山东小麦籽粒硬度演变规律研究

利用单籽粒谷物特性测试仪和PCR扩增、酶切及DNA测序技术,结合改良的friabilin提取及电泳分析方法,对山东省431份农家品种、63份历史品种和29份当前主栽品种的籽粒硬度分布以及Pina和Pinb等位变异类型进行研究,以探讨山东小麦籽粒硬度的演变规律。农家品种、历史品种和当前主栽品种中硬质麦比例分别为75.6%、12.7%和27.6%,混合麦分别占20.4%、19.0%和13.8%,而软质麦分别占3.9%、68.3%和58.6%。农家品种中共有6种基因型,Pina-D1b/Pinb-D1a和Pina-D1a/Pinb-D1p分别占硬质麦的38%和59.6%。历史品种中有4种基因型,8份硬质麦中Pina-D1b/Pinb-D1a占37.5%,Pina-D1a/Pinb-D1b占37.5%,而Pina-D1a/Pinb-D1p只占25.0%。当前主栽品种中,8份硬质麦全部是Pina-D1a/Pinb-D1b类型。长芒透垅白等3个品种的Pinb基因的核苷酸序列发生了双突变,起始密码子下游96 bp处碱基C突变为A,而且在265 bp处发生了A碱基的缺失,将其命名为Pinb-D1aa。     

小麦资源胚乳蛋白Glu-1、Glu-3、Gli-1基因位点变异特点

141个普通小麦品种及农家种中，由Glu-1位点控制的高分子量谷蛋白亚基共27种图谱，最常见的图谱是（N，7+8，2+12）占22%和（N，7+9，2+12）占19.9%，Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1位点控制的均为正效应亚基，其图谱（1，7+8，5+10），（1，14+15，5+10），（1，13+16，5+10），（1，17+18，5+10），（2*，7+8，5+10），（2*，13+16，5+10）占13.4%; 由Glu-3位点控制的低分子量谷蛋白亚基共48种以上的图谱，最常见的图谱是（a, j, c）, Glu-A3位点存在6个以上等位基因，新发现的占5.7%, Glu-B3位点存在10个以上等位基因，新发现的占2.8%, Glu-D3位点存在3个等位基因；由Gli-1位点控制的醇溶蛋白共81种以上图谱，Gli-1A1位点存在7个以上等位基因，新发现的占7.1%, Gli-B1位点存在12个以上等位基因，新发现的等位基因占3.5%, Gli-D1位点存在10个等位基因，Gli-B1位点的l为1B/1R易位系，占总数的33.6%; 由Gli-1位点控制的醇溶蛋白和由Glu-3位点控制的低分子量谷蛋白亚基基因变异远比由G1u-1位点控制的高分子量谷蛋白亚基复杂和丰富。     

我国玉米生产消费现状和新品种推广趋势浅析

我国是世界上玉米生产、消费大国,产量约占世界的1/5,消费约占世界的1/4.2003-2004年度,我国玉米总产量占世界玉米总产量的18.6%;消费量占世界玉米总消费的28.4%;贸易量850万吨,占10.4%.可见,玉米在我国粮食安全中起着极其重要的作用.     

河北省小麦品质相关基因的KASP标记检测

为了加速小麦品质改良,利用高通量KASP标记检测1970年以来河北省审定的小麦品种153份,这些功能标记包括检测1RS/1BL和1RS/1AL易位系、高分子量麦谷蛋白亚基、籽粒硬度、提高籽粒蛋白含量和促进直链淀粉合成,以及与籽粒品质颜色相关基因的KASP标记,共计22个。结果表明,1RS/1BL和1RS/1AL易位系占比分别是43.14%和9.15%;5个标记检测高分子量麦谷蛋白亚基,Glu-A1位点Glu-Ax1和Ax2*亚基占比分别是39.22%和11.76%,Glu-B1位点Bx7OE亚基占比1.96%,Glu-D1位点1Dx5+1Dy10亚基占比13.07%。3个标记检测小麦籽粒硬度基因,Pina-D1b、Pinb-D1b和Pinb-B2b等位变异,占比分别是5.88%、70.59%和35.95%;没有检测到与提高籽粒蛋白含量和促进直链淀粉合成有关的基因Gpc-B1和Wx-B1的优异等位变异;检测了10个与籽粒品质颜色有关的基因Ppo-A1、Ppo-D1、Psy-A1、Psy-B1、Psy-D1/Sr25、Zds-A1、Lox-B1、TaLyc-B1、TaPds-B1和TaPod-A1,优异等位变异占比分别是69.93%、7.19%、27.45%、9.15%、100.00%、15.03%、75.82%、71.90%、25.49%和25.49%,其中Ppo-D1位点的优异等位变异呈逐年下降的趋势。综上所述,KASP标记可高效检测小麦品质相关基因的优异等位变异,在河北省小麦品质改良中有很好的应用前景。     

新质源CMS-FA杂交稻系统的亲本资源筛选

用新质源雄性不育系金农1A(CMS-FA)作母本, 分别与来自10个国家和国内13个省份的220个水稻品种组配成杂交种, 考察F₁代的花粉染色率、套袋结实率和自然结实率。在F₁代中, 当这3项育性指标均≤10%时, 显示父本品种具有雄性不育保持能力, 因而将其划分为保持系资源; 当3项育性指标均≥80%时, 显示父本品种具有雄性不育恢复能力, 将其划分为恢复系资源; 此外的其他父本品种, 即3项育性指标中任何一项指标>10%或<80%, 既不能作为保持系, 也不能作为恢复系, 被划分为非杂交稻亲本资源。在220个水稻品种中, 可作为金农1A保持系的有122个, 占55.5%; 未发现恢复系亲本; 非杂交稻亲本品种有98个, 占44.5%。CMS-FA型的杂交稻亲本资源利用率为55.5%。对照野败型不育系珍汕97A(CMS-WA)的保持系亲本品种有44个, 占20.0%; 恢复系亲本品种42个, 占19.1%; 非杂交稻亲本品种134个, 占60.9%。CMS-WA型的杂交稻亲本资源利用率为39.1%。CMS-FA系统比CMS-WA系统的亲本稻种资源利用率高16.4个百分点, 尤其是保持系资源利用率高35.5个百分点(近1.8倍)。国外品种的育性普遍低于国内品种。     

我国秋大豆的特征特性分析

我国秋大豆主要分布在南方几省,共有445份。青种皮品种有175份,占1/3以上。具有粒大、粒圆的特点,没有蔓生品种,无限结荚品种也很少;植株较矮,株高平均在60cm以下;叶形以卵圆、椭圆和圆形叶占绝对优势(97.1%);黄子叶品种占99.3%,棕毛品种占3/4以上,紫花品种占4/5以上,秋大豆是栽培大豆中进化较早的一种类型。     

CIMMYT普通小麦籽粒硬度等位变异的检测

籽粒硬度主要由5D染色体短臂的一对主效基因Ha控制,研究籽粒硬度等位变异有助于提高小麦的磨粉和食品加工品质。本试验对国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）的138份历史品种和代表性高代品系的硬度基因型进行了研究。在用SDS-PAGE鉴定Pina-D1b/Pinb-D1a时,用10%甘油代替水配制分离胶,用PDA代替甲叉配制分离胶和浓缩胶,增强了PINA和PINB两种蛋白带型的分辨率。结果表明,与其他国家硬质麦中Pina-D1a/Pinb-D1b类型偏多的特点明显不同,CIMMYT硬质小麦中puroindoline a（PINA）蛋白缺失类型（或称Pina-D1b/Pinb-D1a）较多,为118个,占85.5%;Pina-D1a/Pinb-D1a（野生型）为11个,占8.0%;Pina-D1a/Pinb-D1b类型有9个,占6.5%。其中,PINA缺失对小麦籽粒硬度的影响最大,与其他2种基因型硬度值之间差异达5%显著水平。先前研究结果表明,PINA蛋白缺失类型的磨粉品质和面包烘烤品质均劣于Pina-D1a/Pinb-D1b类型,因此,建议CIMMYT多引进一些其他硬度变异类型的小麦种质,如Pina-D1a/Pinb-D1b类型等,以改善其硬度基因型过度单一的局面,从而减少PINA蛋白缺失带来的不利影响。同时,也提醒我国以其他用途如抗病、抗旱等为目的,引种CIMMYT小麦时,还应充分考虑PINA蛋白缺失对磨粉和加工品质的不利影响,以更合理引进和有效利用CIMMYT种质资源。     

重庆市巫山县烟草施肥现状调查分析

了解烟草生产中肥料施用状况,对发现烟草施肥存在的不合理等问题,进而指导农户科学施肥具有重要意义。于2009年对重庆市巫山县典型植烟区124个农户进行问卷调查,分析其烟草施肥状况。结果表明：调查样本中烟草生产总养分施用量为592.3 kg/hm²,其中有机肥占21.9%;氮(N)、磷(P₂O₅)、钾(K₂O)肥平均施用量分别为132.6、130.9和328.8 kg/hm²,其中基肥分别占65.4%、80.9%和59.5%;氮磷钾施用比例为1:0.99:2.48;肥料偏生产力为3.7 kg/kg,其中氮、磷、钾肥偏生产力分别为16.4、16.6和6.6 kg/kg。综上所述,巫山县烟草生产中氮磷钾肥施用比例相对合理,但肥料用量偏高,氮肥用量可降低15%左右。     

菠萝果实生长发育过程中营养品质的变化

以‘巴厘（Ananas comosusr cv. Yellow Mauritius）’、‘卡因（Ananas comosusr cv. Cayenne）’和‘台农11号（Ananas comosusr cv. Tainung 11）’3个菠萝品种的果实为试材, 进行果实发育过程中糖、酸以及维生素C含量的分析。结果表明：蔗糖、葡萄糖和果糖是菠萝果实的主要糖类;在果实发育早期,各糖分含量较低,随着果实生长速度减慢,糖含量迅速增加,在果实成熟期达到最大值;在成熟果实中,不同品种间糖份的比例有较大差异,其中,‘巴厘’为3.71:1.11:1,‘卡因’为2.67:0.74:1。菠萝果实中所含有机酸有柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乙酸、草酸和马来酸;随着果实的发育,不同品种间有机酸的含量、比例以及变化规律有一定的差异;在成熟果实中有机酸含量由高到低依次,‘巴厘’为柠檬酸（约占65.7%）、苹果酸（约占24.9%）、乙酸、草酸和马来酸,酒石酸没有检测到,‘卡因’为柠檬酸（约占62.2%）、苹果酸（约占14.4%）、酒石酸、乙酸、草酸和马来酸。菠萝果实中也有较丰富的维生素C,不同品种维生素C含量差异较大,‘巴厘’最高（0.49mg/g）,‘卡因’次之（0.19mg/g）,‘台农11号’最低（0.11mg/g）。     

新疆南部棉区黄萎病菌种群致病性分化及变异

 采用鉴别寄主法和特异性引物PCR检测技术对采自新疆南部（南疆）棉区的36个棉花黄萎病菌菌系进行检测,以期明确其病原种群致病性分化及变异情况。鉴别寄主法测定结果显示：供试菌系中致病性强、中、弱的菌系分别为27个、4个和5个,各占75.0%,11.1%和13.9%。特异性引物（ND1/ND2和D1/D2）PCR检测结果显示,供试36个菌系中落叶型菌系12个,占33.3%;非落叶型菌系24个,占66.7%。经统计,落叶型菌系的致病力明显高于非落叶型菌系,其平均病指分别为43.8和31.8。接种试验证明,无论落叶型菌系和非落叶型菌系,接种后都可产生落叶症状,但落叶的情况有明显差别,落叶症状的轻重不仅与菌系的致病类型有关,还与棉花品种的抗病性密切相关。     

河北省平原区棉花品质与土壤生态地质地球化学因子相关性分析

为了明确棉花综合品质与主要生态地质地球化学因子的关系,采用多目标地球化学调查法,研究河北省棉花纤维品质指标、棉花综合品质指数与各个主要土壤生态地球化学因素的关系。结果表明,冲洪积或冲积平原中的冲积平地较其他地貌条件更适宜棉花种植;潮土、潮褐土类型土中轻壤质、砂壤质、中壤质较其他土壤类型而言,更适宜棉花生长和优质棉花纤维的形成。河北省平原棉花种植区土壤硝态氮基本上分布在很低和低水平,其所占比例为69.06%;速效磷主要分布在低水平,分布在中、高水平上的样点仅占18.24%、3.07%;有效钾主要分布在中等水平、高和很高水平,分别占31.97%、44.67%。土壤钙含量较丰富,有效钙分布在8086~9658 mg/kg范围中;氧化态镁属于中等偏低水平;有效硫大多分布在很低和低水平,分布在中等水平的仅占15.45%。河北省平原区土壤铁主要分布在中、高水平,其比例分别为51.82%、42.73%;大部分地区土壤锌水平较低,分布在中等、高水平的仅为占15.45%、1.82%;锰含量水平中等适当;土壤硼主要属中等适量水平,所占比例为59.09%;土壤铜大多属于偏高水平,其比例占98.18%。在诸营养元素中,磷、钾素对棉花纤维品质的影响大于氮素,中微量元素中硼、锰、硫元素对棉花纤维品质的形成影响相对高于其他各元素。     

马铃薯转录组EST-SSR挖掘及其多样性分析

本研究以宁薯4号叶、根和匍匐茎茎尖为材料构建链特异性文库进行转录组测序并对测序数据重新拼接。应用SSR检索软件从74.8 Mb测序数据中(51 006 Unigenes)发掘到1 867个SSR位点,平均发生频率为1/41 kb。重复基序中以三核苷酸、六核苷酸和二核苷酸为主,分别占总SSR位点数的58.2%、12.8%和10.7%;56种三核苷酸重复基序中以(GAA/TTC)n为主,占总SSR重复基序比例的4.1%;160种六核苷酸重复基序中以(AGCCAC/GTGGCT)n、(AGATGA/TCATCT)n、(GCAGGT/ACCTGC)n、(AAACCC/GGGTTT)n和(GGTGGA/TCCACC)n为主,分别占总SSR重复基序比例的0.2%。对1 867个SSR位点序列设计了1 692对EST-SSR引物,从中抽取100对引物进行有效性和多态性验证。结果表明,76对(76%)引物能扩增出预期目标片段;40对能扩增出目标片段的EST-SSR引物中有19对引物在分析47份马铃薯种质资源遗传多样性中表现出多态性差异,多态性引物比例为47.5%;共检测到80个等位基因,平均每对引物检测到4.2个等位基因;多态性信息含量(PIC)值变化在0.343~0.819之间,平均为0.658,属于高多态位点。本研究可为分析马铃薯种质资源遗传结构、构建精细遗传图谱、克隆定位功能基因和分子标记辅助育种等研究提供了标记基础。     

CIMMYT新型人工合成小麦Pina和Pinb基因等位变异

六倍体人工合成小麦由硬粒小麦（Triticum turgidum subsp. durum）与粗山羊草（Aegilops tauschii Coss.）杂交产生,是研究小麦进化过程中基因变异的重要材料。以国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）提供的57份由野生二粒小麦（T. turgidum subsp. dicoccoides）与粗山羊草杂交产生的新型人工合成六倍体小麦为材料，用单籽粒特性测定仪和Pina、Pinb特异性PCR引物对其籽粒硬度变异以及控制籽粒硬度的主效基因Pina和Pinb的分布情况进行了研究。结果表明，这些材料的SKCS硬度值变异较大，从10.5到42.6，其中15~30的占78%。共有Pina-D1a、Pina-D1c、Pinb-D1h和Pinb-D1j 4种等位变异型，基因型为Pina-D1a/Pinb-D1j的8个，占14%；基因型为Pina-D1c/Pinb-D1h的49个，占86%。方差分析表明，基因型Pina-D1a/Pinb-D1j与Pina-D1c/Pinb-D1h对籽粒硬度的影响差异不显著，但父本粗山羊草和母本野生二粒小麦以及二者间的互作对籽粒硬度有显著影响，说明除Pina和Pinb外，还有其他微效基因影响籽粒硬度的形成。     

玉米早期籽粒中强表达启动子的筛选

在植物基因表达调控的过程中,启动子作为调控基因表达的顺式元件起着重要作用。为了筛选在玉米早期籽粒中强表达的启动子,选取6个启动子pCaMV35SD、pUbiquitin、pZmActin1、pZmSTK2、pZm66589和pZmbHLH148,分别构建EGFP表达载体并转染玉米原生质体,快速验证载体功能构建的正确性;同时采用花粉磁转染法将6个表达载体导入玉米自交系郑58中,并对不同启动子驱动的EGFP载体在授粉后48h玉米籽粒中的荧光强度和荧光检出率进行观察和统计分析。结果表明,6个启动子驱动EGFP表达载体构建正确;pCaMV35SD启动子驱动EGFP表达载体的荧光最强,6个启动子驱动EGFP表达载体由强到弱依次为pCaMV35SD>pZmSTK2>pZm66589>pZmbHLH148>pUbiquitin>pZmActin1,其荧光检出率分别为27.17%、27.17%、29.83%、23.84%、13.40%和30.57%。     

泉州市甘薯土壤养分状况调查分析

通过对泉州市沿海地区甘薯主栽区土壤样品进行分析结果表明:土壤pH值较偏酸,有机质含量低,pH值<6.5占83.6%,有机质<10g/kg占53.4%;氮素钾素缺乏严重,全氮<0.6g/kg占56.8%;碱解氮<100mg/kg占88.4%,速效钾<50mg/kg占75.4%;磷素丰富,有效磷>20mg/kg占52.4%。变异系数中,有效P、速效K明显大于有机质、全N、碱解N。     

棉花水稻:印度农药使用主力

<正>印度是亚太地区重要的发展中国家之一,其经济发展主要依赖于农业,全国有75%的人口以农业为生。在印度,棉花农药使用量在全国农药总使用量的50%,水稻农药用量占18%。棉花和水稻上的农药用量非常大,是最重要的农药使用对象。水果和蔬菜上农药使用量也分别占据较大的市场份额,这与作物种植面积的大小并不完全相符。棉花种植面积只占全国作物种植总面积的5%,但其农药使用量达到全国的一半。水稻种植面积占作物总面积1/4左右(占24%以上),其农药使用份额却只有不到1/5。同样类似的情况还有,水果和蔬菜的用药量大于其他,但其种植面积却只有18%,     

白姜转录组中的SSR位点信息分析

利用Trinity软件对白姜转录组进行de novo组装,CAP3软件对组装的contig拼接删选;MISA工具对unigene进行SSR检索。从153 724条unigene中共发现16 593个SSR,分布在14 436条unigene序列中,出现频率为9.39%,平均每9.26kb含有1个SSR位点。其中二核苷酸、三核苷酸所占比例最大,分别为37.59%和45.24%;二者分别以AG/CT和AGG/CCT重复基元为主,占22.47%和11.79%。基序长度主要分布于12~20bp,占总数的85.06%。研究结果表明,白姜SSR位点频率、密度较高,类型多样,在生姜分子标记辅助育种、遗传多样性研究中有较大应用潜能。     

里岔黑猪GDF11基因cDNA的克隆及组织表达谱分析

生长分化因子11(Growth and differentiation factor-11,简称GDF11)是BMP/TGF-β超家族一员,编码一种在早期胚胎发育过程中起重要作用的骨形态发生蛋白,在确立骨骼模式中起重要作用。本研究旨在克隆里岔黑猪GDF11基因部分cDNA,并检测其在不同组织中的表达差异。结果表明,所克隆的猪部分GDF11基因序列为1 161 bp(GenBank:HQ657211),编码332个氨基酸,与人、小鼠、大鼠、牛、马、兔、斑马鱼GDF11氨基酸序列同源性分别为99.10%,99.10%,99.10%,99.40%,99.10%,98.80%,78.82%。荧光定量PCR分析结果显示,GDF11基因mRNA在14种组织中均有表达,总体趋势为:脊椎>背膘>膀胱>肺>脾>胆囊>肾>大肠>心>骨骼肌>肝>小肠>眼肌>胃。这为进一步研究里岔黑猪GDF11基因的结构和功能及其脊椎数发生的机理奠定了基础。     

基于甘蔗热带种(LA-purple)全基因组序列的SSR开发及特征分析

现代甘蔗栽培品种(2n = 100~130)是由甘蔗热带种(2n = 80)与割手密(2n = 40~128)种间杂交而来, 形成异源多倍体、非整倍体作物, 使得甘蔗栽培品种中80%~90%的染色体来源于热带种。开发热带种基因组SSR分子标记, 有助于甘蔗遗传多样性分析、分子标记辅助选择、遗传图谱的构建等。本研究基于热带种LA-purple的全基因组测序数据的255 398个预测基因序列(累计总长为1 029 222 285 bp), 利用Perl程序与生物信息学软件结合, 发掘SSR位点, 获得了153 150个SSR位点, 平均每1.67个基因有1个SSR位点, 其中二、三核苷酸重复基序分别为39 556个和50 072个, 占总SSR位点数的58.5%。在二核苷酸重复基序中, TA/AT所占比例最高, 占41.4%, CG/GC所占比例最低, 占4.6%; 在三核苷酸碱基重复基序中, TGT/ACA所占比例最高, 为15.6%。在TA/AT重复类型中选取100个基序重复次数在60~90之间的SSR位点, 进行引物设计与合成, 在12个甘蔗属材料中进行PCR扩增分析, 从中筛选出52对具有多态性SSR引物, 其中有27对引物在研究的2个甘蔗栽培品种间表现为多态。这些基因组SSR标记的开发, 不仅可以用于甘蔗栽培品种DNA指纹图谱分析, 而且为甘蔗属不同种的遗传图谱构建、遗传多样性分析和重要性状的遗传机制解析奠定基础, 为甘蔗分子育种研究提供重要支撑。     

华北平原主要作物生产的碳效率研究初报

提高农作物生产的碳效率是实现低碳农业的重要途径之一。为探明农业生产中的碳效率,本文以河北吴桥县为例,基于农户生产调查数据,利用投入产出法,对华北平原冬小麦、夏玉米和棉花3种主要作物生产的碳投入、碳产出和碳效率进行了评价。结果表明,冬小麦、夏玉米和棉花生产的碳投入总量分别为943.47±225.14、525.74±134.73和513.60±138.94 kg CE km^-2,其中化肥和电能占总量的大部分,分别约占60%和25%。3种作物碳的产出总量分别为8 430.70±774.45、7 194.50± 754.58和5 486.00±547.69 kg CE hm^-2,其中秸秆约占总量的50%,经济产量约占34%,根约占17%。冬小麦、夏玉米和棉花碳的生产效率分别为7.95±2.55、15.90±4.34和7.60±2.92 kg kg^-1 CE,碳的经济效率分别为13.28±4.56、21.47±5.86和76.70±29.45 CHY kg^-1 CE,碳的生态效率分别为9.59±3.07、14.57±3.98和11.69±4.49 kg C kg^-1 CE,作物间的碳效率差异显著,初步表明在华北平原,夏玉米生产的碳综合效率最高,棉花次之,冬小麦最低。