土壤和叶面施锌对小麦农艺性状、籽粒产量和对锌、铁及硒微量元素浓度的影响

锌(Zn)是动植物和人体必需的微量元素,能预防肺炎等疾病和提高人体免疫功能。小麦作为中国主要粮食作物,为满足人体对锌的营养需求,提高小麦籽粒锌含量十分必要。为给优质富锌小麦生产提供理论依据和技术支撑,通过在田间条件下进行土壤和叶面施锌试验,研究其对小麦农艺性状和籽粒产量的影响,尤其是对籽粒锌浓度的生物强化效果,以及对籽粒中其他2种有益微量元素（铁和硒）的影响规律。结果表明：土施锌肥使小麦穗数从447.0万穗/hm²增加到511.5万穗/hm²,增幅14.4%。土壤和叶面施Zn使得小麦籽粒产量从5419.5~6250.5 kg/hm²增加到6372.0~6811.5 kg/hm²,增幅5.2%~17.6%,对籽粒铁和硒浓度均无显著影响,有效提升籽粒Zn浓度,从34.0~39.6 mg/kg提高到44.6~46.6 mg/kg,增幅17.7%~32.9%,达到世界卫生组织等机构和科学家所推荐的生物强化目标值(40~50 mg/kg)。因此,土壤和叶面施Zn提高小麦产量的同时,可以提升籽粒锌营养品质,是实现小麦提质增效的有效途径,建议大面积推广应用。     

小麦产量三要素与产量的通径和灰色关联度分析

选用2008—2014年河南省生产上种植面积前15位的小麦品种和部分区域试验或生产示范表现较好的品系,分别采用灰色关联度分析和通径分析2种方法对小麦穗数、穗粒数、千粒质量与产量的相互关系进行分析,并比较了2种分析方法的差异,以期为今后相关研究分析方法的选择提供参考。结果表明,对产量三要素数据分别进行初值化、区间化、均值化处理后,产量三要素与产量的关联度大小顺序各不相同,分别表现为千粒质量穗粒数穗数、穗粒数穗数千粒质量、穗粒数千粒质量穗数;而通径分析结果和前人的研究结果更加一致,产量三要素与产量的相关性表现为穗数穗粒数千粒质量。综上,灰色关联度分析由于受数据转换方法的影响,试验结果波动较大,而通径分析所得结果更加稳定,因此,在进行试验因素相关程度分析时应优先选择通径分析方法。     

单芒山羊草染色体组优异基因发掘

单芒山羊草是小麦遗传改良的优异基因源,为发掘其基因组优异基因,以中国春小麦为对照,对一套中国春-单芒山羊草附加系进行农艺性状调查、抗病性鉴定以及品质性状测定。结果发现,单芒山羊草5N染色体上含有矮秆基因,1N和7N染色体上含有密穗基因;1N染色体上具有抗小麦条锈病基因;4N染色体导入小麦能够显著提高小麦品质。这些优异基因可用于小麦染色体工程育种中。     

不同地理种群麦长管蚜3种次级共生菌检测与系统发育分析

【目的】次级共生菌Serratic symbiotica(PASS)、Hamiltonella defensa(PABS)、Regiella insecticola(PAUS)广泛存在于蚜虫体内。研究其在我国麦长管蚜(Sitobion avenae(Fabricius))体内的感染情况及遗传多样性,为进一步研究感染次级共生菌对麦长管蚜的生态学和生物学影响奠定基础。【方法】利用16SrDNA特异引物,对陕西杨凌、安徽滁州、陕西五丁关、河南郑州、山西太谷和新疆石河子6个地理种群麦长管蚜体内PASS、PABS和PAUS共生菌进行了Long-PCR检测、测序和系统发育分析。【结果】(1)所有6个地理种群均感染PASS和PAUS(感染率均为100%),而陕西杨凌、安徽滁州、新疆石河子3个地理种群感染PABS(感染率15%~70%),其余3个地理种群均未感染PABS。(2)16SrDNA序列的比对分析表明,感染PASS、PABS和PAUS的6个地理种群的株系均具有高度一致的序列。(3)基于16SrDNA序列构建的系统发育树表明,我国麦长管蚜体内感染的这3种次级共生菌中,PASS和PABS共生菌的亲缘关系较近。【结论】PASS和PAUS广泛存在于中国不同地理种群麦长管蚜体内,且具有较低的遗传多样性。     

适用于多重荧光SSR检测的玉米基因组DNA提取方法

通过比较植物DNA提取试剂盒法、SDS法、磁珠法和质粒DNA小提试剂盒法提取玉米叶片全基因组DNA的质量,确定最适用于多重荧光SSR检测的方法。结果表明,4种方法获得全基因组DNA的ODA260/ODA280平均值分别为1.92、2.16、2.22和2.00;DNA浓度平均值分别为19.16、2 050.58、69.12、53.56 ng/μL。比较发现,SDS法和植物DNA提取试剂盒法因为提取DNA杂质多和提取成本高,均不适用于多重SSR-PCR大量样本的检测;质粒DNA小提试剂盒法和磁珠法提取的全基因组DNA都适用于多重SSR-PCR检测,分别适合人工操作和机械自动化提取。     

玉米自交系lx9801的选育、应用及改良

玉米自交系lx9801是我国重要的黄改系之一,来源为H21×502为基础选育的二环系。lx9801的选育立足于黄改系的改良,创造性地将旅大红骨种质的优良基因有效融入黄改系种质中。截至2019年,直接利用lx9801作为亲本审定的杂交种有32个,其中国审品种6个;利用lx9801的衍生系作为亲本审定的玉米杂交种60多个。lx9801的改良主要是利用塘四平头群自交系进行群内改良,其次是利用PA种质、旅大红骨种质或结合塘四平头种质进行性状改良。     

黄淮麦区杂交小麦亲本的杂种优势和配合力分析

为了研究黄淮麦区普通小麦品种间的杂种优势和配合力的关系并划分杂种优势群,用GriffingⅡ遗传交配设计对10个黄淮麦区普通小麦品种配制45个杂交组合,对亲本及杂交组合进行8个农艺性状的杂种优势和配合力效应分析,再根据亲本的一般配合力和性状表现划分杂种优势群。结果表明：(1)杂交小麦具有普遍的中亲优势和较强的对照优势, 多数性状的超亲优势不强。单株穗数、主穗粒数表现为负向优势,致使单株产量的对照优势下降,是目前制约杂交小麦产量优势发挥的主要限制因素。(2)周98165、小偃22、西农889、郑麦366和偃展4110的产量一般配合力较高。强优势组合有豫农202×郑麦366、周98165×小偃22、小偃22×豫农202、西农2611×小偃22、烟农19×郑麦366、豫农202×邯6172、小偃22×郑麦366、烟农19×周98165、周98165×邯6172。依据双亲之一GCA或双亲GCA之和较大的要求进行亲本选配,强优势组合出现的几率较高。(3)利用配合力分析法将供试亲本划分为5类,利用性状聚类法将供试亲本划分为4类。这两种方法划分杂种优势群都是可行的。     

早世代优质小麦的快速筛选鉴定

为提高育种后代优质小麦新品种的中选概率,本研究以强筋小麦品种‘济麦20’与高产小麦品种‘济麦22’杂交和回交获得的76个BC₁F_2:4群体为试验材料,通过SDS沉降值测定、面筋指数测定和高分子量谷蛋白亚基电泳分析,筛选到2个优质小麦株系(6225和6294);初步建立了育种后代早世代优质小麦的快速筛选鉴定方法体系,即首先测定株系的面筋指数,再测定谷蛋白亚基组成和SDS沉降值,最后测定稳定时间等品质指标。本研究建立的优质小麦快速筛选方法体系,对于提高优质小麦新品种中选概率具有一定的应用价值。     

两种肥力水平下冬小麦氮素吸收运转和代谢研究

为给高产、优质、养分高效小麦新品种的选育提供理论依据,研究了大田高肥和低肥两种处理对强筋小麦品种郑麦7698和中筋小麦品种周麦18的氮素吸收运转特性和氮代谢影响。结果表明,小麦植株氮素累积量随生育进程的推进和肥力水平提高均呈逐渐增加趋势,到成熟期积累量达到最高值。增加施肥量可以提高小麦氮素吸收转运量、花后氮同化量和旗叶中游离氨基酸含量。低肥水平下氮代谢同化途径关键酶基因的相对表达量显著高于高水平。郑麦7698的氮素积累量、旗叶中总游离氨基酸含量和氮代谢同化关键酶基因的相对表达量均高于周麦18。两种肥力水平下,郑麦7698的产量和穗粒数均高于周麦18,其中穗粒数差异达到显著水平。增强氮代谢途径关键酶基因的相对表达量,提高小麦植株氮素积累量、花后氮同化量和旗叶总游离氨基酸含量,可实现小麦高产、优质、高效目标。