显示菌株QWC较菌株QQ致病力强,两菌株除在品种‘甘啤2号’和‘GP-3’上无致病力外,在其他供试品种上致病力均存在差异。表明大麦条纹病菌不同菌株间存在遗传差异,且菌株QWC和菌株QQ存在致病力差异。     

播期对春小麦籽粒产量及品质性状的影响

研究了播期对河西灌区种植的6个春小麦品种(系)籽粒产量和面粉品质的影响.结果表明,早播可以提高春小麦的产量和千粒质量,但适期(3月30日)播种的籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、面团弹性、延伸性、变形功都显著高于早播或晚播.春小麦灌浆期气象因子对产量和品质可产生不同程度的影响,其中积温、≥30℃天数、总日照时数与产量、千粒质量、变形功呈显著正相关,日均温、相对湿度与产量、千粒质量及品质性状(湿面筋含量、沉降值、变形功、延伸值)呈显著或极显著负相关.     

大麦遗传多样性及SSR标记与大麦条纹病抗性关联分析

为了解大麦(Horeumvulgare)亲本材料遗传多样性,筛选与大麦条纹病性状相关联的SSR标记,利用100对多态性SSR引物对86个大麦品种进行分析,共检测出269个等位变异,平均每对引物为2.69个,变幅为2～5;等位基因频率为0.012～0.988; Shannon指数为0.064～1.385;遗传相似系数为0.547～0.955;多态性信息含量(polymorphic information content,PIC)为0.023～0.737,平均为0.357.群体遗传结构分析表明,供试大麦亲本材料可分为5个亚群.根据一般线性模型(general linear model,GLM)分析,共5个标记与大麦条纹病抗性性状关联,解释率在6.20％～11.15％之间,其中TACMD和MGB317达到极显著水平(P＜0.01),解释率分别为9.24％和9.45％;根据混合线性模型(mixed linear model,MLM)分析,发现3个与大麦条纹病抗性相关的标记,解释率在4.57％～17.63％之间,标记HVM54达到极显著水平(P＜0.01),解释率为17.63％.本研究为大麦条纹病抗病育种提供了一定理论依据.     

普通玉米与高油玉米杂交当代籽粒性状分析

以高油玉米群体IHO的3个农艺性状比较优良、籽粒粗脂肪含量高的稳定品系为父本与生产上广泛应用的6个优良自交系为母本杂交,通过对亲本及其杂交当代籽粒的粗脂肪含量和百粒重的初步比较分析,发现杂交当代籽粒粗脂肪含量和百粒重都具有杂种优势效应和花粉直感效应,认为可通过合理利用该效应来提高玉米籽粒产量和改进籽粒品质.     

春小麦品种高分子量谷蛋白亚基与品质的关系

选用甘肃省河西地区种植的57个春小麦品种。在已经分析HMW—GS组成的基础上。测定了这些品种的理化特性和面团流变学特性。对这些品种的HMW—GS和品质性状的变异情况、HMW—GS与品质性状之间的关系、具有不同HMW—GS的品种间品质的差异和同-HMW—GS品种间的品质差异进行了研究。结果表明，Glu-Ⅰ位点的亚基总评分与面筋指数、沉淀值、面团变形功、面团形成时间及稳定时间呈显著或极显著正相关；HMW—GS数目的多少与其品质优劣有关，亚基数目越多，面粉筋力越好；采用不同品质指标评价小麦HMW—GS对品质的贡献，结果表明以变形功的评价排序的意义更明确。     

不同麦类种质抗旱性评价及优异种质筛选

为了解不同麦类种质的抗旱性,进一步发掘小麦近缘种的优势性状以改良小麦品种,2018—2019年在兰州新区和武威黄羊镇对引自国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）的灌溉圃小麦、干旱半干旱圃小麦、合成小麦、硬粒小麦和小黑麦设置了正常灌溉和水分胁迫两种处理,在拔节期、抽穗期、灌浆期对心叶或旗叶进行了叶绿素荧光动力学参数测定,并进行了农艺性状鉴定和产量测定,分析了不同生育期叶绿素荧光参数的变化及其与抗旱指数的关系。结果表明,水分胁迫对不同麦类作物产量构成因素的影响程度不同导致其抗旱性有差异。水分胁迫下,PSⅡ潜在活性（F_v/F_o）、PSⅡ反应中心最大光化学效率（F_v/F_m）、PSⅡ实际光化学量子效率（F^′_q/F^′_m）均较正常灌溉下降低,而非光化学淬灭系数（NPQ）升高。随小麦发育进程推移,F_v/F_o、F_v/F_m、F^′_q/F^′_m呈先升后降的趋势,NPQ呈上升趋势。荧光参数的变化说明,干旱胁迫导致PSⅡ结构受损,反应中心受到破坏,光能转化效率降低,电子传递受阻。灰色关联度分析显示,灌浆期荧光参数与抗旱指数的关联度较高,其次为抽穗期、拔节期,各荧光参数与抗旱指数关联度为F_v/F_m>F^′_q/F^′_m>F_v/F_o>NPQ。基于农艺性状、抗旱指数和叶绿素荧光参数,得出不同麦类种质的抗旱性强度依次为小黑麦、干旱半干旱圃小麦、灌溉圃小麦、合成小麦;筛选出9份优异材料,可用于今后小麦育种。     

8个小麦条锈菌生理小种产孢相关基因PsCon1克隆及表达分析

为研究基因Pscon1在不同小种中核苷酸序列及相对表达量差异,以小麦条锈菌(Puccinia strii formis f.sp.tritici)基因组DNA为模板,在小麦条锈菌8个生理小种中分别克隆产孢相关基因Pscon1,并对其核苷酸和氨基酸序列进行比对及相对表达量分析.结果表明:在8个小种中分别克隆到条锈菌产孢相关基因Pscon1,基因大小为531 bp,由3个外显子和2个内含子构成,开放阅读框长252 bp,不同小种基因Pscon1核苷酸序列只在44,65,331,465,495和510 bp位点处发生突变,均未引起氨基酸序列变化,且不同生理小种Pscon1在接种‘铭贤169' 12 h后相对表达量有差异,水源11-3最高,最低的是Hybrid46-8.推测基因Pscon1在小麦条锈菌不同生理小种产孢过程中相对表达量有差异,这将为进一步研究产孢量差异因素提供参考.