旱地小麦F1代主要性状杂种优势的遗传分析

在非灌溉或雨养环境下，采用不同遗传类型的冬小麦品种作亲本，配制一套６×６完全双列杂交组合，分析了８个农艺性状的遗传组成及其与杂种优势的关系。结果表明，冬小麦各性状存在着一定程度的杂种优势效应。其杂种优势大小主要受基因的加性效应控制，而优势的方向则受基因加性效应和反交效应的共同作用。基因非加性效应对优势大小和方向的影响依赖于基因的加性效应和反交效应。     

小麦碱水保持力的遗传分析小麦碱水保持力的遗传分析

为给优质小麦选育提供参考依据,以籽粒硬度、蛋白质含量、面筋强度和碱水保持力不同的6个常用优质小麦品种为亲本,按Griffing双列杂交法Ⅱ配制15个杂交组合,研究了小麦碱水保持力的遗传规律.结果表明,碱水保持力在杂交组合间存在显著差异,且受环境条件的影响较大.6个亲本中,宁麦9号和皖麦48的一般配合力较好,均表现为较大的负向效应,能极显著地降低杂种后代的碱水保持力,在优质软麦育种中利用价值较高.碱水保持力的遗传符合加性-显性模型,同时受加性和显性效应的作用,且加性效应更重要.控制碱水保持力的减效基因为显性,亲本中增效和减效基因分布不对称.宁麦9号和皖麦48控制碱水保持力的显性基因最多.碱水保持力可能受1～2对主效基因的控制,狭义遗传力较低,早代选择不宜太严.     

小麦赤霉病的抗性遗传分析

为给小麦抗赤霉病遗传改良提供参考,利用苏麦3号及5个当地推广小麦品种为亲本,按Griffing双列杂交法Ⅱ配制15个杂交组合,以赤霉病病小穗率为抗性指标,研究了小麦赤霉病抗性的遗传。结果表明,在6个小麦品种中,苏麦3号和扬麦9号赤霉病抗性的一般配合力最好,能极显著地提高杂种后代的赤霉病抗性。小麦赤霉病抗性的遗传符合加性显性模型,同时受加性和显性效应的作用,且加性效应更重要,显性程度为部分显性。控制赤霉病遗传的增效等位基因为显性,增减效等位基因频率在亲本中的分配存在显著差异。苏麦3号具有最多的控制赤霉病抗性遗传的显性基因,而宁麦8号则具有控制赤霉病抗性遗传最多的隐性基因。小麦赤霉病抗性可能受2~3对主效基因的控制,狭义遗传力较高,早代选择有效。论文最后还就小麦抗赤霉病育种进行了探讨。     

小麦重要品质性状的遗传分析和面条专用型小麦的筛选

分析了 32个小麦品种 (或稳定品系 )的蛋白质和湿面筋含量、面粉 RVA粘度特性及其相互关系 ,结果表明 :(1)蛋白质和湿面筋含量以及 7个 RVA粘度性状在不同品种 (品系 )间存在着广泛的遗传变异 ,并且都具有较高的广义遗传力 ;(2 )蛋白质和湿面筋含量与到达高峰粘度的时间呈显著正相关 ,与其它 RVA粘度指标相关系数的高低因性状而异 ,未达显著水平 ;(3)依据蛋白质和湿面筋含量聚类的结果与依据 7个 RVA参数聚类的结果有较大差异。依据 RVA粘度性状聚类的结果表明 ,生态类型相似的品种 (品系 )有聚集在一起的趋势 ,而以蛋白质和湿面筋含量聚类时没有类似的现象存在。本研究按照两种聚类结果对蛋白质、湿面筋含量和 RVA粘度参数综合考虑 ,筛选出 10个优质面条加工潜力较大的品种 (品系 ) ,并对优质面条小麦的评价体系做了讨论。     

小麦花药培养特性的数量遗传分析

为探讨小麦花药培养特性的遗传特点和规律,分别以高花药培养特性和低花药培养特性的小麦材料为母本和父本,采用主基因 多基因遗传模型,对两个组合不同世代小麦材料的花药出愈率、愈伤组织绿苗分化率、花药绿苗率三个花培性状进行了遗传分析.结果表明,花药出愈率在组合Ⅰ检测到一对主基因,组合Ⅱ中检测到两对主基因.愈伤组织绿苗分化率和花药绿苗率均检测到两对主基因.主基因的加性效应(d)为增效,显性效应(h)除组合Ⅱ的愈伤组织绿苗分化率外均为减效.互作效应在组合Ⅰ中,愈伤组织绿苗分化率的jab(第一对主基因的d与第二对主基因的h间的互作效应)和花药绿苗率的jba(第一对主基因的h与第二对主基因的d间的互作效应)较小.在组合Ⅱ中,花药出愈率的jba较小;愈伤组织绿苗分化率的l(显性互作效应)较大;花药绿苗率的各效应值比较平均.多基因效应中,对于组合Ⅰ的花药绿苗率和组合Ⅱ的花药出愈率,d和h均为增效,且h大于d;组合Ⅱ中愈伤组织绿苗分化率的d和h均为减效,且d大于h.不同组合F2代花药出愈率的主基因遗传率存在明显差异,组合Ⅰ为55.01%,组合Ⅱ为84.54%,其余两花培性状主基因遗传率差异较小,均在90%以上.研究认为,3个性状受主基因和多基因共同影响,且主基因起决定作用,花药出愈率可以作为衡量小麦花药培养特性的重要指标之一.     

小麦DH群体数量性状的遗传分析

为了研究小麦数量性状的遗传规律,利用郑州8761×川育35050杂交组合的F1花药培养获得的DH群体对小麦株高、穗下节长、穗长等性状进行了遗传分析.结果表明,株高、穗下节长、穗长、单株穗数、结实小穗数、不育小穗数、总小穗数、穗粒数这8个性状的遗传力分别为92%、83%、79%、30%、48%、48%、53%和47%;控制各性状的最少基因对数分别约为5、6、10、12、11、11、11和9对.各性状的偏度系数和峰度系数的估算结果表明,控制株高、穗下节长、穗长、结实小穗数、总小穗数和穗粒数的基因间无互作,控制单株穗数和不育小穗数的基因间存在互补作用.     

小麦梭条花叶病抗性遗传分析

为给抗小麦梭条花叶病育种提供参考依据,应用植物数量性状主基因 多基因混合遗传模型对冬小麦品种CI12633(抗病亲本)与扬麦158(感病亲本)杂交组合的RIL群体进行了小麦梭条花叶病的抗性遗传分析.结果表明,CI12633×扬麦158的小麦梭条花叶病抗性受3对主基因 多基因控制(G-2模型),主基因遗传率为91%,多基因效应很小,其遗传率几乎为零.因此小麦梭条花叶病抗性主要为主基因遗传,但3对主基因的基因效应不等,第1对主基因的基因效应分别为3.38和4.49;第2对主基因的两个重复基因效应分别为8.23和7.41;第3对主基因的两个重复基因效应分别为14.12和13.63,是第1对主基因效应的3～4倍.     

弱筋小麦品种蛋白质含量的遗传分析

为给弱筋小麦蛋白质含量的改良提供依据,以7个弱筋小麦品种双列杂交的F1及其亲本为材料,研究了弱筋小麦蛋白质含量的遗传规律.结果表明,在7个小麦品种中,宁麦9号蛋白质含量的一般配合力最高,能极显著地降低杂种后代的蛋白质含量.小麦蛋白质含量的遗传符合加性-显性模型,同时受加性和显性效应的作用,显性程度为完全显性到超显性.控制蛋白质含量的增效等位基因为隐性,增减效等位基因频率在亲本中的分配无明显差异.宁麦13和宁麦9号控制蛋白质含量遗传的显性基因最多,蛋白质含量可能受2～3对主效基因的控制,狭义遗传力中等.     

小麦面粉RVA特征的数量遗传分析

小麦淀粉的糊化特性是衡量小麦品质的重要指标,常以RVA特征参数度量。为了进一步了解RVA特征参数的遗传特性,用莫惠栋提出的双列资料的种子性状遗传表达鉴别方法,分析了6个小麦品种及其两两组配的30个小麦杂种组合(包括正反交)面粉的7个RVA特征参数的遗传,并估计各特征值的主要遗传参数。结果表明:(1)小麦面粉糊化温度(PTP)在F2种子间没有发生遗传分离,其遗传可能受二倍体的母体基因型(F1植株)控制,而其他6个RVA特征参数在F2种子间有显著遗传分离,其遗传主要受三倍体的胚乳基因型(F2种子)控制;(2)糊化温度和峰值时间(PT)二参数的细胞质效应极显著,而其他5个RVA特征参数的细胞质效应均不显著;(3)除糊化温度外,其他6个RVA特征参数的广义遗传力均达到了90%以上,狭义遗传力除糊化温度和崩解值(BV)外也均达到了较高水平。     

基于小麦产量三要素的产量条件QTL分析

为了从单个QTL水平上解析产量与产量三要素的遗传基础,利用花培3号和豫麦57杂交获得的168个家系的DH群体及其遗传图谱,在5个环境下对产量进行了非条件QTL分析和基于产量三要素(穗粒数、千粒重和单位面积穗数)的条件QTL分析,共检测到9个非条件QTL和28个条件QTL。其中,检测到2个主效QTL(QY.sdau-4D和QY.sdau-6D.2),它们可分别解释15.77%和10.16%的表型变异。分别检测到6个"一因多效"QTL和11个微效QTL;其中,QYsdau-4D.2通过影响单位面积穗数、穗粒数和千粒重而影响产量,QYsdau-2D.1和QYsdau-3A.1能提高单位面积产量但不影响穗粒数,即单位面积产量和穗粒数在该位点上几乎没有关联。本研究结果为通过分子设计聚合高产有利基因提供了理论基础,对培育单位面积产量大幅度提高的小麦新品种具有重要意义。     

不同温光型专用小麦品种花后旗叶生理与籽粒淀粉积累特性

为探索不同温光型专用小麦籽粒淀粉的积累规律及其与植株生长状况的关系,在大田条件下,以2类温光型和3种筋型的小麦品种为材料,研究花后旗叶的生理特性和籽粒淀粉及组分积累情况。结果表明,旗叶中叶绿素含量在灌浆前期(0~21d)维持较高,后期迅速下降,但2个弱筋型品种下降速度缓慢;半冬性品种旗叶中可溶性蛋白含量均大于弱春性品种,而丙二醛(MDA)含量小于弱春性品种,差异均达极显著水平(P0.01)。不同筋型籽粒淀粉组分和总淀粉的积累动态以弱筋型品种最具优势,其直链淀粉含量均在花后14d进入快速增长期,支链淀粉和总淀粉含量在花后28d仍在持续增加,最终以半冬性弱筋品种的籽粒产量和淀粉产量最高(P0.01)。灌浆前期(0~21d),叶绿素、可溶性蛋白含量与直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量呈显著和极显著的相关性(P0.01,P0.05);灌浆后期(21~28d),与直链淀粉的相关性不显著,而叶绿素含量与支链淀粉含量的相关性增大。由此可见,旗叶维持较高的叶绿素、可溶性蛋白含量,较低的丙二醛含量在灌浆前期有利于直链淀粉的积累,后期有利于支链淀粉的积累。     

小麦籽粒营养品质及品质产量的边际效应

为阐明小麦籽粒营养品质及品质产量的边际效应,以黄淮麦区不同品质类型的4个小麦品种为材料,于2010-2012年度对不同麦行籽粒蛋白质、淀粉、可溶性糖含量等营养品质指标和品质产量进行了系统研究。结果表明,不同行次间籽粒蛋白质含量和可溶性糖含量差异达显著水平,其中边1行、边2行、边3行和边4行的籽粒蛋白质含量分别为136.79、131.02、129.50、126.58 mg·g^-1,可溶性糖含量分别为113.08、91.61、93.55、87.91 mg·g^-1;不同行次间籽粒淀粉含量差异达显著水平;不同行次间籽粒蛋白质产量和淀粉产量的差异达显著水平,其中,边1行、边2行、边3行和边4行的籽粒蛋白质产量和淀粉产量分别为1 543.3、995.7、987.1、930.9 kg·hm^-2和6 480.6、4 284.9、4 383.6、4 126.3 kg·hm^-2,边际效应显著。本研究表明,小麦营养品质和品质产量具有显著的边际效应,生产中可通过改革种植方式、合理选用品种等加以充分利用。     

小麦根系生理活性时空分布与土壤有效养分的关系

为了解小麦根系生理活性时空分布与土壤有效养分含量的关系,在2019-2021年两个小麦生长季,于小麦的不同生育时期采用长方体铁盒(0.2 m×0.05 m×0.2 m)在麦行上、行距1/4处、行距1/2处分别取0～0.2 m和0.2～0.4 m土层的样品,测定不同位点小麦根系生物量、根系活跃吸收面积、根总吸收面积、根系活力,以及土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量。结果表明,0～0.2 m和0.2～0.4 m土层中小麦根重密度、根总吸收面积和根系活跃吸收面积随生育时期的推进均呈先升后降的变化趋势;根系活力、根群生理势均呈“低-高-低-高-低”的变化趋势。0～0.2 m土层的根重密度、根总吸收面积、根系活跃吸收面积、根群生理势均显著高于0.2～0.4 m土层。在灌浆之前,0～0.2 m土层根系活力高于0.2～0.4 m土层;在灌浆到成熟期间,下层根系的根系活力显著增大。在整个生育期内,0～0.2 m土层中根重密度、根总吸收面积、根系活跃吸收面积和根群生理势的水平分布表现为行上>行距1/4处>行距1/2处;开花期之前,根系活力在行距1/4处最大,开花到成熟期间根系活力水平分布表现为行...     

小麦LBD基因家族的全基因组鉴定、表达特性及调控网络分析

为深入发掘小麦LBD基因的功能,利用小麦最新基因组数据,通过生物信息学手段,对小麦LBD基因家族进行了鉴定,并对其表达特性及调控网络进行了分析。鉴定结果表明,本研究得到了75个小麦LBD基因,根据系统进化分析结果,可将它们划分为ClassⅠ和ClassⅡ两个亚家族。染色体定位结果表明,除了5D和7D外,其余染色体均含有LBD基因。共表达调控网络分析表明,15个LBD基因参与了小麦功能基因调控。利用RNA-seq数据对所有小麦LBD基因在不同组织以及不同逆境胁迫下的表达情况进行分析表明,小麦LBD基因在不同组织间和胁迫下存在着差异表达,多个组织特异和胁迫响应相关LBD基因被鉴定到,可作为后续功能研究的候选基因。     

欧山羊草6Ub染色体附加对小麦萌发期抗旱性的改良作用

为探究欧山羊草U~b染色体附加对普通小麦抗旱性的遗传改良作用,选取2个普通小麦-欧山羊草异附加系(Ae9041和Ae9061,均附加了一对6U~b染色体)和3个普通小麦品种为材料,以聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫,研究了不同小麦材料干旱胁迫后种子发芽势、发芽率、胚芽鞘长度、种子根数、胚根长度、幼苗高度以及贮藏物质利用率等抗旱相关指标的变化。结果表明,干旱胁迫抑制了各供试材料的种子萌发,且胁迫程度越大,抑制越明显。在相同浓度PEG6000处理下,两个异附加系的种子发芽势、发芽率和贮藏物质利用率的表现较为一致,且差异不显著。与耐旱品种晋麦47和节水品种石4185相比,Ae9041和Ae9061的幼苗胚芽鞘长、种子发芽率和贮藏物质利用率在干旱胁迫下均较高。在30%PEG6000胁迫下,Ae9041和Ae9061的种子发芽势、发芽率、幼苗胚芽鞘长、胚根长、幼苗高度均显著高于亲本中国春。由此可见,普通小麦-欧山羊草异附加系种子在干旱胁迫下能迅速吸水并整齐萌发,以发达的根系和较长的胚芽鞘促进幼苗地上部生长,并将胚乳营养快速转运至幼苗中,从而促进其较快地进行形态建成,也说明欧山羊草U~b染色体的附加能够改良小麦萌发期的抗旱性。     

小麦根系活力的昼夜变化及最佳取样和测定时间

为系统了解小麦根系生理活性的昼夜变化动态,规范根系活力测定技术,使不同研究条件下的根系活力测定结果具有可比性,2009-2010年度以黄淮麦区推广面积较大的三个冬小麦品种（郑麦9023、周麦18号和郑麦004）为材料,对一天中不同时间取样和取样后放置不同时间的根系活力进行了测定和比较分析。结果表明,小麦根系活力昼夜变化显著,最高值出现在10∶00-14∶00,然后呈现下降趋势,最低值出现在23∶00-02∶00,而在02∶00-10∶00呈先升后降再升的＂N＂型变化趋势。田间取样后6h内,根系活力测定结果比较稳定,而在6h后测定结果变化明显,尤其是在16h后测定时变化显著。以上结果说明,小麦根系活力测定的最佳田间取样时间为10∶00-14∶00,田间取样后最好随即测定,如果时间不允许,也应争取在6h之内测定完毕。     

小麦生育后期主茎和分蘖次生根对籽粒产量和品质的影响

为通过根系调控提高小麦产量和改善品质,以弱春性优质强筋小麦品种郑麦9023为材料,研究了生育后期主茎次生根和分蘖次生根对小麦籽粒产量和品质的影响。结果表明,小麦分蘖次生根根系活力与根中全氮含量显著高于主茎次生根,而根中可溶性糖含量则低于主茎次生根。随着生育进程的推进,分蘖次生根与主茎次生根间的差异逐渐减小。分蘖次生根对单株成穗数、千粒重及单株产量的贡献大于主茎次生根,而对穗粒数的贡献则显著小于主茎次生根。与对照（维持完整根系）相比,只留主茎次生根处理和只留分蘖次生根处理的籽粒直链淀粉含量与直/支比例显著提高,而蛋白质含量显著下降。因此,生产实践中可以通过调节分蘖次生根与主茎次生根的比例及生理特性来提高籽粒产量和改善品质。     

小麦β-酮脂酰CoA合成酶基因KCS的克隆与酵母表达

超长链脂肪酸是生物体内众多重要物质的合成底物。KCS基因编码β-酮脂酰CoA合成酶,该酶具有底物特异性,参与超长链脂肪酸延伸的缩合反应,是超长链脂肪酸合成的限速步骤。为了探究小麦KCS基因在超长链脂肪酸合成中的功能,采用同源克隆的方法从小麦(Triticum aestivum L.)中克隆出KCS基因后,利用生物信息学对其编码序列进行分析,并在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中对其进行真核表达。结果表明,小麦TaKCS6基因的开放阅读框为1 287bp,编码428个氨基酸残基。结构域预测结果显示,TaKCS6蛋白含有III型聚酮合酶脂肪酸延伸酶和C末端3-酰基ACP合酶III结构域,属于KCSs蛋白家族。序列比对分析结果显示,TaKCS6氨基酸序列与拟南芥及其他植物的KCS6氨基酸序列在两个功能结构域上和活性位点保守。酵母表达结果显示,TaKCS6基因编码的蛋白参与C24以上超长链脂肪酸的延伸。     

Affinity Chromatography with Immobilised Endoxylanases Separates TAXI- and XIP-type Endoxylanase Inhibitors from Wheat (Triticum aestivum L.)

An affinity-based purification procedure allowed the resolution of two distinct groups of endoxylanase inhibitors with different molecular structures and endoxylanase specificities from wheat wholemeal. The first group comprises the so-called Triticum aestivum L. Endoxylanase inhibitor (TAXI)-type proteins which are of approx. M_r 40 000 and occur in two different molecular forms. These inhibitors were removed from a concentrated cation exchange chromatography fraction from wheat wholemeal on a Bacillus subtilis endoxylanase affinity column. The second group of structurally different endoxylanase inhibitors, the so-called xylanase inhibiting protein (XIP)-type, of approx.M_r 29 000–32 000, with pI values varying between 8·8 and 9·2, was purified from the unbound fraction from the B. subtilis endoxylanase affinity column by chromatography on an Aspergillus niger endoxylanase affinity column followed by gel permeation chromatography. The XIP-type inhibitors are not active against the B. subtilis endoxylanase and were consequently not retained on the B. subtilis endoxylanase column. Further analysis of the XIP-type proteins by high-resolution cation exchange chromatography, SDS-PAGE and iso-electrofocusing, revealed several forms. They had similar endoxylanase specificities and N-terminal amino acid sequences.