小麦叶绿素酶及脱镁叶绿素水解酶活性测定条件的优化

叶绿素降解是植物叶片衰老最明显的标志。为探明小麦叶绿素降解途径中叶绿素酶和脱镁叶绿素水解酶2个关键酶反应的最佳环境条件,对其反应的最佳环境温度及时间进行了探讨。结果表明,小麦叶片叶绿素酶的最适反应温度和最佳反应时间分别是40℃和80 min,脱镁叶绿素水解酶的最佳反应温度和最佳反应时间分别是35℃和90 min。该研究结果可为2种酶活性的测定提供重要参考。     

转录组学分析揭示高粱对麦二叉蚜抗性的响应机制

[目的]麦二叉蚜是高粱生产过程中引起蚜害的主要优势种群之一,前期研究发现高粱抗蚜种质PI550607在苗期和成株期均抗麦二叉蚜,本研究通过转录组测序技术研究PI550607抗蚜相关基因的调控机制和代谢通路,为高粱蚜虫防控技术研究与抗蚜品种选育提供理论指导。[方法]以抗蚜品种PI550607为试验材料,室内培养出苗后2周进行人工接蚜,进行对照组0、12 h以及接蚜后12 h采样,提取RNA,进行转录组测序,对测序数据进行生物信息学分析,筛选差异基因,根据差异基因进行基因功能及代谢通路分析。同时,采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。[结果]PI550607对麦二叉蚜表现出较好的抗性。在蚜虫取食12 h后受蚜虫取食诱导的差异表达基因200个,其中上调基因188个,下调基因12个。基因功能注释显示上调表达的基因主要为植物激素代谢途径、苯丙烷类生物合成、类黄酮生物合成、谷胱甘肽代谢相关的基因以及WRKY转录因子,细胞色素P450等基因。GO富集分析显示在188个上调表达基因中有178个基因获得注释,分布于35个注释条目中,其中与植物抗虫相关的过程主要有苯丙烷类生物合成过程、响应生物胁迫以及...     

30份春小麦品系主要农艺性状的聚类分析

为了合理利用春小麦种质资源,给小麦新品种选育提供材料,对30份供试材料的9个农艺性状进行主成分分析和聚类分析。结果表明,有效分蘖数、生物产量、单株产量、穗粒数、穗长、千粒重、株高7个农艺性状的变异系数超过10%,是影响春小麦特征特性的主要农艺性状;参试材料分为3类,第Ⅱ类材料的综合表现较优,该组材料的生物产量、单株产量较大,千粒重、穗粒数适中,是综合性状表现较为理想的育种选择材料。     

小麦结实小穗数QTL分析

为利用分子标记辅助选择技术选育抗旱高产小麦品种提供基础,以小麦旱选10号/鲁麦14 DH群体为材料,在干旱胁迫及正常灌溉两种水分条件下于2010年和2011年考察小麦主茎结实小穗数,通过采用基于混合线性模型的复合区间作图法分析其QTL,研究控制小麦结实小穗数的数量性状基因。共检测到7个加性QTLs和2对上位性QTLs。加性QTL的LOD值介于2.56~5.08之间,分别位于2D、4A、6A和6B染色体上,对表型变异的贡献率为7.19%~13.65%;上位性QTL的LOD值分别为5.24和5.47,分别位于3A和6B与4B和5B染色体上,对表型贡献率分别为13.71%和17.93%。其中QFns-6A-2于2010年正常灌溉和2011年两种水分条件下均被检测到,可用于分子标记辅助育种。     

糯高粱顶土能力与幼苗器官形态关系的研究

[目的]高粱是传统的特色杂粮作物,具有食用、酿酒、饲用、能源、青贮用等多种用途。然而,高粱种子出苗率低直接影响其大面积推广种植。通过研究高粱顶土能力与幼苗器官形态的关系,旨在为提高高粱种质出苗率以及高粱新品种选育成效提供理论依据。[方法]本研究选用3个糯高粱品种晋糯3号(10480A₂×L17)、晋糯4号(11476A₂×L2R)、红糯16号(11494A₂×L17)及对应的父母本共8份材料,采用培养皿无阻力发芽、黑暗水培发芽、3个不同播深沙培发芽及大田出苗率调查试验4种发芽试验,分析中胚轴和胚芽鞘伸长特性与出苗率之间的关系。[结果]无阻力条件下,高粱种子发芽试验结果表明不同种质发芽率和发芽势具有明显差异,杂交种的发芽率和发芽势大于其对应的父母本。黑暗水培处理下,杂交种与母本中胚轴伸长达到显著或极显著差异。进一步模拟大田环境沙培发芽试验发现,不同种质顶土能力对播种深度的敏感程度不同,11476A₂、10480A₂对播种深度有一定的耐受力,顶土能力较强,而11494A_2...     

蚂蚱麦和小白麦衍生系的遗传多样性分析

陕西关中蚂蚱麦和山西平遥小白麦是我国北方小麦品种的原始骨干亲本,解析蚂蚱麦和小白麦及其衍生系的遗传多样性对于小麦品种改良具有重要的参考意义。本研究利用小麦660KSNP芯片对蚂蚱麦、小白麦及其衍生品种(系)进行全基因组扫描,分析其遗传多样性。结果表明,小麦3个基因组的多态性SNP标记数为BAD,第4同源群的多态性标记数最少, 149份供试材料基因多样性(H)范围为0.095～0.500,平均值为0.336;核苷酸多样性指数(π)范围为0.272～0.435,平均值为0.340;而遗传相似系数(GS)变幅为0.335～0.997,平均值达0.619,表明蚂蚱麦和小白麦衍生系的遗传多样性较低。聚类分析表明蚂蚱麦和小白麦紧密地聚在亚群I,其衍生品种(系)分为5个亚群,其中2000年以前以蚂蚱麦或小白麦的单一衍生系为主,分在亚群I、II、III, 2000年以后多数品种同时拥有蚂蚱麦和小白麦血缘,分在亚群IV、V,遗传多样性较高,且与大面积推广品种聚为一类。因此,应加强优异基因资源导入,拓宽小麦品种的遗传基础,最终提高育种水平。     

小麦抽穗期和开花期性状的全基因组关联分析

为揭示控制小麦抽穗期和开花期性状的遗传位点,利用均匀分布在21条染色体上的106对SSR标记,对205份小麦品种构成的自然群体进行关联分析。结果表明,在106对SSR标记中共检测到879个等位变异,主要等位变异频率的变化范围为0.175~0.986,平均为0.548;多态性信息指数的变化范围为0.028~0.900,平均为0.557。采用混合线性模型共检测到7个与抽穗期和开花期显著关联（P<0.01）的位点,其中1个存在极显著关联（P<0.001）。另外,Xgwm182（5D）在灌溉条件下与抽穗期显著关联,Xbarc42（3D）在雨养条件下分别与抽穗期和开花期显著关联,这两个位点与前人的研究结果一致。Xgwm102（2D）在灌溉条件下与开花期显著关联,而Xgwm124（1B）在雨养条件下与抽穗期显著关联。Xgwm130（7A）在雨养和灌溉条件下均与抽穗期相关联。研究结果为小麦抽穗期和开花期性状的分子标记辅助选择育种提供了信息。     

冬播春性小麦产量相关性状与抗旱性的关系研究

为明确春小麦产量相关性状与抗旱性的关系,以CIMMYT提供的28份春小麦品系为试材,在雨养及灌溉条件下,对主穗小穗数、穗粒数、不孕小穗数、千粒重、收获指数和小区产量等性状进行考察,分析春小麦主要产量相关性状的遗传力,评价春小麦品系的抗旱性,用GGE双标图对产量相关性状与抗旱性的遗传相关进行分析。结果表明:春小麦的抗旱性与多种产量性状相关;2种水分条件下主穗小穗数、穗粒数、千粒重和小区产量的遗传力较大(42.79%~78.87%)。不同水分条件下主要产量相关性状与抗旱性的遗传相关程度存在差异。通过对产量相关性状的遗传相关系数及遗传力进行联合分析,可以看出在雨养条件下主穗小穗数、穗粒数和小区产量对春小麦抗旱性的选择效率较高,在春小麦抗旱育种中应当注重对这些产量相关性状进行考察及选择。     

调控高粱分蘖高度的基因及表达分析

分蘖高于主茎是困扰高粱品种整齐度和机械化生产的重要原因之一，为了阐明高粱调控分蘖高度基因的作用机制，提高高粱品种整齐度、选育适宜机械化生产高粱品种，依据前期的定位结果，利用15份分蘖与主茎整齐一致和17份分蘖高于主茎的高粱品种组成自然群体对候选基因进行验证，发现SNP3位点影响分蘖高度，所属基因为Sobic.009G213300.1.v3.2,命名为SbTH,位于水解酶＿4保守区域。以分蘖高度与主茎一致的K35-Y5和分蘖高于主茎的1383为材料，通过实时荧光定量PCR分析SbTH基因在高粱不同组织中的表达模式。结果表明，2个材料SbTH基因在根和叶中均有表达，虽然表达量有差异，但趋势基本一致；1383主茎和分蘖茎基因表达量和趋势也基本一致，而K35-Y5在主茎开花期时呈反向表达，主茎表达量达到最高，同期的分蘖茎表达量降到最低。分析认为，SbTH在K35-Y5分蘖中表达量低，控制了分蘖节间的过度生长，形成主茎与分蘖高度一致的株型，而在1383分蘖中表达量高，促进分蘖节间的生长，使得分蘖比主茎高，SbTH基因在主茎开花期的差异表达是影响分蘖株高的关键。