水稻DH群体(CJ06×TN1)稻米品质相关QTL分析

对于不同品种和不同种植环境中的稻米品质进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)检测分析,可为分子遗传育种提供实验数据。本研究以粳稻(Oryza sativa ssp.japonica)春江06(CJ06)和籼稻(Oryza sativa ssp.indica)台中本地1号(TN1)杂交衍生的加倍单倍体群体(double haploid,DH)为试材,在西南地区种植并检测与稻米品质相关的特征值,进行QTL定位与分析,以期了解该生态环境对稻米品质的影响,为水稻品质的分子改良育种提供理论依据。经检测分析,共获得13个与稻米粒型、直链淀粉含量以及淀粉RVA(rapid viscosity analysis)谱特征值相关的QTLs,其中5个与粒型相关、7个与RVA谱相关、1个与直链淀粉相关。上述QTLs分别分布在第1、2、3、6、7、8、10染色体,即q HPV-6、q CPV-6、q BDV-6、q CSV-6、q SBV-1、q SBV-6、q SBV-7、q RL-2、q RLW-2、q RLW-3、q RLW-8-1、q RLW-10、q AC-6;分别调控热浆黏度、冷胶黏度、崩解值、回复值、消减值、稻米粒长、稻米长宽比和直链淀粉含量。其中7个与RVA相关的QTLs,似然函数比值对数值(logarithm of odds,LOD)在2.55~13.18之间,单个QTL贡献率在7.03%~49.05%之间,除q SBV-1和q SBV-7贡献率较低,其余单个QTL位点的贡献率均在25%以上,属于主效QTLs。此外,与RVA相关的5个QTLs—q HPV-6、q CPV-6、q BDV-6、q CSV-6及q SBV-6均定位于6号染色体同一区间,在该区间内还检测到1个与直链淀粉含量相关的主效QTL(q AC-6),其贡献率达到45.21%;生物信息学分析发现,该区间包含已被克隆的直链淀粉合成相关的Waxy(Wx)基因。粒型方面共检测到5个具有加性效应的QTL位点,LOD值在3.16~8.47之间,单个QTL贡献率在8.95%~27.23%之间,其中q RL-2、q RLW-3、q RLW-8等3个区间内包含了3个已被克隆的主效QTLs—GW2、GS3以及GW8。本研究通过QTL检测分析,为水稻品质的分子改良育种提供了基础资料。     

优质小麦子粒淀粉组成与糊化特性对氮素水平的响应

在大田条件下,选用3个不同类型优质小麦品种: 豫麦47（强筋品种）、山农8355（中筋品种）和豫麦50（弱筋品种）,设置3个氮肥水平: 施N 0、15和30 g/m2,研究了小麦子粒淀粉的粒度分布、直支链淀粉组成、糊化特性及其对氮素水平的响应。结果表明,优质小麦子粒中淀粉粒的粒径分布范围为1～45 μm,其数目分布呈单峰或双峰曲线变化,体积和表面积分布均呈双峰曲线变化,峰谷位于10 μm处; 据此可将淀粉粒分为两种类型: A型大淀粉粒（10～45 μm）和B型小淀粉粒（1～10 μm）。优质小麦子粒淀粉粒组成存在显著的基因型差异。强筋品种豫麦47子粒中B型淀粉粒的比例较高,弱筋品种豫麦50子粒中A型淀粉粒的比例较高,中筋品种山农8355居中。施氮水平对优质小麦子粒中淀粉的粒度分布存在显著影响。在本试验条件下,随氮素水平的提高,强筋品种豫麦47子粒中A型淀粉粒的比例提高,而B型淀粉粒的比例下降; 增施氮肥后弱筋品种豫麦50和中筋品种山农8355子粒中B型淀粉粒的比例增大,而A型淀粉粒的比例降低,且前者变化的幅度较大。适量增施氮肥提高优质小麦子粒中的淀粉含量,氮肥用量进一步增大后,淀粉含量降低; 增施氮肥后优质小麦子粒中直链淀粉含量降低。增施氮肥对优质小麦子粒淀粉的糊化特性存在较大影响,且此影响的趋势因基因型和施氮量而异。其中强筋品种豫麦47表现为低谷粘度、最终粘度、反弹值、糊化温度和峰值时间提高,而高峰粘度和稀懈值降低; 当氮肥用量增大至30 g/m2时,糊化温度和峰值时间降低,而以粘度为单位的参数均提高。弱筋品种豫麦50表现为增施氮肥后,RVA参数呈下降趋势,与之相对应中筋品种山农8355的呈上升趋势。相关性分析表明,B型淀粉粒的数目、体积和表面积比例与高峰粘度和稀懈值存在显著正相关; 与低谷粘度、最终粘度和反弹值存在显著负相关。子粒中直链淀粉含量、支链淀粉含量和总淀粉含量与高峰粘度和稀懈值呈显著负相关,与低谷粘度、最终粘度、反弹值和峰值时间呈一定程度正相关; 直链淀粉相对含量与RVA特征参数之间的相关趋势与子粒中直链淀粉含量的趋势一致,但均未达显著水平。由此可以认为,氮肥通过调控小麦子粒中淀粉的直、支链组成和粒度分布而影响其糊化特性。     

遮阴时期对不同小麦品种淀粉组成结构及淀粉品质的影响

为研究花前和花后弱光对不同小麦品种淀粉特性的影响,2020—2021年在西昌农科院基地设计二因素裂区试验,主区因素为品种,分别为蜀麦482、川麦39、绵麦51和昌麦34,副区因素为遮阴时期,分别为拔节-开花期(S1)和拔节-成熟期(S2),自然光强为对照(CK)。结果表明,遮阴显著抑制籽粒淀粉积累,拔节-开花期、拔节-成熟期遮阴使淀粉含量分别下降2.96和5.34个百分点,直/支比无显著变化。拔节-成熟期遮阴,A型淀粉粒(>10μm)数目、体积和表面积占比分别较CK提高0.10、4.49和5.01个百分点,α-淀粉酶活性提高36.6%,面粉降落值、糊化黏度和膨胀势降低,淀粉品质变劣;拔节-开花期遮阴降低绵麦51籽粒α-淀粉酶活性,较CK减小28.6%,淀粉糊化黏度、膨胀势和降落值显著增加,淀粉品质改善。绵麦51籽粒α-淀粉酶活性较高,是其他品种的1.55～2.61倍,淀粉峰值黏度、降落值和膨胀势分别较其他品种低948.1～1 597.8 Pa·s、108～211 s、2.95～3.88 g·g^-1,且对光照变化更敏感。相关性分析表明,降落值与峰值黏度等糊化黏...     

喷灌促进小麦籽粒淀粉积累提高其品质

为研究喷灌和地面灌溉对小麦籽粒淀粉积累及其品质性状的影响,该文以中筋小麦百农矮抗58为试验材料,通过2012-2014年2个生长季的大田试验,以地面灌溉为对照,分析了喷灌对小麦籽粒淀粉及其组分积累过程、淀粉糊化特性等的影响。结果表明:1)与地面灌溉相比,喷灌显著提高了小麦总淀粉和支链淀粉的含量,降低了直链淀粉含量,进而降低了淀粉的直/支比;2)喷灌条件下小麦总淀粉和支链淀粉的积累量较地面灌溉分别显著提高了7.8%~8.0%和12.2%~12.5%(P0.05);3)喷灌条件下小麦直链淀粉的积累量较地面灌溉显著降低了8.3%~11.4%(P0.05);4)Logistics方程模拟淀粉积累过程表明,与地面灌溉相比,喷灌提高了小麦总淀粉和支链淀粉的最大积累速率、平均积累速率,但降低了直链淀粉的最大积累速率、平均积累速率;5)喷灌与地面灌溉条件下淀粉糊化特性表现出明显的不同:除糊化温度和糊化时间差异不显著外,喷灌小麦淀粉的高峰黏度、低谷黏度、稀懈值和最终黏度分别较地面灌溉提高了0.169~0.186、0.053~0.062、0.116~0.124和0.155~0.171 Pa·s(P0.05)。综上,与地面灌溉相比,喷灌有利于中筋小麦成熟期籽粒淀粉积累,并在一定程度上提高了中筋小麦淀粉品质。该研究可为小麦高产优质栽培提供理论依据。     

波兰小麦品系XN555×普通小麦品系中13衍生重组自交系(RILs)群体中籽粒品质相关性状QTL定位

小麦籽粒品质相关性状属于数量性状,由多基因控制。为了探索小麦(Triticum aestivum L.)品质相关性状的遗传基础,以波兰小麦(Triticum polonicum L.)品系XN555×普通小麦品系中13产生的重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体(包含99个F10株系)为研究材料,采用SSR(simple sequence repeat)分子标记技术构建遗传连锁图谱;根据2012年和2013年的表型数据,采用完备区间作图法(inclusive composite interval mapping,ICIM)定位籽粒硬度、籽粒蛋白质含量、面粉蛋白质含量和湿面筋含量等品质性状QTL。获得了由241个SSR标记位点组成的A、B染色体组的14个连锁群图谱,覆盖基因组1 338.92 cM,标记间的平均遗传距离为5.56 cM。共定位24个品质性状QTL,分布在1A、3A、4A、5A、6A、1B、2B、3B和5B等9条染色体上。其中,籽粒蛋白质含量和面粉蛋白质含量各7个QTL,湿面筋含量和籽粒硬度各5个QTL,4个性状的单个QTL可分别解释表型变异的8.30%～29.69%、6.90%～29.50%、10.10%～18.43%和7.93%～30.49%。两年都在6A染色体的Xbarc104～Xcfa2114标记区间内与Xbarc104相距1.2 cM处检测到湿面筋含量QTL,并于2012年和2013年分别检测出了面粉蛋白质含量和籽粒蛋白质含量的QTL。本研究为利用波兰小麦改良普通小麦以及在小麦品质改良中应用分子标记辅助选择提供依据。     

小麦籽粒淀粉主要特性的QTL定位

为给分子标记辅助选择和小麦品质育种提供依据,以小麦杂交组合99G44×京771重组自交系群体(RIL)为材料,利用SSR分子标记技术,采用复合区间作图法对小麦籽粒淀粉主要特性进行了QTL分析。结果表明,检测出1个与总淀粉含量有关的显著加性效应QTSA.-6B,位于6B染色体,位点总贡献率为10.91%;检测出1个与支链淀粉含量有关的显著加性效应QAmp.-1B,位于1B染色体,位点的总贡献率为9.54%;检测出1个与直链淀粉含量有关的显著加性效应QAms.-6B,位于6B染色体,位点总贡献率为7.29%;检测出1个与支/直比有关的显著加性效应QAmp./Ams.-6B,位于6B染色体,位点的总贡献率为12.69%;检测出1个与高峰粘度有关的显著加性效应QPV-1B,位于1B染色体,位点的总贡献率为5.91%;检测出2个与崩解值有关的显著加性效应QBD-1B和QBD-2D,位于1B、2D染色体,位点总贡献率为12.95%;检测出1个与回生值有关的显著加性效应QSB-1B,位于1B染色体,位点总贡献率为6.99%;检测出1个与低谷粘度有关的显著加性效应QTV-3B,位于3B染色体,位点的总贡献率为5.16%;检测出1个与膨胀势有关的显著加性效应QSP-1B,位于1B染色体,位点总贡献率为7.02%。本研究定位的淀粉品质性状的标记可作为小麦品质分子育种的工具。     

非糯水稻的可溶性淀粉合成酶Ⅱa基因(SSII-3)对稻米淀粉黏滞性谱(RVA谱)特征的影响

稻米淀粉黏滞性谱(rice starch viscosity,RVA profile)可以比较灵敏地反映不同水稻品种间淀粉的品质差异,其遗传表现及淀粉合成相关基因(starch synthesis-related genes,SSRG)对RVA谱的影响已受到广泛重视。本研究利用籼型(Oryza sativa ssp.indica)光温敏核不育系广占63S和潜力恢复系CG132R,构建的可溶性淀粉合成酶Ⅱa基因(SSII-3)和颗粒结合淀粉合成酶基因(Wx)均存在不同等位基因的回交重组自交系作为供试材料,在WxbWxb、WxaWxb和WxaWxa基因型的遗传背景下,研究非糯水稻SSII-3基因对RVA谱特征的影响,并与Wx基因进行比较,结果表明:(1)糊化温度与RVA谱中除最高黏度(peak viscosity,PKV)之外的7个特征值显著或极显著相关,其中,与热浆黏度(hot paste viscosity,HPV)、冷胶黏度(cool paste viscosity,CPV)、回复值(consistence,CSV)、消减值(setback,SBV)、峰值时间(peak time,PeT)显著或极显著负相关,与崩解值(breakdown,BDV)、成糊温度(pasting temperature,PT)极显著正相关,说明在非糯水稻中,控制糊化温度的SSII-3基因对RVA谱特征有重要影响,并且SSII-3基因对RVA谱各特征值的影响方向与Wx基因的影响方向相反;(2)SSII-3基因对RVA谱特征值的作用受Wx基因的影响,其中,SSII-3与Wx基因的互作对HPV、CPV、CSV有显著或极显著影响;(3)特征值PT、PeT主要受SSII-3基因的影响。Wx基因是控制RVA谱特征的主效基因,SSII-3基因作为稻米糊化温度的主效基因,是对RVA谱起重要作用的另一个基因,研究Wx基因表达的非糯水稻中,SSII-3基因对RVA谱的影响及其与Wx基因的互作,对于评价稻米的蒸煮与食用品质和选育优质水稻品种具有重要的应用价值。     

几种淀粉的糊化特性及力学稳定性(简报)

为探索淀粉糊化的力学稳定性,以不同来源淀粉为原料,采用快速黏度分析仪于不同搅拌速度下,研究外力作用对淀粉糊化特性的影响,为淀粉质食品的品质控制提供依据。结果表明,不同来源淀粉的黏度曲线及其力学稳定性有差异。以小麦淀粉的糊化温度最低;马铃薯淀粉糊的黏度和温度稳定性最大;马铃薯和莲子淀粉的峰值黏度较高,冷糊稳定性好;莲子淀粉的热糊稳定性差;玉米淀粉糊易于老化。外力作用对淀粉糊的黏度曲线有影响。较强的外力作用后,会导致淀粉糊的强度、黏度和糊化温度降低,改善热糊稳定性和冷糊稳定性。淀粉糊化的力学稳定性与其颗粒强度有关,较大颗粒强度的淀粉的力学稳定性较好。     

粳稻粒位间淀粉RVA谱特征与其它品质性状的关系

为了明确RVA谱特征值在评价稻米品质中的作用,本文选用不同穗型水稻为材料,按照穗部位置分为27个粒位,研究了不同粒位上淀粉RVA谱特征与其它品质性状的关系。结果表明碾米品质中的整精米率和粒长与峰值黏度、热浆黏度和崩解值3个特征值有极显著正相关关系。外观品质中的垩白率、垩白度和营养品质中的总蛋白质含量、清蛋白含量、醇溶蛋白含量、谷蛋白含量、脂肪酸含量都与峰值黏度、热浆黏度、崩解值呈极显著负相关,与消减值极显著正相关;球蛋白含量则表现相反规律。蒸煮食味品质中的食味值、直链淀粉含量和胶稠度与峰值黏度、热浆黏度、崩解值3个特征参数呈极显著正相关,与消减值呈极显著负相关,尤其是与峰值黏度和崩解值2个参数的相关系数较大。淀粉RVA谱特征值能密切反映稻米品质的好坏,穗下部二次枝梗籽粒的峰值黏度和崩解值的大小可以作为优质粳稻辅助选择的首选指标。     

红花甜荞籽粒淀粉的理化特性

为明确红花甜荞籽粒淀粉理化特性,选用12个红花甜荞品种为材料,分析了其淀粉颗粒形态、粒度分布特征、直链淀粉含量、溶解度、透明度及糊化特性以及品种间差异。结果表明,红花甜荞淀粉颗粒多为不规则多角形和球形,多角形多且颗粒较大,球形颗粒较少且颗粒小,淀粉粒径范围介于0.38～25.78 μm;品种间淀粉粒径、直链淀粉含量、溶解度、透明度存在显著性差异（P＜0.05）;起始糊化温度在62.80～72.60℃,峰值黏度在126.58～141.00 RU;品种间谷值黏度、最终黏度、破损值、回生值和峰值时间差异显著。定边甜荞谷值黏度大,为118.00 RU;破损值及回生值小,分别为13.00和57.33 RU;达到峰值时间最长,达5.80 min;淀粉糊稳定性好。因此,在进行优质专用品种选育和产品加工时,应根据不同目标选择不同的甜荞品种。     

水稻心白突变体xb1的淀粉理化特性分析

淀粉是稻米胚乳的主要成分,解析其理化特性对改良水稻品质具有十分重要的意义。为了探究心白稻米淀粉的理化特性,本研究以经EMS诱导粳稻品种辽星1号获得的心白突变体xb1为材料,利用扫描电镜、激光粒度分析仪、RVA快速黏度分析仪、差示扫描量热仪等方法,对形态结构、淀粉颗粒结构和粒径分布、糊化特性及热力学特性等进行了分析。结果表明,与野生型相比,突变体xb1籽粒的粒宽、粒厚和千粒重均显著降低;淀粉结构和淀粉粒粒径分布均发生改变,淀粉粒粒径值大于13左右的淀粉粒数量明显低于野生型;突变体种子中蛋白质含量极显著高于野生型,总淀粉含量极显著低于野生型,而直链淀粉含量没有明显改变;在支链淀粉分支结构上,聚合度(DP)在6~9之间的短链及25~35之间的中长链比例有所增加,而DP值在10~24之间的中短链及36~50之间的长链比例有所减少;突变体xb1淀粉的糊化起始温度(To)、峰值温度(Tp)、终止温度(Tc)和糊化距离(Tr)均未发生明显改变,只有热焓值(△H)极显著提高。同时,突变体xb1的RVA谱特征值中,热浆黏度(HPV)、峰值黏度(PKV)、冷胶黏度(CPV)和消减值(SBV)极显著提高,崩解值(BDV)和回复值(CSV)极显著降低。本研究结果为探索垩白形成的生理机制以及进一步的基因克隆奠定了基础。     

梯度恒温水热处理饲料的糊化时间温度特性研究

糊化作为淀粉热加工过程中的一种功能特性,在以淀粉源原料为主的饲料工业中应用广泛,而时间和温度是饲料调质等热加工中2个相互依存的重要工艺参数。为探究饲料糊化过程中对时间和温度的敏感性、掌握饲料糊化变性规律,该文以育肥猪配合饲料粉料为研究对象,基于饲料糊化的黏度特性,利用快速黏度分析仪(rapid visco analyzer,RVA)在25～95℃范围内测定了5、10、15℃/min3个升温速率对饲料糊化行为的影响,并在此基础上,采用自定义的RVA梯度恒温加热程序对饲料进行水热处理,分析饲料糊化的时间和温度依赖性,利用黏度差值Δμ及其导数分析得到饲料糊化的温度阈值。结果显示:饲料的糊化行为受升温速率影响(P0.05),当升温速率由5增加到15℃/min,峰值黏度由295增加到364 mPa·s,起始糊化温度由71.90增加到72.85℃;72、78和86℃3个温度阈值将饲料糊化过程中黏度的增长趋势划分为4个阶段;温度梯度范围为64～95℃、恒温保持时间分别为1、3、5和10min的梯度恒温加热程序,证实了饲料糊化的温度依赖性和时间依赖性,且在饲料糊化的不同阶段所表现出的温度和时间依赖性显著程度不同;过长的恒温或加热处理时间会降低饲料糊化过程中的黏度值,使饲料的糊化表现出剪切稀化现象;在育肥猪配合饲料调质工艺参数的设定中,调质温度选择高于起始糊化温度72℃为宜,且延时熟化保持能带来更好的调质效果。研究结果为饲料糊化过程的研究提供了一种新思路,也为配合饲料调质等热加工过程的工艺优化提供参考。     

播期对高粱营养与食味品质的调控效应

为了确定高粱的适宜播期,实现优质高效生产,2013—2014年以高粱品种‘辽杂11’和‘沈杂5号’为试验材料,设置4月30日(T1)、5月14日(T2)和5月28日(T3)3个播期,测定两个高粱品种产量及籽粒中的粗蛋白、单宁、粗脂肪、直链淀粉和支链淀粉含量,利用快速黏度分析仪(rapid visco analyzer, RVA)对淀粉黏滞性进行测定,并对食用品质进行感官评价,同时分析气象要素对高粱营养和食味品质的影响。结果表明,播期推迟可以显著提高‘沈杂5号’的产量,而对‘辽杂11’产量无显著影响。播期推迟高粱籽粒粗蛋白和单宁含量呈降低趋势,直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量呈增加趋势,高粱淀粉的峰值黏度、崩解值、最终黏度、膨胀率也均呈增加趋势。‘辽杂11’ T3处理食味品质综合得分分别比T1和T2高11.86%～12.81%和6.83%～8.44%,‘沈杂5号’T3处理食味品质综合得分分别比T1和T2高6.48%～7.18%和3.33%～4.06%,食味品质综合得分在播期间的差异达极显著水平。粗蛋白和单宁含量与食味指标(除冷粥质地外)呈极显著负相关,粗脂肪、直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量与食味指标呈显著或极显著正相关。峰值黏度、热浆黏度、崩解值、最终黏度、回复值与高粱的适口性、滋味、气味呈显著或极显著正相关。适当晚播(沈阳地区在5月28日),可减少高粱的粗蛋白和单宁含量,提高支链淀粉含量,增加峰值黏度和崩解值,从而提升了高粱的食味品质。     

不同磷、钾处理小麦苗期氮营养性状的QTL分析

【目的】 对不同浓度磷、钾处理下小麦苗期氮养分效率相关性状进行QTL分析,以深入理解磷、钾与氮养分效率的相互关系,为氮营养相关性状的图位克隆及分子标记辅助选择育种奠定基础。 【方法】 采用苗期液培试验,以“川35050 ×山农483”组合衍生的小麦重组自交系群体(131个株系)为研究材料,设置了中磷中钾(MPMK)、高磷(HP)、低磷1 (LP1)、低磷2 (LP2)、低磷3 (LP3),高钾(HK)、低钾1 (LK1)、低钾2 (LK2)、低钾3 (LK3)共9个处理,对不同磷、钾处理下的氮养分效率相关性状进行研究,并结合分子标记遗传图谱,从整个基因组水平对与小麦苗期氮养分效率相关的10个性状进行QTL定位及遗传分析。 【结果】 不同处理下的10个性状共检测到137个QTL,位于除3D外的20条染色体上,大部分QTL (89.05%)仅在单一处理下被定位到,有3个QTL (QRnue-1A.2、QSnue-1A.1和QTnue-1A.1)可在至少4个处理中被检测到,有5个QTL (QRnue-1A.1、QTnue-1A.1、QSnc-4A、QRnc-6A.3和QSnue-6B)可同时在低磷和低钾环境中被检测到。本研究还检测到至少包含3个以上QTL的QTL簇17个,分别位于1A、1B、2B、2D、3A、3B、4A、4B、5D、6A、6B、6D和7A染色体上,共涉及66个QTL,占QTL总数的48.18%。其中,有5个QTL簇仅与特定磷、钾处理有关,大多数QTL簇均同时定位了不同磷、钾处理的不同性状,许多QTL簇位点还与前人定位的生物量、产量及其他养分有关。 【结论】 磷、钾的供应能够显著影响小麦苗期对氮素的吸收利用及其相关QTL的表达。影响苗期小麦氮养分效率相关性状的QTL大多数仅在特定处理下被检测到,但大多数QTL会形成QTL簇,构成了控制氮养分效率的QTL热点,许多热点区域也与前人定位的许多成株期性状如生物量、产量及其他养分效率有关,这些QTL/基因密集区域及其特点的发现,为我们深入理解小麦氮养分效率的遗传控制特点及其与磷、钾养分供应的关系提供了新的视角,也为这些重要位点的克隆及其应用提供数据支持。     

波兰小麦×普通小麦品系中13重组自交系(RIL)群体穗部性状的QTL分析

小麦穗部性状是与籽粒产量关系密切的重要农艺性状。本研究以一个由99个株系组成的来源于波兰小麦(Triticum polonicum L.)和普通小麦(Triticum aestivum L.)品系中13杂交后代的F8重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体为实验材料,利用微卫星(simple sequence repeat,SSR)标记对穗长、穗粒数和有效小穗数进行数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL)定位分析。所构建的A染色体组和B染色体组共14个连锁群的遗传连锁图谱由115个SSR标记位点组成,图谱全长822.9cM,标记间的平均遗传距离为7.16cM。采用复合区间作图法在两年的环境中检测到分布在2A、3A、3B、5B和7B染色体上的6个穗长QTL,5个穗粒数QTL和2个有效小穗数QTL,表型变异贡献率分别为9.21%～22.94%,9.18%～19.71%和11.48%～13.01%。两年中都在3A染色体上的Xbarc12～Xbarc310区间内检测到控制穗粒数的主效QTL,说明该QTL较少受环境条件的影响,是一个稳定可靠的穗粒数QTL。该QTL与最近标记的遗传距离为0.01cM,可用于小麦产量性状的分子标记辅助育种。     

缓释肥施用时期对春播鲜食糯玉米产量和籽粒品质的影响

为探明缓释肥施用时期对鲜食糯玉米产量和籽粒品质的影响,本研究以苏玉糯11号为材料,在等量施肥条件下,以常规施肥方式(N15CK,基施复合肥+六叶期追施尿素)和不施肥为对照,研究缓释肥于播种期(SN15-0)、三叶期(SN15-3)和六叶期(SN15-6)一次性施用对鲜食糯玉米鲜果穗和鲜籽粒产量,籽粒淀粉和蛋白质含量、碘结合力、热力学特性和糊化特性的影响。结果表明,缓释肥处理的鲜果穗产量和鲜籽粒产量显著高于常规肥处理,且SN15-6和SN15-3的鲜果穗产量分别比SN15-0提高14.0%和7.4%,鲜籽粒产量提高14.6%和2.0%。SN15-6的籽粒中淀粉、可溶性糖和蛋白质含量均显著高于其他处理。缓释肥延后施用使淀粉粒径变小,SN15-6与N15CK的淀粉碘结合力和最大吸收波长显著高于其他处理。与不施肥相比,施肥提高了籽粒淀粉的糊化温度和胶凝温度(起始温度、峰值温度和终值温度),降低了回生热焓值和回生值。其中SN15-3的峰值黏度、谷值黏度、崩解值和终值黏度最高,而SN15-6的回复值、回生热焓值和回生值最低。综上,缓释肥适当延后施用有利于提高鲜食糯玉米产量,增加籽粒中蛋白质、淀粉、可溶性糖含量,降低淀粉平均粒径;另外,三叶期施用可显著提高籽粒糊化黏度,六叶期施用使籽粒回生值显著降低。本研究结果可为春播鲜食糯玉米绿色高产优质轻简栽培提供理论依据与技术支撑。     

水、氮磷肥及其互作对小麦淀粉糊化特性的影响

为了解豫西半干旱区不同水、肥条件对小麦淀粉品质的调控效应,于2009—2010年度和2010—2011年度在河南省洛阳市农业科学研究院以"洛旱2号"小麦为材料,采用防雨棚池栽种植方式,研究了不同灌水量、施氮量和施磷量及其互作对小麦淀粉糊化特性的影响。结果表明:施氮量和施磷量对小麦淀粉糊化特性均有显著影响(P≤0.05或P≤0.01);随施氮量的增加,淀粉各黏度参数呈增大趋势,施氮量为105 kg.hm 2时达最大值,之后增加施氮量各黏度参数又有所下降;黏度参数在施磷量为168 kg.hm 2时达最大值。在豫西半干旱生态条件下,灌水量对淀粉黏度参数影响不显著,但存在灌水量×施氮量的显著互作效应(P≤0.05或P≤0.01)。从不同水肥处理组合看,淀粉糊化特性以处理组合N105P168W217.5[施氮量105 kg(N).hm 2、施磷量168kg(P2O5).hm 2和全生育期灌水量217.5 mm]最优。相关分析表明,淀粉黏度参数与籽粒产量在2009—2010年度呈显著正相关,而在2010—2011年度相关不显著,说明产量与淀粉品质间存在着协同提高的可能性。     

小麦磷素利用效率的基因位点及其交互作用

利用小麦W7984和Opata85作亲本 ,通过一粒传而获得F7重组近交系 (RIL)群体。对该群体的 114个株系分别在正常供磷和低磷胁迫下探讨小麦地上部磷素利用效率 (SPUE)和全株磷素利用效率 (WPUE) ;并根据该群体而构建的遗传图谱包括覆盖整个染色体组的 918个RFLP标记 ,研究 2种供磷情况下小麦磷素利用效率的基因位点及基因间互作。结果表明 ,正常供磷 ,有 2个与SPUE有关的QTL ,分别位于染色体 1B和 5A上 ,变异解释率分别为 6.55 %和 1 1.61 % ;与WPUE有关的QTL有位于染色体 2B、5A和 7A上的 3个 ;SPUE和WPUE还分别受一对互作位点的影响。在磷胁迫下 ,有 3个QTL与SPUE有关 ,分别位于染色体 2D、3B和6D上 ,变异解释率分别为 14.2 %、7.73%和 6.58% ;与WPUE相关的 2个QTL分别位于染色体 2D、7A上 ,变异解释率分别为 18.01 %和 10.73 % ;SPUE受上位效应的影响。 7A染色体对于小麦的磷素利用效率有着重要的作用 ,位于该染色体上的片段Xfba354 Xfba69在 2种供磷情况下都显著影响WPUE ,同时此片段在正常供磷下还与其它基因互作而影响WPUE。此外 ,5A染色体在正常供磷、2D染色体在低磷胁迫下分别对磷素利用效率 (PUE)有较强的作用。     

糯小麦淀粉结构特征和理化品质研究

为解析糯小麦淀粉结构特征和理化品质，以4个糯小麦为试验材料，3个不同筋力的非糯小麦为对照，测定其淀粉组分及含量、X射线衍射特性、结晶度、粒度分布、链长分布和热力学特性。结果表明，糯小麦的总淀粉、直链淀粉含量分别为66.04%～67.84%、0.07%～1.73%，显著低于非糯小麦，而支链淀粉含量则相反。糯小麦A型淀粉颗粒的表面积比、体积比和数量比分别为26.17%～35.16%、52.45%～62.89%、2.11%～3.19%，显著低于非糯小麦；B型淀粉除数量比外，表面积比和体积比都显著高于非糯小麦；C型淀粉的表面积比、体积比和数量比均显著高于非糯小麦，其中中科糯麦1号的C型淀粉数量比和表面积比最高。X射线衍射图表明，衍射角2θ在15°、17°、18°、23°附近出现了较强的波谱峰，在20°处非糯小麦有较弱波谱峰，但糯小麦几乎没有。糯小麦结晶度在25.16%～26.78%之间，显著高于非糯小麦，其中中科糯麦1号结晶度最高。糯小麦与非糯小麦在链长分布上整体无显著差异，除扬糯麦1号外，糯小麦较长的B3链和平均链长略高于非糯小麦。糯小麦的起始温度、峰值温度、终止温度、热焓值分别为58.62...     

不同中薯系列马铃薯淀粉组成与理化性质的差异分析

为分析不同品种马铃薯淀粉组成与理化性质的差异,本研究以15个不同品种中薯系列马铃薯为原料提取淀粉,并对其组成和理化性质进行了检测及相关性分析。光学显微镜和扫描电镜结果表明,马铃薯淀粉颗粒的粒径分布范围广,颗粒形貌存在差异,小颗粒多为卵圆形,大颗粒多为椭圆形、拉长形以及不规则形。不同马铃薯淀粉的理化性质存在显著差异,其溶解度、膨润力范围分别为25.92%~28.74%,4.90~6.26 g·g^-1;糊化初始温度(T_o)、峰值温度(T_p)、终止温度(T_c)、糊化焓值(ΔH)范围分别为61.44~65.55℃、64.49~68.69℃、67.87~72.54℃、7.21~13.49 J·g^-1;峰值黏度、衰减值、回生值范围分别为2 499.3~3 220.4、514.0~2 218.4、401.0~884.1 BU。相关性分析结果表明,马铃薯淀粉中磷含量与峰谷黏度呈显著正相关,与溶解度呈显著负相关;平均粒径D[4,3]与短程有序参数1 045/1 022 cm^-1 和1 022/995 cm^-1均呈显著正相关;T_o与峰值黏度呈显著负相关;糊化温度与峰值黏度和崩解值均呈显著负相关,与峰谷黏度、最终黏度和回生值均呈显著正相关。本研究结果可为中薯系列马铃薯淀粉在食品加工中的应用提供科学依据。