不同胚性愈伤率小麦胚发育过程生化和显微结构特征研究

为探究不同胚性愈伤率小麦成熟胚的胚发育过程中的生化和显微结构特征,以不同胚性愈伤率的小麦基因型为材料,测定花后16、30 d小麦胚中的糖类、激素和活性氧的含量。结果显示,较高胚性愈伤率基因型小麦花后30 d麦胚的赤霉素含量显著大于低胚性愈伤率型,而其他生化指标在2个发育阶段差异不显著。相关性分析发现,30 d胚的赤霉素含量与胚性愈伤率呈极显著正相关,说明高胚性愈伤率的小麦胚可能在发育晚期具有较高的赤霉素含量。在对胚内部结构观察中,并未发现2个发育阶段不同小麦胚之间存在明显差异。     

播期、播量和施氮水平对‘西农109’小麦生长及产量的影响

对在陕西省和安徽省审定的冬小麦品种西农109进行栽培技术措施探索,为其在关中地区乃至黄淮南片冬麦区的推广提供技术支撑。试验于2018-2020年在陕西省宝鸡市陇县的西北农林科技大学旱地农作物试验示范基地开展,通过探索不同播期、播量以及氮肥水平处理条件下对冬小麦西农109农艺性状和产量及品质的调控影响,综合分析得出：10月10日播种、157.5 kg/hm²的播量与144～168 kg/hm²氮肥水平栽培措施更适宜西农109小麦增产提质。     

干旱胁迫对不同彩粒小麦苗期生长发育的影响

为了筛选具有优良抗旱性的小麦特异材料,通过表型分析与生理生化指标测定相结合的方法,分析干旱胁迫对不同彩粒小麦苗期生长发育的影响。结果表明,不同小麦材料在重度干旱胁迫下植株表型、复水后成活率、叶片相对含水量、叶绿素质量分数、脯氨酸质量分数及叶绿素荧光参数均存在显著差异,其中多个指标均显示2份彩粒小麦材料抗旱性较好,即‘ZHW’/‘小偃22’杂交后代和‘0705-39’/‘INDB’杂交后代材料。对各指标进行相关性分析发现,植株复水后成活率与叶片相对含水量、脯氨酸质量分数、叶绿素质量分数之间存在极显著的相关,叶片相对含水量与F_v/F_m、ETR、q~P存在显著相关。抗旱表型分析与生理生化指标测定结果显示干旱胁迫显著影响不同彩粒小麦的苗期生长发育,且不同彩粒小麦抗旱性存在显著差异,筛选的2份抗旱性较好的彩粒小麦材料可用于进一步的抗旱分子机制解析和旱地小麦育种。     

灌浆期持续干旱对小麦光合、抗氧化酶活性、籽粒产量和品质的影响

为解析灌浆期持续干旱对优质强筋小麦生长发育的影响,以大面积推广种植的优质强筋早熟多抗小麦品种西农979为材料,从旗叶光合作用、抗氧化酶活性、籽粒淀粉和蛋白质积累过程等方面分析其在灌浆期不同阶段对干旱胁迫的响应特征。结果表明,与正常水分供应(CK)相比,干旱胁迫下花后10 d后小麦旗叶相对含水量下降,变化不显著,而POD、CAT和SOD活性升高,旗叶气孔导度、蒸腾速率、净光合速率等显著下降。随着干旱胁迫时间的延长,旗叶光合能力显著下降,活性氧清除酶活性均呈下降趋势,其中POD和SOD活性下降速度低于CK。灌浆期干旱胁迫显著降低植株结实率、籽粒长宽、饱满度、千粒重等,导致产量显著下降,并减少籽粒直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量及淀粉直支比,增加籽粒蛋白质含量。由此可见,灌浆期持续干旱会降低小麦光合能力,增强抗氧化能力,抑制籽粒淀粉合成和积累,影响植株结实、籽粒发育和品质形成。     

小麦种子萌发基因TaJAZ1的克隆和功能研究

小麦品种铭贤169是我国黄淮麦区育种研究广泛应用的条锈病诱发材料，但其种子休眠时间过长，不仅影响播种后均匀发芽和生长发育，其收获掉落籽粒也容易导致秋季育种田的生物学混杂。本研究通过筛选其休眠种子与萌发种子的转录组学数据，克隆获得差异表达基因TaJAZ1，并对其生物信息学特性、亚细胞定位、表达模式进行分析，结合解析拟南芥jaz3（与TaJAZ1同源性最高）突变体、TaJAZ1过表达拟南芥和水稻的表型反应。结果表明,TaJAZ1基因编码区全长1 230 bp，可编码409个氨基酸，在不同物种间保守性较强，与野生二粒小麦JAZ1基因的亲缘关系最近；启动子区含有脱落酸响应元件ABRE 和茉莉酸甲酯响应元件CGTCA-motif和TGACG-motif；该基因定位于细胞核和细胞膜，TaJAZ1基因在种子发育中穗发芽时期表达量达到最高，进入成熟时期表达量显著降低；ABA能诱导TaJAZ1基因的表达，ABA处理下过表达拟南芥的萌发率比野生型和jaz3突变体高，ABA信号通路基因AtABI5的诱导量变低；TaJAZ1过表达水稻的萌发率高于受体水稻， ABA处理后，OsABI5的诱导量也降低。以上结果证明，TaJAZ1基因能促进种子萌发，进一步验证其在ABA信号通路中起负调控作用，为改良铭贤169等强休眠性小麦品种提供参考。     

小麦铭贤169休眠解除期间种子结构与主要成分的变化

为探究小麦种子休眠解除期间的成分变化对发芽率的影响,了解种子休眠解除机制,以铭贤169为材料,在收获后不同储藏时间（间隔20 d）取样,通过显微设备观察了种子后熟期间的结构变化,测定了相关生理指标和成分,以探究铭贤169种子休眠性原因。结果表明,铭贤169种子休眠解除过程中,种皮细胞结构、组织结构、淀粉粒结构、蛋白基质等均发生变化,淀粉含量、粒径、糊化特性、热稳定性随贮藏时间延长变化显著。铭贤169的离体胚在花后25 d就具有发芽能力,但种子在花后35 d仍处于休眠。收获后熟期间,种胚活性、种子吸水率、含水量、淀粉含量、淀粉糊化谷值粘度和峰值时间、热稳定性逐步上升,与发芽率正相关。A型淀粉粒表面破损,淀粉粒与蛋白质结合紧密,种皮结构松散;淀粉粒径、淀粉酶活性、可溶性糖含量和沉降值减小;面筋和粗蛋白含量变化不大。推测铭贤169种子的休眠性与种子母体成分有关,休眠解除期间发芽率变化受种皮结构、淀粉的分解程度、淀粉粒与蛋白质的结合方式、可溶性糖含量、淀粉含量和性质以及淀粉酶活性等因素影响。     

小麦源库优异种质的鉴定与源库类型的划分

【目的】筛选源库评价指标，划分试验材料的源库类型，探究源库关系对小麦农艺、产量及品质性状的影响，为小麦源库代谢研究和遗传育种应用提供参考。【方法】以国内外190份小麦种质资源为试验材料，测定其源代谢、库代谢相关性状，利用主成分分析对小麦的源库代谢能力进行评价，根据综合得分对优异小麦材料进行筛选。以源活性综合得分、源大小（叶面积）、库活性综合得分、库数目（穗粒数）为指标进行层次聚类，根据聚类结果总结小麦材料的源库类型，分析不同区域小麦源库特征差异，比较不同源库类群间小麦的农艺性状、产量性状、品质性状的差异。【结果】通过主成分分析将6个与小麦源活性密切相关的指标转化为3个独立指标（光化学淬灭系数、最大光合潜力和叶绿素含量），将5个与库活性密切相关的指标转化为2个独立指标（最大灌浆速率和灌浆持续期），累计贡献率分别为82.80%和92.90%，筛选出源活性、源大小（叶面积）、库活性、库数目（穗粒数）排名前十的小麦品种。根据源库关系，将供试的190份小麦材料划分为三大类八小类：源足库乏型（源中库弱型、源强库中型）、源乏库足型（源中库强型、源弱库中型）和源库平衡型（受限于库活性的源弱库弱型、受限...     

小麦再生相关基因TaDCC1-2B的克隆与功能验证

硫氧还蛋白DCC1在拟南芥中依赖氧化还原修饰通过调节活性氧(ROS)的稳态来调控植物的再生。为深入了解小麦中该基因的序列特征及功能,从普通小麦‘中国春’中克隆获得一个小麦硫氧还蛋白基因 TaDCC1-2B,其CDS长度为645 bp,编码214个氨基酸。生物信息学分析表明,该基因编码的蛋白分子质量为23.59 ku,理论等电点为8.94,亲水性总平均值为-0.409,推测为亲水性蛋白。系统进化分析表明该基因在不同物种间具有较强的保守性,启动子区域含有与分生组织形成和赤霉素响应相关的的顺式作用元件。利用农杆菌介导法将 TaDCC1-2B基因转入拟南芥硫氧还蛋白突变体dcc1中,转基因植株根尖诱导的再生芽的再生率接近于野生型,其体内 TaDCC1-2B和WUS基因的表达水平也显著高于突变体,表明转基因株系中 TaDCC1-2B基因的过量表达维持了愈伤组织中内源ROS水平的稳定,使得WUS基因得以正常表达,从而维持了拟南芥愈伤组织的再生能力,推测 TaDCC1-2B基因可能在小麦组织培养过程中也将发挥相似作用。