新疆小麦品种高分子量谷蛋白亚基及相关品质基因的分子标记检测

高分子量麦谷蛋白亚基、1B·1R易位系、多酚氧化酶(PPO)活性及黄色素含量等基因对小麦加工品质有重要影响,准确、快速鉴定这些基因对品质改良有重要意义.本研究对新疆当地及国内外引进的321份小麦品种进行SDS-PAGE分析,利用特异性分子标记对高分子量谷蛋白亚基中的Dx5、Bx7、By8、By9亚基、1B·1R易位系、PPO和黄色素含量基因进行鉴定.进一步验证分子标记检测的可靠性和准确性,为优质小麦分子标记辅助育种提供材料和方法.SDS-PAGE分析表明,供试材料有21种亚基类型,其中Glu-A1位点有3种类型,以null为主;Glu-B1位点有10种类型,Bx7+By8和Bx7+By9亚基占主导地位;Glu-DJ位点有8种类型,Dx2+Dy12和Dx5+Dy10占主导地位.分子标记检测表明,Dx5亚基的频率为38.3%,Bx7亚基的频率为85.7%,By8亚基的频率为38.9%,Bx9亚基的频率为42.7%;特异性PCR标记扩增与SDS-PAGE鉴定结果的吻合率分别为97.2%、98.4%、93.4%和97.2%.在新疆当地品种、其他国内品种和国外品种中,1B·1R易位系材料的频率分别为22.0%、31.5%和25.0%,Psy-A1b的频率分别为9.0%、10.8%和5.4%,Ppo-A1b的频率分别为38.0%、43.8%和45.7%,Ppo-Dla的频率分别为48.0%、66.9%和40.2%.同时含Ppo-A1b和Ppo-D1a的材料有74份,占23.0%.本试验中采用的基因特异性标记重复性好、准确率高,可有效用于小麦品质分子标记辅助选择.     

小麦新品种济麦22抗白粉病基因的分子标记定位

为明确济麦22携带抗白粉病基因的染色体位置,利用济麦22与感病亲本中国春杂交,用小麦白粉菌(Blumeria graminis f. sp. tritici)强毒性小种E20对F₂抗、感分离群体和F_2:3家系进行抗病鉴定和遗传分析。结果表明,济麦22携带1个显性抗白粉病基因, 暂被命名为PmJM22。运用SSR和EST标记及分离群体分组分析法(bulked segregant analysis, BSA),将其定位在2BL染色体上,与4个SSR和5个EST标记间的连锁距离为7.7 cM (Xwmc149)到31.3 cM (Xbarc101)。通过分析2BL上其他抗白粉病基因的来源、染色体位置和抗性反应,认为PmJM22不同于Pm6、Pm26、Pm33和MlZec1。     

利用BC_2F_3产量选择导入系定位水稻耐盐QTL

本研究以生产上大而秋推广的籼稻恢复系蜀恢527和明恢86为轮同亲本,以ZDZ057和特青为供体亲本,培育选择了蜀恢527/ZDZ057、明恢86/ZDZ057、蜀恢527/特青和明恢86/特青4个BC2F3产量选择导入系群体,分别选取65个、75个、73个和60个均匀分布在12条染色体上的SSR标记用于以上4个群体的基因型分析.对4个BC2F3群体的幼苗耐盐等级和幼苗存活天数两个性状进行了表型鉴定.采用性状-标记间的单向方差分析对上述性状进行了QTL定位.在群体蜀恢527/ZDZ057、明恢86/ZDZ057、蜀恢527/特青和明恢86/特青中分别检测到了11、15、11和6个控制幼苗耐盐等级和幼苗存活天数的QTL,其中群体明恢86/ZDZ057检测到的15个QTL中有3个QTL具有多效性.其中有2个QTL能存蜀恢527/ZDZ057和明恢86/ZDZ057群体分别检测到,1个QTL可以在蜀恢527/ZDZ057和蜀恢527/特青群体分别检测剑,1个QTL在明恢86/ZDZ057和明恢86/特青群体中分别检测到.QSst2c、QSst10b、QSst12、QSds1b、QSst4b、QSst2d、QSst2e、QSds10、QSst1b、QSst10c、QSst10d和QSds4b能解释的表型变异分别为20.36%、24.06%、22.50%、28.45%、21.39%、23.31%、34.92%、42.18%、20.29%、20.50%、21.3l%和26.27%,位点QSst2c、QSds1b、QSst9a和QSst2e与前人定位在同一区域.QSst12表现为负向超显性,QSst4b和QSds10表现为正向超显性,QSst10b和QSst2d分别表现为负向和正向部分显性.本研究结果将为水稻高产耐盐育种提供有益参考.     

植物多功能调控因子SnRK2研究进展

蔗糖非发酵相关蛋白激酶2(sucrose non-fermenting 1-related protein kinase 2,SnRK2)是植物特有的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,其主要通过磷酸化底物来调节下游基因表达及蛋白质活性。本文综述了蛋白激酶SnRK2的研究进展,包括其结构、分类、调控机制和生物学功能。SnRK2作为典型的多功能调节因子,不仅参与响应各种逆境胁迫,还参与调控植物生长发育。目前有关SnRK2的研究主要集中在ABA依赖信号通路,而对其在非ABA依赖信号通路中的研究很少,未来研究应该聚焦这一领域。SnRK2作用机理的全面解析对提高作物的抗逆性和改良产量性状都具有重要意义。     

不同气候和土壤对小米品质的影响

目的对不同气候条件、土壤类型上生产谷子的小米品质进行测定,探明环境条件对小米品质的影响,揭示其品质变化规律,为优质谷子合理布局提供理论支撑和技术指导。方法 试验于2012—2017年在气候条件和土壤类型差异较大的山西沁县和山西长治2个地方进行。先将2个试验点0—60 cm以上土壤分层置换,使每个试验点同时拥有2种土壤,然后采用相同的栽培措施和管理方法种植相同的谷子品种,对两地不同土壤的养分及小米中17种氨基酸、蛋白质、脂肪、直链淀粉、维生素等营养成分和钾、铁、铜、锌等矿物质元素含量进行了测定,获得2013—2017年5年测量数据,以年际间为重复,气候为主区,土壤为主裂区,其他因素为副裂区,采用裂裂区试验统计方法进行汇总分析。结果 不同气候条件下小米的品质有明显差异。沁县气候条件下,小米多数氨基酸（蛋氨酸、丙氨酸、胱氨酸除外）含量、氨基酸总量、粗蛋白、VB₂、钾、铜、锌含量都较高,且小米中有较高的胶稠度、较低的糊化温度和低的直链淀粉,而在长治气候条件下,小米的脂肪含量较高。不同土壤条件下,红黏土上谷子的产量显著高于褐壤土上谷子的产量,小米的品质也存在明显差异。红黏土上种植的小米中蛋氨酸、甘氨酸、胱氨酸、异亮氨酸、镁、铁、铜的含量较高,而褐壤土上种植的小米中氨基酸、蛋白质、胶稠度、直链淀粉、VB₁、钙、钾、磷、钠、锌含量较高。尤其是,褐壤土上种植的小米硒含量显著高于红黏土上种植的小米,红黏土上种植的小米中脂肪含量显著高于褐壤土上种植的小米中的脂肪含量。结论 气候、土壤因素影响小米品质、适口性及各种矿物质元素的积累。沁县气候条件有利于多数氨基酸、蛋白质和维生素的积累,该气候下生产的谷子有较低的糊化温度、较高的胶稠度和低的直链淀粉,所以该气候条件种植的小米营养品质优良,而且适口性好;红黏土种植的谷子有利于小米镁、铁、铜的积累,褐壤土有利于氨基酸、蛋白质和VB₁的积累,红黏土谷子的产量显著高于褐壤土谷子的产量,褐壤土生产的谷子可获得富硒小米。总之,气候因素对小米的适口性影响较大,土壤因素影响小米品质及各种矿物质元素的积累。     

不同杀菌剂不同施用次数对小麦赤霉病的防效

在种植小麦赤霉病高感品种襄麦1321的田间进行施药试验。调查5种药剂:50%多菌灵可湿性粉剂、25%氰烯菌酯悬浮剂、25%咪鲜胺乳油、70%甲基硫菌灵可湿性粉剂、30%福美双可湿性粉剂分别喷施1~4次处理对小麦赤霉病的防治效果。结果表明,施药24h内降雨对氰烯菌酯的防效影响最大;咪鲜胺防效相对较差,不同施用次数的病指防效为42.51%~64.55%;多菌灵、甲基硫菌灵和氰烯菌酯施用3~4次的处理防效较高,病指防效均达70%以上;福美双的防效随施用次数增多而提高,施用4次的处理防效也达70%以上。     

玉米种质对丝黑穗病的抗性分析及发病条件研究

为明确不同玉米种质资源对丝黑穗病的抗性差异,本研究于2012—2015年间采用人工接种法对1 164份玉米种质进行了田间抗性鉴定,结果表明,38份材料03GEM00041、07GEM02289、07GEM02902等表现高抗,占比3.26%;61份材料W6、478、4619、A580等表现抗病,占鉴定种质的5.24%;W22、W216、W286等140份表现中抗,占比12.03%;其余566份和359份分别表现感病和高感,分别占总鉴定材料的48.63%和30.84%。经过对比发现,不同地区玉米种质抗性强弱以及抗性多样性存在较大的差异,来自云南和广东的种质其抗性水平明显低于内蒙古和黑龙江。通过聚类分析发现,41份材料可划分为5类。在系谱图上,抗病性相同的品种大致划分在同一个类中,但也存在一定的偏差。研究结果同时表明0~10 cm的土壤温度在15.8~17.9℃,病株率在85%以上,为适宜发病温度,其中15.8℃为最佳发病温度;接菌量为0.3%时的病株率明显高于接菌量为0.1%和0.2%的病株率。     

肥水调控对冬小麦产量及籽粒蛋白质组分的影响

为探明干旱处理与氮磷肥合用后小麦产量和养分积累及分配的变化,在盆栽条件下,以中麦8为试材,在设置3个氮磷肥施用量的基础上,每施肥处理下于开花期再利用称重法设置水分适宜(W1,SRWC=75%)、轻度亏水(W2,SRWC=60%)和重度亏水(W3,SRWC=45%)3个土壤水分水平,研究了肥水调控对冬小麦产量、养分积累及籽粒蛋白质组分的影响。结果表明,与花后土壤水分适宜相比,花后轻度亏水与重度亏水产量分别降低9.73%和15.55%,籽粒氮素积累量降低了3.41%和13.64%,醇溶蛋白含量降低了0.1%和1.1%,穗粒数、千粒重、籽粒磷素积累量、养分收获指数、氮素利用效率、清蛋白含量亦有不同程度的降低,但磷素利用效率、球蛋白含量及谷/醇比呈相反的趋势变化,其中,磷素利用效率以W3最高,达81.76 g·g~(-1),显著高于W1和W2。增施氮磷肥,穗数、千粒重降低,籽粒养分积累量及其蛋白质组分含量增加,但养分利用效率及氮素收获指数降低,其中,与F1(N 120kg·hm~(-2),P_2O_596 kg·hm~(-2))相比,F2(N 180 kg·hm~(-2),P_2O_5144 kg·hm~(-2))和F3(N 240 kg·hm~(-2),P_2O_5192 kg·hm~(-2))产量分别降低了7.23%和7.69%。土壤适度亏水,增施氮磷肥降低了产量、籽粒氮素分配比例及养分利用效率和氮素收获指数,籽粒蛋白质组分含量及谷/醇比提高;土壤重度亏水,增施氮磷肥降低了磷素利用效率、氮素收获指数和清蛋白含量及谷/醇比,提高了产量、籽粒磷素分配比例及球蛋白和醇溶蛋白含量。本研究结果为小麦产量和品质领域研究奠定了一定的理论基础。     

我国主要麦区101个小麦品种（系）的抗白粉病基因推导

为了明确当前我国小麦品种（系）中抗白粉病基因的组成,利用基因推导法对来自我国主要麦区的１０１个小麦生产品种、区试品系和高代品系进行了抗白粉病基因推导。结果表明,近一半的供试生产品种对所有供试菌株表现感病;供试的大多数区试品系具有有效的抗白粉病基因;近１／３的高代品系含有有效的抗白粉病基因。供试小麦生产品种和区试品系及高代品系中具有已知的抗白粉病基因主要有Ｐｍ４ｂ、Ｐｍ８、Ｐｍ２＋Ｍｌｄ、Ｐｍ４ａ、Ｐｍ２、Ｐｍ２＋６、Ｐｍ３０ 等。     

Puroindoline b位点近等基因系对小麦面粉及面包和馒头品质的影响

明确不同硬度等位基因与加工品质的关系对小麦品质改良具有重要意义。本文以7个Puroindoline b位点近等基因系为材料,研究了不同硬度等位基因对小麦面粉及面包和馒头品质的影响。结果表明,Pina-D1b/Pinb-D1a基因型的籽粒硬度值、蛋白质含量以及破损淀粉含量较高;而Pina-D1a/Pinb-D1d基因型的出粉率、面粉亮度较高,具有较好的磨粉品质。和面仪参数中的峰高、峰宽和8 min尾高均以Pina-D1b/Pinb-D1a基因型数值最高,Pina-D1a/Pinb-D1d 基因型最低,且两者之间的差异均达到显著水平;Pina-D1b/Pinb-D1a基因型的衰落角最小。Pina-D1a/Pinb-D1c和Pina-D1a/Pinb-D1d基因型具有较高馒头色泽和张弛性评分,较好的馒头制作品质;Pina-D1a/Pinb-D1e和Pina-D1a/Pinb-D1g基因型次之。Pina-D1a/Pinb-D1f基因型的面包总评分略优于其他基因型。