谷子苗期耐低磷种质筛选及其根系保护酶系统对低磷胁迫的响应

本研究旨在探讨不同基因型谷子苗期耐低磷特性,建立其筛选的评价体系,筛选出苗期耐低磷谷子种质材料。对160份核心谷子种质资源的苗期株高、根长、地上鲜重、地下鲜重、叶长、叶宽、茎粗、地上磷含量、地下磷含量、地上干重和地下干重11个指标的耐低磷系数进行变异分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析,采用隶属函数法综合评价不同谷子耐低磷相关指标和耐低磷特性;针对筛选出的低磷敏感和耐低磷品种,在生理水平上分析其根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性。结果表明, 9份材料属于低磷敏感品种, 66份材料属于低磷较敏感品种, 70份材料属于较耐低磷品种, 15份材料属于耐低磷品种;低磷胁迫促使谷子根系SOD、POD、CAT活性增加。总之,以综合指标对谷子耐低磷特性的鉴定更为客观;根系保护酶系统对谷子在低磷胁迫下的适应性具有重要作用。     

糜子穗型突变体光合特性比较

通过对成熟期糜子野生型和穗粗突变体农艺性状进行统计分析,同时比较2个品种不同生长阶段光合色素含量、光合指标及水分利用率变化差异,初步探索穗型突变体对糜子产量及抗倒伏性的影响。结果表明,穗粗突变体穗长、单株穗质量、单穗粒质量均极显著低于野生型,仅茎粗高于野生型;拔节期和抽穗期为糜子有机物积累的主要时期,成熟期光能利用率最低;叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均会影响穗粗突变体产量,但净光合速率、气孔导度等光合指标主要促进穗粗突变体茎秆有机物积累,同时,提高糜子水分利用率有利于提高产量。糜子穗型突变可影响产量、茎粗等农艺性状及光合特性相关指标,通过深入挖掘相关基因,可为高产糜子分子育种奠定基础。     

名优谷子晋谷21号杂交群体米色与主要农艺性状相关性分析

为了加快谷子品质育种进程,以晋谷21号(以籽粒色泽金黄闻名)为父本、GBS(雄性不育系)为母本,获得杂交F_2群体籽粒,进行米色与主要农艺性状相关性分析,以期找到影响米色品质性状的主要因素。测定了F_2杂交群体109个单株的12个田间农艺性状,即株高、穗长、第三节间粗、第四节间粗、节间数、倒一叶宽、倒二叶宽、倒三叶宽、穗下节间长、单株穗质量、单株粒质量、千粒质量以及脱米前单位容重、脱米后单位容重和颜色的蓝黄值b值3个米色品质相关性状。通过相关性分析、主成分分析、关联分析、回归分析,结果表明,米色与农艺性状之间存在一定的关联性,脱米后的单位容重与b值呈极显著正相关,相关系数为0.254,结果暗示,谷子脱米后单位容重越大米色越好。研究初步探索了谷子杂交群体籽粒米色与其他主要农艺性状之间的关系,可为谷子米色品质育种奠定理论和应用基础。     

谷子miR169家族及其靶基因的鉴定与功能分析

microRNA广泛参与植物中多个生长发育过程,miR169家族是最保守的miRNA家族之一。对谷子miR169（sit-miR169）家族进行生物信息学分析,包括染色体分布、系统进化、碱基保守性、二级结构和sit-miR169及其靶基因的表达。鉴定了15个sit-miR169,分布于7条染色体上。系统进化分析显示,sit-miR169家族前体sit-MIR169大致可以分为2簇,部分sit-MIR169成员与水稻osa-MIR169家族成员亲缘关系较近。sit-miR169的前体均可形成稳定的二级茎环结构,成熟体均产生于前体的5′端臂上,且成熟序列的碱基保守性很强。sit-miR169在花、叶和根中均有表达,具有明显组织表达特异性。sit-miR169的靶基因主要是NF-YA转录因子基因,此外还有L型凝集素类受体蛋白激酶、ω-6脂肪酸去饱和酶、转运蛋白Sec1a、SDG40蛋白、环指跨膜蛋白和核糖体大亚基假尿苷合酶SVR1基因等。miR169通过调控靶基因,尤其是NF-YA的表达量来影响植物的生长发育和对环境的应答。谷子NF-YA基因主要在根和穗中表达,表现出明显的组织表达特异性。此外,sit-miR169靶基因的表达受环境诱导,如干旱条件能进一步诱导Seita.9G521100基因在根中的表达。     

HPLC法测定谷子籽粒叶酸含量及种质资源评价

谷子籽粒中富含叶酸,作为一种功能性食品深受北方人民的喜爱,而作物籽粒,如小米叶酸测定方法及含量分析存在较大差异,为小米品质鉴定及高叶酸谷子种质筛选造成了一定困难。本研究通过"三酶法"提取小米中的叶酸,建立了一种基于高效液相色谱技术(HPLC)高效化、规模化且稳定适用于测定谷子籽粒叶酸含量的方法,对2016年和2017年种植的45个谷子种质进行叶酸含量测定和分类评价。结果表明:叶酸标准品梯度曲线呈线性方程相关,相关系数为0.99;小米样品叶酸测定过程中精密度、稳定性和重复性的相对标准偏差(RSD)分别为0.81%、1.19%和1.65%,各项指标符合精密测定标准,准确度高,重复性好;45个谷子种质籽粒叶酸含量分布范围为0.26～2.56μg/g(2016年度)和0.53～2.86μg/g(2017年度),含量均值分别为1.19和1.84μg/g,标准差0.47和0.51μg/g,变异系数39.5%和27.7%;对上述种质进行正态分布曲线分析,发现叶酸含量整体呈现偏度分布;从中筛选出9个高叶酸(含量≥1.91μg/g)和3个低叶酸(含量≤1.15μg/g)的谷子种质。上述结论为小米叶酸含量提供了测定标准和评价体系,也为高叶酸谷子种质创新与利用奠定了基础。     

基于重测序的晋汾52及其突变体抗性差异分析

[目的]名优谷子品种晋谷21号是由晋汾52辐射诱变而来,在病害抗性方面存在明显差异,本文旨在探明晋汾52和及其突变体品种晋谷21对植物病害抗/感的原因。[方法]通过利用全基因组重测序数据,对2个谷子品种在整个基因组水平和NBS类型基因中存在的差异和变异位点进行分析。[结果]对2个谷子品种在整个基因组中SNP、InDel、SNV和SV等位点分析发现,SNP的突变类型以纯合突变为主,InDel和SV突变数目在第8条染色最多;对2个品种的NBS类型基因分析,差异也主要存在于第8条染色体上,其变异类型和变异数目也是最多的。推测晋谷21的较晋汾52更感病很可能与NBS类基因的结构域缺失有关。[结论]2个品种NBS类型基因结构的差异可能是造成抗感差异的原因,该研究结果可为进一步分析确定抗病基因关键差异位点提供数据参考和理论依据。     

植物NAC转录因子的研究进展

近年来,新发现的NAC转录因子是具有多种生物功能的植物特异性转录因子,其N端为150个左右保守的氨基酸组成的NAC结构域。NAC转录因子在植物生长发育、激素调节和抵抗逆境胁迫等方面发挥着重要的作用。就植物NAC转录因子的基本结构特征、生物学功能及其在植物细胞次生壁生物合成过程中的作用进行了综述。     

2种高效液相色谱法测定小米中黄色素的比较

为建立一种测定小米黄色素更加高效、准确的高效液相色谱分析方法,分别提取3个小米品种的类胡萝卜素,采用C18和C30色谱柱进行高效液相色谱分析。结果表明,2种方法中绿米的叶黄素含量和玉米黄质含量均低于白米和黄米,而白米的叶黄素含量和玉米黄质含量低于黄米;C30色谱柱与三元梯度洗脱模式结合的方法分离结果比较好,C30色谱柱方法的叶黄素和玉米黄质在更早时间内完成基线分离,并在0.034～50μg/m L范围内呈现良好的线性关系,玉米黄质和叶黄素的检测限分别为0.016,0.013μg/m L。采用C30色谱柱对小米黄色素进行高效液相色谱分析更精确,黄米中黄色素含量较白米、绿米更丰富。研究结果可为优质谷子品种的选育奠定基础。     

大豆食心虫与大豆产量的关系研究

以23个品种(系)为试验材料,在自然栽培管理条件下,对虫食数、虫食率与产量的关系以及同节同荚好豆百粒质量与其余好豆百粒质量的关系进行研究,探讨大豆食心虫与产量之间的关系。结果表明,不同品种(系)间的虫食相关性状差异极显著;虫食数与单株粒质量呈正相关但不显著,虫食率与单株粒质量呈显著负相关,虫食同节同荚好豆百粒质量与其他好豆百粒质量间差异不显著。