两个转W23基因小麦株系的抗旱性鉴定

以两个T₅代转W23基因小麦株系G19-X59、G19-X61为材料,在水培条件下采用PEG-6000人工模拟干旱胁迫措施对转基因小麦株系的根系发育特点、抗旱相关的光合生理等指标进行了测定。结果表明,干旱胁迫条件下各参试小麦的光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)均下降,转基因株系降幅较小,且其Pn和Tr值极显著高于受体品种;在正常供水和干旱胁迫两种水分处理下,转基因株系均比受体品种具有较发达的根系,其根总长、根总表面积、根总体积等参数极显著高于受体品种。这一结果说明,转W23基因小麦株系G19-X59、G19-X61在苗期依靠发达的根系维持较强的光合作用,提高其应对干旱胁迫的能力。     

远缘杂交后代转育的小麦抗源材料抗病及抗旱性研究

郑麦9023和豫麦66分别与野生二粒小麦和野燕麦远缘杂交后代进行杂交和回交,经过7代筛选、鉴定,获得了20个抗病性和农艺性状稳定的高代系。在陕西杨凌设置条锈菌流行小种（CYR32和CYR33）病圃,在甘肃天水设置自然发病圃对筛选的小麦高代系进行异地抗病性鉴定,同时对其进行分小种CYR32、CYR33、CYR31和CH42苗期鉴定;分别选用Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18和Yr26等7个已知抗条锈病基因的分子标记进行基因检测;对高代系进行萌发干旱胁迫试验,从而对其抗旱性进行评价;并调查其农艺性状并进行评价。抗病、抗旱和农艺性状调查结果显示：参试的20个高代系中,符合抗病耐旱且农艺性状较好,可用于作为抗源亲本的高代系有8个分别是郑野-2、郑野-3、郑野-6、豫野-1、豫野-2、豫野-4、豫野-5、豫野-6。研究结果表明,在抗病、耐旱综合性状优良育种目标指导下,将郑麦9023和豫麦66作为基因累加的库容,利用系谱选择法,结合育种分子标记检测辅助选择,可不断对品种郑麦9023和豫麦66进行改良与创新;并且可依次对其抗病性、抗旱性、成熟期等农艺性状基因及来源不同的优良基因进行累加转育。     

远缘杂交后代转育的小麦抗源材料抗病及抗旱性研究

郑麦9023和豫麦66分别与野生二粒小麦和野燕麦远缘杂交后代进行杂交和回交,经过7代筛选、鉴定,获得了20个抗病性和农艺性状稳定的高代系。在陕西杨凌设置条锈菌流行小种（CYR32和CYR33）病圃,在甘肃天水设置自然发病圃对筛选的小麦高代系进行异地抗病性鉴定,同时对其进行分小种CYR32、CYR33、CYR31和CH42苗期鉴定;分别选用Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr17、Yr18和Yr26等7个已知抗条锈病基因的分子标记进行基因检测;对高代系进行萌发干旱胁迫试验,从而对其抗旱性进行评价;并调查其农艺性状并进行评价。抗病、抗旱和农艺性状调查结果显示：参试的20个高代系中,符合抗病耐旱且农艺性状较好,可用于作为抗源亲本的高代系有8个分别是郑野-2、郑野-3、郑野-6、豫野-1、豫野-2、豫野-4、豫野-5、豫野-6。研究结果表明,在抗病、耐旱综合性状优良育种目标指导下,将郑麦9023和豫麦66作为基因累加的库容,利用系谱选择法,结合育种分子标记检测辅助选择,可不断对品种郑麦9023和豫麦66进行改良与创新;并且可依次对其抗病性、抗旱性、成熟期等农艺性状基因及来源不同的优良基因进行累加转育。     

小麦品系P9897成株期抗条锈性遗传分析

小麦品系P9897对条锈病具有良好的成株期抗性。为给该品系的合理利用提供参考依据,在温室中对P9897和铭贤169进行苗期及成株期抗病性鉴定,在陕西杨凌(人工接种病原菌)和甘肃天水(自然诱发病原菌)2个地区对P9897和铭贤169及以P9897作为父本与铭贤169杂交获得的F1、F2和F3代进行成株期抗病性鉴定,最终对其成株期抗条锈性进行遗传分析。结果显示,P9897成株期表现高度抗病性[反应型(Infection type,IT)=2],在两个试验地的严重度(Disease severity,DS)平均值为5.0%~17.5%;所有F1代表现为抗病(IT=2),F2代抗病(IT:0~6)和感病(IT:7~9)植株数符合13∶3的分离比(χ2=0.793.84),F3代抗病(IT:0~3)、抗感分离(IT:4~6)和感病(IT:7~9)植株数符合7∶8∶1的分离比(杨凌χ2=0.185.99;天水χ2=0.665.99);F3代172株成株期小麦的反应型和严重度都是连续分布的。表明P9897的成株期抗条锈性是一种数量性状,由一显一隐2对基因独立控制或起重叠作用控制。     

两个转W23基因小麦株系的抗旱性鉴定

以两个T₅代转W23基因小麦株系G19-X59、G19-X61为材料,在水培条件下采用PEG-6000人工模拟干旱胁迫措施对转基因小麦株系的根系发育特点、抗旱相关的光合生理等指标进行了测定。结果表明,干旱胁迫条件下各参试小麦的光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)均下降,转基因株系降幅较小,且其Pn和Tr值极显著高于受体品种;在正常供水和干旱胁迫两种水分处理下,转基因株系均比受体品种具有较发达的根系,其根总长、根总表面积、根总体积等参数极显著高于受体品种。这一结果说明,转W23基因小麦株系G19-X59、G19-X61在苗期依靠发达的根系维持较强的光合作用,提高其应对干旱胁迫的能力。     

春化及光周期基因的等位变异对小麦主要农艺性状及产量的影响

为了解春化及光周期基因对小麦生育期、农艺性状及产量的影响,以田间种植的253份国内外小麦品种（系）为材料,利用分子标记检测其春化基因（Vrn-1）和光周期基因（ Ppd-D1）的等位变异,记录其抽穗期、开花期,在灌浆中期调查其株高、成穗数等农艺性状,收获后调查其产量性状。结果表明,供试材料中包含13种春化和光周期基因等位变异组合类型,其中含有 vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1+Ppd-D1a组合的材料最多,占59.68%; Vrn-1+Ppd-D1a 组合可显著缩短小麦播种至开花所需的时间。含有 Vrn-A1a或 Vrn-B1材料的成穗数显著多于含有 Vrn-D1 或 vrn-1的材料,但含有 Vrn-1不同等位变异的材料间产量无显著差异;含有 Vrn-A1a材料的旗叶长而窄。与含有 Ppd-D1b的小麦材料相比,含有 Ppd-D1a的材料开花期显著提前,且株高降低,同时穗下茎长、旗叶长和倒二叶长均显著缩短。综上,春化及光周期基因在影响小麦抽穗开花期的同时,对农艺性状和产量也有重要影响;含有 Vrn-D1+ Ppd-D1a组合的小麦材料在生育期稳定性、产量等性状上均表现优异,在育种中可多加利用。     

叠氮化钠诱变普通小麦陕农33突变体库的构建和初步评估

为了用叠氮化钠(NaN3)构建一个小麦突变体库,分别用浓度为0、5、10、15、20 mmol·L-1的NaN3处理普通小麦陕农33的种子,检测了各处理发芽指标和田间M1群体的生理及形态特征。结果表明,10mmol·L-1的NaN3是诱变普通小麦较适宜的浓度。在以10mmol·L-1的NaN3诱变普通小麦得到的M2群体中发现了322份茎、叶、穗和其他性状变异的突变体,其中204份茎秆性状突变、65份叶片性状突变、24份穗部性状突变和115份其他性状突变,突变频率分别为5.18%、1.65%、0.61%、2.92%。采用RAPD分子标记技术估计该群体的突变密度为1/57.0kb。经M3代田间鉴定,共获得可遗传突变株系58个。本研究所构建的突变体库可为小麦功能基因组学研究和小麦育种提供材料。     

小麦灌浆相关基因TaGIF1的克隆及表达分析

GIF1( grain incomplete filling 1)编码了一种质外体途径中催化蔗糖不可逆水解的细胞壁蔗糖转化酶,主要在组织生长旺盛并且需要供能的库中表达,是影响灌浆的关键基因。根据水稻 OsGIF1基因序列,同源克隆了普通小麦第2部分同源群染色体上的 TaGIF1基因,它包含7个外显子和6个内含子,与水稻OsGIF1基因结构相似。小麦 TaGIF1-2A基因含有237 bp的5′UTR、1 986 bp的ORF、262 bp的3′UTR,编码661个氨基酸。通过分析15份大小粒小麦品种的gDNA序列,在 TaGIF1-2A基因中共发现21个SNP位点,9个位于编码区,12个位于非编码区。SNP分组发现,15份大小粒小麦品种中 TaGIF1-2A基因共存在8种单倍型。氨基酸序列比对显示,共存在2个氨基酸变异位点,其余SNP位点未引起氨基酸的改变。大小粒品种中无特异SNP变异,表明该基因编码区序列高度保守。就 TaGIF1-2A启动子区而言,大粒材料元件数量和种类均多于小粒材料,而且这些元件均与籽粒发育相关,说明 TaGIF1-2A基因启动子的活跃程度与最终籽粒灌浆饱满度的形成可能存在密切联系。qRT-PCR分析表明, TaGIF1-2A在籽粒和颖壳中都有表达,在不同小麦材料中表达模式相同,说明与籽粒大小无关;而在2～6 DAA的籽粒中,表达量剧烈上调,而后急剧下调,由此推测 TaGIF1-2A可能影响籽粒灌浆,在灌浆前期与籽粒发育密切相关。亚细胞定位结果表明,TaGIF1-2A主要作用在细胞壁上。     

氮代谢和贮藏蛋白生物合成对小麦面筋品质形成的影响

为探讨不同类型小麦品种面筋品质形成的机制,以面筋强度不同的西农20、西农836、周麦18和西农977为材料,比较分析其面筋结构特性、籽粒灌浆过程蛋白组分积累动态、氮代谢和贮藏蛋白合成相关基因表达的差异,并从生理水平和转录水平探究氮代谢和贮藏蛋白生物合成相关基因表达对小麦面筋品质形成的影响。结果表明,西农20的面团形成时间、稳定时间、蛋白质弱化度最高,其次是西农836、周麦18、西农977;西农20的面筋中二硫键和β-折叠含量最高,而表面疏水性和α-螺旋/β-折叠最低,表现为面筋微观网络交联更加致密;籽粒灌浆期间醇溶蛋白、谷蛋白、谷蛋白大聚体(GMP)快速积累,成熟期西农20籽粒中总蛋白质、醇溶蛋白、谷蛋白及GMP含量比其他三个品种都高;旗叶和籽粒中谷氨酰胺合成酶(GS)和谷丙转氨酶(GPT)活性及其基因表达水平在西农20中最高,从而加强了其旗叶和籽粒中氨基酸代谢;贮藏蛋白合成相关基因 x/y-HMW、 LMW-A/B/D、 TaGAMyb、 TaPBF、 TaSPA、 TaPDIL2-1、 TaSUMO1和 TaPPIase的表达水平也在西农20中最高。这说明小麦籽粒灌浆期间氮代谢和贮...