落粒性在荞麦远缘杂种(Fagopyrum esculentum×F.homotropicum)中的遗传研究

普通荞麦或甜荞[Fagopyrum esculentum(2n=2x=16)],具有异型花、孢子体型自交不亲和性。在远缘杂交中,甜荞的非落粒性常会丧失。本研究的目的是用由落粒野生种(F.homotropicum)组配的杂种来探讨荞麦落粒的遗传性。借助胚珠培养,获得了来自4个远缘杂交组合(F.esculentum×F.homotropicum)的杂种。8个F2群体,28个来自F2落粒植株的F3系用于遗传分析。落粒的F1说明落粒是显性的。F2群体的3∶1,9∶7,和27∶37的分离类型支持这里首次提出的遗传模式,落粒是由3对显性基因控制的。造成不同分离类型的原因归结于F.esculentum的由异交引起的群体异质性。Fagopyrum homotropicum的基因型应是纯合显性才能确保群体的落粒性,而F.esculentum应在至少1个基因位点上固定为纯合隐性,才能保持群体的非落粒性。此研究解释了为什么1个没有落粒亲本的组合或非落粒的植株自交会产生落粒的后代。     

普通荞麦(Fagopyrum esculentum)形态性状的遗传规律研究

以普通荞麦（F.esculentum）25个具有不同相对性状的植株为亲本,成对进行人工杂交,构建了13个杂交子一代分离群体.通过对这些群体各植株进行形态性状考察,探讨了普通荞麦8对形态性状的遗传规律.结果发现花果落粒性（落粒、不落粒）、花药大小（正常、小）、主茎木质化3对性状表现出单基因遗传模式,花被片正面颜色（粉红、白）、瘦果棱形状（圆、尖）、瘦果棱初期颜色（红、绿）、瘦果初期颜色（浅红、浅绿）4对性状均为显性互补基因遗传.主茎木质化基因与落粒基因、瘦果棱初期颜色基因、瘦果初期颜色基因、瘦果棱形状基因之间,落粒基因与瘦果棱初期颜色基因、瘦果初期颜色基因、瘦果棱形状基因之间,瘦果初期颜色基因与瘦果棱形状基因之间,以及瘦果棱形状基因与花药大小基因、花被片正面颜色基因之间,均表现为独立遗传.     

不同荞麦品种落粒基因的筛选

为获得荞麦落粒性相关基因,分别选取甜荞、苦荞和金荞的不同品种不同组织混合样品进行转录组测序,通过数据库比对、功能分析与功能注释获取与落粒性相关的Unigene。设计引物通过RACE方法扩增候选基因,测序后将候选基因全长序列提交到NCBI数据库中,通过blast寻找候选基因的命名,用实时定量荧光PCR测候选基因的表达量。结果表明:得到6个候选基因,其中,根向光性蛋白基因、SOBIR1-like蛋白基因、NPR5-like蛋白基因主要在花器官的发育和形成过程中起调控作用,而SRG1-like蛋白基因、过氧化物酶基因和AGL蛋白基因主要在植物离区的形成和发育过程中起调控作用。NPR5-like蛋白基因在落粒品种与不落粒品种间的表达量差异最大。结论:NPR5-like蛋白基因在荞麦落粒过程中起一定的调控作用。     

水稻落粒性的研究进展

为了阐明落粒性的机理,综述了水稻落粒生理基础与形态解剖学特征、水稻落粒性的遗传与QTL/基因定位等方面的研究进展。     

普通荞麦花柱、柱头及花粉二型性研究

试验对普通荞麦的花柱、柱头、花粉粒进行光镜、扫描电镜、透射电镜及显微化学等方面的观察。结果表明:长花柱头是湿性柱头,柱头表面有分泌物,分泌物主要含多糖和蛋白质;短花柱柱头是干性柱头;花粉粒在大小、形状上也显示了异型性。柱头与花粉粒的二型性,使自花传粉和同型花传粉导致不亲和性。     

水稻落粒性调查研究

对川东农场水稻的落粒性进行调查研究,结果表明:柔小町、淮稻9号和盐粳10号无落粒现象;武育粳3号、淮稻5号、连粳6号、泗稻10号和淮稻10号无自然落粒和碰撞落粒,仅有拍打掉粒,拍打掉粒数每10穗为5～6粒,损失率在0.6%以下;盐粳11无自然落粒但有碰撞落粒和拍打掉粒,累计损失率为1.79%;3种落粒现象都有的品种为镇稻9424,累计损失率为10.22%,达到单产的1成以上。     

水稻落粒性的分子生物学研究进展

水稻是研究单子叶植物的模式作物,其落粒性的丧失是水稻被人工驯化的最为关键事件,近年来对水稻落粒性的研究取得了一系列进展,4个控制落粒性基因/主效QTL已经被克隆,并初步分析了相关基因的互作效应,为水稻人工驯化提供了重要依据。本文重点综述了水稻落粒性的分子机制研究进展,为水稻落粒性的遗传网络研究提供参考。     

利用分子标记定位籼稻落粒性QTL

利用2个籼稻品种H359和Acc8558杂交产生的重组自交系群体及相应的分子标记连锁图,采用复合区间定位方法,对籼稻落粒性进行了QTL定位分析.共检测到7个QTL,分别位于第1、2、4、6、7染色体上.这些QTL对表型变异的贡献率在2.49%-9.81%之间,总体可解释39.2%的表型方差.未检测到主效基因.在7个QTL中,有6个来自H359的等位基因均使落粒率降低,这与两亲本间落粒性的差异相吻合.     

种植密度对荞麦生长及结实特性的影响

采用大田随机区组试验设计,以荞麦品种赤峰1号为试材,研究了不同密度水平对植株生长及结实特性的影响。结果表明:荞麦的百粒重和平均结实率随种植密度增大呈递增趋势。荞麦的落粒率随着种植密度增大呈先减后增的趋势。相关分析表明,荞麦的落粒率与总粒重、有效株数呈显著负相关关系。荞麦的结实率与荞麦各农艺指标、落粒率均没有显著的相关性。从降低落粒率角度看,荞麦的适宜密度在30万株/hm2。     

自交可育甜荞重组自交系群体产量组分的遗传分析

为探究甜荞产量组分的相关性以及数量性状的遗传率和质量性状的分离模式,为甜荞育种提供参考,构建了两组自交可育的甜荞重组自交系(RIL)群体进行产量组分的遗传分析,统计各世代农艺性状,分析各世代农艺性状的相关性和遗传率。结果表明:1)各世代农艺性状变异程度大,其中以单株种子粒数变异系数最大。2)产量构成因素中单株种子粒数与主茎分枝数、花数显著相关。结实率与主茎分枝数、单株种子数呈显著正相关。3)株高具有较高的遗传率。4)F2代群体落粒性性状分离模式为3∶1。     

不同抗倒性甜荞茎秆木质素合成关键酶基因的表达分析

【目的】测定不同抗倒伏能力甜荞品种在不同时期的茎秆木质素含量及其相关合成酶基因表达量,探讨甜荞茎秆木质素合成积累的关键时期及其关键酶基因,为甜荞抗倒伏育种提供理论依据。【方法】用简并引物扩增得到基因CAD、CCR、F5H、COMT和CCOAOMT的部分CDS序列,在NCBI数据库中进行比对分析;用紫外分光光度法测定4个不同抗倒性甜荞品种在分枝期、盛花期和乳熟期茎秆基部第2节间木质素含量;用荧光定量PCR（qRT-PCR）方法分析木质素合成途径中9个相关基因PAL、4CL、C4H、C3H、CAD、CCR、F5H、COMT和CCOAOMT的表达,用2^-△△CT法计算其相对表达量。用Microsoft Excel 2003整理数据和作图,用SPSS 19软件进行方差分析和相关性分析。【结果】扩增得到CAD、CCR、F5H、COMT和CCOAOMT的CDS序列可用于设计后续荧光定量引物。甜荞茎秆木质素含量从分枝期到乳熟期逐渐增加,不同抗倒性品种间,高抗倒伏品种木质素含量在各个时期均显著高于易倒伏品种。基因PAL、4CL、C4H和CCR表达量在品种间和时期间均差异显著或极显著,CCOAOMT在品种间不显著,时期间显著,F5H在品种间差异显著,时期间不显著,C3H、CAD和COMT在品种和时期间差异均不显著。从分枝期到乳熟期,各品种的PAL、4CL、C4H、CAD、CCOAOMT、F5H和CCR表达量均先增后减,在盛花期达最大值,高抗倒伏品种表达量显著高于易倒伏品种;从分枝期到盛花期COMT表达量逐渐下降,易倒伏品种表达量显著高于高抗倒伏品种,乳熟期高抗倒伏品种显著高于易倒伏品种;从分枝期到乳熟期C3H表达量无明显变化规律。木质素含量与PAL、4CL、C4H、CCOAOMT、CAD和CCR基因表达量呈显著正相关,与C3H呈负相关,与COMT在分枝期和盛花期呈负相关,乳熟期呈正相关,与F5H呈正相关。【结论】木质素含量与甜荞茎秆倒伏密切相关,抗倒伏能力强的甜荞品种其茎秆木质素含量高;盛花期是甜荞茎秆木质素合成积累的关键时期;PAL、4CL、C4H、CAD、CCOAOMT和CCR是甜荞茎秆木质素合成的关键酶基因。     

苦荞与甜荞之区别

甜荞是山西省右玉县传统的小宗作物,近年来由于山西佳鑫食业有限公司(左云县)加工一系列苦荞保健产品的带动,苦荞面积逐年扩大。但大多数农民不认识、不了解苦荞,按种植甜荞的方法种植苦荞,常常是事倍功半。为此,通过查阅资料,请教专家,谈谈苦荞与甜荞之区别。     

甜荞·苦荞和大野荞的高分子量种子蛋白亚基研究

[目的]探讨甜荞、苦荞和大野荞的高分子量种子蛋白亚基。[方法]利用SDS-PAGE电泳法对18个不同地方居群的大野荞、3个甜荞和3个苦荞收集系的高分子量种子蛋白亚基进行研究。[结果]从这3个物种的24个收集系中,在高分子量区域（20-70 kDa）共发现12个不同的种子蛋白亚基谱带,种间差异大,种内差异小。3个物种在种子蛋白亚基分布上存在一定的相似性,约30%的谱带相同。其中,甜荞发现有9个谱带,含1个独特谱带（SSP33.71）;苦荞有8个谱带,含不同于甜荞的2个独特谱带（SSP39.15和SSP29.35）;大野荞有7个谱带,不仅含有苦荞的独特谱带,而且其谱带分布与苦荞极为相似。[结论]该研究为荞麦品质遗传育种、种间系统关系、高品质种子蛋白亚基基因工程等研究提供指导。     

四种生长素对普通荞麦枝条生根效应的研究

利用不同浓度(10mg／L30mg／L，50mg／L，70mg／L，90mg／L)的萘乙酸、赤霉素、吲哚乙酸和吲哚丁酸溶液，分别对幼苗期、花蕾期、盛花期共3个时期的荞麦枝条进行离体处理，在室温(20～25℃)下测定其在4种试荆不同浓度处理下的生根情况。结果表明：不同时期荞麦枝条在不同激素溶液及同一激素不同浓度中的生根率都不相同。其中，70mg／L的吲哚丁酸和吲哚乙酸对3个时期的荞麦枝条的生根率都较高，生根数较多，移栽到土中的成活率较高，生长良好。     

用ISSR标记分析甜荞栽培品种的遗传多样性

[目的]研究用ISSR标记分析甜荞栽培品种的遗传多样性。[方法]采用ISSR分子标记对来自11个省的90份甜荞种质的遗传多样性进行了分析。[结果]19条ISSR引物共扩增出508条条带,平均26.7条;其中多态性条带462条,平均24.3条,多态性带的百分率为90.1%。Nei’s遗传相似系数在0.67~0.95。UPGMA聚类分析显示,聚类结果与地理来源有较强的一致性,来自辽宁、内蒙古、陕西、四川、甘肃等省的甜荞都是按来源各自聚为一类,但是发现了几个特殊的类型,即来自河北的甜荞E、安徽的82F以及辽宁的辽荞37号均单独聚为一类。不同地区材料之间的多态性信息指数（PIC）差异较大,其中,辽宁的最高,为0.842,内蒙古的最低,为0.633。[结论]采用ISSR分析甜荞遗传多样性,甜荞表现出丰富的多态性,表明可以用ISSR标记对甜荞进行分子水平的鉴定和遗传多样性分析。     

苦荞高产栽培技术研究

[目的]探讨苦荞(Fagopyrum tataricum)高产栽培技术措施。[方法]采用二次回归正交旋转组合设计试验,研究种植密度(43.2万、52.5万、75.0万、97.5万、106.8万株/hm2)、复合肥施用量(281.8、375.0、600.0、825.0、918.2 kg/hm2)对苦荞产量的影响。[结果]种植密度和施肥对苦荞产量影响显著,都表现为低水平下呈正效应,高水平下呈负效应,并且互作效应显著。获得产量高于2 100 kg/hm2的合理取值区间为:种植密度84.50万~102.97万株/hm2,施肥320.33~505.05 kg/hm2。建立的数学模型Y=2 208.63+122.53X1-114.33X2-200.91X21-205.58X22-184.85X1X2的拟合程度较好,对苦荞生产具有实际指导作用。[结论]该研究可为苦荞高产优质生产提供技术参考。     

晋北地区不同甜荞麦品种（系）的适应性评价

为筛选适宜当地种植的优异甜荞麦品种,于2014-2016年通过田间种植、考种对晋北地区引进的12份甜荞麦品种（系）农艺性状和产量进行观测和测量,运用高稳系数法结合产量变异系数对不同甜荞麦品种（系）的稳产丰产性进行评价,主成分分析法对其适应性进行分析。结果表明,荞杂 1、通荞1号等品种具有较好的丰产性;综甜荞2号和通荞1号静态稳定性较好。12份甜荞麦品种（系）的前3个主成分的累计贡献率为85947%,根据各品种（系）的综合得分,筛选出3份在晋北地区综合性状表现良好的甜荞麦品种,分别为右玉甜荞、蒙0530和宁荞1号。聚类分析表明,12个甜荞麦品种（系）可划分为两大类,其中第Ⅰ类的株高相对较高,主茎节数和一级分枝数较多,籽粒重、单株粒数多;优于第Ⅱ类。研究为当地甜荞育种提供理论参考。     

甜荞与野生近缘种杂交优势利用研究

为了提高甜荞单产水平,参照玉米杂种优势利用的技术路线,育成了甜荞‘矮B近交系’和‘野生自交系Ⅰ’‘、野生自交系Ⅱ’3个亲本系,配制成2个组合进行杂交制种及生产利用。对田间花朵雌蕊花粉载量、正交、反交杂种率进行了观察统计,其结果是：在盛花期午后2点采样,显微镜观察,每朵花三列柱头载花粉粒量15～55粒不等,平均23粒;正交(矮B系×野生系),杂交率60%～65%;反交(野生系×矮B系),杂交率30%;生产表现：在穴播生产田中,一穴中既有F₁植株,也有亲本植株,二者差别明显,F₁植株强壮、繁茂,产量是亲本3倍以上,表明F₁代杂种优势强,区试结果比亲本增产11.7%,比其他品种平均增产29%。本研究认为,野生近缘种是珍贵的种质资源;甜荞与野生近缘种杂种优势强,有望提高甜荞的单产水平;还存在花期不遇等原因,造成杂交率远未达到2/3的理论数值。