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。     

秸秆残茬对低温潜沼性稻田土壤还原性物质含量及稻谷产量的影响

采用盆栽实验的方法,研究了秸秆残茬对低温潜沼性稻田土壤氧化还原电位、土壤还原性物质总量、土壤Fe²⁺含量及其稻谷产量的影响。研究结果表明：(1) 在低温潜沼性稻田中,与无秸秆残茬田(T0)相比,随着秸秆残茬量的增加（2.5～10.0 t·hm^-2）,T1,T2和T3处理的土壤还原性物质总量增加2.2～4.8 cmol·kg^-1;土壤Fe²⁺含量增加10.8～40.8 mg·kg^-1,土壤氧化还原电位降低23.2～96.5 mV。其中,当秸秆残茬量超过5.0 t·hm^-2时,秧苗移栽-返青期土壤Fe²⁺含量增加88.2 mg·kg^-1,土壤氧化还原电位降低196 mv,不利于水稻生长。(2) 在低温潜沼性稻田中,与无秸秆残茬田(T0)相比,随着秸秆残茬量的增加（2.5～10.0 t·hm^-2）,T1,T2和T3处理的稻谷产量降低1 140～1 560 kg·hm^-2;当秸秆残茬量高于5.0 t·hm^-2时,稻谷千粒重降低0.2 g,结实率等显著降低4.2%。     

锌铁微肥对冬小麦籽粒产量及其微量元素含量的影响

为了明确锌铁微肥对冬小麦籽粒产量及其微量元素含量的影响,在西北农林科技大学斗口试验站以西农805为试验材料进行田间试验,采用二因素裂区设计,3种锌铁肥施肥量为主区,4种锌铁肥施肥比例为副区。结果表明,在施肥量15.0kg·hm~(-2)、施肥比例4Zn∶1Fe下,小麦的产量及成穗数最高,产量提高了19.6%,穗粒数显著增加;锌铁微肥的配施有利于籽粒对Zn的累积,提高籽粒中锌含量,在施肥量45.0kg·hm~(-2)、施肥比例1Zn∶4Fe下达到最大含量,较对照提高43.8%,但铁含量低于对照。获得最高产量的锌铁微肥施用量低于籽粒最高锌含量时的锌铁微肥施用量。     

陕西关中麦区小麦品种产量及其构成的演变

为了探寻进一步提高陕西小麦育种产量水平的途径,以关中地区1942-2013年年推广面积在33.3万hm的代表性品种为对象,对其株高、产量、穗数、穗粒重、穗粒数、千粒重等性状进行了分析。结果表明,关中地区自1942年以来选育的小麦品种产量水平逐渐提高,产量从1 875 kg·hm_-2上升到8 250 kg·hm_-2,增加了3.40倍;每公顷穗数从390万提高到645万,增加了0.65倍;穗粒重从0.95 g提高到1.40 g,增加了0.47倍;穗粒数的波动比较大,趋势不明显;千粒重整体上呈上升的趋势;株高从130 cm降低到78 cm,下降了40%。因此,建议陕西小麦未来高产育种应在稳定单位面积穗数的基础上进一步增加穗粒数和千粒重,以通过提升单穗生产力来实现增产。     

黄淮麦区小麦品种和CIMMYT材料的矮秆基因型及其对株高和胚芽鞘的影响

为促进矮秆基因在小麦品种遗传改良中的应用,以131份黄淮麦区小麦品种和31份CIMMYT（国际玉米小麦改良中心）小麦材料为研究对象,用分子标记检测 Rht-B1a、 Rht-B1b、 Rht-D1a、 Rht-D1b和 Rht8等小麦矮秆基因,并结合赤霉素处理,分析了供试材料所含矮秆基因类型及其对株高和胚芽鞘长度的影响。结果表明,供试材料中,63份含有矮秆基因 Rht-B1b,66份含有矮秆基因 Rht-D1b,105份含有矮秆基因 Rht8,分别占供试材料的38.88%、40.74%和64.81%。黄淮麦区小麦品种大多数含有矮秆基因 Rht-D1b,CIMMYT小麦中大多数含有矮秆基因 Rht-B1b。赤霉素处理结果显示,供试小麦材料中,有52份对赤霉素敏感,占被检测材料的32.09%。该批材料中,矮秆基因 Rht-D1b和 Rht8的降秆效应最大, Rht-B1b和 Rht-D1b的降秆效应分别是14.69%和17.74%,各基因组合的降秆效应表现为 Rht-D1b+ Rht8＞ Rht-D1b＞ Rht-B1b+ Rht8＞ Rht-B1b＞ Rht8。同时含有矮秆基因 Rht-B1b和 Rht-D1b的材料缩短胚芽鞘长度的效应最强,缩短效应为26.20%,缩短胚芽鞘长度的效应表现为 Rht-B1b+ Rht-D1b＞ Rht-B1b+ Rht-D1b + Rht8＞ Rht-D1b＞ Rht-D1b+ Rht8＞ Rht-B1b＞ Rht-B1b+ Rht8＞ Rht8。基于以上结果,矮秆基因 Rht8能够在降低小麦材料株高的同时不影响胚芽鞘长度,因此应重视其在矮化育种中的应用。     

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...