优质强筋高产稳产小麦新品种郑麦379选育报告

介绍了郑麦379的育种目标、选育经过、特征特性,总结其栽培要点,以促进该品种的推广应用。     

环境变异及施肥措施对强筋小麦品质性状的影响

旨在分析环境变异及施肥措施对‘郑麦366’品质性状的影响,为强筋小麦品种的优质高产高效生产提供理论依据。选取生产上有生态代表性的不同地点进行取样,设小区进行氮肥用量用期、NPK平衡施肥试验;研究环境变异及施肥措施对‘郑麦366’品质特性的影响。结果表明,‘郑麦366’在不同地点、不同年份的品质表现相对比较稳定,多数地点的‘郑麦366’的品质结果达到或超过国家二等强筋小麦品质标准,且面包烘焙品质表现优良;粉质仪稳定时间在不同地点自北向南、自西向东表现逐渐降低的趋势。增施氮肥能够改善‘郑麦366’的品质,分期施用氮肥可以在一定程度上提高面筋的质量。N:P:K肥按225:120:180配合施用,‘郑麦366’的产量、湿面筋含量、湿面筋指数、干面筋含量、稳定时间、弱化度均表现最好,N、P、K肥配合施用可同时提高强筋小麦品种的产量和品质。‘郑麦366’的品质表现相对比较稳定,在大面积种植过程中,应重视N、P、K肥配合施用以提高强筋小麦品种的产量和品质。     

减少底肥施用量和农药施用次数对小麦条锈病、白粉病及产量的影响

以郑麦103、郑麦101、周麦18、矮抗58为试验材料,研究减少底肥用量、减少农药施用次数对小麦病害发生及产量的影响,试验设置3种底肥水平(习惯施肥量、减肥20%、减肥40%),以及3种农药水平(防治小麦条锈病及白粉病施药2次、减药1次、减药2次),探讨小麦在不同减肥及减药水平对病害发生和产量的影响。结果表明,不同底肥用量对基本苗无影响,与冬前茎蘖,最大茎蘖、有效茎蘖、产量呈正相关。与习惯用量相比,减肥20%,减产幅度很小,减肥40%,减产幅度较大。防治白粉病及条锈病时不同施药次数对试验品种的病情指数有一定影响,与产量呈正相关。减药1次减产幅度较小,减药2次减产幅度较大。在经济效益方面,结合肥料、农药等成本估算,在减肥20%、减药1次处理下,产生的经济效益最高。在现有肥力水平和推广抗病品种前提下,减少底肥用量20%,防治白粉病和锈病施药减少1次,可以达到较好种植效益。     

小麦面粉蛋白质量评价模型构建及蛋白质量再评价

小麦面粉蛋白的含量和类型决定着小麦面粉的加工品质。为量化比较小麦面粉蛋白对品质影响的差异,以11个不同品质类型的品种为材料,分析了面粉蛋白巯基集团与面粉质量的相关性,发现自由巯基含量与面团稳定时间有极显著正相关性,与面筋指数有显著正相关性;基于面粉蛋白的自由巯基和分子内二硫键含量差异,建立了一个简单的品质贡献量化评价模型;依托蛋白质巯基预测结果,对90个不同类型的面粉蛋白的品质贡献进行了量化比较。结果表明,高分子量麦谷蛋白亚基中得分较高的是1Dy10、DX5和1Dy3;低分子量麦谷蛋白亚基中,位于 Glu-B3、 Glu-D3位点的蛋白得分达到7.2分,高于高分子量麦谷蛋白最高分的1Dy10(6.3分)。因为低分子量麦谷蛋白在面粉中的含量远超高分子量麦谷蛋白,推测面团强度的主要决定因素是低分子量麦谷蛋白,而不是传统观点认为的高分子量麦谷蛋白亚基。另外,一些燕麦类似蛋白和部分醇溶蛋白也对面团强度有一定贡献。     

耕作方式与秸秆还田对砂姜黑土土壤酶活性及冬小麦产量的影响

为探究耕作方式及秸秆还田处理对砂姜黑土土壤酶活性的影响,在河南省商水县砂姜黑土地区设置深耕秸秆不还田、深耕秸秆还田、旋耕秸秆还田和旋耕秸秆不还田4个处理,以超高产小麦品种周麦27为材料进行大田试验,对不同处理的土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性及冬小麦籽粒产量进行测定分析。结果表明,20~40cm土层土壤过氧化氢酶的活性在不同处理间差异大多不显著,小麦拔节期、开花期和成熟期0~20cm土层深耕秸秆不还田处理与其他处理间差异显著。0~20cm土层土壤蔗糖酶活性在小麦生育期内不同处理间有显著差异,秸秆还田处理下土壤蔗糖酶活性高于秸秆不还田处理,而在20~40cm土层小麦拔节期和成熟期不同处理间没有显著差异。在小麦生育期内秸秆还田处理下0~20cm和20~40cm土层土壤脲酶活性显著高于其他处理,深耕秸秆不还田处理在拔节期和成熟期高于旋耕秸秆不还田处理。不同处理间土壤碱性磷酸酶活性在小麦生育期内差异显著,总体表现为深耕秸秆还田旋耕秸秆还田深耕秸秆不还田旋耕秸秆不还田。深耕秸秆还田处理对比其他处理能够显著增加冬小麦籽粒产量及千粒重,但其有效穗数显著低于其他处理。     

高产稳产抗赤霉病冬小麦新品种—郑麦136

郑麦136是河南省农业科学院小麦研究所丰优育种室以矮抗58作为母本、济麦22作为父本进行杂交,采用系谱法育成地耐寒抗倒、高产稳产、抗赤霉病突出的冬小麦新品种。2017年河南省农作物品种审定委员会审定,2018年底通过国家农作物品种审定委员会初审,同时进入2018-2019年湖北省鄂北组生产试验,有望2019年通过湖北省审定。1特征特性郑麦136属半冬性中早熟品种,比对照周麦18早熟0.6d。幼苗半匍匐,叶片窄短,叶色青绿,分蘖力较强,冻害轻,成穗率较高。起身拔节较迟,两极分化快,耐倒春寒能力较好。株高76cm,茎秆蜡质层厚,旗叶窄短上冲,穗层整齐。后期根系活力较强,茎秆弹性好,抗倒伏。较耐后期高温,灌浆较快,熟相好。穗纺锤型,穗码较密,白壳,短芒,籽粒半角质,饱满度较好,黑胚率低,容重高。每公顷穗数612万,穗粒数31.6粒,千粒重45.1g。     

小麦蛋白淀粉品质指标与面包品质关系的研究

选用近年来黄淮麦区大面积推广种植的小麦品种和新育成高代品系为材料,采用近红外(NIR)、面筋仪、粉质仪、快速粘度分析仪(RVA)和凝胶色谱(SE-HPLC)方法等对蛋白品质指标及淀粉糊化参数进行分析,分析各品质参数间的关系及其与面包烘焙品质的关系。结果表明,谷蛋白大聚体(GMP)、SDS(十二烷基硫酸钠)-沉降值、湿面筋指数、弱化度与多数蛋白品质指标间存在正向0.01或0.05水平相关,GMP、SDS-沉降值、湿面筋指数、干面筋含量、面粉蛋白含量、麦谷蛋白含量、形成时间、稳定时间均与面包烘焙品质间达0.01水平正相关,湿面筋含量与面包体积和评分间分别达0.01和0.05水平正相关;醇溶蛋白含量及弱化度与面包体积和评分间分别达0.05和0.01水平负相关。吸水率与糊化温度、最终粘度、回生值间达0.01水平负相关,形成时间与峰值粘度和稀澥值间达0.05水平正相关,GMP与糊化温度间达0.05水平负相关。各品质参数对面包体积的作用大小依次为湿面筋指数>弱化度>形成时间>湿面筋含量>糊化温度等,对面包评分的作用大小依次为麦谷蛋白>稳定时间>醇溶蛋白>面粉蛋白含量>吸水率等。小麦品质测试指标间有着广泛的相关性,湿面筋指数、弱化度和麦谷蛋白、稳定时间是反映面包烘焙品质的重要指标;早代可进行GMP或SDS-沉降值测定,中高代可进行面筋仪、粉质仪测定;在品质测试过程中应重视湿面筋指数、弱化度的重要性,小麦粉淀粉品质对面包品质的影响也应引起关注。     

郑麦366α-醇溶蛋白基因的克隆及生物信息学分析

为研究优质强筋小麦品种郑麦366α-醇溶蛋白的组成,应用简并引物进行PCR扩增,从郑麦366中扩增得到13条核苷酸序列,其中9条序列推导的氨基酸序列具有完整的开放阅读框。进一步分析显示,克隆的9个基因(分别命名为ZM366-1—ZM366-9)编码的蛋白质均具有α-醇溶蛋白的典型结构特征,根据T-细胞毒性抗原表位数目和多聚谷氨酰胺区特征分别将ZM366-1、ZM366-2定位到6A染色体,ZM366-3、ZM366-4定位到6D染色体,ZM366-5—ZM366-9定位到6B染色体。蛋白质二级结构预测显示,克隆的9个α-醇溶蛋白都仅含有α-螺旋结构,其中B基因组α-醇溶蛋白的α-螺旋含量明显高于其他基因组。同源系统进化树分析表明,克隆的9个α-醇溶蛋白具有明显的基因组特异性。     

小麦籽粒镉元素含量全基因组关联分析及候选基因预测

以国内外207份小麦种质为材料,利用660K SNP芯片对其进行基因型检测,并结合不同环境下表型数据和最佳线性无偏预测值 (BLUP,Best linear unbiased prediction) 对小麦籽粒镉元素含量进行全基因组关联分析。结果表明：与小麦籽粒镉元素含量显著关联的SNP 310个,这些SNP分布于除3D和4D外的19条染色体上,单个SNP解释变异率为10.95%～14.66%。不同环境下检测到的关联SNP结果存在差异,其中在原阳地区检测到186个SNP,开封地区检测到71个SNP。基于BLUP值分析获得53个SNP。基于SNP物理位置,将距离较近的SNP进行整合,共获得有效QTL位点52个。同时发现了7个在多环境下表现稳定的SNP,并对其进行单标记效应分析。最后对基于获得的关联SNP进行了候选基因预测,共获得7个与小麦籽粒镉元素含量相关的候选基因,其中 TraesCS1B01G321700和TraesCS1B01G320200可能与镉元素调控相关基因转录有关,而TraesCS7B01G459000和TraesCS7B01G456900可能与镉元素的吸收和转运等代谢过程有关。还筛选出了对镉具有良好避性的部分小麦优异种质,如‘云麦51’‘郑麦379’‘白穗白’‘云麦53’‘双丰收’。     

郑麦369 ω-醇溶蛋白基因的克隆及生物信息学分析

以黄淮麦区主推小麦品种郑麦369为材料,利用简并引物和PCR扩增技术对其ω-醇溶蛋白基因进行克隆,获得15条ω-醇溶蛋白核苷酸序列(分别命名为ZM369-1～ZM369-15)。NCBI BLAST分析表明,克隆序列与已知序列的相似度均为82%～99%,推断其为ω-醇溶蛋白基因家族基因。通过FGENESH在线软件预测显示,ZM369-1和ZM369-15具有完整的开放阅读框,分别可编码318,407个氨基酸残基;其余13条序列均因内部提前出现1个或多个终止密码子,推测其为假基因。进一步分析显示,15个基因推导的氨基酸序列均具有ω-醇溶蛋白典型分子结构特征,其中ZM369-15属于未曾报道过的ARP类型,同时在重复区存在1个半胱氨酸残基的插入。此外,在NCBI数据库中没有找到与ZM369-1和ZM369-15相似度高的ω-醇溶蛋白氨基酸序列,推测其为新ω-醇溶蛋白基因。CD免疫肽识别分析表明,免疫肽段Gli-ωt在15条氨基酸序列中均有分布,免疫肽段Gli-ω1只分布于假基因推导得到的氨基酸序列中。系统进化树分析表明,本研究克隆得到的15个基因分别来源于A,D基因组;相同基因组来源的ω-醇溶蛋白基因大都可形成相对集中的分支,表明其具有一定的基因组特异性;相同类型ω-醇溶蛋白基因都能形成相对集中的分支,推测其类型与进化有关。