大麦(青稞)籽粒颜色相关研究进展

青稞是我国青藏高原的主要粮食作物,也是我国藏族同胞的主要口粮。近几年来,由于有色青稞含有丰富的花青素、纤维素、糖类、蛋白质等,得到了人们的喜爱和学者们的关注。本文从有色青稞籽粒颜色的划分、植物花青素的生物学功能及合成调控、有色大麦(青稞)粒色基因的定位3个主要方面简述了有色大麦(青稞)的研究进展,并提出了展望,为人们进一步认识和利用有色大麦(青稞)提供参考,也为青稞粒色基因的定位和相关基因克隆提供依据,期望随着研究的深入,能够培育出优异的有色大麦(青稞)新品种。     

青稞HvnWRKY26基因的克隆及表达分析

WRKY家族转录因子广泛参与植物的生物和非生物胁迫过程。为探索WRKY家族转录因子在青稞抗条纹病过程中的作用,本课题组前期利用条纹病菌分别侵染抗病青稞品种昆仑14号和感病品种Z1141,并进行转录组测序,发现一个在侵染时期差异表达的WRKY基因家族成员。序列分析发现,该基因的开放阅读框为765 bp,可编码255个氨基酸,具有典型的WRKY结构域,属于WRKY基因家族。Uniprot注释结果表明,该蛋白为HvnWRKY26。启动子区域预测表明,该区域含有脱落酸和茉莉酸响应元件以及与干旱、低温、盐胁迫和防御应激等逆境胁迫相关的顺式作用元件。序列比对分析显示,HvnWRKY26蛋白与其他物种中同源蛋白的氨基酸序列一致性均不高,但该蛋白与大麦HvWRKY26蛋白的WRKY结构域序列完全相同。系统进化分析表明,青稞HvnWRKY26与大麦WRKY26的亲缘关系最近;进一步对HvnWRKY26及与其亲缘关系较近的大麦、玉米、水稻WRKY蛋白进行进化分析,发现这些WRKY蛋白被分为A、B和C三大类,其中HvnWRKY26蛋白属于A类。RNA-seq和qRT-PCR分析结果表明,青稞在遭受条纹病菌侵染时,HvnWRKY26基因的相对表达量在抗病品种昆仑14号和感病品种Z1141中均显著上调表达,且抗病品种的表达量显著高于感病品种,推测HvnWRKY26基因在青稞抗条纹病过程中发挥重要作用。     

青稞脂质转运蛋白基因blt4.9的克隆及其对非生物胁迫的响应

为了解脂质转运蛋白基因在青稞中的功能, 以青稞品种昆仑12为材料, 利用同源克隆得到青稞blt4.9基因序列(GenBank登录号为KU170187), 该基因的cDNA序列全长720 bp, 开放阅读框长348 bp, 编码115个氨基酸残基, 相对分子质量为11.2 kD, 理论等电点9.04, 不稳定系数为28.41, 是一个稳定的蛋白质。blt4.9编码的蛋白绝大多数属于疏水区, 没有较大的亲水区。序列比对显示, 该基因与大麦blt4.9基因编码蛋白的同源性最高(98.3%)。Real-time PCR分析结果显示, blt4.9基因在20%~30% PEG-6000、4℃以及50 mmol L^-1 ABA处理后表达量显著增加, 且在抗逆性强的青稞品种(旱地紫)中的表达量高于在抗逆性弱的品种(大麻)中, 推测该基因与青稞的抗逆性有关。该研究结果为利用青稞脂质转运蛋白基因改良青稞抗逆性奠定了基础。     

不同青稞品种的营养品质评价

为了解我国主要产区青稞的营养品质状况,定量分析了来自青海、西藏、四川、甘肃、云南5个主产区38个不同粒色青稞品种的营养成分,比较了不同地区和不同粒色青稞品种间营养品质的差异。结果表明,参试青稞品种的蛋白质含量为8.14%~15.16%,总淀粉含量为49.14%~68.62%,直链淀粉含量为14.80%~30.05%,脂肪含量为1.42%~2.40%,膳食纤维含量为1.94%~3.47%,灰分含量为0.02%~1.22%,β-葡聚糖含量为3.88%~6.78%,品种间差异显著。产区之间比较,青海的品种蛋白质含量最高,西藏的品种β-葡聚糖含量最高,四川的品种总淀粉和灰分含量最高,云南的品种直链淀粉、脂肪和纤维含量最高。不同粒色比较,黑色品种的蛋白质、直链淀粉和纤维含量最高,蓝色品种的总淀粉和脂肪含量最高,白色品种的灰分含量最高。西藏品种、蓝色籽粒品种的蛋白质营养品质较好。青稞蛋白质的第一限制性氨基酸仍是赖氨酸,第二限制性氨基酸是异亮氨酸,第三限制性氨基酸是苏氨酸。采用组间联接(平方欧式距离)法将38个青稞品种分为3大类,第Ⅰ类包括33个品种,第Ⅱ类包括2个品种,第Ⅲ类包括3个品种。     

藏区青稞生产存在问题初探

青稞属禾本科大麦属,裸大麦,是我国的原产作物之一,具有耐旱、耐瘠薄、生育期短、适应性强、产量稳定、易栽培等优异种性,是青藏高原最具特色的作物之一。青稞是我国重要的粮食作物、饲料作物和食品加工原料。在西藏藏族自治区、青海省、甘肃省的甘南藏族自治州、四川省的甘孜藏族自治州和阿坝藏族羌族自     

不同地区引进的优质春小麦在青海的适应性及其利用价值研究

通过对近年引进的20份优势春小麦品种（系）在青海生态条件下的生长发育特点和主要特征特性的观察研究，以期从中选择出综合性状优良或具有突出特点的品种（系）供大田生产或育种利用。     

浅议保护性耕作的机理与技术

从保护性耕作的生态环境保护机理、保护性耕作的增产机理、机械化保护性耕作技术体系等方面对保护性耕作进行了论述，以供从事相关工作人员参考。     

青稞抗倒伏性状的基因型差异

【目的】 倒伏是影响青稞生产和产量的主要原因之一。筛选与青稞抗倒伏性密切相关的性状并构建抗倒伏评价体系,是开展青稞抗倒伏品种选育的重要理论依据。【方法】 通过对35份青稞种质资源根系、茎秆和穗部23个农艺性状进行方差分析,明确不同基因型间各性状的差异性。采用相关分析筛选出与青稞抗倒伏性密切相关的指标,并通过主成分分析和线性回归分析构建完成青稞抗倒伏评价体系。【结果】 不同基因型青稞材料在同一性状间表现出较大差异,且农艺性状在基因型间的差异均极显著,农艺性状中倒伏率的遗传变异最丰富;同一参试材料的农艺性状在两个生态区间差异较大,海北高寒生态区试点各基因型的遗传变异较丰富;各性状的基因型与环境因素间存在显著互作效应（P<0.05）。相关分析结果表明茎秆强度同青稞抗倒伏性关系最为密切,并通过抗倒伏指标构建青稞抗倒伏评价体系。青稞分蘖数过多、第三和第四茎节过长易引起植株倒伏。根干重大、茎秆重、茎秆壁厚、茎秆强度大是植株固持能力强、抗倒伏伏性优异的原因。【结论】 分蘖数、穗重、茎长、茎重、茎秆强度适合作为青稞抗倒伏性评价指标,验证结果表明抗倒伏评价体系较可靠,可用于青稞种质的抗倒伏性评价。     

青稞 HVA1和 blt4.9基因对模拟水分胁迫的响应差异及其在抗旱育种中的应用

为了解青稞 HVA1和 blt4.9基因在抗旱方面的作用及其差异,以青稞品种昆仑12号为材料,利用RT-PCR从8个候选内参基因( DHN1、 GAPDH、 Actin-1、 Actin-2、 18SrRNA-1、 18SrRNA-2、 TC139057和 PKABA)中筛选出在15%PEG模拟水分胁迫下表达稳定的基因,同时以筛选到的稳定表达的基因为参照,采用qRT-PCR技术研究青稞 HVA1基因和 blt4.9基因在模拟水分胁迫条件下的表达差异及在不同抗旱性青稞品种鉴定中的应用。结果表明:(1)筛选到1个在干旱胁迫下青稞叶片中能稳定表达的内参基因 TC139057;(2)在1%～30%PEG模拟干旱胁迫下,随着胁迫时间的延长,青稞 HVA1和 blt4.9基因表达量呈先增后降趋势,25%PEG处理下表达量最高,且在较低浓度PEG处理下基因表达量为 HVA1 blt4.9,而在较高浓度PEG处理下反之;(3)15%PEG处理1～144h,两基因表达量也呈先增后降趋势,胁迫48h后 HVA1基因表达量最高,胁迫96h后 blt4.9基因表达量最高,且处理前期基因表达量为 HVA1 blt4.9,后期反之;(4) 1～500μmol·L~(-1) ABA处理下,两基因表达量仍呈先增后降趋势, HVA1基因比 blt4.9基因敏感,且在较低ABA浓度下基因表达量为 HVA1 blt4.9,在较高浓度下反之;(5)获得转青稞 HVA1和 blt4.9基因拟南芥植株,其主要抗旱性生理指标优于野生型;且在较轻胁迫下,转 HVA1植株的生理指标优于转 blt4.9植株,而在较重胁迫处理下情况相反;(6)在模拟水分胁迫下,青稞叶片中两基因的表达量,抗旱性强的显著高于抗旱性弱的材料(P0.01),且较轻胁迫下 HVA1基因较敏感,反之 blt4.9基因敏感。本研究结果为 HVA1和 blt4.9基因在青稞抗旱育种中的应用奠定了基础。     

茎秆特性和木质素合成与青稞抗倒伏关系

倒伏是影响青稞品质和产量的主要因子之一,开展抗倒伏机制研究对抗倒伏品种选育意义重大。以青稞品种昆仑14号、昆仑16号和藏2972为抗倒伏材料,门源亮蓝、北青6号和化隆红青稞为倒伏材料,通过茎秆特性、茎秆中纤维素和木质素含量及其合成相关酶活性的研究,探讨茎秆特性与木质素合成同青稞抗倒性之间的关系。结果表明,相比于倒伏品种,抗倒伏品种的茎较短,茎秆中酪氨酸解氨酶(TAL)、苯丙氨酸转氨酶(PAL)、肉桂醇脱氢酶(CAD)和4-香豆酸:CoA连接酶(4CL)活性升高,使茎秆内积累较多的木质素,增大了茎秆抗折力,进而增强青稞抗倒伏能力。