四川省小麦条锈菌耐高温性鉴定及其cDNA文库构建

近年条锈菌越夏调查发现,小麦条锈菌耐高温性增强,越夏海拔下限有所降低。本研究通过在高温(21±0.2)℃条件下接种,评价了119个来自四川省的条锈菌菌株耐高温性,并构建了耐高温菌株SC-PX1-4-3萌发夏孢子的cDNA文库。结果发现来自四川的条锈菌群体中耐高温菌株占35.3%,主要分布在成都市、凉山市、简阳市和广元市。夏孢子萌发率统计分析表明,耐高温菌株在高温条件下比温度敏感菌株具有更高的萌发率。采用SMART技术构建了耐高温菌株萌发夏孢子cDNA文库,库容为2.1×106cfu,插入片段平均多大于1.0kb。本研究结果初步明确了四川省小麦条锈菌群体中耐高温菌株组成和分布区域,不同菌株在夏孢子萌发阶段对高温的耐受性存在显著差异,为进一步研究条锈菌耐高温机制奠定基础。     

临麦系列春小麦品种抗条锈性分析

小麦条锈病是发生于甘肃省临夏州小麦生产上的最主要病害,种植抗病品种是防治该病最经济有效且有利于保护环境的措施。作者于2013年在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州低温温室和甘谷试验站进行了苗期、成株期分小种接种鉴定,并于2010-2014年对临麦系列春小麦品种‘临麦32号’~‘临麦36号’在甘肃省不同生态区的8个试验点进行成株期抗条锈性分析,结果表明:春小麦品种‘临麦32号’苗期对所有供试菌系均表现感病,成株期对CYR29和CYR32表现中抗-中感;‘临麦33号’除对CYR29苗期表现免疫、成株期表现中抗-中感外,对其余供试菌系均表现感病。对自然诱发的条锈病,两品种也表现感病;‘临麦34号’和‘临麦36号’除对新菌系G22-9、G22-14表现感病外,对其余菌系表现抗病,但自2013年开始两品种在田间也表现感病;‘临麦35号’全生育期对接种及自然诱发的条锈菌均表现抗病。苗期选用24个国内外供试条锈菌单孢菌系进行基因推导分析,发现供试临麦系品种抗性谱与已知基因载体品种的抗性谱均不一致,初步推测供试临麦系品种含有未知抗条锈基因。     

高产抗病小麦新品种——中植6号

中植6号是中国农业科学院植物保护研究所与甘肃农业科学院植物保护研究所共同选育的冬性小麦新品种,以中植1号为母本,以豫麦58为父本,通过有性杂交并对后代株系进行系统选育而获得。2004年5月上旬配置杂交组合;2006-2011年,通过在北京海淀试验基地、河北廊坊试验基地和云南弥渡基地三地连续5年进行异地多代选择,高代品系CP04-46-2因农艺性状优良,丰产性较好,抗病性强而被提升参加新品系鉴定试验。2010-2011年度参加中国农业科学院植物保护研究所品系鉴定试验,2011-2012年度参加天水市农业科学研究所甘谷试验站产量品比试验,2012-2014年度参加甘肃省陇南片川区组冬小麦区域试验,2014-2015年度参加甘肃省陇南片川区组生产试验、示范。2016年通过甘肃省农作物品种审定委员会审定,审定编号为:甘审麦2016010。     

104个小麦品种抗条锈性及遗传多样性分析

为探究不同小麦品种(73个农家品种和31个育成品种)的抗条锈性和遗传多样性,在苗期对小麦品种接种条锈菌生理小种CYR32和CYR34进行抗性鉴定,并利用SSR分子标记技术进行遗传多样性分析。结果表明,在苗期抗性鉴定中,对于生理小种CYR32,有5个农家品种白大头、红洋辣子、老兰麦、红剑条和竹叶青(白)以及2个育成品种品冬904054-6和品冬904024表现近免疫;对于生理小种CYR34,有2个农家品种白芒麦和老兰麦以及2个育成品种品冬904024和晋79K214表现近免疫;对比农家品种与育成品种的抗性鉴定结果,发现对于生理小种CYR32,农家品种的抗性水平明显高于育成品种,而对于生理小种CYR34,育成品种的抗性水平高于农家品种。在遗传多样性分析中,104个品种的遗传相似系数变异范围在0.32~0.98之间,平均为0.65,但小麦品种遗传相似系数在来源地之间无明显差异。通过聚类分析发现,农家品种亲缘关系与来源地相关性较低,而育成品种的亲缘关系与来源地存在一定的相关性。因此,在品种改良过程中应引用不同类群的优质亲本,拓宽小麦育种的遗传基础,充分利用优质野生资源,适当搭配,选育更多小麦优良品种。     

22份中国小麦生产主栽品种抗条锈病基因解析

为挖掘新的小麦抗条锈病基因,掌握小麦生产主栽品种的抗条锈病基因携带情况,有效防控小麦条锈病,采用抗性鉴定、基因推导分析和分子标记技术对22份小麦生产上主栽品种进行了研究,通过抗性鉴定比较22份小麦主栽品种与已知基因载体品种的抗谱。结果显示,共推测出14份供试品种携带已知抗条锈基因,8份供试品种携带未知抗条锈基因,是新的抗锈基因资源;聚类分析结果显示,供试22份小麦品种可分为2个大类6个亚类;利用SSR分子标记检测抗条锈病基因Yr1、Yr10和Yr24的携带情况发现,11份品种携带Yr1基因,2份品种携带Yr10基因,22份品种均不携带Yr24基因。部分生产主栽品种携带新的抗条锈病基因,表明小麦品种选育中避免了抗性基因单一化,并加强了未知基因的利用。     

小麦SSR和SNP标记在Taichung29×白芒麦重组自交系群体中的偏分离分析

为明确小麦SSR和SNP标记在Taichung29×白芒麦重组自交系群体中的偏分离现象及产生原因,提高遗传图谱构建的质量,以我国小麦农家品种白芒麦与感病品种Taichung29杂交构建的包含181个F8代重组自交系(recombinant inbred line,RIL)为试验材料,利用筛选得到的110个SSR标记和6 859个SNPs多态性标记进行偏分离分析。结果显示,共有1 069个标记位点表现出偏分离,占标记总数的15.3%。其中,683个标记偏向于白芒麦,占偏分离标记数的63.9%;386个标记偏向于Taichung29,占偏分离标记数的36.1%。偏分离位点在染色体上分布大多数是成簇出现,有76.3%的偏分离标记形成偏分离热点区域(segregation distortion region,SDR),共检测到了74个SDR,分布在15条染色体上,其中B染色体组包含有最多的SDR,偏分离方向为白芒麦。抗病亲本白芒麦和感病亲本Taichung29的基因型在RIL群体中分布比例为1.03∶1.00,接近1∶1的理论比例,标记在RIL群体整体分离比基本平衡,显示出偏分离主要是由遗传因素引起。     

喷淋次数和接种量对序批式秸秆牛粪混合干发酵产气性能的影响

序批式干法厌氧发酵产沼气技术可明显提高有机废弃物处理能力,但在提高以秸秆为主的农业废弃物发酵效率核心工艺及产气性能方面还缺乏系统的研究。该文通过调节喷淋次数和接种量研究了以玉米秸秆为主要原料的序批式干法厌氧发酵产气性能,并通过模型拟合、水解产物分析等手段揭示了影响水解和甲烷生产的制约因素。结果表明,调节喷淋次数和接种量均对沼气产量具有显著性影响（P<0.05）。喷淋次数为4次/d,接种量不低于质量分数20%时,沼气产量最大为251.6 L/kg。而且,产气高峰期甲烷体积分数平均为55%左右。增加接种量、提高喷淋次数可有效促进底物的水解。但是,甲烷产量、最大产甲烷率却呈现先增加后降低的趋势,并明显受到有机酸（丙酸）、氨氮积累浓度的制约,水解产物高效转化对提高产气效率具有重要作用。该研究可为改善秸秆序批式干法厌氧发酵工艺优化提供理论指导。     

100个小麦品种资源抗条锈性鉴定及重要抗条锈病基因的SSR检测

了解小麦品种资源对中国条锈菌生理小种的抗病性水平及其所含重要抗条锈病基因,可为合理种植和利用小麦品种提供理论依据。选用中国小麦条锈菌不同生理小种CYR17、CYR32、CYR33和V26及条锈菌混合小种分别对100个小麦品种资源进行苗期和成株期抗条锈性鉴定,并采用SSR分子标记技术检测重要抗条锈病基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr18、Yr24和Yr26。结果表明,在苗期对4个生理小种均表现抗病性的有‘Mos311’、‘兰天15号’等30个品种;在成株期表现抗病性的有‘Yeoman’、‘兰天1号’、‘小红麦’等88个品种;苗期和成株期均抗病的有‘Mos311’、‘兰天15号’等30个品种。SSR检测发现,‘贵农22’可能含有Yr5,‘兰天23号’、‘兰天24’号、‘中梁04260’和‘中梁04335’可能含有Yr10,‘Little Joss’和‘中梁5号’可能含有Yr15,‘清农3号’、‘兰天2号’、‘中梁04335’等19个品种可能含有Yr18,检测品种可能均不含Yr24和Yr26。在鉴定中保持稳定抗病性的‘Mos311’、‘兰天15号’等8个品种在抗病品种选育中有重要应用价值。     

两种小麦根尖染色体制备方法比较与优化

为了获得小麦根尖细胞染色体的优良制片,清晰观测到小麦染色体,以Taichung 29、中国春、中4的根尖为材料,通过时间、染色、解离和制片4个方面对常规方法和酶解法进行比较,并且在这4个方面的一些细节方面进行了优化,使得在显微镜下能清晰地数出小麦染色体的数目。常规方法整体操作时间较长达到7d,解离程度控制较精细,需要严格把控解离时间,并且对染色的时间长短要求比较严格,更需要在压片过程中严格控制力度单张玻片进行压制;而酶解法无须染色而且时间较短大约4~5d,酶解过程较易控制并且只需要对根尖捣碎不需要进行压片,控制相对容易很多,一次可进行大量制片。对比2种制片方法可以发现酶解法比较适合进行大量染色体制片。     

全混式厌氧发酵反应器优化研究进展

当前,国内外沼气工程中厌氧发酵普遍采用全混式厌氧发酵反应器(CSTR),并且反应器内部通过安装搅拌装置,提高混合效果,促进产气。但是目前关于反应器内部结构、搅拌方式等对混合效果的影响仍未有系统研究,并且关于搅拌装置等反应器结构优化方法仍未建立。文章重点针对国内外对于CSTR结构与搅拌装置等对混合效果、传质传热过程与流场模拟等进行系统梳理,并对结构优化方法等进行归纳,CFD方法对于混合效果的模拟直观准确,以期为其结构优化研究提供借鉴。