全基因组关联定位籼稻种质资源外观和加工品质QTL

以400份籼稻变异丰富的种质资源材料在2个环境下考察外观与加工品质性状表型,利用404K高密度SNP基因型进行全基因组关联分析,挖掘影响外观与加工品质性状的重要位点。结果表明,粒型和籼米的外观和加工品质密切相关,垩白性状降低稻米的精米率和整精米率,除粒型外,籼稻的外观和加工品质明显受到环境影响。全基因组关联分析共鉴定到39个QTL,其中17个为新位点,6个新位点(qMRR9、qGL2、qGL10、qGW1、qGLWR1和qGLWR2.1)在2个环境下均被检测到,暗示这6个位点在水稻外观与加工品质上可能是不依赖于环境稳定表达的QTL。此外,21个控制稻米外观品质的位点很可能具一因多效。结合前人研究结果,我们推论qSW5、GSE5和GS3在籼稻外观和加工品质性状上扮演着关键性角色。研究结果为克隆新的外观与加工品质基因以及通过分子手段加速培育优质高产籼稻新品种提供了指导信息。     

北方冬麦区新育成优质品种的面包和馒头品质性状

本研究旨在了解近年北方冬麦区育成优质小麦品种的品质状况, 为优质小麦新品种选育和推广提供重要信息。2013—2014和2014—2015年度将52份国内及6份国外代表性优质品种种植于河北高邑和山东济宁, 测定粉质仪和拉伸仪参数及面包和馒头品质性状, 并分析蛋白质组分含量对面团流变学特性及面包和馒头成品品质的影响。结果表明, 大部分参试品种的粉质仪稳定时间在7 min以上, 品种间面筋强度、面包和馒头成品品质均存在显著差异。CA0493、师栾02-1、12品404、新麦26和Karl 5个品种面包品质好, 其中师栾02-1和Karl的馒头品质也较好, 可以作为兼用型品种在品质育种中应用。拉伸仪品质特性是反映强筋品种面包品质的重要指标, 建议在进行面包品质改良时, 重视拉伸特性。不溶性谷蛋白聚合体含量与面筋强度和面包品质呈显著正相关, 可作为品质育种的选种指标。     

氮肥底追比例及施硫对小麦氮素吸收利用的调控

为明确氮肥底追比例与施硫间的互作效应,采用盆栽方式,以京冬8号和济麦20为供试材料,设置氮肥底追比例为3∶7(N_1)、5∶5(N_2)和7∶3(N_3)3个处理水平,每个底追比例下设置2个硫肥施用量:0kg·hm~(-2)(S0)和45kg·hm~(-2)(S_1),运用15N示踪技术研究开花期、成熟期营养器官及籽粒中氮素积累、分配以及对不同来源氮素利用的情况,同时对花后营养器官贮藏氮素的转运、对籽粒的贡献率及氮素利用效率进行分析比较。结果表明,2个小麦品种植株中积累氮素主要来自肥料氮,京冬8号成熟期来自肥料氮的积累量达60%~70%,而济麦20则达70%~80%。氮肥底追比例及硫肥互作对2个品种氮素吸收、转运和分配的影响存在差异,其中京冬8号成熟期籽粒氮素积累量、营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒产量以及氮肥的利用效率均在N_1S_0时较高;济麦20营养器官贮藏氮素花后的转运量、转运率、对籽粒的贡献率在N1S0时较高,而在N3S1时,成熟期籽粒氮素积累量、籽粒产量、氮肥的利用效率均较高。综上所述,本试验栽培环境下,氮肥底追比例为N1时能够提高花前贮藏氮素的转运量、转运率、对籽粒的贡献率、籽粒蛋白质含量及氮素收获指数;氮肥底追比例为N3时有利于提高籽粒产量、氮肥生产效率。综合考虑籽粒产量、氮肥生产效率、氮肥利用效率和氮素收获指数,京冬8号最优肥料组合为N_1S_0,济麦20最优肥料组合为N_3S_1。本研究结果为冬小麦大田生产中合理的肥料运筹提供了理论参考。     

玉米局部精作穴播技术及其产量效应

试验提出玉米局部精作穴播的新型栽培技术,并对该技术条件下的产量效应进行了研究。结果表明:与常规的宽窄行模式相比,局部精作穴播土壤扰动减少89%,实现了土壤的局部精作和轮休;同等密度条件下,高地力水平条件(常规模式下经济产量大于11005kg/hm2)更有利于产量潜力的挖掘,通过增加穗粒数和穗重实现增产,试验中春玉米(登海601)经济产量可提高18.7%。同时指出,叶面积指数是该技术条件下增产的关键环节。     

不同密度下玉米雌雄穗开花间隔与产量关系研究

以70年代以来我国大面积推广的杂交种为材料,在15 000(低)、45 000(中)、75 000(高)株/hm2密度下,研究不同密度对不同年代杂交种雌雄穗开花期间隔(ASI)、产量及相关性状的影响。结果表明,随着密度增加,ASI与产量关系更趋密切。高密度下,ASI与产量显著正相关;中、高密度下不同年代品种间ASI差异显著,且高密度下ASI、产量与年代呈显著直线回归关系。随密度增加,新品种ASI增加变化率减小,但产量增加变化率较大。ASI值可作为品种耐密性鉴定的重要参考指标,不同密度下新品种ASI更趋稳定,耐密性增强。     

几个供体对优质蛋白玉米(QPM)近等基因系构建效果的比较

对CA335、CA339、山东2548和齐205这4个国内常用优质蛋白玉米自交系的赖氨酸含量、子粒表型、醇溶蛋白积累及opaque-2基因的序列进行分析,对不同自交系作为opaque-2突变基因(o2)基因供体的分子标记选择效果进行比较。结果表明,4个自交系属于两类不同的o2突变体类型,CA335和CA339为一类,山东2548和齐205为一类。两类突变体作为o2供体选择效果有较大差异,CA335和CA339是优良供体,齐205和山东2548则不是理想供体。对于优质蛋白玉米育种,供体的选择非常重要,好的QPM自交系不一定是好的供体。     

粳型短光敏核不育系5021S育性基因的定位

以育性转换表现为"长光高温下可育,短光低温下不育"反(向)光、温敏核不育种质5021S为材料,5021S与轮回422杂交组合F2作为遗传群体进行育性相关基因的QTL定位,利用124对SSR标记构建了一张全长1 912.3 cM平均图距为14.98 cM的饱和分子连锁图谱。利用Windows QTLCartographer2.5软件,在全基因组范围内检测到4个控制育性相关性状的QTLs位点,分别位于第2、第3、第5、第7染色体上,单个QTL可解释4.5%～32.5%表型变异。其中位于第2染色体上RM5804与RM425之间的qpms-2贡献率为32.5%,第3染色体RM130与RM3405之间的qpms-3贡献率为16.1%。表明5021S的核不育性受2对隐性主基因控制,同时受微效基因调控。     

冬小麦新品系‘93保4-4’对条锈菌及白粉菌苗期抗性的遗传分析

2006-2009年,以小麦新品系‘93保4-4’作父本,‘铭贤169’作母本进行杂交,以F1代自交系获得的F2代材料,在苗期分别接种条锈菌主要流行小种‘条中29号’‘条中32号’‘条中33号’‘水11-4’‘水11-7’及白粉病菌‘E05’‘E09’进行抗性遗传分析.结果表明:接种‘条中29号’,F2代植株抗感分离比为170∶16,卡方测验值χ2c为1.43小于χ20.05,1(3.84),符合理论比值15∶1;接种‘条中32号’‘条中33号’‘水11-4’‘水11-7’,F2代植株抗感分离比分别为126∶23、139∶31、273∶51和118∶32,均符合理论比值13∶3,卡方测验值χ2c分别为1.22、0.06、2.05、0.56,均小于χ20.05,1(3.84).接种‘E05’和‘E09’,F2代植株抗感分离比分别为31∶117和32∶147,均符合理论值1∶3,卡方验测值χ2c分别为0.12和0.73,均小于χ20.05(3.84).据此推知新品系‘93保4-4’对条锈菌‘条中29号’的抗性由2对独立遗传的显性抗性基因控制,对‘条中32号’、‘条中33号’、‘水11-4’、‘水11-7’的抗性均由2对相互作用的显性抗性基因控制;对白粉菌‘E05’和‘E09’的抗性均由1对隐性抗性基因控制.     

野生大豆接种大豆疫霉根腐病菌后超氧化物歧化酶活性变化

对大豆疫霉菌胁迫下抗感不同野生大豆根、茎、叶中超氧化物歧化酶(superoxide dis-mutase,SOD)活性的变化进行了初步研究。结果表明:接种大豆疫霉根腐病菌后,抗感野生大豆根、茎、叶中SOD活性在病程的大部分阶段多高于相应对照,且总体而言,抗病野生大豆比感病野生大豆SOD活性较相应对照增幅大。     

水稻直穗散穗性状的初步研究

在均为散穗穗型的亲本香粳9407和IRBB60配制的RIL群体中,发现5个家系中直立穗型和散穗穗型表现出3∶1的分离。对控制直立穗型性状的基因进行了分子标记定位,定位在第9染色体上基因座位LOC_Os09g26999处,在纯合直穗株系中该基因缺失了637bp,导致蛋白质的翻译提前终止,并有56个氨基酸改变。最后,对直立穗型等位基因的来源进行了探讨。