小麦热激蛋白转录因子C家族基因的结构及其在干旱胁迫中的表达

小麦热激蛋白转录因子在热胁迫和耐热性产生的过程中发挥重要作用。为进一步了解小麦热激蛋白转录因子C亚家族,本研究采用全基因组信息保守结构域比对和进化聚类分析,共鉴定了24个小麦TaHsfC基因,并对TaHsfC亚家族成员染色体定位、基因结构、亚细胞定位、对应蛋白质的氨基酸特点、基因表达进行了分析。结果表明,24个TaHsfCs主要分布在5条染色体上,其中A基因组中有7个,B基因组中9个,D基因组中有6个,另外两个所在染色体位置不清楚。TaHsfCs含有0～2个内含子,其中 TaHsfC1亚族基因含有1～2个内含子, TaHsfC2亚族基因则含有0～1个内含子。聚类分析表明,小麦TaHsfC成员共分为 TaHsfC1和 TaHsfC2两个亚族。24个TaHsfCs成员全部定位于细胞核。在15%PEG模拟干旱条件下,干旱敏感品种矮抗58和耐旱品种晋麦47中有10个TaHsfC基因显著上调表达,其中 TaHsfC2亚族基因的表达量上调倍数均高于 TaHsfC1亚族基因(其中 TaHsfC2j和 TaHsfC2k未在晋麦47中检测到表达量)。本研究可为探索小麦热激蛋白转录因子C家族基因在小麦抗旱中的分子机制提供一定的理论支撑。     

水氮处理对稻茬小麦籽粒产量及品质的影响

为给稻茬小麦水肥优化管理提供对策,以国审小麦品种兰考198为供试材料,连续两年在河南信阳研究了水（正常和渍水）、氮（0、225和300 kg·hm^-2）处理对小麦产量和品质的影响。结果表明,水氮处理对小麦产量与品质性状的影响表现为氮>水>水×氮。施氮处理可显著提高小麦穗数、穗粒数、产量、籽粒容重、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值,对千粒重影响不大。渍水处理降低了小麦籽粒产量、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值,但两种水分处理间差异不显著;渍水对产量构成三因素的影响也因年降雨量的不同有所差异,对籽粒容重无显著影响。因此,在当前土壤水分含量相对较高的豫南稻茬麦区,氮肥仍是决定小麦籽粒产量与品质性状的关键因素。     

SPOT 5与HJ遥感影像用于冬小麦氮素监测的效果对比

为探讨HJ遥感影像对冬小麦氮素监测的适用性,利用同期获取的SPOT5和HJ1B遥感影像,结合同步地面取样测试,从传感器的光谱响应、监测模型精度以及叶片氮含量空间填图3个方面,对冬小麦氮素的遥感影像监测效果进行了分析与评价。结果表明,两类遥感影像的3个波段反射率及植被指数与小麦叶片氮含量均密切相关,其中,SPOT5影像的最优模型植被指数为GNDVI（绿色归一化植被指数）,HJ1B影像的最优模型植被指数为NDVI（归一化植被指数）,SPOT5影像在监测精度上优于HJ1B影像,但差别不大。填图结果表明,除地块较破碎地带外,利用HJ1B影像反演填图所得的小麦叶片氮含量在空间分布上与SPOT5影像结果比较一致。说明利用SPOT5与HJ遥感影像监测小麦氮素营养状况都是可行的,而HJ遥感影像在一定精度要求范围内能够替代SPOT5等遥感影像的监测效果。     

小麦BES1转录因子基因 TaBEH3的克隆及表达分析

BES1(油菜素内酯不敏感1-甲磺酸乙酯-抑制剂1)是一类植物特有的转录因子家族, TaBEH3基因是小麦 BES1基因家族成员之一,为进一步了解该基因的功能,以中国春为材料,克隆了 TaBEH3基因,将其3个同源基因分别命名为 TaBEH3-A、 TaBEH3-B和 TaBEH3-D。序列分析显示,3个同源基因均包含2个外显子,分别编码356、354和358个氨基酸,启动子区含有大量与植物生长发育、激素响应相关的顺式作用元件,其中,分生组织表达元件（CAT-box）和脱落酸响应元件（ABRE）在3个基因中普遍存在。系统进化树分析显示, TaBEH3基因在麦类作物中具有更近的亲缘关系。基于qRT-PCR进行的时空表达分析显示, TaBEH3基因在不同组织和不同器官间均有组成性表达,表明 TaBEH3基因在植物生长发育（特别是花器官的发育和形成）过程中具有重要的作用。 TaBEH3-A、 TaBEH3-B和 TaBEH3-D基因响应ABA激素胁迫处理,且3个基因的表达量变化趋势一致。     

不同小麦品种抗性淀粉含量及其与其他淀粉品质性状的关系

为了解不同小麦品种抗性淀粉含量的差异及其与其他淀粉品质性状的关系,以30个小麦品种为试验材料,分别在河南省7个地点种植,对面粉中抗性淀粉含量、淀粉组分、淀粉糊化特性、淀粉粒度分布等进行了分析。结果表明,所有被测品质性状均受环境、基因型影响,且多数指标的环境效应大于基因型效应。7个地点间比较,抗性淀粉含量及淀粉品质性状的综合表现在开封点和原阳点均优于其他地区。供试小麦品种的抗性淀粉含量为1.47%～2.28%,平均为1.88%,以赛德麦1号、百农4199、许科316等品种的抗性淀粉含量较高。经相关分析,抗性淀粉含量与直链淀粉含量、峰值粘度、低谷粘度、最后粘度呈显著正相关。以上结果说明,提高小麦抗性淀粉含量,一定程度上可以改善淀粉的糊化特性。     

黄淮麦区(南片)小麦籽粒过氧化物酶活性分析及其等位基因检测

为研究黄淮麦区(南片)小麦籽粒中过氧化物酶(peroxidase, POD)的活性及其等位基因在此麦区新育成小麦品种(系)中的分布情况,利用分光光度计对黄淮麦区(南片)新育成的94份小麦品种(系)的过氧化物酶活性进行测定,同时利用功能标记POD-3A1、POD-3A2、POD-7D1和POD-7D6对供试材料 TaPod-A1和 TaPod-D1位点的等位基因进行检测。结果表明,参试小麦材料POD活性的平均值为668.6 U·g~(-1)·min~(-1),变化范围为431.3～954.8U·g~(-1)·min~(-1),大部分供试材料的POD活性为中等水平;在 TaPod-A1位点,共检测到 TaPod-A1a和 TaPod-A1b两种等位基因,分布频率分别为48.9%和51.1%,携带两种等位基因材料的POD活性差异达到显著水平, TaPod-A1a与低POD活性相关, TaPod-A1b与高POD活性相关;在 TaPod-D1位点,仅检测到 TaPod-D1b等位基因,分布频率为100%,说明供试材料在 TaPod-D1位点的多态性较为单一。本研究可为黄淮麦区(南片)小麦品质色泽改良提供参考信息。     

施氮量对两个粒型小麦品种籽粒胚乳细胞增殖及糖含量的影响

为了解小麦胚乳细胞增殖、糖代谢在粒型间的差异及氮营养的调控效应,2009-2010年度以大粒型品种郑育麦9987和小粒型品种郑麦004为材料,研究了施氮量对小麦籽粒胚乳细胞增殖、细胞壁转化酶活性及糖含量的影响。结果表明,郑育麦9987胚乳细胞数(11.92×105)较郑麦004(10.73×105)多11.1%。施氮量影响籽粒胚乳细胞数,其中郑育麦9987低氮处理(150kg·hm-2)的胚乳细胞数目较高氮处理(300kg·hm-2)增加29.1%,而郑麦004则表现为高氮处理较低氮处理增加44.7%。两品种籽粒细胞壁转化酶活性均于花后5~8d达到峰值,花后20d则降到较低水平;籽粒可溶性糖和蔗糖含量均随灌浆进程整体呈先上升后下降趋势,在花后25d有一个小波峰。增施氮肥可增加籽粒细胞壁转化酶活性,提高后期籽粒可溶性糖和蔗糖含量。表明增施氮肥有利于小麦籽粒胚乳细胞增殖、光合产物的积累与运转,从而提高了粒重。     

豫西南浅山丘陵区小麦测土配方施肥技术研究

为给豫西南浅山丘陵区小麦测土配方施肥技术的推广应用提供参考,以豫西南盆地的典型浅山丘陵区河南南召县为代表,通过对小麦肥料效应和耕地地力等进行系统研究与分析,建立了施肥技术指标体系,并制定出区域肥料配方和提出施肥建议。结果表明,该区麦田土壤全氮含量极低、低、中、高指标分别为0.65、0.65~0.94、0.94~1.34、1.34g·kg-1,有效磷含量分别为10、10~16、16~24、24mg·kg-1,速效钾含量分别为49、49~66、66~89、89mg·kg-1,不同肥力水平下N、P2O5、K2O推荐施肥量分别为120~225、0~120、0~135kg·hm-2;根据丘陵旱作区、山前平原区和水旱轮作区土壤养分供应特点及小麦需肥规律,3个种植生态区一次性施肥方案的肥料配方(N-P2O5-K2O)分别为45%(27-8-10)、40%(25-6-9)、35%(22-5-8);基肥与追肥相结合方案的通用基肥配方为40%(15-10-15),3个种植生态区基肥施用量分别为450~600、420~540、360~480kg·hm-2,在小麦起身至拔节期结合雨水或灌水分别再追施尿素200~260、180~240、150~210kg·hm-2。     

氮肥对夏玉米灌浆期地上部器官生物量分配的影响

于2009-2010连续2年大田条件下研究3个氮肥处理对玉米地上部不同器官生物量分配的影响。结果表明,长期过量施肥条件下夏玉米地上部各器官生物量所占比重施肥处理间差异不显著。灌浆初期不同器官所占生物量比重表现为：下部茎组>下部叶组>中部叶组>下部鞘组>上部叶组>中部茎组>雄穗>苞叶>中部鞘组>上部鞘组>上部茎组>穗轴>花丝>穗柄;而成熟期为：籽粒>下部茎组>穗轴>下部叶组>中部叶组>苞叶>上部叶组>中部茎组>下部鞘组>中部鞘组>上部鞘组>上部茎组>穗柄>雄穗>花丝。整个灌浆期下部茎组生物量比重下降最大,其次为下部叶组。上部叶组、上部茎组、穗轴的生物量比重与籽粒产量呈显著正相关;而下部叶组、下部鞘组、花丝、雄穗则与籽粒产量呈显著负相关。维持灌浆期上部器官功能期、促进穗部性状物质转移,对于过量施肥条件下形成更高玉米产量具有重要意义。     

小麦核氧还蛋白基因TaNRX1的序列特征及表达分析

核氧还蛋白(nucleoredoxin,NRX)是一类广泛存在于植物中的氧化还原调控蛋白。为探讨NRX基因在小麦发育调控过程中的生物学功能,利用生物信息学及RT-PCR方法,鉴定并克隆了小麦核氧还蛋白基因 TaNRX1,将其3个部分同源基因分别命名为 TaNRX1-2AL、 TaNRX1-2BL和 TaNRX1-2DL。序列分析显示,3个部分同源基因均包含4个外显子和3个内含子,且CDS序列高度一致(98%),分别编码576、580和577个氨基酸;蛋白特性分析发现,TaNRX1包含3个TryX_like_TryX_NRX保守域,属于植物NRXI亚类;三级结构预测显示,TaNRX1可折叠形成一个C型的特定空间结构,其中包含4个由反向平行β-折叠及外围α-螺旋构成的结构单元。利用qRT-PCR技术进行的时空表达特性分析显示,在籽粒发育过程中 TaNRX1基因整体呈下调表达趋势,但在小麦品种矮抗58籽粒发育过程中有两次表达回升出现,这可能与矮抗58具有较强的抗逆特性有关;在不同组织间 TaNRX1基因存在差异表达,其中在节间和穗下节中的表达量最高,在成熟种子中的表达量最低。