利用BSMV-VIGS技术快速分析小麦TNBL1基因的抗黄矮病功能

小麦黄矮病是由蚜虫介导的大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf virus, BYDV)侵染引起的小麦重要病害之一。利用cDNA-AFLP分析,筛选出在抗黄矮病小麦易位系YW642中特异表达的长度为292 bp的 cDNA片段,以此片段为启始序列,利用RACE和RT-PCR技术克隆出该基因的全长cDNA序列,推导该基因编码1个NBS-LRR蛋白,将其命名为TNBL1。本研究利用大麦条纹花叶病毒(BSMV)诱导的基因沉默(virus-inducing gene silencing, VIGS)技术,快速分析TNBL1是否参与小麦抗黄矮病反应。通过PCR添加酶切位点、定向酶切与连接,将TNBL1特异的292bp片段反向整合到BSMV-γ链的多克隆位点上,获得重组载体BSMV-γ: TNBL1as,体外转录BSMV-VIGS载体的3个组分(BSMV-TNBL1as、BSMV-α和BSMV-β),等量混合、摩擦接种到抗黄矮病的小麦易位系YW642幼苗叶片上,使YW642中TNBL1基因沉默,然后接种BYDV病原进行黄矮病抗性鉴定。结果表明,TNBL1基因沉默后的YW642对BYDV敏感、显现感病症状,其体内BYDV含量较未发生基因沉默的YW642中的明显增加,证明TNBL1基因是正向调控小麦抗BYDV反应的1个重要基因。     

小麦抗病基因类似序列BRG1的分离与功能分析

利用cDNA-AFLP技术筛选到1个在抗黄矮病的小麦-中间偃麦草易位系YW642中特异表达的小麦抗病基因类似序列(BYDV resistance-related gene1, BRG1)的基因片段。利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)和RT-PCR技术,从YW642中分离出BRG1基因全长cDNA序列,获得了一个通读的抗病同源基因cDNA序列,编码由645个氨基酸组成的蛋白质,包含1个NB-ARC保守结构域和3个LRR结构域,该蛋白属于nucleotide-site binding, leucine-rich repeats (NBS-LRR)家族。荧光定量或半定量RT-PCR表达分析表明,BRG1在抗病小麦易位系YW642叶片中优势表达,受BYDV的诱导,BYDV接种后48 h表达量最高,BRG1在感病小麦亲本中8601中表达量始终较低,随BYDV接种时间延长呈轻微的下调趋势;而且外源激素水杨酸(SA)与茉莉酸(JA)处理可上调该基因在YW642中的表达。利用病毒介导的基因沉默技术分析了BRG1基因的功能,结果表明该基因沉默的抗病小麦易位系YW642中BYDV相对含量增加,但未造成抗病性表型显著改变,说明该基因参与抗黄矮病反应,但不是小麦抗黄矮病重要基因。     

抗黄矮病小麦新品系YW243的选育和细胞分子生物学鉴定

以小麦-中间偃麦草二体异附加系L1的衍生系PP9-1为黄矮病抗源, 从［(PP9-1/陕785 9 //丰抗8号)F1×(3×丰抗13号/Khapli)F4］杂交组合F2代花药培养再生植株中选育出 一个抗黄矮病小麦新品系YW243。 经黄矮病毒田间接种鉴定, 细胞学分析, GISH和RFLP分 子标记检测, 结果表明： 该系高抗黄矮病毒GPV、 GAV株系, 体细胞染色     

现代生物技术和常规育种相结合选育抗黄矮病春小麦新品种的研究

我院与中国农科院作物所合作,利用含中间偃麦草抗黄矮病（BYDV）基因的二倍体异附加系材料L1,转基因易位系材料8601／L1和常规育种相结合育成两个抗黄矮病春小麦新品种张春19号、张春20号应用于生产,经酶联免疫吸附分析（ELISA）和互补DNA分子探针原位杂交检测（GISH）,高抗本区流行黄矮病GPV株系。其中张春20号品质优良,蛋白质含量15．23％,沉降值40．3mL,面包烘烤品质评分94．9分,属优质专用面包小麦品种。     

应用GISH与STS标记鉴定小麦-中间偃麦草抗黄矮病端体系

由大麦黄矮病毒引起的小麦黄矮病毒病是一个严重病害,至今在小麦属内还没有发现抗源。中间偃麦草2Ai-2染色体携带一个高抗黄矮病基因,对该基因的染色体臂定位将为制定抗病基因向小麦转移策略,筛选、开发特定的、与抗性连锁的分子标记的研究提供重要信息。本文对由小麦-中间偃麦草二体附加系Z6衍生的3个抗黄矮病端体系进行鉴定,通过分析端体的遗传构成、筛选与端体共分离的STS标记以确定端体在遗传上的染色体臂归属,从而明确BYDV抗病基因的染色体位置。以拟鹅冠草基因组[Pseudoroegneria strigosa (M. Bieb.) Löve,St]DNA为探针,中国春基因组(Triticum aestivum L., ABD) DNA作封阻分别对抗病亲本Z6及抗病端体系N530的根尖体细胞染色体进行原位杂交,结果表明,N530体细胞中有2个端体显示出与Z6中外源染色体2Ai-2短臂相似, 而与长臂不同的杂交信号。以小麦第2同源群的5个RFLP探针的DNA序列为基础,设计了6对PCR引物,对小麦-中间偃麦草二体异附加系、二体代换系和端体系进行扩增,结果表明,基于短臂探针psr126,psr131序列设计的2对引物,可在含有2Ai-2染色体及端体的抗黄矮病材料中特异扩增,而基于长臂探针psr112序列设计的1对引物,可在含有2Ai-2染色体的抗黄矮病材料中特异扩增,但不能在端体系进行特异扩增,证明外源端体为2Ai-2染色体的短臂。本研究不仅将黄矮病抗性基因定位于2Ai-2染色体的短臂上, 而且由RFLP探针psr126、psr131和psr112序列转化的标记STS₁₂₆ (sequence tagged site) STS₁₃₁和STS₁₁₂还可分别作为追踪2Ai-2染色体短臂和长臂的分子标记,用于抗病易位系辅助选择。     

抗小麦黄矮病相关蛋白激酶TiDPK1与BYDV外壳蛋白的互作

小麦黄矮病是由大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf virus, BYDV)引起的小麦重要病毒病。分离于小麦–中间偃麦草易位系的蛋白激酶编码基因TiDPK1, 是一个抗小麦黄矮病相关基因。本文报道利用酵母双杂交技术和双分子荧光互补技术对TiDPK1与BYDV外壳蛋白(coat protein, CP)互作的研究结果。酵母双杂交分析结果表明, TiDPK1能够与BYDV-GAV、-PAV株系的CP互作, 双分子荧光互补分析结果进一步表明, TiDPK1可与BYDV的CP互作、产生双分子荧光互补信号, 说明TiDPK1确可与BYDV CP相互作用, 该结果对了解TiDPK1在小麦抗BYDV反应机制具有一定意义。     

普通小麦–大赖草易位系T7BS•7Lr#1S和T2AS•2AL-7Lr#1S的分子细胞遗传学鉴定

大赖草7Lr#1S染色体上携带赤霉病抗性基因,将其导入普通小麦有助于增加赤霉病抗源多样性和选育抗赤霉病品种。利用染色体C-分带、荧光原位杂交和分子标记技术从普通小麦–大赖草7Lr#1单体异附加系的花粉辐射后代中,选育出易位系T7BS·7Lr#1S (NAU639)和T2AS·2AL-7Lr#1S (NAU640)。经连续3年大田、温室赤霉病接种鉴定,这2个易位系的赤霉病抗性均显著高于感病亲本中国春、感病对照绵阳8545和石麦4185,为赤霉病抗病育种提供了新的种质资源。     

小麦新品系YW243条锈病抗性鉴定

YW243是通过多种抗源复合杂交、花药培养选育的普通小麦新品系,经多年田间和室内条锈病生理小种接种鉴定表明,YW243在苗期和成株期均高抗国内现流行的条中29号、条中30号、条中31号、SU－11、条中32号等多种生理小种;与感病品种京771测交后代遗传分析证明该品系含有1对显性抗条锈病基因。     

中国多年生小麦野生近缘植物的抗病性鉴定

对中国北方地区的多年生小麦野生近缘植物7属39种(包括变种,下同)352份材料和7属30种141份材料分别进行了抗小麦白粉病和大麦黄矮病鉴定。结果表明,6.8%对白粉病免疫,17%对黄矮病高抗。鉴定出4个兼抗白粉病和黄矮病的材料,说明多年生小麦野生近缘植物中含有丰富的抗病种质,是改良小麦的抗病基因源。     

冬小麦抗黄矮病育种研究进展

本文综述了小麦黄矮病研究的理论依据和冬小麦抗黄矮病育种所取得的成就，探讨了冬小麦抗黄矮病育种中存在的问题，为今后进一步深入研究提供了有益的资料。     

2011—2015年黄淮麦区小麦品种品质分析

该试验探讨了黄淮地区不同年份之间冬小麦品质指标的波动趋势,分析结论可为该地区小麦品质提升和品种产业化应用提供理论参考。经过分析2011—2015年中国黄淮地区南、北片国家区试水地组的317个小麦品种的籽粒粗蛋白含量、湿面筋含量、面团稳定时间、沉降值和最大拉伸阻力等一系列相关品质指标。结果得出：2013年黄淮地区南、北片的小麦平均粗蛋白含量、湿面筋含量高于其他年份,但是稳定时间却不是最大。综合比较不同年份小麦品质指标的变异大小,以容重最小,稳定时间最大。变异程度较为接近的是蛋白质和湿面筋含量,但是稳定时间的变异约为前两者的20倍以上。根据品质指标含量进行分类,强筋、弱筋和中筋品种分别占有比例为3.15%、0%和22.7%,其余未归类品种所占比例高达74.14%。     

28个小麦微核心种质抗叶锈性分析

选取在成株期表现高、中、低抗叶锈的28个小麦微核心种质,利用39个以Thatcher为背景的近等基因系(或单基因系)作为已知基因的鉴别寄主,接种8个小麦叶锈菌致病型进行苗期抗叶锈基因推导,结合成株期抗病鉴定,初步明确了这些品种(系)的抗性和可能携带的抗病基因。利用19个与Lr基因紧密连锁或共分离的分子标记,对28个微核心种质进行抗叶锈病基因的进一步鉴定,推测新克旱9号可能含有Lr17、Lr2b、Lr14a和Lr33;兴义4号可能含有Lr26、Lr36和Lr37;紫皮可能含有Lr2b和Lr34;大白皮含有Lr1;毕红穗含有Lr1、Lr10和Lr34;中优9507含有Lr10;小白麦、红粒当年老、老麦、蝉不吱、苏麦3号和车锏子含有Lr1和Lr34;红花早可能含有Lr1、Lr34、Lr14a和Lr2b;江西早、泡子麦、三月黄、有芒扫谷旦、阜阳红、成都光头和酱麦可能含有Lr34;敦化春麦和甘肃96可能含有Lr28;欧柔可能含有Lr34、Lr16、Lr11、Lr3bg和Lr33;此外,新克旱9号、兴义4号、红花早、红粒当年老、欧柔、有芒扫谷旦、成都光头、甘肃96、小红皮、定兴寨、中优9507和红冬麦中可能含有未知抗病基因;在这28份种质中,不含Lr9、Lr19、Lr20、Lr21、Lr24、Lr29、Lr35、Lr38和Lr47基因。研究结果表明,测试的微核心种质中含有比较丰富的抗叶锈病基因,可为育种提供丰富的抗源。     

小麦近缘属种纹枯病的抗性鉴定

用土壤接种法对２６份小麦近缘材料、栽培品种及其杂交后代的抗纹枯病性能进行了鉴定。结果表明,小麦近缘植物中存在着丰富的抗纹枯病资源,其中有５份材料表现免疫,他们是节节麦３４、峨观草、野燕麦、八倍体小黑麦、六倍体小黑麦;有１２份材料表现高抗,他们是斯卑尔脱小麦、峨观草（河南）、圆锥小麦、密穗小麦、二棱大麦、阿比西尼亚小麦、节节麦３４×Ｂ１８６、波兰小麦、六棱大麦、硬粒小麦、四棱小麦、茹可夫斯基小麦;有５份材料表现中抗,他们是波斯小麦、东方小麦、节节麦２８×冀麦５４１８、印度圆粒小麦、节节麦２８;只有节节麦３４×豫麦９号为高度感病。     

冬、春小麦杂种F1及春小麦品系间杂种F1代主要农艺性状的研究

本文应用相关和通经系数分析方法，对两种杂交组合方式的小麦F1代农艺性状进行研究。结果表明，春小麦品种间杂交组合F1代的穗粒数多于春、冬小麦杂种F1代的穗粒数；两种杂交方式的F1代单穗粒数与单穗粒重的关系极为密切，对其单穗粒重的贡献最大。为春小麦优质高产育种提供科学途径。     

Detection of Resistance to the Russian Wheat Aphid in Hexaploid Wheat

The Russian wheat aphid (RWA), Diuraphis noxia (Mordvilko), poses a serious threat to wheat (Triticum aestivum L.) production in many parts of the world. This research was initiated to evaluate wheat accessions for detection of resistance to the RWA. Over 12,000 wheat cultivars and plant introductions (PIs) from the USDA-ARS National Small Grains Collection were evaluated for reaction to RWA feeding damage. Twenty-nine PIs from Iran, Afghanistan, and the former Soviet Union, of various agronomic backgrounds were identified as having moderate to high levels of RWA resistance. This information is useful to wheat breeders searching for sources of resistance to the RWA to incorporate into their breeding programmes.     

黄淮麦区冬小麦合理株型结构研究

选用黄淮麦区不同产量水平的小麦品种３４个，研究了品种在低产型向高产型转变过程中植株形态及其结构所发生的变化。结果表明；随着品种产量水平的提高，植株形态及其结构也发生了规律的变化，表现为株高显著降低，旗叶和倒二叶宽度增加，长宽比值缩小，旗叶夹角变小。同时，株高构成指数，上部叶面积占总叶面积的比值以及各叶鞘长占相应节间长的比值均表现规律性递增。根据以上结果，初步认为在黄淮麦区今后超高产品的选育中，在得     

杏麦间作复合群体中小麦生长发育及产量结构的初步探讨

为了探讨杏麦间作复合群体中小麦生长发育及产量结构特点,在杏麦间作条件下,以杏树为基点至两行杏树中间位置由近及远将小麦种植带分为3个冠区（冠下区、近冠区、远冠区）,对3个冠区的小麦生长发育及产量构成因素进行研究,选用‘新冬20号’作为试验材料,研究杏麦间作复合群体小麦幼穗分化、干物质积累、叶面积指数、籽粒灌浆、产量构成因素的变化。结果表明：单作田小麦幼穗分化快于间作田;在间作田内,距杏树越近,小麦单株干物质积累强度越低;单作田小麦叶面积指数高于间作田;单作田平均灌浆速率大于间作田;穗粒数、千粒重、产量均表现为单作田大于间作田,单作田产量最高,间作田平均产量比单作田减产49.72%;在间作田,千粒重与成穗数均表现为远冠区>近冠区>冠下区。结果表明杏麦间作复合群体中小麦生长发育不及单作田,造成小麦产量不同程度降低。     

小麦淀粉品质性状的遗传及配合力分析

选用9个冬小麦品种按不完全双列杂交设计,对冬小麦品种直链淀粉、支链淀粉、总淀粉和膨胀势遗传组成、配合力及相关性进行分析.结果表明,4个淀粉品质性状广义遗传力比较高,均达到了52%以上,说明小麦籽粒总淀粉及组分含量、膨胀势的遗传同时受到基因加性效应和非加性效应控制,膨胀势和支链淀粉狭义遗传力较低,适合晚代选择,直链淀粉、总淀粉狭义遗传力较高,适合早代选择;中优9507、济麦20淀粉品质性状一般配合力效应综合表现较好,可以作面条小麦优良亲本使用;弱筋与强筋杂交组合类型的特殊配合力效应值整体表现较好,是具有较高利用价值的组合.     

小麦中重金属镉测定的分析与研究

石墨炉原子吸收光谱法由于灵敏度高,检出限低,自动化程度高,被广泛用于重金属元素的分析检测。利用干法灰化法对小麦样品进行前处理,石墨炉原子吸收光谱法检测,探讨仪器分析最佳试验条件。该方法检测结果表明,相对标准偏差为0.20%,加标回收率为82.0%～99.5%。     

小麦脱植基相关基因在春性小麦叶片叶绿素降解过程中的作用分析

小麦叶片的衰老会导致产量的损失,而叶绿素降解是小麦叶片衰老的明显特征,分析小麦叶绿素降解过程中脱植基反应的相关基因叶绿素酶（TaCLH）和脱镁叶绿素水解酶（TaPPH）在春性小麦叶片衰老过程中的作用,为解析小麦叶绿素降解的分子机制提供参考。以10个春性小麦品种为参试材料,对衰老过程中TaCLH和TaPPH的相对表达量进行测定,结合不同品种在开花后不同时期的相对叶绿素含量（SPAD）、功能绿叶面积（GLAD）和叶绿素荧光参数的变化规律,研究叶片衰老过程中TaCLH和TaPPH与SPAD、GLAD和叶绿素荧光参数的相关关系。结果表明,TaPPH的相对表达量与GLAD、SPAD及叶绿素荧光参数[ETR、F_v/F_m、Y(Ⅱ)]等生理指标之间存在极显著负相关关系,与TaCLH相对表达量存在极显著正相关关系,表明TaPPH在春小麦叶绿素降解过程的脱植基反应中起主要作用。