不同来源大麦材料的农艺性状和籽粒蛋白质含量及群体遗传结构分析

为了解大麦农艺性状间的相关性及群体结构,对57份大麦的农艺性状及籽粒蛋白质含量进行测定与分析,并利用SSR标记进行遗传多样性和群体结构分析。结果表明,大麦的穗长与芒长、穗粒数和千粒重显著相关,被测农艺性状均与籽粒蛋白质含量之间无显著相关性。41对SSR引物共检测出171个等位变异,变幅为2~7,平均每个标记4.17个,多样性平均值为0.582;多态信息含量（PIC）介于0.147~0.795之间,平均值为0.530,每个标记遗传多样性组成中获得有效性的平均值为98.29%,Shannon指数变幅为0.297~1.789;遗传相似性指数（GS）变幅为0.566~0.920,平均值为0.696;在GS值为0.667处可将57份大麦材料分为3个类群,每个类群分别包含1、11和45份材料,群体遗传结构分析显示,57份材料被分为3个亚群,每个亚群分别包含21、18、18份材料。     

大麦叶斑病菌侵染过程及几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性变化的研究

【目的】探究叶斑病菌Bipolaris sorokiniana对大麦叶片的侵染过程。【方法】以大麦感病品种蒙啤1号（MP1）和抗病品种蒙啤3号（MP3）为材料,接菌后,并在不同时间采集MP1发病叶片制做切片,结合石蜡切片和扫描电镜观察叶斑病病原菌对大麦叶片的侵染过程。【结果】接菌后,MP1和MP3中的CHT和β-1,3-GA的活性均高于对照,且MP3中的几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性要高于MP1。孢子在接种12～24 h后开始萌发,顶端长出长短不一的芽管;接种36 h后,菌丝伸长且向细胞间隙处直接侵入大麦叶片表皮细胞内,组织内部的孢子主要分布在维管束中;接种4～5 d后,菌丝快速产生分枝,呈网状扩散,叶片表面形成密集的菌丝网,叶片外部出现明显病斑;接种7～14 d后,叶片表皮的孢子明显减少,在维管束组织中存在孢子。【结论】病原菌从细胞间隙侵入可能是该病侵入的主要途径,孢子萌发后形成菌丝进入组织,再向其他部位蔓延,病原菌侵入后期寄主表面菌丝形成网状结构。     

NaCl胁迫下盐生草在不同重金属处理下的萌发特性分析

本研究首次以盐生草（Halogeton glomeratus）为材料,模拟盐胁迫（100 mmol·L^-1 NaCl）环境,探讨不同浓度重金属Cu²⁺,Zn²⁺,Ni²⁺,Cd²⁺,Pb²⁺处理对其萌发特性的影响。结果表明：随处理浓度的升高,发芽率和发芽势均表现为先升高后下降趋势,表明低浓度重金属离子可促进植物的萌发,幼苗鲜重、干重、株高均呈现逐渐下降趋势。测定离子含量得出,Cd²⁺和Pb²⁺离子含量随着胁迫加重呈先升高后下降的趋势,Cu²⁺,Zn²⁺和Ni²⁺离子含量逐渐增加。测定根系活力发现,Cu²⁺,Zn²⁺根系活力随浓度的升高呈先上升后下降趋势,Ni²⁺,Cd²⁺,Pb²⁺根系活力逐渐降低。综合聚类及主成分分析得出：盐生草耐Cu²⁺,Zn²⁺,Ni²⁺,Cd²⁺,Pb²⁺的临界浓度分别为：1.00 mmol·L^-1,10.00 mmol·L^-1,0.30 mmol·L^-1,0.20 mmol·L^-1和0.50 mmol·L^-1,在胁迫浓度达临界值时贡献率最大的指标分别为：萌发指标、干重、发芽势、干重和发芽势。     

节水型春小麦新品种甘春24号选育报告

春小麦新品种甘春24号以张春11号/93-7-31//23416-8-1为母本,以矮败小麦/高加索为父本进行杂交选育而成。2006 — 2007年参加甘肃省西片水地春小麦区域试验, 2 a 14点(次)平均折合产量为7 977.22 kg/hm2,较对照品种宁春4号增产3.68%。2008年参加甘肃省西片水地春小麦生产试验,甘春24号平均折合产量为8 329.50 kg/hm2,较对照品种宁春4号增产12.22％。甘春24号属中晚熟春性普通小麦,生育期89～109 d,株高为78～89 cm,穗长8.4～9.9 cm,穗粒数为33.0～54.2粒,千粒重为40.5～52.2 g。籽粒粗蛋白(干基)含量为15.34％,湿面筋含量31.2％,降落数值340 s, Zeleny沉降值为40.5 mL,吸水率为65.6％,容重805 g/L。面团稳定时间达到8.3 min,面条加工品质为85.5分,色泽评分为8分,馒头加工品质分别85.0分,比容评分为14.0分。中抗条锈,抗旱性中等,丰产、稳产性好,适应性广。经检测,甘春24号为1BL/1RS易位系,且HMW-GS亚基组成为1,7,5+10,具有高产、优质、抗病及抗旱节水等优点。适宜在甘肃沿黄灌区、河西地区及生态相似地区种植。     

大麦种质资源磷利用效率的评价及其转录组分析

磷是维持作物生长发育的主要元素。磷矿作为磷肥的原料,是面临枯竭的不可再生资源,培育磷高效作物新品种势在必行。基于此,本研究对150份大麦种质的磷效率进行评价,筛选出磷高效和低效基因型材料,从形态、生理生化和分子水平上探讨了它们响应低磷胁迫的机制,主要结果有:1)通过盆栽试验对大麦种质进行正常磷和低磷水平处理,通过农艺性状分析发现不同基因型响应贫磷胁迫的策略差异较大,总体表现为生长发育迟缓、产量下降。综合评价各性状指标筛选出磷高效(GN121)和低效(GN42)基因型各1份。其中GN121在贫磷胁迫下株高、茎粗、穗长、穗粒数、穗质量和千粒质量较正常磷处理分别下降0.86%、2.50%、1.45%、4.17%、3.79%和4.31%,GN42的各项指标降幅分别为10.37%、15.39%、51.97%、31.25%、40.74%和27.03%。2)以田间施肥量及其1/10分别作为正常磷和贫磷处理水平,水培条件下GN121的长势受贫磷胁迫影响远小于GN42。对贫磷处理3、19 d及恢复供磷3 d后2份材料的生理生化指标进行分析,发现贫磷胁迫下干质量、无机磷及可溶性糖含量呈下降趋势,GN42中各指标的降幅比GN121更大,酸性磷酸酶活性、相对电导率和可溶性蛋白含量却有不同程度的增加。当恢复供磷3 d后,除相对电导率持续升高外,其余指标的变化均与贫磷胁迫下相反。除相对电导率外,同一条件下GN121的各项指标均比GN42大。3)结合二代和三代转录组测序,构建了大麦响应贫磷胁迫的转录本数据库,比较基因在不同磷水平下的表达量,在GN121和GN42中分别鉴定到6 182和5 270个差异表达基因,其中大部分基因参与了磷代谢途径,且这些基因在GN121中的表达量显著高于GN42。在根系和叶片中分别检测到6和7个磷转运蛋白,它们的表达模式在GN121和GN42之间差异较大。     

大麦不同氮利用效率品种筛选及GS2基因的表达分析

为探明大麦品种的不同氮利用效率差异及质体型谷氨酰胺合成酶基因的表达差异,以48份大麦品种为材料,并利用不同氮水平营养液水培8周,研究其在低氮(0.4 mmol·L~(-1))、中氮(2.0 mmol·L~(-1))及高氮(5.0 mmol·L~(-1))下根、茎、叶的相关性状,筛选氮高效利用和氮低效利用的大麦品种,并利用qRT-PCR对筛选到的大麦氮高效和氮低效品种的GS2基因表达特性进行分析。结果表明,中氮下,除根干重和根含氮量外,其余的大麦苗期根、茎、叶各生物性状在品种间差异极显著,根据不同氮处理下的48份大麦品种苗期性状以及氮利用效率,筛选到1个氮高效品种(Z0099001)和2个氮低效品种(ARr-91和甘啤7号)。3个氮处理水平下,氮高效品种GS2基因的相对表达量高于氮低效品种,并且氮高效品种和氮低效品种根、茎、叶中GS2基因的相对表达量也各不相同,其中,叶中最高,茎中次之,根中最低。低氮条件下,根茎叶中,Z0099001的GS2基因的相对表达量高于甘啤7号,ARr-91最低。中氮条件下,根、茎、叶中均表现为氮高效品种高于氮低效品种,但在根中差异不显著,茎和叶中差异显著。高氮条件下,3个品种在根中GS2基因的相对表达量较低;在茎和叶中,Z0099001的相对表达量显著高于ARr-91和甘啤7号,且Z0099001叶中GS2基因的相对表达量在所有性状中最高。本研究结果为进一步解析大麦氮高效利用率奠定了基础。     

玉米杂种优势与相关酶活性的关系

玉米淀粉的杂种优势表现最优,本试验对普通玉米8个自交系和配组的杂交组合的淀粉合成酶活性进行了研究,通过比较玉米淀粉合成过程中的酶活性,研究玉米杂种优势与几种酶活性的关系。结果表明,AGP、SSS、GBSS、SBE和DBE酶的活性在8个亲本(自交系)之间没有差异。除DBE酶活性在F1杂交组合中差异显著,其它4种酶差异均不显著;另外,GBSS酶活性在亲本(自交系)自交系与F1杂交系之间存在差异。组合中GBSS的中亲优势最高,中亲优势平均值为8.14%,范围在-60.50%～130.85%之间,有15个组合表现出正向超中亲现象。本研究中,AGP、SSS、GBSS、DBE和SBE这5个酶对玉米的产量、株高、穗粒重和千粒重等性状影响不大,而AGP、SSS、GBSS、SBE和DBE这5个酶对穗长有影响。     

甘肃省小麦条锈菌流行小种的RAPD标记

本研究利用160条随机引物,对甘肃省小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)8个主要流行生理小种进行了RAPD片段的筛选,最终找到了4个流行生理小种条中32号、条中33号、Hybrid46-8号、shui-4的特异性RAPD标记,分别为S301、S19、S39、S36和S2140。结果表明:通过寻找小麦条锈菌生理小种的特异性RAPD片段,能从分子水平准确、快速检测小麦条锈菌各生理小种。     

河西地区草地退化成因分析与对策

采用系统工程方法,运用解释结构模型法对草地退化的几个主要问题进行了分析,结合系统进行综合评价和递阶划分,结果表明:5个因素中以气候变化与管理为主要诱因导致草地退化.为此有针对性地提出了草地退化治理对策与建议.     

大麦染色体1H至7H外源基因渗入系的构建及其分析

以96对SSR引物对BC₃F₂群体进行辅助筛选,构建了一组基本覆盖野生大麦ISR42-8染色体,并导入轮回亲本Scarlett的1H~7H全基因组的外源基因渗入系,为大麦QTL精细定位提供了良好的作图群体。这组渗入系一共66个,目标片段平均长度为27.6 cM,最长的系IL-52片段长度为100.5 cM,最短的系IL-50片段长度为1.5 cM。含单个渗入片段的有33个系。聚类分析结果表明,66个渗入系的遗传背景高度相似,遗传相似系数变幅为0.708~1.000,平均值为0.917。检测到一个位于4H染色体87.5 cM到110.0 cM区间的分蘖相关QTL,长度为22.5 cM,其中包含多态标记MGB396。