冬春温度变化对小麦温敏雄性不育系BNS的育性转换影响

BNS是一个主体受温度控制的新型小麦雄性不育系,表现为花粉发育在低温下(8℃)不育,高温下(12℃)可育。BNS不育性稳定,但年份间常有波动,一些年份自交结实率上升显著。为了弄清楚BNS育性波动的原因,连续3a观察不同播期的BNS穗分化过程,分析连续6a调查的BNS自交结实率与对应年份的冬春温度变化,结果发现,冬季和春季温度的改变显著影响BNS的自交结实率。一般规律是,暖冬年份自交结实率低,寒冬较高,暖春年份自交结实率高,寒春较低。该现象的形成主要是BNS冬季生长发育速度所致,暖冬年份BNS冬季仍保持生长,到春季时完成温度敏感期前的发育,较早进入温度敏感期,此时的春季温度较低,因此BNS不育;然而在寒冬年份,BNS停止生长,春季需生长一定时间才进入温度敏感期,进入时气温已较高,因此诱导育性转换,自交结实率增高。BNS冬季生长发育速度在穗分化观察中得到验证。该机理解释了不同年份BNS自交结实率的波动,并根据冬春温度可预测BNS的育性转换。     

红花吸收矿质元素及其在器官中分配研究

以红花株系‘2-3’为材料,通过检测红花幼苗期、花蕾期、成熟期不同器官N、P、K、Na、Ca、Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd等矿质元素含量,探计了红花生长过程对矿质元素的吸收及吸收后矿质元素在不同器官中的分配特点。结果表明:不同生育时期红花对矿质元素吸收、器官分配差异明显;不同生育时期不同器官N、P、K含量不同,幼苗期叶中N含量最高,茎中P、K含量较高,从幼苗期到成熟期N、P、K向花和蕾转移,根、茎、叶N、P、K含量呈下降趋势,而花中K含量上升最快;N、P、K需求量高于Fe、Mn、Cu、Zn等元素,氮磷钾三元素比较,花蕾期累积能力为P> K> N,成熟期累积能力为P> N> K,Na在红花的根和茎中累积能力最强,Ca在叶中累积能力最强,Fe和Cu在幼苗期累积能力最强,Fe、Cu、Zn在花蕾期和成熟期均以花蕾和种子生长中心累积能力最强。     

小麦成熟胚再生体系优化效果评价及高再生率基因型筛选

为了对小麦成熟胚的再生优化体系进行培养效果评价及筛选高再生率基因型,以7个小麦品种成熟胚为材料,采用常规和优化2种培养基体系,研究3种胚处理方式对成熟胚出愈率、分化率及再生率的影响。结果表明:优化培养基体系组织培养效果显著优于常规培养基体系;胚处理方式与基因型之间可能存在一定的互作关系,特定基因型品种采用不同胚处理方法,其组织培养效果差异明显,且不同品种的最适胚处理方式可能不同。在供试的7个品种中,矮抗58、济麦22、百农419、百农160和周麦22在经完整胚法处理,分化率均达到50%以上,再生率均达到25%以上,其中以矮抗58和百农160最优,再生率分别达到51.74%、43.84%。而采用纵半切略带胚乳法时,宝丰7228和中麦175的分化率和再生率均较完整胚法有了较大提升,分别达到62.89%、56.79%和26.88%、36.75%。说明特定基因型品种须要找到最适合的胚处理方法,以充分挖掘其再生能力,获得的高再生率小麦品种可用于遗传转化研究。     

棉花根系和叶片质外体汁液分离方法的改进

质外体汁液(apoplastic washing fluid, AWF)在植物生长发育和抵抗生物及非生物逆境方面发挥着重要作用。目前普遍采用真空渗透离心法提取质外体汁液,但具体提取流程和条件却因植物培养条件、种类和器官等不同而不同。本试验以营养液培养的棉花幼苗为材料,改进了棉花根系和叶片AWF分离的取样方法、渗透条件和离心参数等。结果表明,相对于通常的非整体取样,改良后整体取样简单易操作且显著降低了质外体与共质体的苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase, MDH)活性比值,更适宜开展质外体汁液组分研究。根据真空渗透鲜重增加和AWF稀释因子,进一步证明根系不用真空渗透;而叶片需真空渗透,适宜真空强度/时间为-60 kPa/1min,真空后恢复到正常压强约110s。证明叶片颜色变深面积可作为判定真空渗透强度或时间是否适宜的一种简易可行方法。最后,AWF体积、质外体与共质体的可溶性蛋白含量比值和MDH活性比值综合分析表明,棉花根系适宜离心力大小/时间长度为800×g/10～20 min,叶片为400×g/5 min。本改进方法为棉花AWF组分,如蛋白质组学和代谢组学等研究结果的准确性和可靠性奠定了基础,为其他作物AWF分离方法的优化提供了参考。     

新开垦土壤上构建玉米/蚕豆-根瘤菌高效固氮模式

为了在新开垦土壤上构建高效种植模式,本文采用温室盆栽和大田试验相结合的方法,选用4种根瘤菌接种方式(保水剂拌种、清水拌种、三叶期灌根和种子丸衣化)接种4种不同蚕豆根瘤菌(NM353、CCBAU、G254和QH258),分析接菌后新开垦土壤上玉米/蚕豆间作体系的生产潜力、地上部氮素吸收和结瘤特性以及生物固氮等方面的优势,拟为该体系筛选出高效的根瘤菌及其接种技术。结果表明:接种NM353后,玉米/蚕豆间作体系中蚕豆籽粒产量比单作平均增加152.84%,而玉米保持相对稳产;以保水剂拌种的方式接种NM353的间作蚕豆地上部氮素积累量最高,蚕豆结瘤数、瘤重、固氮比例和固氮量均高于本试验中其他3种方式接种的根瘤菌。在盛花期和盛花鼓粒期,接种NM353蚕豆的固氮比例比接种CCBAU的分别高19.1%和11.1%,在各个生育时期两者固氮量之间差异均达显著水平;接种NM353与接种其他菌种间固氮量和固氮比例差异更显著。因此,在新开垦土壤上,用保水剂拌种的方式对间作蚕豆接种NM353根瘤菌,构建玉米/蚕豆-根瘤菌高效固氮体系,为新开垦土壤合理开发利用的可持续发展模式。     

117份小麦种质中5个矮秆基因的分子检测

【目的】研究我国小麦主产区部分小麦品种中矮秆基因的分布,为发掘具产量潜力且利用较少的矮秆基因提供种子依据。【方法】利用5个矮秆基因分子标记,对我国小麦主产区117份小麦种质进行检测。【结果】117份种质材料中,矮秆基因分布频率依次为Rht8(68份,58.1%)Rht-B1b(56份,47.9%)Rht-D1b(46份,39.3%)Rht9(18份,15.4%)Rht13(14份,12.0%)。部分种质中同时携带2个矮秆基因的组合占到37.8%;同时携带3个及以上基因的组合占到21.4%,其中以同时携带Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8基因种质最多,占到12.8%。5种矮秆基因均不携带的种质有15份,占到12.8%。【结论】鉴定出14份携带Rht13矮秆基因的新种质。     

171份小麦种质面粉糊化特性及其与品质性状的相关性分析

为了解我国现有小麦种质的面粉糊化特性,以来源于不同区域的171个小麦品种(系)为试验材料,分析了小麦面粉糊化特性及其与品质性状的相关性。结果表明,品种对面粉糊化参数有极显著影响(P0.01);糊化参数基本呈正态分布,约有81.9%的小麦峰值黏度集中在2 250～3 000 cP,筛选出峰值黏度较高的6个小麦品种(系)。糊化参数在不同小麦类型区的材料间差异程度不同,其中长江中下游冬麦区的峰值黏度显著高于北方冬麦区,与西南冬麦区、黄淮冬麦区和国外引进材料差异不显著。相关分析表明,峰值黏度与其他所有糊化参数均呈极显著正相关;与面粉白度、L~*值、稳定时间和粉质质量指数呈显著或极显著正相关,与b~*和吸水率则呈极显著负相关。     

小麦幼苗根系生理特性和解剖结构对根际pH的响应

为探讨根际pH 对冬小麦根系生长的影响，以半冬性小麦品种''矮抗58''（AK58）和''百农4199''（BN4199）为材料，采用水培试验，设置3个pH 水平（4.0、6.5、9.0，以6.5为对照），研究根际pH 对冬小麦根系抗氧化酶系统的影响及根系解剖结构对pH 的响应。结果表明：酸碱胁迫下，植株地上部及根系生物量、抗氧化酶活性较对照下降，且酸胁迫较碱胁迫下降幅度大。两品种根冠比表现为pH 4.0＜pH 6.5＜pH 9.0，丙二醛（MDA）含量表现为pH 6.5＜pH 9.0＜pH 4.0。与对照相比，两品种碱性条件下根系结构受损较小，而酸性条件下受损较大。相关分析表明地上部和根系干物质积累量与抗氧化酶活性呈显著正相关，与根系MDA含量呈极显著负相关。可见，酸碱胁迫下，保持较高的抗氧化酶活性有利于保持根系生长，从而提高小麦适应不良根际环境的能力。     

黄淮麦区若干高产小麦品种穗光合性能及产量性状的研究

为了解黄淮麦区几种高产小麦品种穗光合特性及产量性状,为筛选高光合育种亲本提供依据,以矮抗58、百农418、百农419、豫麦49和周麦18为试材,研究了其穗部光合速率、叶绿素含量、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、颖壳横切面结构及产量性状变化规律。结果表明,百农419穗部表现出较强的光合特性。在开花期、花后7 d及花后15 d其光合速率分别比矮抗58高14.12%,42.86%,6.11%,比百农418高2.69%,4.65%,4.50%,比豫麦49高11.45%,12.08%,16.24%,比周麦18高22.92%,6.35%,10.64%;其颖壳叶绿素a含量和总叶绿素含量较高,Chla/Chlb分别比矮抗58高22.47%,20.04%,0.41%,比百农418高5.72%,18.63%,3.21%,比豫麦49高6.14%,25.68%,0.56%,比周麦18高12.35%,21.26%,2.49%,具有较强的光能捕获能力;Fv/Fm在4个测定时期均最高;此外,百农419颖壳细胞组织较厚,维管束数目较多,大维管束的周长与面积较大,具有较强的"流"能力。产量结果显示,百农419的理论产量和实际产量分别高出矮抗58 25.22%和14.05%、高出百农418 17.15%和10.82%、高出豫麦49 23.74%和19.28%、高出周麦18 8.55%和8.57%,差异显著。综合试验结果认为,百农419穗部光合能力较强,产量较高,具有作为绿穗灌浆高光效育种亲本的潜力。     

氮磷钾配施对红花产量及其有效成分在器官中分配的影响

于2018—2019年在河南科技学院试验田,以百农红花1号为材料,设计氮、磷、钾三因素和无肥(N0、P0、K0)、低肥(N1、P1、K1)、中肥(N2、P2、K2)、高肥(N3、P3、K3)四水平试验,以T1(N0P0K0)为对照,T2 (N0P2K2)、T3(N1P2K2)、T4(N2P2K2)、T5(N3P2K2)、T6(N2P0K2)、T7(N2P1K2)、T8(N2P3K2)、T9(N2P2K0)、T10(N2P2K1)、T11(N2P2K3)为不同配施水平,共11个处理,研究氮、磷、钾肥用量及配比对红花产量的影响,探讨氮、磷、钾不同用量及配比下红花生育期各器官中有效成分分配规律。结果表明：红花花产量随氮肥用量的增加而增加,以T5最高,与T1相比增加59.44%,随磷肥和钾肥用量的增加呈先上升后下降趋势,均以T4最大,与T1相比增加42.87%;红花种子产量随氮、磷、钾肥用量的增加呈先上升后下降的趋势,均以T4最高,与T1相比增加116.52%。氮、磷、钾肥不同用量及配比对红花生育期各器官中黄酮含量影响有相同规律,从苗期到成熟期,叶和茎黄酮含量均表现为先下降后上升的趋势,根中黄...