腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性对小麦K、V、T型不育系育性及籽粒形成的影响

为进一步探寻小麦不育系的不育机制和籽粒不饱满的生理机制,以冀5418核基因为遗传背景,对同核异质K、V、T型不育系叶片、幼穗和籽粒中的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase, AGPase)活性和淀粉积累量进行了动态观测,并与各自的保持系进行了比较。在雌雄蕊原基分化期, 不育系幼穗中AGPase活性较保持系高9.33~27.94 μmol g^-1 FW h⁻¹, 差异达极显著水平(F=133.81, P<0.0001); 而在四分体期, 不育系幼穗中该酶活性极显著低于保持系(F=13.97~75.20, P<0.0001),差异为4.27~7.44 μmol g^-1 FW h⁻¹。雌雄蕊原基分化期至四分体时期,不育系叶片中AGPase活性较保持系高7.39~80.77 μmol g^-1 FW h⁻¹,差异极显著(F=135.76~5454.28,P<0.0001)。不育系强、弱势粒中总淀粉、直链淀粉和支链淀粉积累量、AGPase平均活性、淀粉含量及直/支比均极显著低于保持系,且这些指标均表现为强势粒显著高于弱势粒。Logistic方程显示,不育系籽粒淀粉积累量的减少主要由淀粉积累速率降低引起;籽粒AGPase活性与淀粉积累速率显著或极显著正相关(r=0.4460~0.7150, P=0.0004~0.0487);灌浆期, 叶片中AGPase活性与光合速率呈负相关(r=−0.28634, P=0.2823)。因此,雄性不育的可能原因是雌雄蕊原基分化期幼穗和叶片中AGPase活性高,幼穗发育所需能量供应不足;而四分体期幼穗AGPase活性低,影响花粉中淀粉积累。不育系对籽粒AGPase活性具有明显的不良胞质效应,降低ADPG供应水平,影响淀粉的积累,以及旗叶AGPase活性对净光合速率的不良影响,是籽粒不饱满的重要原因之一。     

不同小麦品种粒重和蛋白质含量的穗粒位效应分析

小麦籽粒的发育存在时空差异,不同穗粒位的粒重和蛋白质产量也存在差异,剖析粒重和籽粒蛋白质含量的穗粒位效应,有助于深入了解小麦产量和品质的形成机制。于2009—2010和2010—2011小麦生长季进行大田试验,选用3种类型4个品种,分析了不同穗粒位的粒重、蛋白质积累和蛋白质含量的动态变化。结果表明,粒重和蛋白质积累量的穗粒位间变异大于年份(环境)间变异和基因型间变异;蛋白质含量的年份间变异大于基因型间变异和穗粒位间变异,而成熟期穗粒位间变异最大。大粒品种易受环境影响,小粒品种比较稳定。优质面包小麦品种开花后各时期的籽粒蛋白质含量普遍高于中筋小麦,但不同时期、不同年份差异较大。开花后各时期,强势粒的粒重、蛋白质积累量和蛋白质含量显著大于弱势粒,中部籽粒显著大于上部和下部籽粒;随着灌浆进程穗中部与下部籽粒的差异变小,至开花后36 d时,中部和下部籽粒的蛋白质含量无显著差异。随籽粒灌浆进程,不同品种各穗粒位的粒重和蛋白质积累均呈"慢–快–慢"的"S"型曲线变化,蛋白质含量均呈"高–低–高"的"V"型曲线变化,灌浆后期,中部和下部强势粒以及下部弱势粒的蛋白质含量增长速度明显快于其他穗粒位籽粒。粒重最大生长速率出现在开花后18~21 d,快速增重时期为开花后12~26 d;籽粒蛋白质最大积累速率出现在开花后21~24 d,快速积累时期为开花后13~32 d。根据本研究结果,我们认为高产优质小麦品种的特征是籽粒不宜过大,小花位粒数不宜过多,且中、下部籽粒较多,开花后13~26 d灌浆速率快。     

BNS小麦穗分化进程与其雄性不育性的表现

本研究以BNS小麦为试材,采用分期播种和春季播种试验,研究BNS不同播期的幼穗分化进程及其温光与育性的关系,旨在进一步明确BNS育性转化的穗分化敏感时期.结果表明:(1)随播期推迟,BNS二棱期至药隔期的穗分化天数和不育度均逐渐减小,且二者呈极显著正相关(r=0.940～0.942>r(0.05/0.01)=0.658...     

杂交纸袋对小麦杂交穗粒数和千粒重的影响

为解决小麦杂交穗籽粒瘪小问题,将66个小麦杂交组合剪颖后分别套牛皮纸袋和白色硫酸纸袋,比较两种纸袋对杂交穗穗粒数和千粒重的影响。结果表明,套两种纸袋的杂交穗穗粒数无显著差异;而套牛皮纸袋的杂交穗种子千粒重极显著高于套白色硫酸纸袋,66个组合平均提高33.00%。说明用牛皮纸袋替代传统的硫酸纸袋,可显著提高小麦杂交穗种子质量。     

化学杀雄剂对小麦旗叶光合同化物积累与转运的影响

以SN02-3和SN05-3两个小麦品种及其化学杀雄不育系为材料,研究了化学杀雄剂BAU9403对小麦籽粒灌浆过程中旗叶净光合速率（Pn）、库源光合产物积累及转运的影响,并探讨了化学杀雄剂诱导的小麦雄性不育杂交种子籽粒皱瘪不饱满的原因。结果表明,灌浆前期不育系旗叶的Pn比可育系高,但旗叶干物质输出率很低,仅为可育系的41.88%;灌浆后期,不育系旗叶淀粉含量升高,不利于同化物向籽粒转运;不育系籽粒最大体积仅为可育系最大体积（65.40μl/粒）的68.39%,单个籽粒潜在库容要低于可育系。化学杀雄剂导致源器官光合产物输出率低,产物在源端滞留,库器官转化利用能力差,从而使其诱导的小麦雄性不育的杂交种子籽粒皱瘪不饱满。     

单芒山羊草染色体组优异基因发掘

单芒山羊草是小麦遗传改良的优异基因源,为发掘其基因组优异基因,以中国春小麦为对照,对一套中国春-单芒山羊草附加系进行农艺性状调查、抗病性鉴定以及品质性状测定。结果发现,单芒山羊草5N染色体上含有矮秆基因,1N和7N染色体上含有密穗基因;1N染色体上具有抗小麦条锈病基因;4N染色体导入小麦能够显著提高小麦品质。这些优异基因可用于小麦染色体工程育种中。