小麦四个多效抗病基因的分子检测

锈病和白粉病是小麦的主要病害,目前小麦中已发现的多效抗病基因有四个,包括 Lr34/ Yr18/ Pm38/ Sr57、 Lr27/ Yr30/ Sr2、 Lr46/ Yr29/ Pm39/ Sr58和 Lr67/ Yr46/ Pm46/ Sr55,这些基因在我国的利用程度不高。为了明确这4个多效抗病基因用于育种的情况,本研究对来自世界各国的367个小麦品种(系)进行了分子标记检测。在所有检测的材料中,有174份材料至少携带1个多效抗病基因,其中携带 Lr34的有23份,携带 Sr2的有12份,携带 Lr46的有138份,携带 Lr67的仅有对照品种;有8份材料携带2个基因,分别是郑麦9023、西农1376、德抗961、Pavon76、TX03A0148、lasen、MV LAURA和Mason/Jagger;仅有Aca 801携带3个基因。     

部分CIMMYT小麦种质材料的高分子量谷蛋白亚基分析

为了有效利用多年来引自CIMMYT的小麦种质材料,采用SDS-PAGE技术对63份CIMMYT小麦材料的高分子量谷蛋白亚基（HMW—GS）组成进行了分析。结果表明,参试材料中共有8种HMW—GS类型,Glu—A1位点上有Null、1、2#,以2#亚基为主要类型（占52．4％）;Glu—B1位点上有7＋9、7＋8、17＋18,以7＋9为主要类型（占74．6％）;Glu—D1位点上只有5＋10和2＋12两种类型,其中5＋10亚基的频率高达77．8％,是山东近期育成小麦品种的5．85倍。CIMMYT小麦品种的亚基组合类型共有12种,其中主要亚基组合为“2#,7＋9,5＋10”,占39．68％。     

小麦-近缘物种染色体系的高分子量麦谷蛋白亚基组成及白粉病抗性

为了挖掘小麦近缘物种的高分子量麦谷蛋白新亚基和抗白粉病基因新类型,以小麦品种中国春和Alcedo(来自德国)为对照,对133份小麦-近缘物种染色体系进行了高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)分析和白粉病抗性调查。HMW-GS分析发现,25份材料与对照小麦的HMW-GS类型不同,其中,含外源染色体HMW-GS的有16份;亲本部分HMW-GS发生沉默的有2份;含外源染色体HMW-GS且亲本的部分HMW-GS发生沉默的有7份。在含外源HMW-GS的材料中,73.9%的HMW-GS来自于小麦近缘物种第1同源染色体,17.4%的HMW-GS来自第2、3和5同源染色体。白粉病抗性调查显示,尾状山羊草E#1、两芒山羊草2Mbi#1、沙融山羊草4Ssh#8、高大山羊草6Sl#3和簇毛麦5V#3S染色体上可能含有抗小麦白粉病新基因,值得进一步向小麦转育。本研究发现的新HMW-GS和潜在抗小麦白粉病新基因为利用这些资源进行小麦抗病育种与品质改良打下了坚实的基础。     

小麦puroindoline基因高效植物表达载体的构建

籽粒硬度是决定小麦品质优劣的重要性状,控制硬度的主效基因为pinA和pinB(统称为puroindoline基因)。本研究利用含有能促进外源基因高效表达的Ω序列、Kozak序列和poly(A)序列的pG4AB及含有Ubi启动子和筛选基因bar的pAHC25,成功构建了含有puroindoline基因的单子叶植物高效表达载体pUBPa和pUBPb。目的是将来通过转基因植物研究,进一步明确pinA和pinB的功能,为通过基因工程方法快速改良我国现有小麦优良品种的籽粒硬度奠定基础。     

山东省主要土类的无机磷及其与磷酸化酶和解磷微生物的关系

山东省3大土类中潮土的无机磷含量极显著高于棕壤和褐土。3大土类不同形态无机磷中,以Ca-P为主,平均占无机磷总量的65.7%,3大土类间Ca10-P、Fe-P差异极显著,Ca8-P差异显著;褐土和潮土高产农田的Ca2-P、棕壤的Fe-P均显著高于中低产田。6种不同形态的无机磷中棕壤以Al-P、潮土和褐土以Ca2-P的有效性最高,是反映土壤磷素有效性的主要指标之一,与土壤肥力密切相关。通过3大土类2个产量水平土壤的无机磷与解磷微生物的数量、强度和各种酶的活性的相关性分析,探讨了土壤无机磷通过土壤微生物和磷酸化酶的生物活性进行转化的机制,为3大土类和2个产量水平的土壤培肥提供了科学依据。     

穗发芽相关基因Vp1B3不同等位变异在山东小麦中的分布与演变

为了探讨穗发芽相关基因Vp1B3不同等位变异在山东小麦中的分布与演变规律,利用Vp1B3的功能标记对山东小麦385份农家品种、101份历史品种和25份当前主栽品种进行鉴定.结果表明,Vp1B3的不同等位变异在不同历史时期的山东小麦中具有不同的分布特点:25份当前主栽品种中有17份含有抗穗发芽类型的等位变异(Vp1B3b、Vp1B3c),占68.0%;101份历史品种中抗穗发芽的类型有58份,占57.4%;而385份农家品种中只有100份属于抗穗发芽类型,仅占26.0%.在山东省四大麦区的地方品种中Vp1B3的等位基因分布规律亦不同:在胶东丘陵晚熟麦区及鲁西北平原冬性、半冬性、晚熟麦区的地方品种中抗穗发芽类型所占比例较小,分别为16.2%和9.9%;在鲁中山丘川半冬性、冬性中熟麦区和鲁西南平原湖洼半冬性早熟麦区的地方品种中抗穗发芽类型所占比例相对较大,分别为44.7%和37.8%.     

山东小麦籽粒硬度演变规律研究

利用单籽粒谷物特性测试仪和PCR扩增、酶切及DNA测序技术,结合改良的friabilin提取及电泳分析方法,对山东省431份农家品种、63份历史品种和29份当前主栽品种的籽粒硬度分布以及Pina和Pinb等位变异类型进行研究,以探讨山东小麦籽粒硬度的演变规律。农家品种、历史品种和当前主栽品种中硬质麦比例分别为75.6%、12.7%和27.6%,混合麦分别占20.4%、19.0%和13.8%,而软质麦分别占3.9%、68.3%和58.6%。农家品种中共有6种基因型,Pina-D1b/Pinb-D1a和Pina-D1a/Pinb-D1p分别占硬质麦的38%和59.6%。历史品种中有4种基因型,8份硬质麦中Pina-D1b/Pinb-D1a占37.5%,Pina-D1a/Pinb-D1b占37.5%,而Pina-D1a/Pinb-D1p只占25.0%。当前主栽品种中,8份硬质麦全部是Pina-D1a/Pinb-D1b类型。长芒透垅白等3个品种的Pinb基因的核苷酸序列发生了双突变,起始密码子下游96 bp处碱基C突变为A,而且在265 bp处发生了A碱基的缺失,将其命名为Pinb-D1aa。     

小麦部分重要性状分子标记研究进展

抗病性、品质、适应性等是小麦重要的农艺性状,本文对上述性状相关基因的染色体定位和分子标记研究进展进行了综述,为小麦分子标记辅助选择提供参考。     

Pina和Pinb融合基因表达载体的构建及其在硬粒小麦中的转化

 【目的】构建Pina、Pinb融合基因表达载体，验证Pina和Pinb基因的功能，为利用转基因技术改良小麦籽粒质地提供理论依据和基础材料。【方法】以软质小麦京411作为Pina和Pinb基因的供体，将Pina、Pinb基因融合后，与基础质粒pG4AB上的Ω和poly(A)等增强基因表达的调控序列及pAHC25上的Ubiqutin启动子和bar基因表达盒相连接，构建Pina、Pinb融合基因植物高效表达载体。利用基因枪转化硬粒小麦幼胚，并对硬粒小麦幼胚再生体系进行探索。【结果】在构建完成Pina、Pinb融合基因植物高效表达载体pFUBPaPb的基础上，转化硬粒小麦幼胚16 000多枚，经biolaphos筛选、PCR鉴定和斑点杂交鉴定，得到再生植株2 390株，35株为阳性植株。共得到T1代籽粒356粒，对种子量较多的16个单株籽粒进行蛋白表达分析，有2株检测到基因表达产物，其籽粒SKCS硬度值比受体品种分别降低了10和12。培养基SD2适于硬粒小麦幼胚愈伤组织的诱导，MS+8 mg•L-1玉米素可获得较为理想的再生频率。【结论】Pina和Pinb的共同表达降低了硬粒小麦籽粒硬度，具有软化籽粒质地的功能。     

不同熟性小麦品种的干物质积累和分配规律

以早、中、晚不同熟期小麦品种为试材,研究干物质积累和分配特点。结果表明:各品种干物质的积累均按logistic曲线变化,呈现出"慢—快—慢"的增长规律,但生长发育过程中不同熟性小麦品种各器官的分配量及分配比例存在较大差异。早熟品种K35平均干物质积累速率、最大积累速率比较低,达到最大积累速度的时间较晚,在灌浆期有显著的生育优势。晚熟品种干物质积累平均速率、最大积累速率均较高,具有较强的生产潜势。