玉米C_4光合酶基因导入对拟南芥光合特性及抗旱性的影响

为了解玉米C_4型光合酶基因对C3植物拟南芥光合特性的影响及其对干旱胁迫的响应,分别以过表达ZmPEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)、ZmPPDK(丙酮酸磷酸二激酶)和ZmNADP-ME(依赖于NADP的苹果酸酶)单个酶基因的拟南芥株系(分别简写为PC、PK、ME),以及过表达PEPC+PPDK和PPDK+NADP-ME两个酶基因的拟南芥株系(分别简写为PCK、PKM)为供试材料,在开花期停止浇水,并分别于干旱胁迫处理前1天、第5天、第10天和结束干旱胁迫复水处理5d时测定转基因拟南芥中目标基因的表达量、光合速率、水分利用效率和酶活性。结果表明,在正常生长条件下,PCK类型株系的PEPC酶活性、PPDK酶活性、净光合速率(Pn)以及水分利用效率(WUE)较野生型拟南芥分别高52%、20%、24%和55%,除PPDK酶活性外,PCK类型株系各指标测定值的增幅均高于其他转基因类型株系,综合表现最优。不同类型株系的上述测定指标总体表现为PCKPCPK、PKMME。干旱胁迫处理5d时,各类型株系中目标基因的表达量、光合酶活性、Pn和WUE均有所上升。干旱胁迫处理10d时,拟南芥受到严重损伤,上述指标的测定值均下降。复水5d时上述指标得到不同程度的恢复,不同类型转基因株系的各项测定指标在不同干旱胁迫处理中总体仍表现为PCK最优,PC次之。各转基因株系均优于受体非转基因拟南芥。     

小麦新品种郑麦1860高产稳产特性分析

依据2015—2018年度国家冬小麦黄淮南片水地组区域试验和生产试验及2015—2016年度国家小麦产业技术体系品种大区展示试验数据,分析了郑麦1860高产稳产特性.结果表明,两年区域试验郑麦1860平均产量8457.0 kg·hm-2,比对照周麦18增产5.19％,差异极显著;生产试验平均产量7356.0 kg·hm...     

导入外源玉米C_4型NADP-ME基因对小麦光合效能的影响

为研究玉米C_4型NADP-ME基因对小麦光合特性的影响,以T_3代转NADP-ME基因小麦株系10T(9)-1-1和10T(9)-225-4及其对照周麦23为试材,进行了分子特征鉴定、光合生理特性分析和单株产量性状调查,并对其作用机制进行了初步解析。结果表明,外源基因已整合到转基因小麦的基因组中,并能正确转录和翻译;与对照周麦23相比,两个转基因株系在4个测定时期旗叶NADP-ME酶活性均明显提高,而旗叶净光合速率(P_n)则明显下降;尤其在花后第7天,两个转基因株系的酶活性较对照分别提高1.33倍和1.13倍,P_n分别较对照下降17.26%和10.35%;千粒重和籽粒产量较对照均显著下降。与对照周麦23相比,转基因株系10T(9)-225-4利用强光和同化CO_2能力下降,光合效率下降;旗叶气孔张开率和气孔导度均显著下降;苹果酸含量降低了5.6%,丙酮酸含量则提高了17.1%;外施苹果酸可恢复其光合速率。以上研究结果表明,玉米C_4型NADP-ME基因的导入降低了小麦的光合特性,苹果酸含量降低引起的气孔导度下降可能是导致转基因小麦光合效能降低的原因。     

叶面追肥对强筋小麦产量和品质的效应分析

为明确强筋小麦叶面不同追肥时期和次数的产量和品质效应,通过品种、喷洒时期的2因素随机区组试验,对叶面肥不同施用时期和施用次数的旗叶叶绿素含量、产量和品质进行分析。结果表明,冬前、拔节期喷洒较灌浆期喷洒利于叶绿素的提高,冬前+拔节期+灌浆期3次喷洒叶绿素含量最高。从产量来看,最佳喷施时期是小麦苗期和拔节期;冬前+拔节+灌浆3次喷洒,可显著提高产量。从品质来看,喷洒叶面肥对小麦品质提高具有一定作用,拔节期、抽穗期喷洒对品质的提高作用更强;拔节期、抽穗期、灌浆期多次喷洒虽然会提高产量,但对品质有负面效应。     

小麦品种郑麦7698耐强光高温的生理机制

为了阐明小麦品种郑麦7698耐强光高温的生理机制,以黄淮南片麦区区域试验对照品种周麦18和大面积推广品种矮抗58为对照,研究了该试验材料在强光、高温、强光高温交叉胁迫下的生理特性。结果表明,3种逆境对小麦叶片光合功能的影响程度依次为强光高温强光高温,且3个品种的耐强光高温特性存在显著差异。3种逆境胁迫处理下,郑麦7698的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭(qP)的下降幅度均显著低于周麦18和矮抗58,相对电导率、丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子生成速率、过氧化氢含量的上升幅度显著小于周麦18和矮抗58,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性在逆境下的上升幅度显著高于周麦18和矮抗58,表现出较好的耐强光高温特性。综合分析表明,郑麦7698之所以较周麦18和矮抗58具有更好的耐强光高温特性,是因为其在逆境下具有较高水平的抗氧化酶活性,可有效清除活性氧类物质,降低其光合机构受损程度,从而维持较高水平的光合效率。     

小麦品种(系)的黑胚病抗性评价

为利用抗病品种有效防治黑胚病，从2003年至2005年，采用田间自然病圃法对生产上大面积种植和新近选育的小麦品种（系）的抗性黑胚病进行了鉴定和评价。结果发现，供试材料中无免疫品种，但品种（系）间抗性差异明显。其中，豫优1号、陕229等6个品种（系）平均籽粒黑胚率小于5％，为抗病类型，占供试材料的13.64％；漯麦4号、豫农9901等6个品种（系）平均籽粒黑胚率超过30％，达到高感水平，占13．64％；豫展9705、豫麦49等15个品种（系）的平均籽粒黑胚率在5．0％～14．9％之间，为轻感类型，占34．09％；新原958、中育6号等17个品种（系）平均籽粒黑胚率在15．0％～29.9％之间，为中感类型，占38．64％。同时．调查发现同一品种在不同年份问的抗性表现有一定差异。对滤纸保湿培养法和直接观察法评价小麦品种对黑胚病抗性进行了比较，发现两种方法评价结果趋势基本一致，但保湿培养法籽柱黑胚率普遍高于直接观察法。     

提高小麦基因枪法转化效率的研究

为了提高小麦基因枪转化效率,对基因枪轰击参数的优化、受体材料的种植方式、载体类型的选择和受体基因型的筛选等进行了研究。结果表明,基因枪轰击时,金粉用量为每枪250μg、轰击距离为9cm、轰击压力为1 100psi、轰击次数为1时,小麦转化效率较高;受体材料种植于温室,且具备较高CO2浓度和温度,可以提高小麦转化效率;3种载体类型中,线性表达载体转化效率明显高于环状表达载体和双元表达载体;周麦19、郑麦7698和郑麦0943为再生能力强和转化效果好的受体品种。     

转玉米C4型高光效pepc基因小麦的分子特征及光合特性研究

为分析转pepc基因小麦的分子遗传特征和光合生理特性,以基因枪介导转玉米C4型pepc基因的T3代转基因小麦株系为实验材料,对其进行PCR筛选、Southern杂交、qRT-PCR、Western杂交、酶活性和光合速率测定,鉴定了pepc基因在小麦基因组中的整合及表达情况,并分析了转基因株系的光合生理特性和产量性状表现。结果表明,玉米C4型pepc基因以1～3个拷贝的方式被整合到6个转基因株系的不同位点,且可以正确转录和翻译;6个转基因株系中有4个株系的pepc基因表达水平、PEPC酶活性和净光合速率均较对照显著提高,2个株系的单株重、单株产量和千粒重显著高于对照;抽穗期转基因株系的PEPC酶活性最大值为1.6μmol·min-1·mg-1,较对照提高了1.6倍;净光合速率最大值为29.5μmol·m-2·s-1,较对照提高了15.5%。说明,玉米C4型pepc基因可以在小麦基因组中整合表达,并可改善小麦的光合特性。     

小麦品种郑麦7698生育后期的光合性能及同化物运转特性

为明确小麦品种郑麦7698的高产生理基础,于2011-2013年两个生长季在田间条件下研究了郑麦7698、矮抗58和周麦18三个品种生育后期的光合性能及同化物运转特性。结果表明,郑麦7698呈现下述特点:1光饱和速率达到27.1μmol·m-2·s-1,分别较矮抗58和周麦18高10.6%和13.9%;开花期、灌浆初期、灌浆后期的田间最大光合速率和日光合总量均较高,平均日光合总量为667 693μmol·m-2,分别较矮抗58和周麦18高19.8%和14.5%;灌浆初期、灌浆后期顶3叶含较多的Chl(a+b)和较高的Chla/b,具有较好的光能捕获与转化能力。2在灌浆后期13:00时,Fv/Fm、ФPSⅡ和qP降幅小,NPQ增幅大,蒸腾速率较大(3.4 mmol·m-2·s-1),叶温较低(36.7℃),具有较好的耐强光、耐高温特性。3花后同化物积累量为14.4g·10stem-1,分别较矮抗58和周麦18高15.7%和13.9%;花前积累的同化物在灌浆期的转运量为10.3g·10stem-1,分别较矮抗58和周麦18高19.8%和13.8%;灌浆速率高,最终籽粒重达到24.7g·10stem-1,分别较矮抗58和周麦18高17.6%和14.4%;收获指数达到0.524。较好的光能捕获与转化能力及耐强光、耐高温胁迫能力,较高的花后同化物积累量及花前同化物转运能力是郑麦7698的高产生理基础。郑麦7698可作为小麦品种产量潜力改良的重要亲本加以应用。     

郑麦7698高产特性研究

对郑麦7698在国家区域试验中的产量和在高产创建中的机收实打产量进行了分析,在国家区域试验中同组各参试品种的产量及产量变异系数散点图表明,郑麦7698均位于第Ⅱ象限,表现为产量水平高,且产量稳定性好。河南省科学技术厅组织的机收实打测产结果表明,郑麦7698的示范方(1 hm~2)最高产量11340 kg/hm~2,千亩方最高产量11287.5kg/hm~2,在小面积和大面积示范中均刷新了我国优质强筋小麦产量纪录,具有突出的高产特性。