小麦籽粒PPO活性检测方法改良与应用

小麦籽粒多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）活性是造成面粉及其制品酶促褐变的最主要原因。为快速、准确地检测小麦籽粒PPO活性,将酶标仪应用于PPO活性测定,对小麦籽粒PPO活性传统检测方法（AACC 22-85.01）进行了改良,并利用改良方法测定了283份国内外小麦品种PPO活性。结果表明,改良方法与传统方法所测PPO活性呈极显著正相关,相关系数达0.982。应用改良方法对144份小麦品种PPO活性进行重复测定,三次重复间的相关系数高达0.993～0.994。283份国内外小麦品种PPO活性变异范围为1.12 U·g^-1·min^-1～10.95 U·g^-1·min^-1,筛选到34份PPO活性较低的品种,可作为亲本材料用于低籽粒PPO活性小麦品种选育。与传统方法相比,改良方法大大减少了工作量,缩短了检测时间,效率提高约12～15倍。因此,本研究中改良的AACC 22-85.01法是一个操作简便、准确可靠、稳定高效的小麦籽粒PPO活性检测方法,可代替传统AACC 22-85.01法用于PPO活性大规模测定,为面制品色泽性状遗传改良提供技术支撑。     

不同基因型冬小麦冠层温度与产量性状的关系

为分析小麦冠层温度与产量性状的关系,选用55个不同基因型冬小麦品种(系),在灌溉条件下研究了不同冬小麦基因型产量性状,冠层温度差异及二者的相关性.结果表明,基因型间冬小麦的冠层温度在开花期、花后7 d、花后21 d和花后28 d均存在极显著差异.除花后21 d外,不同测量时期在重复间也均有极显著差异.开花期和花后21 d的冠层温度分别与穗数和穗粒数呈显著相关,灌浆期间冠层温度与千粒重呈显著或极显著相关.冠层温度与产量的相关性依次为花后7 d>花后21 d>开花期>花后28 d>花后14 d>抽穗期,其中花后7 d和21 d的冠层温度与产量呈极显著相关(P<0.01).冠层温度在灌浆中后期持续偏低与冬小麦绿叶功能和衰老机制的延缓有密切关系,可用于鉴定冬小麦产量潜力.     

小麦成熟期QTL定位与分析

小麦成熟期对粮食周年丰产具有重要的决定作用。为了给小麦分子标记辅助育种提供可用的分子标记,本研究以人工合成六倍体小麦(Turtur)和T.spelta L.衍生系(Bubo)为亲本创制的包含186个家系的RIL群体(F6)为材料,构建了包含5 301个标记(4 120个DArT标记、621个SNP标记和560个传统DArT标记),总长为2 464cM的遗传连锁图谱,利用Windows QTL Cartographer 2.5软件的复合区间作图法对在3年4点环境下的成熟期性状进行QTL检测,在LOD2.5水平下,共定位到15个QTL,分布于小麦的1A、2B、2D、3A、4A、4B、5B、7A和7B染色体上,可解释4.42～12.67的表型变异。其中在1A染色体上控制小麦成熟期的QTL贡献率最大;4B染色体的1215714-1068877F0-44CG区间内3年3点均检测到的QTL与1215714标记遗传距离为0.01cM,近乎共分离,为下一步分子标记辅助选择的精准性提供了坚实的基础。     

旗叶蜡质含量不同小麦近等基因系的抗旱性

于2013-2014和2014-2015年度,以多蜡质和少蜡质的4个小麦近等基因系为材料,采用田间旱棚方式控制土壤水分,研究了蜡质含量与小麦抗旱性的关系。结果表明,干旱处理后,多蜡质小麦品系旗叶的蜡质含量平均为15.15 mg g?1,较少蜡质小麦品系(8.43 mg g?1)高79.8%;多蜡质小麦品系旗叶的水势较高,干旱处理后下降幅度明显小于少蜡质小麦品系,水分散失率也显著低于少蜡质品系(P< 0.05);多蜡质小麦品系旗叶的光合速率平均下降7.5%,而少蜡质小麦品系下降9.8%;多蜡质小麦品系旗叶PSII最大光化学效率(Fv/Fm)平均下降幅度为3.4%,少蜡质小麦品系下降幅度达到5.8%;多蜡质小麦品系的籽粒产量高于少蜡质品系,平均高3.7%;多蜡质小麦品系的抗旱指数和干旱敏感指数均显著低于少蜡质小麦品系(P< 0.05)。以上结果表明,蜡质能够提高小麦的抗旱性,旗叶蜡质含量可以作为抗旱小麦品种的选择指标。     

小麦直、支链淀粉和总淀粉含量的比色快速测定研究

为了快速准确地测定小麦直、支链淀粉含量,通过单波长法、双波长法、多波长法对比色法测定小麦直、支链淀粉含量进行了比较,并对影响测定结果的试验条件进行了优化和分析.结果表明,与马铃薯相比,小麦面粉直、支链淀粉-碘复合物吸收曲线存在一定的差异.用单波长法、双波长法、多波长法测定小麦直、支链淀粉含量,均能得到相关性很高的回归方程.双波长和多波长法可以有效地排除其他物质的干扰,测定结果优于单波长法.多波长法测定复杂,结果计算繁琐,因此双波长法更适用于小麦直、支链淀粉含量的同时测定,其测定结果也优于多波长法.在双波长法中,小麦直链淀粉的适宜测定波长为630和486nm,小麦支链淀粉的适宜测定波长为550和743nm.溶液酸碱度pH值3.5左右.     

“十五”以来山东省小麦育种现状及发展趋势

本文对山东省＂十五＂以来小麦育种现状进行了较为详细的总结,并对存在的主要问题和今后的发展趋势进行了分析。近10年内,山东省小麦育种成绩突出,育成品种类型多、适应性广、推广种植面积大;产量三因素构成合理、增产幅度大、产量潜力高;小麦品质与产量协同提高取得较大进展。小麦育种中存在的主要问题是亲本利用单一,育成品种亲缘关系近、遗传基础狭窄;适合旱地种植的耐旱耐瘠品种相对缺乏;优质品种的抗逆性、抗病性及丰产性急需提高。山东省小麦育种发展方向应重点集中在以下几个方面：①选育水肥及光热资源高效利用型品种,实现大面积均衡增产是大幅度提高山东省小麦产量的关键;②提高品种的抗逆性和抗病性是应对气候和耕作制度变化的有效措施;③小麦品质育种应重点提高优质品种的抗逆性、抗病性和产量潜力;④常规育种与现代分子育种技术有机结合。     

不同品质类型冬小麦气冠温差的差异及其与产量性状的关系

研究不同品质类型冬小麦气冠温差(CTD)的差异,探讨气冠温差与产量性状的关系,对高产品种(系)选育具有重要的应用价值。在灌溉条件下,选用28个强筋型和27个中筋型冬小麦品种(系),分别对抽穗期、开花期、花后7 d、花后14 d、花后21 d和花后28 d的气冠温差进行了测定。结果表明,强筋型与中筋型冬小麦品种间的CTD在各个测量时期的差异均达极显著水平,中筋品种花后21 d的CTD与产量和千粒重均呈极显著正相关。CTD对冬小麦产量影响,主要通过粒重途径实现的。强筋型品种与中筋型品种的3个主成分累积贡献率分别为51.72%和63.45%,其中,花后21 d的CTD分别在强筋品种第2主成分和中筋品种第1主成分表现CTD差异越大,产量越高,贡献率分别为16.91%和36.95%。根据因子得分,筛选出CTD综合表现差异大,籽粒产量高的强筋品种(系)有济南17、鲁0540258、鲁0540261、鲁056479和鲁0540252;中筋品种(系)有济麦22、鲁055359、鲁055282、鲁0540319和鲁055293。     

杂交纸袋对小麦杂交穗粒数和千粒重的影响

为解决小麦杂交穗籽粒瘪小问题,将66个小麦杂交组合剪颖后分别套牛皮纸袋和白色硫酸纸袋,比较两种纸袋对杂交穗穗粒数和千粒重的影响。结果表明,套两种纸袋的杂交穗穗粒数无显著差异;而套牛皮纸袋的杂交穗种子千粒重极显著高于套白色硫酸纸袋,66个组合平均提高33.00%。说明用牛皮纸袋替代传统的硫酸纸袋,可显著提高小麦杂交穗种子质量。     

利用揉面特性鉴定小麦1BL/1RS易位系

1BL/1RS易位系曾广泛用于小麦农艺性状改良,但对加工品质有明显的负面影响。利用404份F₅至F₈高代品系(试验I)和175份山东省主栽品种及高代品系(试验II),研究1BL/1RS易位对小麦揉面参数的影响,分析不同高低分子量蛋白亚基(HWM/LWM-GS)背景下1BL/1RS的揉面特性,探讨利用揉面特性鉴定1BL/1RS易位系的方法。结果表明,1BL/1RS易位系的揉面时间、峰值带宽及峰后1 min带宽显著低于非1BL/1RS易位系,而衰落角和带宽比(峰值带宽/峰后1 min带宽)显著高于非1BL/1RS易位系,说明1BL/1RS易位导致小麦的揉面特性显著变劣。易位系的揉面谱带的主要特征为峰后1 min谱带急剧衰落并变窄,带宽比显著增大,而非1BL/1RS易位系的峰后谱带衰落、变窄平缓或者稳定时间较长,带宽比较小。带宽比1.6可作为判断易位系的有效指标,即大于或等于1.6为1BL/1RS易位系,小于1.6为非1BL/1RS易位系,准确率达85.2%(试验I)和96.8%(试验II)。尽管优质HWM-GS背景对Glu-B3j(1BL/1RS易位系)的揉面特性有一定正向补偿作用,但品质特性仍显著劣于其他Glu-B3位点,带宽比表现尤为突出。因此,揉面特性不仅能测定育种材料的面团流变学特性,而且还能有效鉴别1BL/1RS易位系。     

小麦胚乳14-3-3蛋白的表达及其淀粉体淀粉合成酶的互作

从小麦胚乳中克隆了14-3-3基因,并将其分别插入pET29c和pET41c质粒,用热激法转化大肠杆菌BL21-CodonPlus (DE3)-RP,得到高效表达的蛋白,但融合蛋白主要以包涵体的形式存在。可溶性的融合蛋白可直接通过S-蛋白琼脂糖树脂纯化。包涵体经8 mol L^-1尿素溶解变性,稀释复性后,结合到S-蛋白琼脂糖树脂上,也得到纯化的融合蛋白。复性后的融合蛋白对蔗糖合成酶活性表现抑制作用,说明包涵体14-3-3融合蛋白恢复活性。将结合14-3-3融合蛋白的S-蛋白琼脂糖树脂作为诱饵与小麦胚乳淀粉体提取液进行亲和杂交,与14-3-3蛋白特异互作的淀粉合成酶结合到S-蛋白琼脂糖树脂上,Western 检测结果表明, 淀粉体淀粉合酶I(SSI)、淀粉合酶II(SSII)、淀粉分支酶IIa(SBEIIa)、淀粉分支酶IIb(SBEIIb)和ADP焦磷酸化酶大亚基(SH2)与14-3-3蛋白存在互作,而淀粉分支酶I(SBEI)、淀粉磷酸化酶(SP)、D-酶(DE)和ADP焦磷酸化酶小亚基(BT2)不能与14-3-3蛋白结合,说明小麦胚乳14-3-3蛋白对淀粉体淀粉合成具有一定的调控作用。