山西小麦育成品种农艺性状演变趋势及关联分析

为了解山西省小麦种质资源的产量和农艺性状特征，以山西省建国以来审定品种为材料，在系统获得抽穗期、小穗数、千粒重、穗粒数、株高、穗长、穗颈长、穗下节间、沟数、分蘖、旗叶面积、旗叶长、旗叶宽等17个农艺性状表型数据基础上，进行农艺性状演变趋势及关联分析。结果表明，在育种过程中不同性状的变异程度不同，其中穗颈长的变异系数最高，小穗数的变异系数最低；随着品种选育时间变化，农艺性状也随之发生变化。株型方面，平均株高由110～120 cm降低到75～90 cm，整体株型得到明显改进，由高秆披叶变为矮杆直叶，受光状态显著改善；产量性状方面，分蘖数趋于稳定，千粒重、穗粒数和小穗数不断提高；小穗数和穗粒数与千粒重相关性未达到显著水平，穗粒数与小穗数呈显著正相关，说明在山西省小麦发展历程中小穗数和穗粒数有协同提高趋势。关联分析发现33个SSR标记与农艺性状显著关联，单个标记对表型变异的解释率为5.6%～25.3%，这些标记可为分子标记辅助育种提供理论参考。     

小麦骨干亲本临汾5064单元型区段的遗传解析

利用分子标记解析骨干亲本临汾5064单元型区段在其衍生后代中的遗传规律, 可以为小麦分子育种提供依据。在临汾5064及其21个衍生品种(系)中, 395个SSR标记共检测出895个等位变异, 不同位点的等位变异为1~8个, 平均2.27个, 平均多态性指数为0.25。临汾5064及衍生后代中146个位点具有相同等位变异, 遗传贡献超过80%的位点有30个。实验结果表明, 临汾5064对衍生子一代和子二代的遗传贡献率分别为65.30%和64.24%, 且未随着世代的增加而明显下降。所有衍生后代与亲本完全相同的单元型区段有16个, 贡献率大于80%的染色体区段分布在所有染色体上。关联分析发现这些单元型区段存在重要农艺性状的QTL簇, 几乎都与重要农艺性状显著相关, 表明这些区段在育种过程中受到强烈选择。     

山西省小麦苗期根系性状及抗旱特性分析

小麦苗期根系形态是成株期根系分布的基础,与抗逆和产量密切相关,全面认识苗期根系及抗旱特性,对于抗旱优异种质的利用和早期筛选具有重要意义。采用239份山西省小麦品种(系)在土培条件下,研究了苗期根系性状及对水分胁迫的响应。结果表明,正常生长下山西小麦苗期根系性状多样性丰富,地方种变异最大;不同年代品种中,除最大根长随年代略下降外,其他性状均呈先升后降的趋势;不同根系性状对水分胁迫响应存在差异,总根长对水分最敏感,其次为根表面积、根体积和根生物量,最大根长和平均根数不敏感。苗期根系综合抗旱能力随年代呈先降后升的趋势,地方种和20世纪70年代品种多为中抗,80和90年代的品种抗旱性较低,2000年以后审定品种的抗性较高,其中旱地品种抗性最好。苗期根系抗旱特性与产量性状相关分析发现,最大根长、总根长、根体积和根生物量与雨养条件下的千粒重和产量显著正相关,最大根长和根生物量与成株期抗旱性也显著正相关。因此苗期最大根长和根生物量可作为半干旱地区旱地育种过程中抗旱性和产量的早期筛选指标。     

山西省不同年代旱地小麦产量构成因素及抗旱性特征分析

干旱是影响作物生长发育和产量的主要因素之一,对旱地小麦产量特征进行探索具有重要意义。以抗旱闻名的山西省旱地小麦育成品种为材料,在雨养和灌溉2种水分处理下分析了不同年代小麦品种产量构成因素的变化趋势以及各年代小麦品种的抗旱性,探明品种改良过程中产量提升的生理及形态机制,对未来旱地小麦育种的性状选择提供指导。结果表明,山西旱地小麦品种平均产量随年代逐渐增加,1990s前产量的年均增益明显高于1990s后,1990s-2010s间产量增加差异不显著;有效穗数和千粒重随年代呈增加趋势,而穗粒数和抗旱性随年代呈波动性变化。山西省旱地小麦产量整体偏低,通过遗传改良提升产量仍具有较大的空间。综合产量因素的改良趋势,在今后的旱地小麦育种中应继续增加有效穗数和千粒重,以提高小麦穗粒数作为重要途径和手段。     

含水量和混播比例对青南牧区燕麦-箭筈豌豆/毛苕子混播青贮品质的影响

将青南牧区燕麦和箭筈豌豆或毛苕子以不同的混播比例(18∶2、17∶3、16∶4、15∶5)、原料含水量(40%~70%)和青贮方式(整株与切短青贮)青贮并评价发酵品质,筛选出最佳的加工利用模式。参照德国农业协会青贮饲草评分标准,70个青贮处理中品质等级1级的35个,占总数的50.0%;品质等级2级的18个,占25.7%;品质等级3级的15个,占21.4%;品质等级4级的2个,占2.9%。总体上看:含水量50%~60%切短青贮感官评定得分较高。实验室化学测定结果表明,从pH值、乳酸含量、粗蛋白含量和氨态氮占总氮比值4个指标比较,h₁t₂s₅₀、h₁t₂s₅₅、h₁t₂s₆₀、h₁t₂s₆₅和h₄t₂s₅₀、h₄t₂s₅₅、h₄t₂s₆₀、h₄t₂s₆₅ 等8个处理综合表现较好。综合现场感官评定、实验室化学检测以及饲草产量,建议在青南牧区采用h₄t₂s₅₀处理方式进行牧草生产与青贮。     

蒺藜苜蓿全基因组中U-box基因家族的筛选与特征分析

植物基因组中广泛存在U-box基因,其编码蛋白大部分作为泛素系统中决定底物特异性识别的E₃泛素连接酶,广泛地调控植物生长生殖发育以及响应逆境胁迫等过程。本文利用蒺藜苜蓿基因组数据库,通过生物信息学手段,鉴定蒺藜苜蓿U-box家族基因;采用MEGA6软件进行系统进化树分析;通过GSDS在线工具和Mapinspect软件进行基因结构及染色体定位分析;利用已有的蒺藜苜蓿芯片数据进行组织表达和胁迫响应表达分析。结果表明,蒺藜苜蓿基因组中含有41个U-box基因,不均匀地分布于蒺藜苜蓿的8条染色体上。根据结构域组成和系统进化分析将这些U-box蛋白分成6类。基因表达模式分析发现,该家族成员的表达具有一定的组织特异性,并能响应盐、干旱和氮素胁迫。这些研究结果为蒺藜苜蓿U-box基因家族的功能分析奠定了基础。     

小麦RCAR基因家族的鉴定、进化与逆境响应

研究小麦RCAR基因家族的进化与逆境响应,有助于阐明RCAR基因抵御逆境胁迫的调控机制。根据保守结构域在小麦基因组中鉴定出27个RCARs,除了第5和6同源群外,其余同源群均有分布。根据进化关系可分为6个亚组;GroupA和GroupB中12个TaRCARs均检测到快速进化,ω值分别为0.349和0.321,GroupA中3个位点经历了正选择,后验概率P0.99;TaRCARs启动子顺式元件主要有4类,分别参与非生物胁迫应答、光响应、激素响应和生长发育过程。比较RNA-seq表达谱发现TaRCAR1、TaRCAR2、TaRCAR4和TaRCAR7是组成型表达,其余基因的表达具有组织特异性;在干旱和热胁迫下RCARs响应模式不同,除TaRCAR3和TaRCAR6在热胁迫后12 h内表达提高外,TaRCAR1、TaRCAR3和TaRCAR6均在干旱胁迫和热胁迫后6 h内提高,TaRCAR5在干旱胁迫后表达上调,TaRCAR7在热胁迫时表达下调。     

紫小麦麸皮花色苷提取及应用研究

以紫粒小麦麸皮为原料,采用改良CTAB法提取花色苷,并研究花色苷的体外抗氧化活性和染毛特性。结果表明,改良CTAB提取法易于操作,提取出的花色苷纯度高,室温条件下,浸提3次、提取时间60 min、料液比为1:3时,花色苷的得率为3.20 g/kg。pH值示差法测定提取的花色苷色价为170;原子吸收法测定提取出的花色苷杂质和重金属总含量很低。体外抗氧化试验结果表明,花色苷去除H2O2的 IC50的大小为1.52,具有较强的抗氧化能力;花色苷和不同金属离子作用后可将羊毛染成不同的颜色。研究结果表明,改良CTAB法提取出的小麦花色苷纯度高,具有较大的开发潜力和实用价值。     

禾本科响应非生物胁迫研究进展

禾本科植物包括许多重要的农作物,其生长、发育和结实受干旱、高盐、冷害和高温等非生物胁迫的影响,对重要农作物抵御逆境的方法进行研究,有助于了解其对环境的耐受机制,以应对外界环境的变化。综述了禾本科作物响应非生物胁迫的最新研究进展,阐述了抗氧化系统、质膜蛋白和miRNA在禾本科作物逆境胁迫中发挥的重要作用。