小麦优异品系遗传构成的简单重复序列(SSR)分析

为了探讨优良品种形成的遗传学基础,本研究利用简单重复序列(SSR)标记分析了近期育成的3个丰产小麦(Triticum aestivum L.)品系(百农金光588、百农AK58-18和百农T5)及其姊妹系(百农0487和百农高光3709)的遗传构成.结果表明,2个杂交组合(周麦18/百农AK58和周麦16/温麦8号//百农160)中亲本对不同姊妹系的遗传贡献率均具有较大差异,其中百农AK58对百农金光588、百农AK58-18和百农0487的遗传贡献率分别为51.2％、57.0％和54.0％,高于亲本周麦18的贡献率;百农160对百农高光3709和百农T5的遗传贡献率分别为41.9％和36.4％,高于另外2个亲本(周麦16和温麦8号)的贡献率.在A、B、D基因组及21对染色体上,衍生后代对不同亲本遗传物质的继承率也表现丰富的多样性.百农金光588、百农AK58-18和百农T5分别具有109、36和55个不同于其他姊妹系的SSR特异位点,分别形成了11、3和3个特异染色体区段.这些基因组区段上存在许多与产量和抗病等重要农艺性状相关的基因和QTL,对提高小麦丰产性可能起了重要作用.     

播量与追氮量对BNS型杂交小麦灌浆期冠层结构及产量的影响

为了明确BNS型杂交小麦的高产形成机理,以3个不同类型的BNS型杂交小麦为材料,采用正交试验设计,研究了不同播量与追氮量下BNS型杂交小麦生育后期的冠层结构及产量性状变化。结果表明,与常规品种相似,BNS型杂交小麦的冠层性状随生育期的推进而呈规律性的变化。花后13 d时,冠层上部叶片叶绿素含量逐渐上升,至花后20 d时达最大值,呈现先升高后降低的趋势;此时中部叶片叶绿素含量最高,而下部叶片急剧衰亡;冠层中上部叶面积指数因品种不同而有一定差异,叶片功能期越长产量越高;不同类型小麦品种冠层透光率亦有所不同。冠层中上部透光率在抽穗期叶面积指数较大时较高,在灌浆中期随叶面积指数的下降而降低,灌浆后期透光率增大。本研究结果表明,不同小麦品种的冠层结构及产量因素受播量与追氮量的影响不同,杂交小麦生育后期受播量与追氮量的影响较大。良种良法配套是实现杂交小麦高产的技术保证。     

春季穗分化阶段低温处理对不同小麦品种幼穗结实性及生理特性的影响

研究低温胁迫对不同抗倒春寒能力小麦品种幼穗结实性和生理特性的影响,分析抗倒春寒能力不同的小麦品种对低温胁迫的生理响应机制,为小麦抗倒春寒研究和品种改良提供理论参考。以2个小麦品种矮抗58(抗倒春寒)和郑麦366(不抗倒春寒)为材料,采用盆栽和人工模拟倒春寒处理的方法,分析研究了小麦雌雄蕊原基分化期、药隔分化期和四分体形成期0℃低温处理下小麦的结实特性和幼穗生理指标变化。结果表明,在雌雄蕊原基分化期、药隔分化期、四分体形成期进行低温处理,随处理时间的延长,2个参试品种的穗粒数均降低,但不同处理时间和品种间穗粒数降低幅度不同。雌雄蕊原基分化期低温胁迫处理24,48,72 h后,矮抗58穗粒数分别下降了6. 52%,14. 07%,22. 37%,郑麦366穗粒数下降了37. 14%,44. 43%,64. 71%;药隔分化期低温处理24,48,72 h后,矮抗58穗粒数分别下降了3. 74%,9. 05%,13. 71%,郑麦366穗粒数下降了27. 54%,37. 80%,48. 55%;四分体形成期低温处理24,48,72 h后,矮抗58穗粒数分别下降了2. 70%,4. 70%,4. 73%;郑麦366分别下降了12. 39%,29. 67%,32. 30%。随着低温处理时期的延迟,矮抗58、郑麦366的穗粒数降幅均表现下降的趋势。雌雄蕊原基分化期低温处理穗粒数下降最明显,说明雌雄蕊原基分化期对低温较敏感。矮抗58、郑麦366幼穗雌雄蕊原基分化期、药隔分化期低温处理72 h内,2个参试品种幼穗的可溶性糖和可溶性蛋白质含量总体上均呈先升高后缓慢降低的趋势。矮抗58的可溶性蛋白质和可溶性糖含量及上升幅度均大于郑麦366。低温处理后,2个小麦品种幼穗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性升高且均高于对照,但随着低温处理时间的延长稍有下降,其中矮抗58幼穗中SOD、POD、CAT活性和上升幅度均高于郑麦366,并且丙二醛(MDA)含量的增幅小于郑麦366。相关分析结果表明,低温胁迫后,小麦穗粒数与SOD活性、POD活性分别呈显著、极显著正相关,与MDA含量呈极显著负相关。POD活性、SOD活性、MDA含量可作为小麦幼穗抗倒春寒特性的评价指标,小麦抗倒春寒的生理机制表现为多方面的综合防御。     

小麦2B染色体新SSR标记开发

为开发用于小麦育种的新SSR分子标记,利用普通小麦中国春2B染色体25 Mb的DNA序列进行了SSR筛选,在检测到的2 852个SSR中80.40%是二核苷酸重复。二、三、四、五核苷酸重复序列分别有6,30,17,1种类型。二核苷酸中GA/CT、AG/TC、AT/TA数量最多,分别占SSR总数的20.44%,19.00%,17.15%;三核苷酸中CTT/GAA的数量最多,占SSR总数的2.56%;四、五核苷酸重复出现的频率都较低。进一步分析SSR的重复次数,发现二核苷酸重复次数总体较高,重复次数≥10的SSR数量有327个,占所有二核苷酸序列的14.26%,其中,AG/TC、AT/TA的重复次数≥10的SSR数量分别有98,97个。三核苷酸的重复次数总体偏低,重复次数≥8的SSR数量仅有62个,占所有三核苷酸序列的11.55%,其中TTC/AAG的重复次数≥8的SSR数量最多,有12个。四核苷酸中只有ACAT/TGTA、TAGA/ATCT的重复次数分别达到了16,14次,其他重复基元的重复次数主要为5～7次。根据筛选到的SSR位点共设计合成了135对SSR引物,发现有101对(74.81%)引物在小麦品系Cf5019-21和Cf5240-41扩增出清晰的DNA条带,17对引物在二者间表现出差异扩增。     

水氮互作对冬小麦百农207种子活力及千粒重的影响

以半冬性小麦品种百农207为材料,研究了9个水氮处理对小麦种子活力及千粒重影响.结果表明,在低水L(返青后不灌水)、中水M(拔节水)条件下,随着施氮量的增加小麦的千粒重呈下降趋势;高水H(拔节水+灌浆水)条件下,N2(纯氮225 kg/hm2,基追比设为4∶6,拔节期追肥)处理千粒重＞N0(不施N肥)处理的千粒重＞N1(施纯氮150 kg/hm2,基追比设为4∶6,拔节期追肥)处理的千粒重;高水H、中水M处理下,施氮量在N0、N1水平下提高小麦种子活力同时能获得较高千粒重,N2处理下种子活力降低但千粒重较高;低水L处理下,随着施氮量增加,小麦种子千粒重、种子活力逐渐升高.N1H、N1M处理下生产的小麦种子活力高于其它处理.N2H、N0M处理下生产的种子抗老化能力较强.     

人工老化对杂交小麦种子生理特性和种子活力变化的影响

以3个BNS型杂交小麦和2个常规小麦品种的种子为材料,人工加速老化种子,研究不同小麦品种老化过程中生理特性和种子活力变化规律.结果表明,种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、POD活性均随着老化时间的延长逐渐降低.杂交小麦的抗老化能力明显高于常规小麦品种,在相同处理时间下杂交小麦种子发芽率、发芽指数、活力指数均显著高于常规小麦种子.老化过程中,常规小麦种子活力并不是以等速率递减,在老化初期(0～4 d)内下降较慢,4d后开始快速下降;杂交种在老化末期(8 d),活力才开始下降,并且下降幅度不大.5个材料中BNS/YN0901组合杂交小麦种子活力最强.老化种子浸出液电导率则随老化时间的延长呈微升趋势.在整个处理过程中,常规小麦与杂交小麦品种种子可溶性糖含量呈递减趋势,可溶性蛋白变化趋于复杂,没有明显的规律性.     

不同来源小麦种质高分子质量谷蛋白亚基多样性及其与加工品质的关系

为了明确小麦高分子质量谷蛋白亚基(HMW-GS)与加工品质的关系,以来源于国内外不同种植区的148个小麦种质为材料,研究小麦HMW-GS的多样性及其与小麦粉和馒头加工品质的关系。结果表明,参试材料在Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1 3个位点分别检测到3,7,7种不同的亚基类型,1、7+9、 2+12亚基在各自位点上出现的频率均最高,分别为56.8%,47.3%,45.9%;亚基组合类型共有35种,其中,(1/7+9/2+12)、(1/7+8/5+10)、(N/7+9/2+12)、(1/7+9/5+10)组合出现频率较高;不同来源小麦种质的HMW-GS组成存在一定差异,国外引进种质和黄淮冬麦区种质的亚基类型较丰富,且优质亚基出现的频率较高; 1、2~*、7+8、17+18、5+10亚基对面筋强度具有明显的正向效应,2~*、17+18、2+10亚基对馒头的硬度和咀嚼性具有重要影响,携带(1/14+15/2+12)、(1/7+9/5+10)、(N/7+8/2+12)亚基组合种质馒头的加工品质较好。     

温敏核雄性不育小麦BNS的育性转换规律初探

为探讨低温雄性不育小麦BNS的育性转换规律,2007-2009年通过分期播种试验,对BNS育性转换特性进行了初步研究。结果表明,BNS具有不育彻底、育性转换彻底的特性,育性变化趋势为:完全败育-半不育-完全可育。低温是影响BNS育性转换的主要原因,表现低温不育,高温可育。BNS感受低温的敏感部位为发育的幼穗;BNS育性转换敏感期在抽穗前5~18 d,即雌雄蕊分化期至四分体形成期;在温度敏感期内,温度低于8℃时表现彻底不育,8~12℃是育性转换温度,温度高于12℃时表现完全可育。在豫北地区,9月23日-10月17日播种,表现彻底不育,可用于生产杂交种;11月18日以后播种均表现完全可育,可以自交繁殖不育系种子。