中国大麦酯酶同工酶的多样性及其地理分布研究

采用等电聚焦凝胶电泳，分析了５０２份栽培大麦和２３份西藏野生大麦，结果如下：（１）栽培大麦共出现４４条谱带，分１５组４５种带型，西藏野生大麦共７种带型；（２）酯酶同工酶的地理分布表明，具有相同或相近带型的品种分布与大麦生态区划和基因传播关系密切；（３）大多数西藏栽培大麦品种都有与西藏野生大麦相同的谱带，这条带除了在云南栽培大麦中发现外，其他栽培大麦品种中没有发现。     

基于RNA-seq技术分析野生大麦穗部发育基因的表达谱及其转录动态

为明确野生大麦穗部发育过程中基因表达的动态变化,以来自以色列的野生大麦Mehula 1-2为材料,对其在穗部发育的4个关键时期（开花后3、8、13和18 d)进行RNA-seq分析,并与栽培大麦穗部的基因表达谱进行了比较。结果表明,在野生大麦穗发育的4个时间点共鉴定到17 163个基因,其中11 273个为差异表达基因,包括635个转录因子相关基因;功能富集分析表明,这些差异基因主要富集到物质合成、代谢过程、物质运输、抗逆等相关过程或通路上;野生大麦和栽培大麦穗部基因的表达谱比较分析发现,两者共同表达的基因显著富集到细胞器、催化、代谢、调节及抗逆等相关通路上,而在特异表达基因方面,栽培大麦主要集中于甲基转移酶、次生壁生物合成、核糖体蛋白等相关基因,野生大麦主要集中于逆境抗性、花青素合成、钙调蛋白等相关基因。本研究发掘的与穗部发育相关的关键基因,丰富了大麦穗部遗传改良基因资源,为进一步解析野生大麦穗部发育关键基因的表达特性和调控机制奠定了基础。     

青稞叶绿体基因RNA编辑位点的预测、鉴定与比较分析

为了阐明青稞叶绿体基因组RNA编辑位点的组成与特性,首先利用生物信息工具对青稞叶绿体基因的RNA编辑位点进行了预测,结果发现了35个分布于15个基因的编辑位点,所有编辑均为C到U的转换,其中基因ndhB包含的编辑位点数量最多,达9个,这与其他麦类作物相似;进一步利用RT-PCR结合克隆测序,对预测的35个位点进行了实验验证,发现18个编辑位点被证实发生了C到U的编辑;对编辑前后编码蛋白质的结构进行了比较分析,发现RNA编辑引起了编码蛋白的结构变化,暗示RNA编辑可以造成编码蛋白功能的改变。最后,将青稞叶绿体基因RNA编辑位点与栽培大麦、野生大麦的叶绿体RNA编辑位点进行了比较,发现青稞与栽培大麦的RNA编辑组成完全一样,而野生大麦缺失了 ndhA-563位点,初步印证了大麦的起源进化关系。     

关于栽培大麦的近缘野生种分类的讨论

本文应用细胞学鉴定和同功酶分析等方的,研究了栽培大麦与其近缘野生大麦之间的亲缘关系.同时结合它们的形态特征和生物学特性等方面的资料,讨论了栽培大麦的近缘野生种的分类系统问题.本文所列事实支持了把二棱野生大麦(Hordeum spontaneum C· Koch)作为真正的野生种,把六棱瓶型野生大麦、六棱无柄野生大麦和六棱裸粒野生大麦划为一个种,即六棱野生大麦〔H、agriocrithon (E. Abegr Shao)〕(以下分为三个变种)的观点.十九世纪四十年代末期以来,人们先后发现了栽培大麦(Hordaum vulgare L. )的近缘野生大麦.Koch (1848)在中东地区发现了碎穗二棱大麦(H. spontaneum C. Koch)〔18、20〕.后来,人们相续发现了它的三个变种,Var. ituaburense (Boiss) Nabelek, Var. ischnaturum (Cosson) Thell和Var. Proskowetzii Nabelek. Abeng (1938)间接地从我国西藏和四川西部找到了碎穗六棱大麦,命名为H. agriocrithon. E. Aberg 〔10,11〕. Bakhteyev (1956)在中亚发现了六棱瓶型野生大麦,命名为H· lagunculiforme Bakht〔12〕,他于1962 年把它归属于二棱野生大麦的一个变种〔13〕邵启全等(1975)〔1〕报道我国西藏和川西有广泛分布着以上野生大麦的同时,还报道了新发现的六棱裸粒野生大麦,H· agrioorithon Var. nudum shao.然而,人们对以上野生大麦做过不同的分类系统,彼此间分歧很大,归纳起来主要是:一把栽培大麦的所有近缘野生大麦都归于栽培大麦一个种内.〔4,14,15,16,17,21〕.二、把栽培大麦的近缘野生大麦分为三个不同的野生种,〔5,13,20〕即二棱野生大麦种,瓶型野生大麦种和六棱野生大麦种.三、把栽培大麦的近缘野生大麦分为两个不同的种〔2,3,11〕即二棱野生大麦种和六棱野生大麦种.以往对近缘野生大麦的分类主要依靠它们分布调查形态特征和杂交实验.本文则用栽培大麦及其各种近缘野生大麦为实验材料,用细胞学、生物化学等方法对供试材料进行了比较研究,同时,结合这些材料的形态和生物学特性等方面的资料探讨了栽培大麦与其近缘野生大麦的亲缘关系.     

野生大麦在生产籽粒和自然更新草场用大麦育种上的应用

普通大麦(H.vugare)的祖先野生二棱大麦(Hordem spontaneum)起源于中东弧形地区(Harlan和Zohary 1986),在地中海流域及亚洲包括中国广泛分布(Harlam1979;Qiguan 1981),弗雷等人(1984)认为来自野生大麦的基因可以提高栽培种的生产能力。野生二棱大麦广泛地分布在塞浦路斯中东部,那里年降雨量300mm,而且在年降雨400～500mm的西南部也有发现。它茂盛地生长在平原耕地的边缘和海拔1000m的山脚地。哈     

水分胁迫对麦芽品质影响的基因型差异分析

大麦在开花后受到水分胁迫时,籽粒质量会降低而蛋白质含量则会增加,同时麦芽品质也大幅下降。然而,在不同的大麦基因型中,水分胁迫的负面影响差别很大。本研究采用不同水分胁迫耐受性的西藏野生大麦品种2个和栽培品种2个作为研究材料,分析了干旱条件下灌浆期籽粒代谢剖面的基因型差异。本研究中总共鉴定到71种不同积累的代谢物,包括有机酸、氨基酸/胺和糖/糖醇。所有基因型材料的代谢物相对含量均受水分胁迫的显著影响,且野生型和栽培型之间差异明显。对代谢物的主成分分析表明,西藏野生大麦XZ147对水分胁迫具有独特的响应方式。当受到水分胁迫时,野生大麦XZ147是4个基因型中籽粒β-淀粉酶活性升高最多的,这很可能是由于其较高的赖氨酸含量,较低的吲哚-3-乙酸(IAA)生物合成,更稳定的过氧化氢平衡,以及上调的BMY1基因表达。另一方面,干旱胁迫下野生大麦XZ147籽粒β-葡聚糖含量下降量超过其他基因型,这可能是由于其具有较高的灌浆速率和上调的β-葡聚糖合酶基因GSL7表达。这些结果表明,XZ147在大麦育种中具有很大的潜力,可以提高大麦的耐干旱胁迫能力。     

大麦驯化的主要性状及其相关基因

大麦(Hordeum vulgare L)是位于小麦、水稻和玉米之后的世界第四大主要作物。从野生物种转变为栽培种的驯化过程中,大麦的许多性状发生了改变。大量研究发现,这些驯化过程中变化的主要性状,都是相关基因突变导致功能丧失的结果,而且已克隆的驯化基因多数为转录因子。本文对非脆穗轴、六棱穗和裸颖果等大麦驯化的主要性状及其相关基因的研究进展进行了综述,以期为相关研究提供参考。     

西藏野生大麦主要分类性状的遗传分析

西藏野生大麦具有遗传多样性,它们对研究大麦系统发育和育种具有重要意义。本文通过西藏野生大麦之间以及它们与西藏栽培大麦之间的杂种 F_1的性状表现,研究西藏野生大麦主要分类性状的显性遗传,以揭示它们在大麦系统发育中的地位。研究结果证明;13对性状的显性遗传,其中窄护颖对宽护颖、钩芒对长芒、紫叶耳对白叶耳、红褐稃对黄稃、黑稃对紫稃、深粒色(绿、紫、黑等)对浅粒色(黄)等为显性的结果,未见过报道。根据上述研究结果并参考以往报道,作者勾画出由多年生野生大麦向栽培大麦的进化体系,有关中间型大麦亚种的渊源属首次报道。     

大麦野生种质资源现状及保护

通过对大麦野生种质资源分布、特征特性、影响其野外生存因素以及保护现状的阐述,认为对野生大麦资源进行保护显得十分迫切和必要。要做好大麦野生种质资源的保护工作没有现成的方法可以采用,因而显得比较困难。为此,提出了一些保护措施,即:远离现代文明的保护;建原生态环境保护点;人工种植保护。     

青海高原近缘野生大麦的分类及分布

１９９０￣１９９２年，对青海省２０个县市的大麦野生近缘植物进行了考察。收集到的２１３份近缘野生大麦分属２个亚种、２０个变种、其中新定名的变种６个。     

西藏高原青稞特性探讨

一、西藏青稞生产状况 青稞是青、康，藏高原裸大麦的地区性特有名称。据西藏作物品种资源考察(1981～1984)，在大麦属中，还发现多棱、二棱皮大麦和野生二棱、六棱大麦；据徐廷文等考证，野生三棱大麦的出现比近东的更早，而野生六棱大麦早在五千多年前的新石器时代即被驯化为六棱裸大麦而进行栽培。     

普通大麦与球茎大麦间双二倍体杂种的产生及其利用

杂种体细胞的不稳定性和低育性,对于农艺方面的优良基因如野生球茎大麦(Hordeumbul—bosum)的抗性因子向栽培的普通大麦(H.vuigare.)的转移就成为主要问题。然而,在这两个种间产生大量稳定且部分可育的双二倍体是可能的,并用这些杂种的回交、同小麦进行的复合杂交,开发新颖的育种材料。     

大麦赤霉病,白粉病抗源筛选研究

１９９１－１９９５年,在浙江省筛选抗大麦赤霉病３２７１份。其中,国内品种２４１６份,鉴定出抗病品种５份,中抗的２０４份;国外品种４９３份,鉴定出抗病品种４份,中抗的１１８份;野生大麦３６２份,未同抗病品种尚有待于进一步筛选。对２９３１份大麦种质资源进行了抗白粉病抗源筛选。其中国内外资源１９２７份鉴定出抗病品种１２份;野生大麦１１０４份,未筛选出抗泊,尚待继续鉴定。     

大麦赤霉病、白粉病抗源筛选研究

1991～1995年,在浙江省筛选抗大麦赤霉病3271份。其中,国内品种2416份,鉴定出抗病品种5份,中抗的204份;国外品种493份,鉴定出抗病品种4份．中抗的118份;野生大麦362份,未鉴定出抗病品种尚有待于进一步筛选。对2931份大麦种质资源进行了抗白粉病抗源筛选。其中国内外资源1827份鉴定出抗病品种12份;野生大麦1104份,未筛选出抗源,尚待继续鉴定。     

二、四、六棱大麦核型的比较研究

七十年代以来,我国不少学者曾对各种大麦的亲缘关系及进化程度进行了研究,主要涉及野生六棱和栽培六棱,以及野生二棱和六棱大麦之间亲缘关系的研究。至于四梭栽培大麦的核型分析及二、四、六棱大麦核型的比较研究,目前尚未见有报道。本文报道了利用有丝分裂中期染色体的形态特征进行常规分析的方法,对二、四、六棱大麦的核型进行了比较研究,以进一步揭示三者之间的亲缘关系及进化程度。     

西藏近缘野生大麦品种资源农艺性状分析

对《中国近缘野生大麦遗传资源目录》中的２４４１份西藏材料进行分析，认为西藏近缘野生大麦资源以春性为主，占总数的９９．８４％。具有幼苗直立、早熟、植株偏高、多粒性、千粒重略低于栽培大麦品种、穗和籽粒的深色型比率大等显著特点，是适应性育种、抗逆性育种和丰产性育种的宝贵资源。     

四川大麦种质资源的特色及其利用研究

通过对 712份 (编入中国大麦遗传资源目录的 595份 )栽培大麦和近缘野生大麦鉴定分析结果认为 :大麦多样性极为丰富 ,如芒形、稃和籽粒颜色 ,具有变异最为丰富 ,多样性最高的特点。从多样性分布区相比这些性状高于贵州、青藏高原、黄河流域和长江中下游地区。它还具有早熟、矮生、大穗、多粒、蛋白质、赖氨酸和其它氨基酸含量较高 ,“双高”材料不少 ,地方品种蛋白质含量高于育成品种和全国地方品种及国外品种 ;以及抗多种病害和耐各种不良环境因素的优良遗传性状 ,具有直立性、密穗、稀穗、裸粒、钩芒、早熟、抗病等可利用基因潜力巨大两特色。对这些遗传性状和基因资源开发利用 ,在分类、遗传、育种、农艺性状和经济性状鉴定等已取得显著成就 ,预示着美好的远景     

不同分类大麦籽粒大小及粒重的差异分析

为改良大麦籽粒性状,依据棱型、皮裸及选育水平对125份大麦材料按3种不同分类方式进行分组,比较了组别间的粒重、粒长、粒宽及粒厚的差异及各性状间的相关性。结果表明,大麦粒重与棱型相关,与皮、裸无相关性,二棱大麦粒重(46.89mg)显著高于六棱大麦(35.71mg)。就籽粒长而言,皮大麦长于裸大麦,二棱大麦长于六棱大麦,以野生大麦最长,为13.19mm;人工驯化和品种选育使大麦粒长有所变短。二棱大麦的粒宽(3.55mm)显著大于六棱大麦(3.26mm);粒宽在皮、裸大麦间无显著差异。粒厚变异与粒宽类似,野生大麦的粒厚最小(1.69mm)。相关分析表明,大麦粒重主要由粒宽、粒厚决定,且后两者呈极显著正相关。     

两个很值得重视的野生种种质资源

据K.J.Frey报道:燕麦、大麦等作物的最初基因库含有野生亲缘植物的成分,它们对谷物的改良有潜在价值。一般来说,在我们的研究中野生亲本是随意选来的,在燕麦、大麦和高粱的研究中曾与栽培亲本回交1—5次。     

论大麦的起源(续二)

生态学的论证应当重视Zohary(1959,1960)反对野生六棱大麦(H.agriocrithon)是野生植物的观点。因为野生六棱大麦不能很好适应“自体种植”,只能在人们耕种的土地上才能保存下来,而且大麦属的所有野生种,都是中央小穗结实,侧小穗退化的异穗状花序;如芒麦草(H.jubatμm),地中海大麦(H.gμssoneanμm)和鼠大麦(H.mμrinμm)等全是二棱大麦。此外,已如前述,显性的野生型是二棱大麦。Nevski(1941)指出,野生二棱大麦在向缩短生育期和向什草性发展,以及侧小穗进一步退化的趋势等方面,达到了比栽培大麦更