“种子生物学”教学课程改革、建设与实践——以甘肃农业大学为例

以培养学生创新和探索能力为基本点,从完善教材体系,加强教师队伍建设,丰富教学内容,改进教学模式,加强实践教学,改善课程考核综合评定方式等方面阐述了甘肃农业大学种子科学与工程专业"种子生物学"课程改革、建设的思路和途径。通过课程建设与改革,不仅改善了学生学习的积极性、主动性,增强了学生分析问题、解决问题的能力和实践创新能力,而且也提高了教师的教学能力,使"教"与"学"达到了双赢。     

集雨限灌对旱作马铃薯产量及水分利用效率的影响

在大田条件下研究了集雨有限补偿灌溉对旱区马铃薯产量及水分利用效率的影响。结果表明,补灌能显著提高旱作马铃薯的产量、水分利用效率和经济系数。与对照相比,补灌处理产量增幅在3.99%~21.21%之间,苗期补灌产量高于薯块膨大期补灌,苗期补灌45 mm具有超补偿效应,补灌90 mm具有高补偿效应。低定额补灌有利于水分利用效率和灌水利用效率的提高,且苗期补灌高于薯块膨大期补灌。补灌明显降低了薯块小薯率而提高了大薯率和中薯率,另外单株薯重也提高了,单株薯重与大薯率对马铃薯的产量贡献最大。综合分析认为苗期补灌45 mm和90 mm是最优补灌方案和备选方案。     

盐生草HgNHX1基因在大麦株系中的功能验证

为了探讨盐和干旱环境胁迫对转盐生草液泡膜型Na⁺/H⁺逆向转运蛋白基因HgNHX1大麦幼苗生长及抗逆性生理指标的影响,以转HgNHX1基因大麦及野生型株系为材料,分析盐(150 mmol· L^-1 NaCl)和自然干旱环境下转基因大麦幼苗的生长特性及生理指标的变化。结果表明,在盐胁迫条件下,随着胁迫时间的延长,转基因株系中HgNHX1 基因相对表达量逐渐上升;干旱胁迫条件下,转基因株系中HgNHX1 基因相对表达量呈先上升后下降的趋势,在处理3 d时达到最高。且在胁迫处理的三个不同时间点,转基因株系的相对含水量和游离脯胺酸含量均高于野生型株系,而相对电导率和丙二醛含量均低于野生型株系。这些结果说明,转基因株系中HgNHX1基因能够应答盐和干旱胁迫,具有提高大麦耐盐、抗旱性的功能。     

外源5-氨基乙酰丙酸对干旱胁迫下玉米幼苗生理特性及抗氧化酶基因表达的影响

以玉米品种郑单958为试验材料,研究外源5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)对15%PEG-6000模拟干旱胁迫下玉米幼苗生理特性及抗氧化酶基因表达的影响。结果表明:与对照相比,干旱胁迫下玉米幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量显著增加,分别增加132.69%、30.69%、30.39%、60.34%、495.65%、31.36%,叶绿素含量降低21.33%(P0.05),净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ФPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)都显著下降,分别下降30.79%、68.75%、9.15%、53.15%、33.33%、47.06%、26.37%,但非光化学猝灭系数(NPQ)上升31.82%(P0.05)。喷施25 mg·L~(-1)的5-ALA能显著缓解干旱胁迫对玉米幼苗造成损伤,与干旱胁迫下相比,抗氧化物酶SOD、POD、CAT活性分别增加17.63%、17.68%、27.48%(P0.05),Pro、可溶性糖和叶绿素含量分别增加34.97%、19.64%和17.82%(P0.05),MDA含量降低22.12%(P0.05),Pn、Gs、Ci、Tr、F_v/F_m、ФPSⅡ、qP分别上升79.03%、180.00%、35.77%、161.54%、20.00%、88.89%、26.87%(P0.05),NPQ下降15.52%(P0.05)。实时荧光定量PCR得到干旱胁迫下喷施25 mg·L~(-1)的5-ALA,SOD3、POD3、CAT1三种抗氧化酶基因表达量也显著增加,较干旱胁迫下不喷施5-ALA分别增加了49.31%、34.07%、44.17%。说明外源5-ALA对干旱胁迫下玉米幼苗的生长具有缓解作用,能增强玉米幼苗的抗旱性。     

马铃薯新品种黔芋6号丰产稳产及适应性分析

为全面了解马铃薯新品种黔芋6号的生产特性,采用Shukla和C.S.Lin分析方法,利用2008-2009年贵州省马铃薯区域试验的数据,对马铃薯新品种黔芋6号丰产稳产及适应性进行了分析.结果表明:马铃薯黔芋6号的丰产性与稳定性好,适于在贵州省800m以上中高海拔地区推广种植,是较为理想的马铃薯高产新品种.     

干旱胁迫对玉米耐旱自交系与旱敏感自交系苗期生理特性的影响

为了探讨玉米(Zea mays)的耐旱机理,为玉米耐旱种质改良提供材料,本试验以前期筛选出的玉米耐旱自交系廊黄、昌7 2和旱敏感自交系TS141为试验材料,在自然干旱条件下,用盆栽法对其形态与生理变化进行研究。结果表明,干旱胁迫条件下,3个玉米自交系的存活率降低,叶片中的相对含水量呈下降趋势,相对电导率、游离脯氨酸含量、保护酶SOD和POD的活性增加。干旱胁迫下,与旱敏感自交系TS141相比,耐旱系廊黄和昌7 2存活率较高,叶片的相对含水量、游离脯氨酸含量、保护酶SOD和POD的活性也比较高,相对电导率则较低。     

马铃薯块茎花色素苷合成相关R2R3 MYB蛋白基因的克隆和功能 分析

植物花色素苷的合成代谢受转录因子的调控, 其中R2R3 MYB为最主要的转录调控因子。本研究以彩色四倍体马铃薯为试材, 克隆了R2R3 MYB基因家族里调控马铃薯块茎花色素苷合成R2R3 MYB-StAN1的3个同源基因, 并利用生物信息学分析、稳定烟草遗传转化、qPCR等方法对这3个同源基因的结构和功能进行分析和鉴定, 结果表明, 这3个同源基因均含有R2和R3保守结构域, 其主要差别在于C端由10个氨基酸序列组成的重复结构(R)数目不同, 根据R数目将其分别命名为StAN1-R0、StAN1-R1和StAN1-R3, 其蛋白分子量分别为28 047.91、29 458.35和31 527.60 Da, 等电点(pI)分别为6.14、6.90和8.39, 均为亲水蛋白。通过转化烟草发现, 转入StAN1-R0、StAN1-R1和StAN1-R3后, 烟草叶片叶色变化明显, 其中转StAN1-R1烟草叶色呈深红色, 其叶片花色素苷含量最高。进一步利用qPCR分析表明, 外源StAN1使烟草叶片花色素苷合成代谢途径的关键基因(NtCHS、NtCHI、NtF3H、NtF3’H、NtDFR、NtANS、NtUFGT)上调表达, 同时烟草内源NtbHLH基因的表达显著上升; StAN1-R1可以高效地调控烟草内源NtbHLH基因和结构基因NtDFR和NtANS的表达。结果表明, StAN1的3个同源蛋白均可以调控花色素苷的合成, 而只含一个重复序列R的StAN1调控花色素苷合成的能力最强。     

不同药剂防治马铃薯黑痣病的田间药效试验

为筛选出防治马铃薯黑痣病最佳药剂,对9种杀菌剂和5种菌肥进行田间药效试验。结果表明,30%噻呋·嘧菌酯30mL/667m~2、250g/L戊唑醇5mL/667m~2和300g/L醚菌·啶酰菌5mL/667m~2防效较好,依次为62.4%、53.1%和50.7%,其他药剂防效均低于50%;测产结果表明,1,2-苯并噻唑-3-铜30mL/667m~2、1,2-苯并噻唑-3-铜40mL/667m~2、250g/L戊唑醇5mL/667m~2、300g/L醚菌·啶酰菌5mL/667m~2和30%噻呋·嘧菌酯30mL/667m~2的总产量分别为3 287.80 kg/667m~2、3 172.46kg/667m~2、3 104.37kg/667m~2、3 080.75 kg/667m~2和2 654.14 kg/667m~2,增产率分别是42.54%、 37.54%、34.59%、33.56%和15.06%,商品薯产量占总产量的比值分别为50.85%、48.31%、66.56%、 47.68%和65.29%。综合考虑,药剂噻呋·嘧菌酯和戊唑醇具有良好的防病促生效果,建议在生产上推广应用。     

亏缺灌溉对马铃薯生长产量及水分利用的影响

为了解析马铃薯不同品种对水分亏缺的响应,探讨不同品种对水分需求量的差异,该研究在大田遮雨棚滴灌下,以马铃薯品种‘青薯9号’和‘大西洋’为材料,参考西北区和本试验区的年平均降雨量,设置5个水分处理,将参考试验区年平均降雨量的值划分为正常灌水(A),逐级调亏灌水量的值划分为轻度(B)、中度(C)、重度(D)和特重度(E)亏缺灌水处理,研究灌水量对不同品种马铃薯植株生长(株高、茎粗、叶面积)、生物量与分配、叶片相对含水量、产量与构成因素、水分利用的影响。结果表明:正常灌水下,‘青薯9号’株高增长速度大于‘大西洋’,且测定期内持续增高,但‘大西洋’叶面积快速扩增期的扩增速度大于‘青薯9号’;2个品种各器官干质量变化趋势不一致,‘大西洋’各器官干质量呈增长趋势,‘青薯9号’茎叶和根干质量呈前期增长后期下降、块茎干质量呈显著增加趋势(P0.05),且‘青薯9号’块茎生物量分配比例最高值为57.96%,仅是‘大西洋’最高值的67.43%;2个品种叶片相对含水量均呈先升高后降低的变化趋势;‘大西洋’单株结薯数、单株产量、公顷产量、商品薯率高于或显著高于亏缺灌溉(P0.05),‘青薯9号’仅商品薯率和大薯率高于或显著高于亏缺灌溉(P0.05),其他指标则显著低于轻度亏缺灌溉(P0.05),水分利用效率和灌水效率分别为152.62kg/(hm~2·mm)和130.70%。亏缺灌溉下,随水分亏缺度加重,‘大西洋’株高、茎粗和叶面积扩增的抑制大于‘青薯9号’,2个品种叶片相对含水量降低、生物量积累的增速和绝对值降低、产量和大薯率显著下降(P0.05),且‘青薯9号’上述指标的降幅小于‘大西洋’,其中轻度亏缺灌溉下,‘青薯9号’单株结薯数和公顷产量具有补偿效应,较正常灌水分别增加22.79%和11.71%,水分利用效率提高41.48%、灌水效率提高60.05%,抗旱系数为1.12。因此,‘青薯9号’轻度亏缺灌溉,可控制其地上部旺盛生长,利于块茎形成和膨大,‘大西洋’应保证充足水分供给,不宜亏缺灌溉。     

小麦-小黑麦抗条锈病杂交后代种质农艺性状及细胞分子遗传学分析

黑麦具有优良的遗传多样性,是改良小麦品质、产量和抗性的重要亲本之一,是丰富小麦种质资源的一条重要途径。在远缘杂交的基础上对16份普通小麦与小黑麦的杂交品系进行条锈病抗性鉴定、农艺性状分析、细胞分子遗传学鉴定及相关品质分析,并对可能导入小麦中的外源染色体(片段)进行了多方面定位。鉴定出9个小麦×小黑麦1BL/1RS易位系、1个代换系和2个1BL/1RS易位系/代换系;抗病鉴定结果表明9个杂交品系在苗期和成株期对条锈病均表现为高抗,可为小麦抗条锈病育种提供抗源;高分子量麦谷蛋白亚基组成分析显示16个品系中,HMW-GS组成类型以最常见的Null、7+8、2+12出现的频率最高,其中P174在16份材料中的综合得分最高,符合小麦种一级麦的标准;田间农艺性状和品质测定结果表明12个小麦品系的容重达到一级麦标准,赖氨酸含量的变化范围为2.8~4.4 g/kg。通过该结果以期鉴定出一批田间抗性优良和有价值的中间材料,为抗条锈病育种工作提供新的种质资源。