中国小麦农家品种‘老白麦’抗条锈性遗传分析

小麦条锈病是小麦生产上重要的气传叶部病害。不断发掘和利用新抗源是持续控制条锈病流行危害的重要基础研究工作。‘老白麦’是我国小麦农家品种,对我国当前主要流行小种和致病类型均表现为高抗水平。本研究采用常规杂交分析方法,对‘老白麦’及其与感病品种‘Taichung 29’的杂交后代在成株期和苗期分别接种CYR32号小种和CYR33号小种,进行抗条锈性鉴定和统计分析。结果表明,‘老白麦’对CYR33号小种在苗期和成株期均表现近免疫,其全生育期抗条锈性由1对显性基因控制;对CYR32号小种在成株期表现近免疫,苗期表现高感,成株抗条锈性由1对显性基因控制,属细胞核遗传。研究结果表明‘老白麦’至少含有2对显性抗病基因,分别控制‘老白麦’对CYR33号小种的全生育期抗性和对CYR32号小种的成株抗性。基因推导分析认为‘老白麦’对CYR33的全生育期抗性基因可能为未知新基因。建议在抗病育种中加以有效合理利用,促进小麦品种中抗病基因多样化布局。     

耕作方式对豫南雨养区土壤微环境及冬小麦产量的影响

针对豫南雨养农业区降水基本满足作物生长需求但年内和年际间分配不均、土壤耕性差的生态实际,为解决小麦播种期和冬春干旱以及改善耕层水、肥、气、热等因子提供理论依据。于2007—2015年,在豫南雨养农业区进行了连续9a的大田定位试验,研究了不同耕作模式对小麦生长季土壤水分、容重、温度及冬小麦产量的影响。试验共设置6个处理:T1(传统翻耕)、T2(不覆盖/不深松+覆盖/免耕)、T3(覆盖/不深松+不覆盖/免耕)、T4(不覆盖/深松+不覆盖/免耕)、T5(覆盖/深松+覆盖/免耕)以及T6(不覆盖/不深松+还田/旋耕)。结果表明,(覆盖/深松+覆盖/免耕)T5可以有效提高小麦播种期0~40cm土层的含水量,为麦播提供较好的水分基础,不同耕作方式处理对冬小麦越冬期和返青期土壤日平均温度影响较小,不足以对冬小麦发育进程产生影响。(覆盖/深松+覆盖/免耕)T5能够有效降低耕层0~20cm和0~40cm的土壤容重。覆盖/深松+覆盖/免耕处理的前3a,冬小麦产量较对照有所降低,从第4年开始较对照增产,2011—2015年增产幅度分别为2.02%、2.83%、10.93%、5.88%、1.97%。以上结果表明,通过T5(覆盖/深松+覆盖/免耕)的简耕覆盖技术可以有效利用降水资源、培肥地力,提高产量,具有节本增效的作用。     

小麦籽粒大小相关基因TaGS2克隆及功能分析

籽粒大小影响小麦粒重,进而影响产量。目前,对小麦籽粒大小相关基因的研究已有报道,但其潜在的分子机制尚不清楚。本研究通过同源克隆的方法从普通小麦中克隆了小麦籽粒大小相关基因TaGS2,并对其序列进行生物信息学分析。烟草亚细胞定位结果表明, TaGS2定位在细胞核和细胞质内。不同组织材料qRT-PCR分析表明, TaGS2基因在小麦籽粒不同发育时期的表达量最高。构建TaGS2-PLGY-02-RNAi表达载体,转化小麦。研究结果表明, TaGS2基因在RNAi转基因小麦中表达量显著降低。RNAi转基因小麦的籽粒长度变短,籽粒宽度变窄,千粒重也降低。因此推测TaGS2基因可能参与小麦籽粒大小或者千粒重的调控。本研究初步揭示了TaGS2基因功能,并为小麦高产育种中千粒重的提高提供重要的基因资源。     

小麦白粉病成株抗性和抗倒伏性及穗下节长度的QTL定位

由小麦品种花培3号和豫麦57杂交获得了DH群体168个株系, 利用305个SSR标记对白粉病成株抗性、抗倒伏性和穗下节长度进行了QTL定位研究。DH群体及两亲本于2005年和2006年种植于山东泰安, 2006年种于安徽宿州。利用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0软件, 共检测到12个加性效应位点和10对上位效应位点。在4D染色体上控制白粉病成株抗性的qApr4D, 贡献率为20.0%, 在各环境中稳定表达, 其抗病等位基因来源于抗病亲本豫麦57; 在7D染色体上控制小麦穗下节长度的qIlbs7D, 贡献率为12.9%, 在各环境中稳定表达。加性效应和上位效应对小麦白粉病成株抗性、抗倒伏性和穗下节长度的遗传起重要作用, 并且基因与环境常常具有互作效应。以上两个QTL可分别用于小麦白粉病成株抗性和穗下节长度的分子标记辅助选择。     

高产小麦品种郑麦7698花后光合特性研究

选取河南省的区试对照品种周麦18与郑麦7698进行光合性能比较研究,分析郑麦7698高产原因,旨在为小麦高产育种提供理论指导。结果表明,郑麦7698在开花后0～36 d旗叶的总光合速率均显著高于周麦18(平均提高40. 0%),在开花后6～18 d穗的总光合速率均显著高于周麦18(整个测定时期平均提高17. 2%)。郑麦7698穗层光合有效辐射截获率显著高于周麦18(提高29. 6%)。与周麦18相比,郑麦7698能够保持更高的叶绿素含量、最大光合速率、表观量子效率、最大羧化效率和RuBP最大再生速率,保证了郑麦7698在灌浆后期较慢的衰老速率。上述因素致使郑麦7698比周麦18有更高的籽粒灌浆能力,最终导致郑麦7698具有较高的千粒质量和穗粒数,分别较周麦18显著提高3. 5%和8. 0%,进而使得籽粒产量较周麦18显著提高9. 1%。     

河南省弱筋小麦产业化发展中存在的问题及建议

弱筋小麦是指用来制作饼干、蛋糕、糕点类食品的专用小麦,要求蛋白质和湿面筋含量低,筋力弱。与强筋小麦相比,河南省弱筋小麦的产业化发展水平明显滞后。本文分析了河南省弱筋小麦产业化发展现状、存在问题,并就今后的发展提出建议。从发展现状看,河南省研究、生产、加工弱筋麦的全产业链已初步形成,但在弱筋小麦品种选育、栽培技术、规模化生产、优质优价、精深加工等方面仍存在诸多问题。在分析现状和问题的基础上,借鉴河南省强筋小麦发展经验,提出加快河南省弱筋小麦发展的几点建议：加强品种选育、深入研究高产优质栽培技术、壮大弱筋小麦商品粮基地、加强弱筋粉加工利用研究、培养龙头企业等。     

OsPHR2对小麦酸性磷酸化酶活性和根系土壤有机酸含量的影响

为了明确水稻低磷胁迫转录因子OsPHR2对小麦酸性磷酸化酶活性、根系土壤有机酸含量和根系活力的影响，以转OsPHR2小麦纯合株系和受体对照为试验材料，在不施磷（低磷）、施易溶性磷（0.200 g·kg^-1，KH₂PO₄为磷源）和施难溶性磷（0.200 g·kg^-1，以AlPO₄为磷源）3个处理下开展转OsPHR2小麦酸性磷酸化酶活性、根际土壤有机酸含量和根系活力的研究。结果表明，拔节期、抽穗期和灌浆期，在低磷和施AlPO₄处理下2个转OsPHR2小麦株系旗叶和根部酸性磷酸化酶活性均显著高于受体对照；施KH₂PO₄处理下，2个转基因株系旗叶酸性磷酸化酶活性在抽穗期和灌浆期均显著高于对照，根部在抽穗期显著高于对照，其他时期差异均不显著。随着小麦生育进程，小麦根际土壤草酰乙酸、草酸、乙酸、丙二酸和柠檬酸等有机酸含量逐渐增加。拔节期和抽穗期，在低磷、施AlPO₄和施KH₂PO₄处理下转基因系OsT5-28根际土壤五种有机酸含量均显著高于对照。转基因小麦根际土壤有机酸含量较对照的提高幅度在拔节期或抽穗期较大。三种处理下转基因系OsT5-28根系TTC还原力在三个时期均显著高于对照。这说明低磷胁迫下OsPHR2可提高小麦酸性磷酸化酶活性和根系活力，促进根系有机酸的分泌，增加分泌量，从而提高小麦磷素吸收效率。     

7种作物叶绿体基因的密码子偏好性及聚类分析

研究作物叶绿体蛋白编码基因的编码特点,对指导农作物的叶绿体基因工程研究设计,促进外源基因在受体作物中的高效、稳定表达具有重要作用。为此,综合运用了多种分析软件,对7种大田作物的叶绿体蛋白编码基因进行分析。结果表明:叶绿体蛋白编码基因的总碱基构成在7种作物中差异不大,都是A含量最高,而G,C的含量较低;但在密码子第3位的碱基构成上却有明显差别,3种双子叶作物偏爱以C,T结尾的密码子,而禾本科的4种作物则偏爱以T,C结尾的密码子;RSCU(同义密码子的相对使用度)值显示出禾本科作物有26个密码子具有偏好性,而双子叶作物有25个密码子具有偏好性,但二者之间有22个相同的偏好性密码子。基于RSCU值的聚类结果显示,植物的密码子偏好性具有种族特征,表明基于叶绿体蛋白编码基因的密码子使用特性的聚类结果可以作为系统发育分析的重要补充。