长江中下游麦区小麦地方种质千粒重全基因组关联分析

【目的】高产是小麦育种的永恒主题,千粒重是产量构成的三因子之一。因此,发掘控制小麦千粒重QTL(quantitative trait loci)区段及其优异等位变异,对利用分子标记辅助选择进行小麦产量性状的遗传改良具有重要意义。【方法】以来自长江中下游麦区188份小麦地方种质为材料,在3个环境下对小麦千粒重进行表型鉴定;利用DArT芯片(diversity arrays technology)进行全基因组扫描,基于一般线性模型(Q+K)对小麦千粒重进行关联分析。【结果】千粒重表型鉴定发现来自江苏、浙江和湖北小麦地方种质具有较高千粒重;通过全基因关联分析,共获得8个DArT标记在2个及以上的环境中均与小麦千粒重显著关联,分布于小麦染色体1B、1D、3B、4B和5B上,其表型贡献率9.19%～12.65%。【结论】长江中下游麦区小麦地方种质千粒重表型变异丰富;在不同环境中均能关联到的标记为较为稳定的控制小麦千粒重位点。     

白皮小麦抗穗发芽资源评价及抗性候选位点关联分析

白皮小麦皮薄且胚乳相对含量及出粉率高,较红皮小麦更受农户和企业青睐,但也更易发生穗发芽。为了给抗穗发芽机理研究及抗性育种提供参考,本研究首先在7个不同环境条件下对来自世界主要小麦产区的502个白皮小麦材料进行穗发芽抗性鉴定和评价,然后对白皮小麦穗发芽抗性进行位点关联分析。穗发芽抗性鉴定结果表明,502个白皮小麦材料中,仅1.39%的材料平均发芽率小于40%,其中Osiris（埃及）、Vilmorin 29（法国）、Miana（法国）、Kanto 107（日本）、Darwin（德国）、Magnif MG（阿根廷）和Benefactress（英国）具有在多个环境下稳定的穗发芽抗性。利用与小麦穗发芽抗性紧密连锁的236对标记筛选到202个多样性位点,依据遗传结构将白皮小麦群体分为3类（K=3）时,分别有40.92%、30.03%和29.04%的材料分在三个亚群中,当K=6时群体结构趋于稳定,同时发现,非洲的材料群体结构单一,而来自其他地区的材料遗传结构更复杂。结合穗发芽表型与K=3~6时的遗传结构数据对具有代表性的303个白皮小麦材料进行关联分析,通过平均值与各环境值分别关联到4个与15个在白皮小麦群体中与穗发芽抗性相关的等位变异位点。其中, Xwmc24.2-1A、 Xcfd44.1-2D、 Xbarc321.2-3A、 Xgwm397.1-4A和 Xwmc75.1-5B能够在不同环境中关联到,为较稳定的白皮小麦抗穗发芽位点。     

仰合天时，俯接地气，彰显“耕读文化”的劳动教育课程设计——以“节气与作物生产实践”为例

劳动素养已经成为学生核心素养发展的重要组成部分,耕读教育作为农林院校加强劳动教育的重要载体,是传承中华优秀传统文化,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者与接班人,实现铸魂育人目标的重要实践。但目前高等院校的劳动教育内容缺乏系统性规划、可操作的课程载体,并未完全发挥育人功能。课程组以通识课“节气与作物生产实践”为依托,以“二十四节气”为时间轴线,设计了劳动耕读教育体系化的教学内容,并在课程内容中融入耕读文化中的物态元素、文化制度元素、文化行为元素和精神元素,挖掘其中的思政元素,达到“教之以事而喻诸德”的课程目标。通过对“节气与作物生产实践”这一系统性劳动耕读教育课程的案例分析,拟为高等农业院校劳动耕读教育提供一条富有启发性的路径。     

小麦品种川农16后代品系贮藏蛋白及品质性状分析

从99E18×川农16杂交组合F6代中选育出17个综合农艺性状优良的新品系.对其醇溶蛋白、商分子量谷蛋白亚基和加工品质进行了检测.结果表明,绝大多数品系为1BL/IRS易位系,素本醇溶蛋白基因资源发生了重组,亚基7 8和20在一定程度上呈共显性遗传.筛选出1个品系具有与99E18相同的优质高分子量谷蛋白亚基组成(1,7 8,5 10).有10个品系的蛋白质含量和15个品系的湿面筋含量高于川农16,所有品系的面团稳定时阊和沉降值均高于川农16,表明后代品系加工品质性状在川农16的基础上得到了不同程度的遗传改良.聚类分析发现后代品系大致可分为2个亲本类型.这些结果为进一步选择与利用川农16后代品系提供了参考依据.     

四川小麦品种(系)淀粉颗粒结合蛋白多态性分析

为了解四川小麦品种(系)淀粉颗粒结合蛋白的多样性,对66份四川小麦地方品种、100份新育成品种(系)以及21份小麦骨干亲本材料的淀粉颗粒结合蛋白进行了SDS-PAGE分析。结果表明,在187份供试材料中共分离出7种蛋白条带组合类型,10种不同的蛋白条带,其中5种条带在供试材料中检测到缺失和迁移率改变。114份材料表现为SGP-1A蛋白缺失,而在所有供试的四川小麦地方品种中该蛋白均表达。共4份材料在SGP-1B位点蛋白迁移率改变,18份材料的Wx-1B蛋白条带缺失,8份材料的Wx-1D蛋白条带缺失,仅有1份材料的Wx-1A蛋白条带缺失。通过与中国春缺体-四体(N7AT7B、N7DT7B、N4AT4B)、乌拉尔图小麦(AA)、节节麦(DD)、圆锥小麦(AABB)淀粉颗粒结合蛋白的比较,并结合质谱鉴定,进一步验证了所鉴定条带的准确性。本研究表明,四川小麦新育成品种(系)和骨干亲本比四川小麦地方品种具有更丰富的淀粉颗粒结合蛋白变异类型,鉴定出的变异材料可用于淀粉颗粒结合蛋白功能的研究和小麦淀粉品质育种。     

斯卑尔脱小麦品质性状分析

对142份斯卑尔脱小麦材料进行了品质性状测定与分析。结果表明,被测性状存在较大的遗传变异,绝大多数材料为软质和角质;平均蛋白质含量16.06%,104份材料的湿面筋含量>28%,达到中筋小麦标准。56.82%材料的沉降值大于50 mL;面团吸水率>70%的材料有73份,形成时间大于7.5 min的材料有3份;筛选到蛋白含量>20%的材料3份,高沉降值(>75 mL)材料10份。6份品质性状且农艺性状均较好的斯卑尔脱小麦可望用于普通小麦品质遗传改良。     

北美主要栽培大麦品种农艺性状分析

对99份北美主要栽培大麦品种进行了农艺性状考察与评价,并对各性状之间进行了相关分析,以期为这批种质资源的合理利用提供依据.结果表明:大部分品种株高为半矮秆或中间型,有效穗数大于10的较多,分蘖性较强,穗长在中等或中等以上长度,小穗数较多,穗粒数不高,千粒重较低,无大粒资源,成穗率主要表现为高或中高型.从中筛选出18份综合性状较好的和一些单一性状优良的材料.相关分析表明,株高与穗粒数、千粒重、穗长,千粒重与穗长和小穗数之间的相关关系显著,可通过增加千粒重来提高大麦产量.     

小麦胁迫相关基因TaLEA2的克隆、生物信息学及表达特性分析

【目的】克隆小麦Triticum aestivum晚期胚胎发育丰富蛋白基因并对其进行基因结构、蛋白特性及表达模式分析,为其耐盐性研究奠定理论基础.【方法】搜索小麦EST数据库,通过同源克隆分离并获得小麦晚期胚胎发育丰富蛋白基因,用生物信息学软件分析该基因结构及蛋白特性,荧光定量试验分析该基因的表达模式.【结果和结论】获得1条1 100 bp的核苷酸序列,该序列包含了1个981 bp的开放阅读框,编码1个由326个氨基酸残基组成的蛋白,该蛋白含有2个LEA2结构域,属于第2组LEA蛋白,该蛋白命名为TaLEA2.生物信息学分析显示TaLEA2蛋白具有LEA2家族的典型特征,富含赖氨酸(Lys),不含半光氨酸(Cys),无明显的高级结构,平均亲水系数(GRAVY)为-0.405,稳定系数为25.28,这种氨基酸组成及结构均有利于蛋白的热稳定性及亲水性.实时荧光定量PCR分析表明,TaLEA2基因为组成型表达,同时该基因存在组织表达差异,且表达受不同发育时期影响;该基因调控表达受高盐、低温、病原菌及干旱等胁迫的影响,尤其在干旱胁迫中上调表达明显,但该基因不受外源ABA刺激的影响.推测TaLEA2基因参与了小麦正常条件下的生长发育,同时也广泛地参与了小麦抵御逆境胁迫的响应,尤其在小麦的抗旱胁迫过程中发挥重要作用.     

黑麦属贮藏蛋白的SDS-PAGE分析

对72份黑麦属材料的贮藏蛋白进行了SDS-PAGE分析。结果表明,黑麦属贮藏蛋白与普通小麦不同,可明显区分为4种组分:HMW、-γ75k、ω和-γ40k。黑麦属72份材料共有54种贮藏蛋白带型,每个材料可分离出7~11条带,多数为9~10条。在HMW区检测到6种亚基,22种不同组合。-γ40k区多为3条带,其他区域均以2条带最为普遍。各区域均可反映一定程度的变异,但以HMW-GS和-γ45区变异最大,揭示的材料间的遗传相似系数(GS)分别为0.622和0.776。72份材料平均GS值为0.748,变幅为0.450~1.000。森林黑麦(S.sylvestre)种内的GS值最高,达0.970,而普通黑麦(S.cereale)种内的GS值最低,为0.797。森林黑麦与普通黑麦的种间GS值最低,为0.633,与其他2个种的种间GS值也均较低(<0.700)。瓦维洛夫黑麦(S.vavilovii)与森林黑麦(S.cereale)的种间GS值高达0.785。该结果说明,SDS-PAGE可以有效地揭示黑麦属贮藏蛋白丰富的遗传差异,并可在一定程度上反映黑麦属种间的亲缘关系。     

本科专业课增设教授专题的实践与探索

四川农业大学农学专业本科作物育种学课程在教学计划学时以外,邀请一定数量的校内较知名作物育种学专家、教授给本科生作教授专题报告,每年3—4个,主要介绍当前主要农作物育种方法、研究成果和育种动向等,使学生更好地掌握本课程相关知识,更多地了解作物育种学当前发展动态,让学生把理论与实际联系起来,用较少的时间学习较多的知识。