小麦籽粒黄色素含量检测方法的改良与应用

【目的】小麦籽粒黄色素含量是影响面制品颜色和营养品质的重要因素,为快速、准确、简便地检测小麦籽粒黄色素含量,对传统小麦籽粒黄色素测定方法AACC 14-50进行改良,为面制品颜色性状和营养品质遗传改良提供技术支撑。【方法】将酶标仪应用于小麦籽粒黄色素含量测定,对传统AACC 14-50法进行改良,分析改良方法的准确性和稳定性,探讨不同提取时间和保存时间对面粉黄色素含量的影响,利用新改良方法测定283份国内外小麦品种籽粒黄色素含量,进一步验证改良方法的有效性,发掘面制品颜色性状和营养品质优异的种质资源。【结果】改良方法与传统AACC 14-50法所测黄色素含量呈极显著正相关,相关系数达0.994（P<0.001）,方差分析显示,2种方法所测黄色素含量在品种间差异均极显著（P<0.01）。应用改良方法对144份小麦品种籽粒黄色素含量进行重复测定,3次重复两两间的相关系数分别为0.997、0.998和0.998。藁优5218、冀师02-2和郑麦366面粉黄色素含量在提取时间为30 min时达到最大值,分别为0.93、1.24和1.53 μg·g^-1,且提取时间为30—120 min时,黄色素含量保持在稳定水平（0.94—0.97、1.30—1.33和1.59—1.62 μg·g^-1）。在室温保存0—20 d的藁优5218、冀师02-2和郑麦366的面粉,其黄色素含量没有显著变化（0.93—0.97、1.29—1.33和1.60—1.64 μg·g^-1;P>0.05）。283份国内外小麦品种籽粒黄色素含量变异范围广,不同环境间相关系数为0.73—0.98。其中,黄淮麦区小麦品种黄色素含量平均值为1.15 μg·g^-1,变异范围为0.51—2.42 μg·g^-1;北部冬麦区平均值为1.57 μg·g^-1,变异范围为0.90—2.52 μg·g^-1;长江中下游麦区平均值为1.07 μg·g^-1,变异范围为0.56—2.54 μg·g^-1;国外品种平均值为1.61 μg·g^-1,变异范围为0.94—2.48 μg·g^-1。筛选到24份黄色素含量较低和26份黄色素含量较高的品种,可作为亲本材料用于面制品颜色性状和营养品质遗传改良。与传统方法相比,改良方法显著降低了工作量,缩短检测时间,效率提高12—15倍,且样本、试剂用量仅为原来的1/16,大大节约了成本。【结论】建立了一个准确稳定、经济高效、操作简便的小麦籽粒黄色素含量检测方法,可代替传统AACC 14-50法用于大规模样本黄色素含量测定。     

铜对荞麦种子萌发及幼苗生长的影响

通过水培试验,研究了Cu^2＋对荞麦种子萌发、幼苗生长及叶绿素、蛋白质含量的影响。结果显示：20-120mg／L Cu^2＋处理能促进荞麦种子发芽,发芽率逐渐提高,但效果不显著;显著抑制荞麦幼苗的生长,并且随着Cu^2＋处理浓度的增加,荞麦整株鲜重显著下降,尤其对根部的抑制最为明显。荞麦幼苗的可溶性蛋白质和叶绿素含量随着Cu^2＋处理浓度的增加呈先升后降的趋势。表明,低Cu^2＋浓度抑制荞麦生长,高Cu^2＋浓度则会对荞麦造成显著伤害。     

高产优质兼顾的强筋小麦品种选育方法与实践

自20世纪80年代以来，我国培育了一系列优质强筋小麦新品种。在当前小麦较高产量水平下，如何培育品质和产量协同提高的强筋小麦新品种，是育种者面临的新挑战。笔者在前人研究的基础上，以“目标明确、背景清晰、优优组合”的亲本选配原则、“抓住抗冻抗倒主要矛盾、平衡其他次要矛盾、汰劣选优”的选择方法，成功育成了济麦44等一批高产优质兼顾的强筋小麦新品种（系）。本文详细论述了这些选育方法，以期为全国高产优质小麦育种提供参考。     

普通小麦籽粒过氧化物酶活性全基因组关联分析

【目的】小麦籽粒过氧化物酶(peroxidase,POD)活性对面制品加工品质有重要影响,发掘控制籽粒POD活性重要位点,并筛选其候选基因,为小麦品质的改良奠定基础。【方法】以151份黄淮冬麦区和82份北部冬麦区品种(系)为材料,分别利用来自于小麦90 K SNP芯片的18 189和18 417个高质量SNP标记,对POD活性进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)。【结果】供试材料中POD活性表现出广泛的表型变异和多样性,黄淮麦区材料的POD活性变异系数为15.4%—21.8%,遗传力为0.79,北部麦区材料的POD活性变异系数为15.0%—19.9%,遗传力为0.82。相关性分析表明,不同环境之间材料的POD活性表现出显著的相关性,黄淮麦区相关系数为0.46—0.89(P0.0001),北部麦区相关系数为0.50—0.87(P0.0001)。多态性信息含量PIC值为0.09—0.38,最小等位基因频率MAF值为0.05—0.5。群体结构分析表明,黄淮麦区与北部麦区2个自然群体结构简单,均可分为3个亚群。GWAS分析结果表明,在黄淮冬麦区材料中共检测到20个与POD活性显著关联的位点(P0.001),分布在1A、2A、2B、2D、3A、3B、3D、4A、4B、5A、5B、6A、6D和7A染色体上,单个位点可解释7.8%—13.3%的表型变异。在北部冬麦区材料中共检测到20个与POD活性显著关联(P0.001)的位点,分布在1A、1B、1D、2A、2B、2D、3A、3B、4B、6A、6B、7A、7B和7D染色体上,单个位点可解释14.4%—23.2%的表型变异。加性回归分析表明,随着优异等位基因数量的增多,小麦籽粒POD活性越高。在发现的所有POD活性相关位点中,2个位点在黄淮麦区和北部麦区材料中均能检测到且稳定遗传,可将其转换为STARP(semi-thermal asymmetric reverse PCR)或CAPS标记,以应用于分子标记辅助育种。获得3个与POD活性有关的候选基因,分别编码磷酸甘露糖变位酶(PMM-D1)、辣根过氧化物酶(PER40)和烷基氢过氧化物还原酶(F775_31640)。【结论】黄淮麦区与北部冬麦区2个自然群体遗传多样性丰富,群体结构简单,适用于全基因组关联分析。在2个自然群体中分别发现20个POD活性位点,并在显著相关的位点区域内筛选到3个候选基因。含有越多优异等位变异的材料其POD活性越高。     

冠层活性相关性状全基因组关联分析及其对产量性状遗传效应的解析

【目的】冠层活性是反映作物生长发育的重要指标,发掘小麦冠层活性相关基因并分析其与产量性状的关系,为解析产量遗传结构和辅助育种提供理论支撑。【方法】以166份国内外小麦品种为材料,将其种植于河南安阳和安徽濉溪,结合已构建的包含326 570个来源于小麦90K和660K SNP芯片标记的高密度整合物理图谱,对苗期和花后10 d归一化植被指数(NDVI-S和NDVI-10)及花后10 d旗叶叶绿素含量(Chl-10)进行关联分析,并与前期利用相同材料得到的产量相关性状结果进行比较。【结果】NDVI-S、NDVI-10和Chl-10在基因型、环境及基因型×环境互作间变异方差均达极显著(P<0.01)差异,广义遗传力(h_b²)分别为0.81、0.81和0.91。分别检测到13、12和15个与NDVI-S、NDVI-10和Chl-10显著相关的位点,其中,有12、11和12个为新位点,5个位点与2个以上性状有关。166份小麦品种含有NDVI-S、NDVI-10和Chl-10优异等位基因数变幅分别为4-11、3-11和4-12,且随着优异等位基因数目...     

抗旱节水小麦新品种‘济麦262’选育及体会

为了培育高产稳产、抗旱节水、多抗广适的突破性小麦品种,以高产品种‘临麦2号’为母本,以高产抗旱品种‘烟农19’为父本,采用系谱法聚合二者优异农艺性状,通过多点多生态鉴定与评价,育成小麦新品种‘济麦262’。该品种产量高,品质优良,抗病抗逆性好,农艺性状优异,水旱兼用。在2010—2011年度济南和蒙阴水浇地品比试验中,平均产量较对照‘济麦22’增产2.87%和9.41%,均居第一位;在2012—2013年度山东省旱地区域试验中,平均产量较对照‘鲁麦21’增产9.74%,是近10年来增产幅度最大的旱地小麦。该品种籽大饱满,籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和面粉白度等品质指标优于对照品种‘鲁麦21’;抗干热风,中抗条锈病;株高67.2 cm,后期叶片功能期长,落黄佳,长方形穗,穗粒数37.5粒,千粒重44.7 g,白粒,粉质。‘济麦262’于2016年2通过山东省审定,适宜在无浇灌条件的旱肥地及水资源匮乏地区种植应用。     

长穗偃麦草谷蛋白改良小麦品质的研究进展

我国小麦优质基因源较单一,品种间同质化高问题日趋突出,亟需挖掘和利用携带新基因的优异育种资源。长穗偃麦草具有生长繁茂、种子蛋白质含量高、抗旱、抗寒、抗病、耐盐碱等优异性状,是小麦性状改良的重要基因库。本文从长穗偃麦草种属及基因组构成、长穗偃麦草高分子量谷蛋白(HMW-GS)在小麦遗传改良中的应用和长穗偃麦草HMW-GS与小麦HMW-GS的遗传关系三个方面进行了综述,并对其进行了展望,以期为长穗偃麦草HMW-GS在小麦遗传改良中的应用奠定基础。     

小麦籽粒PPO活性检测方法改良与应用

小麦籽粒多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性是造成面粉及其制品酶促褐变的最主要原因。为快速、准确地检测小麦籽粒PPO活性，将酶标仪应用于PPO活性测定，对小麦籽粒PPO活性传统检测方法（AACC 22-85.01）进行了改良，并利用改良方法测定了283份国内外小麦品种PPO活性。结果表明，改良方法与传统方法所测PPO活性呈极显著正相关，相关系数达0.982。应用改良方法对144份小麦品种PPO活性进行重复测定，三次重复间的相关系数高达0.993～0.994。283份国内外小麦品种PPO活性变异范围为1.12 U·g^-1·min^-1～10.95 U·g^-1·min^-1，筛选到34份PPO活性较低的品种，可作为亲本材料用于低籽粒PPO活性小麦品种选育。与传统方法相比，改良方法大大减少了工作量，缩短了检测时间，效率提高约12～15倍。因此，本研究中改良的AACC 22-85.01法是一个操作简便、准确可靠、稳定高效的小麦籽粒PPO活性检测方法，可代替传统AACC 22-85.01法用于PPO活性大规模测定，为面制品色泽性状遗传改良提供技术支撑。