小麦–华山新麦草异代换系DH2322的分子细胞遗传学鉴定

利用分子标记、细胞学、基因组原位杂交(GISH)等技术,结合田间农艺性状调查,对小麦–华山新麦草七倍体材料H8911与硬粒小麦D4286杂交F4代分离群体中株系DH2322进行了综合鉴定。华山新麦草基因组特异SCAR标记鉴定表明,DH2322含有华山新麦草遗传物质;细胞遗传学观察显示,DH2322染色体构型为2n=42=21 II;有丝分裂和花粉母细胞减数分裂中期I基因组原位杂交(GISH)鉴定表明,DH2322的染色体由40条小麦染色体和2条华山新麦草Ns染色体构成,且2条Ns染色体能完全配对为一个二价体;SSR和STS分子标记分析表明,DH2322缺失小麦D基因组的2D染色体,而含有华山新麦草的2Ns染色体;农艺性状分析结果表明,DH2322具有双亲的形态学特征,结实性好,穗长和穗粒数显著大于亲本。     

小麦种质资源农艺性状变异及其遗传多样性分析

为了解不同小麦种质资源农艺性状变异及其遗传多样性,利用SSR分子标记分析了44份CIMMYT春小麦和45份国内主栽小麦种质资源的遗传变异。结果表明,小麦单株产量、株高和穗粒数的变异系数分别为36.7%、16.4%和15.6%,说明国内外种质材料在表型上存在较大差异。利用20对分子标记对89份小麦种质资源进行了多态性检测,结果显示,共检测到162个等位变异,每对引物检测到等位变异数目为6~9个,平均每对SSR标记能够检测到8.1个变异,其中Xgwm314的多态性最丰富;SSR标记的多态性信息含量（PIC）介于0.0223~0.8177,平均值为0.5109;平均每位点的有效等位基因数的变异范围为0.2984~8.7818,Xgwm165的多态性最丰富,平均值为1.2215;Shannon’s信息指数的变异范围为0.1114~0.3162,平均值为0.2307。聚类分析结果显示,89份小麦种质资源分为2大类群,第一类有25份,该类群株高较低,第二类有64份,国外材料大多集中在这一类中。本研究表明,44份CIMMYT春小麦及45份国内主栽小麦种质资源遗传相似性较大,地域性分布特征显著,聚类结果反映出小麦品种（系）多样性水平复杂,可为小麦新品种选育提供优异的亲本材料。     

小麦-滨麦附加易位系DM 5911的创制及其细胞遗传学鉴定

滨麦(Leymus mollis(Trin.)Pilger,NsNsXmXm,2n=28)具有抗旱、耐寒、抗多种真菌和细菌病害、茎秆粗壮、大穗多花等特性,是麦类作物品种改良的优异种质资源。本研究采用细胞遗传学方法对由八倍体小滨麦M842-16与硬粒小麦品种D 4286杂交F6代选育出的1个附加易位系DM 5911进行了鉴定和农艺性状分析。细胞学镜检显示,DM 5911的染色体构型为2n=44=22Ⅱ;根尖体细胞原位杂交鉴定显示,DM 5911含有2条完整的Ns染色体和2条易位的Ns染色体;花粉母细胞原位杂交鉴定显示,DM 5911的2条完整Ns染色体和2条易位Ns染色体可以进行正常的联会配对和遗传。表明DM 5911是1个遗传稳定、包含1对完整的Ns染色体和1对易位Ns染色体的小滨麦附加易位系。形态学调查显示,DM 5911在株高和分蘖数等农艺性状方面得到了明显的改善。该附加易位系作为进一步创制小滨麦小片段染色体易位系的重要种质材料,可用于小麦染色体工程育种与遗传改良。     

小麦种质资源抗蚜性的筛选与相关性分析

为了研究小麦种质资源对麦长管蚜的抗性,分析了种质资源的抗蚜性与农艺性状的关系.由田间表型鉴定结果分析可知:金铃麦1号与千斤早优系为中抗种质资源.灰色关联度分析表明,蚜情指数与农艺性状的关联度排序为:不孕小穗＞穗长＞株高＞颈长＞穗下节长＞可孕小穗＞成穗数＞整齐度＞穗粒重＞穗粒数;参试品种与参考品种之间的关联度排序为:千斤早优系＞豫70＞陕糯1号＞金铃麦1号＞东旱1号＞3399＞长武613＞98-10-30＞Astron＞ PI 262660.聚类分析表明,可以把种质资源分为三类,第一类包括PI262660一个种质资源;第二类有98-10-30和Astron两个种质资源;第三类7个种质资源,分别为金铃麦1号、千斤早优系、东旱1号、陕糯1号、豫70、3399、长武613.通过对小麦抗蚜性和农艺性状的综合分析,筛选了主要性状和优异的种质资源,为抗蚜品种的选育奠定了理论基础.     

华山新麦草α-醇溶蛋白基因的克隆及原核表达分析

 【研究目的】克隆华山新麦草（Psathyrostachys huashanica）的α-醇溶蛋白基因,并对其进行生物信息学分析,构建该基因的原核表达载体,在大肠杆菌中诱导表达融合蛋白。【方法】采用同源克隆法从华山新麦草基因组DNA中分离克隆出α-醇溶蛋白基因并进行序列分析,将克隆的华山新麦草α-醇溶蛋白基因Gli-Ns-5克隆到表达载体pET-28a (+)上,获得重组质粒pET28a-Gli-Ns转化大肠杆菌BL21 (DE3)并诱导表达。【结果】从华山新麦草基因组DNA中克隆了4个α-醇溶蛋白基因：Gli-Ns-2 (FJ713595)、Gli-Ns-3 (GQ139525)、Gli-Ns-4 (GQ139526)和Gli-Ns-5 (GQ139527)。序列分析表明,4条序列具有α-醇溶蛋白基因的典型结构特征,含有8个或9个半胱氨酸残基,序列FJ713595为假基因。利用所构建的大肠杆菌表达载体,经IPTG诱导,华山新麦草α-醇溶蛋白基因Gli-Ns-5(GQ139527)可在原核系统中特异性表达。Western-blot证实融合蛋白可成功表达。【结论】克隆了4个华山新麦草的α-醇溶蛋白基因序列,基因Gli-Ns-5(GQ139527)可在原核表达系统中成功表达,为小麦品质改良提供了新的候选基因。     

滨麦HMW-GS启动子和编码区基因的分离与序列分析

为了深入了解滨麦(Leymus mollis)HMW-GS基因的结构特征,采用PCR方法,从滨麦基因组中分离出HMW-GS基因启动子序列(Genbank登录号:FJ600498)和编码区序列(Genbank登录号:GQl69797).启动子序列(FJ600498)从5'至3'方向依次有E-box、N-box、G-box、HMW谷蛋白特异增强子和TATA-box等麦谷蛋白特异调控元件,推断其为滨麦HMW-GS启动子基因.编码区序列(GQ169797)具有单一完整的开放阅读框(ORF),编码396个氨基酸残基,依次包含信号肽、N-末端区、中部重复区和C-末端区等HMW-GS的典型结构区域;中部重复区主要重复单元为6肽(PQQGQQ)和9肽(GYYPTSPQQ);有6个半胱氨酸残基(Cys),分布在N-末端区(5个)和C-末端区(1个),第3、4个相邻.推断其为滨麦的y-型HMW-GS编码区基因.系统进化分析表明,启动子序列(FJ600498)与异形花草(He.piliferum)和冰草(Ag.cristatum)的HMW-GS启动子基因序列具有相对较近的同源关系;编码区序列(GQ169797)与纤毛鹅观草(Elymus ciliaris)和披碱草(E.glaucus)的HMW-GS编码区基因序列具有相对较近的同源关系.     

部分美国及我国小麦品种的遗传多样性分析

为了比较美国及我国小麦品种的遗传多样性,选用55对SSR引物对引自美国的67份小麦品种及我国黄淮麦区推广面积较大的17个品种进行了遗传多样性分析。结果表明,67份美国小麦品种共检测到443个等位变异,单个引物位点的等位变异为2～24个,平均每个位点8.10个,各位点多态性信息含量(PIC)变幅为0.11～0.92,平均为0.59;黄淮麦区小麦品种共检测到266个等位变异,单个引物位点的等位变异为2～9个,平均每个位点4.82个,PIC变幅为0.10～0.84,平均为0.55。67个美国小麦品种A、B、D三个基因组的平均等位变异与平均PIC值大小分别为:B(8.60)>D(7.88)>A(7.63)和B(0.62)>A(0.58)>D(0.56);黄淮麦区17个小麦品种三个基因组的平均等位变异与平均PIC值大小分别为:B(5.30)>A(5.10)>D(3.94)和B(0.58)>A(0.57)>D(0.48)。聚类分析结果表明,55对SSR引物能将84份材料区分开来,并分为六大类,15个国内小麦品种被聚为一类,中国春自成一类,其余材料被聚为四类。由此可知,美国小麦品种的遗传多样性较高,与黄淮麦区小麦品种的遗传差异较大。     

普通小麦-华山新麦草1Ns二体异附加系的农艺性状和品质

对新培育的普通小麦-华山新麦草1Ns二体异附加系H9021-28-5的农艺性状、面粉加工品质和籽粒矿物质元素含量考察和测定表明,与亲本7182相比,异附加系H9021-28-5的株高、分蘖数、穗粒数、小穗数和结实率等性状值显著降低,籽粒重量和粒径等性状值显著升高,条锈病抗性增强;沉降值、稳定时间、弱化度、拉伸曲线面积等品质指标得到显著改善,籽粒中镁、铜、锌、钼等元素的含量显著提高。华山新麦草1Ns染色体对小麦部分农艺性状、面粉加工品质指标和矿物质元素含量具有正向效应。     

小麦 黑麦大穗型衍生后代的分子细胞学鉴定

为创制大穗型小麦种质材料,利用具有大穗多小穗性状的小麦-黑麦双二倍体材料"兰小黑"和普通小麦杂交得到一批大穗型衍生后代.综合采用基因组原位杂交(GISH)、SCAR标记、微卫星(SSR)和醇溶蛋白(A-PAGE)技术对这些大穗型后代中的8个单株进行分子细胞学鉴定.结果表明,GISH检测后代含2个外源信号;1RS特异SCAR标记检测后代均含有黑麦1.5 kb的1RS特征条带;醇溶蛋白检测后代都出现了黑麦碱基因Sec-1特征条带.筛选小麦21条染色体长短臂上各6对引物,结果发现只有1BS上的3对引物未扩增出1BS的条带,其余引物均扩增出了各自的相应条带.由此确定这8株小麦-黑麦大穗型衍生后代为1BL/1RS易位材料.     

黄土旱作区长武字号小麦的品种性状和品质特性演变规律

为研究黄土旱作区主栽小麦品种长武字号的演变特性,以长武字号小麦为材料,对其农艺性状、产量性状和品质特性进行研究.结果表明,长武字号小麦产量旱波动的上升趋势,长旱58产量最高达4 375.92kg/hm2.用stepwise进行回归分析,表明产量与成穗数呈负相关,与倒二节、穗粒数、单穗质量和生物质量呈负相关.用Logistic方程拟合灌浆曲线,决定系数均大于0.99,拟合效果良好.长武字号小麦的平均灌浆速率和最终籽粒质量都呈逐渐上升趋势.长武字号小麦的蛋白质含量呈逐渐增加趋势,长旱58最高达14.92%.黄土旱作区小麦生产还应把高产作为主要目标,要兼顾农艺性状的改善,适当缩短穗下节、倒三节的长度,增加倒二节的长度,同时还要研究配套的高产栽培措施.在提高产量的同时,努力改善小麦品质,培育强筋优质小麦品种,或者发展专用小麦.