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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

麦长管蚜（Sitobion avenae F.）危害对春小麦面粉品质性状及面团流变学特性的影响

选用2个抗麦长管蚜(Sitobion avenae F.)小麦材料及4个感蚜材料, 利用人工接种方法研究了该蚜虫危害对小麦面粉品质的影响。结果表明, 蚜虫取食对面粉颗粒度没有显著影响, 但可引起小麦面粉灰分含量显著增加, 蛋白质含量、SDS沉降值、面团筋力、膨胀指数、面团延伸性、面团弹性、弹性指数显著降低, 从而降低面粉品质。抗蚜小麦04-9284、C272及感蚜硬质小麦甘春20部分品质指标不发生变化或变化程度低于其他3个感蚜软质小麦。5个软质小麦蚜量高峰值与膨胀指数、面团弹性、SDS沉降值、面团筋力和蛋白质含量品质的降低幅度呈正相关, 相关系数分别为0.9968、0.9619、0.9310、0.9108和0.8886, 均达显著水平; 与灰分含量、面团延伸性和弹性指数相关性不显著。甘肃兰州拉面专用品种甘春20在高密度蚜虫危害后, 面粉品质下降, 但依然符合该专用粉的最适品质要求。     

基于全长转录组测序的盐生草SSR标记开发及其遗传多样性分析

以盐生草全长转录组数据为基础,用MISA在线软件对盐生草转录组水平SSR位点进行搜索,共鉴定到29640个SSR位点,每SSR的发生频率为4.93 kb。SSR种类包含1~6核苷酸重复类型,重复次数主要为4~20次,其中,三核苷酸重复单位最多,占38.25%;四核苷酸重复单位类型最少,仅占3.26%。鉴定到的327种SSR重复类型中,A/T、AG/CT、ATC/GAT、AAG/CTT重复类型出现次数较多。进一步地,对甘肃18个不同生态点盐生草材料进行SSR标记位点的开发及遗传多样性分析。从检测到的29640个SSR标记中选择218对标记进行多态性筛选,共筛选到多态性较高的33对标记,这些标记共检测得到199个等位基因位点,等位基因数（AN）为3~13个,平均为6.03个;基因多样性指数（GD）为0.583~0.869,平均为0.698;基因型数量（GN）为2~13,平均值为5.88;多态性信息含量（PIC）值为0.527~0.856,平均值为0.623。聚类分析结果表明,18个不同生态点盐生草的遗传相似系数（GS）为0.528~0.859,平均值为0.683。在GS为0.68处,可将供试材料划分为四大类。本研究为盐生草种质资源开发及利用提供了参考依据。     

外源甜菜碱和脯氨酸对盐胁迫下大麦种子萌发及幼苗生长的影响

为探讨盐胁迫条件下外源甜菜碱（GB）和脯氨酸（Pro）对不同大麦品种种子萌发及幼苗的效应,以课题组前期筛选到的耐盐品种中川大麦和盐敏感品种ZY218为材料,在萌发期和苗期以200 mmol·L^-1NaCl为胁迫条件,分别施加浓度为0、0.5、1.0、5.0、10.0 mmol·L^-1的外源GB和浓度为0、5.0、15.0、30.0、45.0 mmol·L^-1的外源Pro进行处理,测定并分析了不同处理下大麦萌发及幼苗相关指标。结果表明,与不添加外源物质的对照相比,施加外源GB和Pro均可有效缓解盐胁迫对大麦种子萌发及地上部分生长的抑制作用;提高叶片过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性及叶绿素含量;外源Pro可以显著增加幼苗的总根长、总根体积和总根表面积,有效缓解盐胁迫对大麦幼苗根系生长的抑制作用,且对盐敏感品种效应更大。因此,施加外源GB或Pro可有效缓解盐胁迫对大麦种子萌发和幼苗生长的抑制作用。     

大麦苗期抗旱性鉴定及评价

为了了解20份大麦(Hordeum vulgare L.)种质材料抗旱性差异,采用温室模拟干旱胁迫-复水法,对其苗期的相对含水量、相对电导率、叶绿素含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶和株高等8个抗旱指标进行测定,利用相关分析、聚类分析研究了各项指标与种质材料抗旱性关系,综合评价其抗旱性。结果显示：叶片相对含水量与株高呈显著正相关,其余各指标间没有显著的相关性;以采用欧式距离法综合分析结果为依据,可将20份种质材料划分为3个抗旱等级,相对抗旱包括陇麦1号、新引D5、Z126V004W、新引D9、PREJTGE、SCARLETT、Z02751407、韭崎12号、Z127U016V、MAURITIA,中等抗旱包括 J13-80、新引D7、PASADENA、NCF-TIPPLE、甘啤6号,相对敏感包括黑引瑞、Z200V017W、新啤12号、BEATRIX、Z204V021W。