2种物候型小麦品种晚播后产量性状、品质分析及优化栽培

探究不同物候型小麦品种晚播后产量性状变化及品质差异,并优化栽培播期。在同一播量下晚播,以生殖物候极稳定的优质强筋小麦品种小偃81和生殖物候极不稳定的中筋品种西农1376为材料,研究晚播后产量性状及品质指标变化,并以基因环境互作分析软件对品质指标进行系统分析。结果表明,播期与抽穗期极显著正相关,西农1376产量与播期及抽穗期极显著负相关,小偃81产量与播期极显著负相关,西农1376千粒质量与产量显著正相关,小偃81播期及抽穗期与蛋白质含量显著负相关。吸水率、最大拉伸阻力、容重和延伸性都表现较小的变异;蛋白质含量、湿面筋含量、拉伸面积与沉降值都有一定的变异;稳定时间和形成时间变异系数均较大,小偃81分别为9.21%、8.95%,西农1376分别为19.80%、19.63%。品种审定中品质六大指标的优化以稳定时间最易,蛋白质含量、拉伸面积及湿面筋含量次之,以吸水率及最大拉伸阻力最难。软件分析发现,适当晚播能够优化品质综合指标,小偃81最佳优质播期是T0～T2,西农1376最佳优质播期是T3。选育生殖物候稳定的优质品种、适当晚播是优质栽培的一种策略。     

叠氮化钠诱变普通小麦陕农33突变体库的构建和初步评估

为了用叠氮化钠(NaN3)构建一个小麦突变体库,分别用浓度为0、5、10、15、20 mmol·L-1的NaN3处理普通小麦陕农33的种子,检测了各处理发芽指标和田间M1群体的生理及形态特征。结果表明,10mmol·L-1的NaN3是诱变普通小麦较适宜的浓度。在以10mmol·L-1的NaN3诱变普通小麦得到的M2群体中发现了322份茎、叶、穗和其他性状变异的突变体,其中204份茎秆性状突变、65份叶片性状突变、24份穗部性状突变和115份其他性状突变,突变频率分别为5.18%、1.65%、0.61%、2.92%。采用RAPD分子标记技术估计该群体的突变密度为1/57.0kb。经M3代田间鉴定,共获得可遗传突变株系58个。本研究所构建的突变体库可为小麦功能基因组学研究和小麦育种提供材料。     

小麦西昌69的EMS诱变系蛋白品质变异分析及种质筛选

为探讨甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变在小麦品质育种中的价值,了解EMS诱变小麦籽粒品质变异状况,筛选优良的变异材料,对1667份西昌69的EMS诱变系M 6代籽粒的蛋白质含量、淀粉含量、面筋含量、容重、面团形成时间和稳定时间等多个籽粒性状进行了测定,初步分析了诱变系的品质变化,并通过SDS-PAGE电泳法及高效液相色谱技术分析了其籽粒高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的组分和不溶性蛋白聚合体的含量。共筛选到101份HMW-GS变异诱变系,分别为亚基缺失、亚基增生、亚基置换和亚基缺失且置换4种变异类型。其中,有28份诱变系的蛋白质含量、面筋含量、形成时间、稳定时间等多个籽粒品质性状及不溶性蛋白聚合体含量优于亲本,且千粒重相对稳定,可以作为优质种质资源用于小麦品质育种。     

利用SSR标记和SNP芯片对小麦EMS突变体进行真实性鉴定

为鉴定EMS突变的真实性,本研究利用SSR标记和90 K SNP芯片对小麦品系H261及其EMS突变体进行检测。SSR检测结果表明,H261与LF2010和LF2099的差异SSR标记为0个,但与LF2100的差异SSR标记为10个,多态性比例为47.62%。SNP芯片分析结果表明,H261与LF2010和LF2099之间的差异位点分别为66和12个,分别占总数的0.080 9%和0.014 7%,2个突变体与H261的纯合差异SNP数目均为0;而H261与LF2100之间的差异位点为2 846个,占总数的3.487 9%,二者之间纯合差异SNP为784,占总数的0.960 8%。综上所述,LF2010和LF2099突变体与亲本H261的遗传背景高度一致,是H261经过EMS诱变的后代,而LF2100是天然异交或机械混杂产生的假突变体。本研究结果为更好地发挥小麦突变体在遗传改良和功能基因组研究奠定了一定的理论基础。     

普通小麦新品种陕农33未成熟胚高频再生体系的建立

陕农33是2012年审定的一个高产、稳产、强筋优质的小麦优良新品种。为了解陕农33组织培养特性,以科农199、H261为对照,研究陕农33未成熟胚愈伤组织的诱导和分化能力以及AgNO3、CuSO4对其组织培养的影响。结果表明:陕农33未成熟胚愈伤组织诱导率为98.11%、褐化率为2.48%、再生分化率为80.23%。差异显著性分析显示:陕农33与对照科农199(诱导率99.43%、褐化率2.25%、分化率71.18%)没有显著性差异(P0.05),但显著(P0.05)高于H261(诱导率96.24%、褐化率7.81%、分化率62.24%);说明陕农33具有较好的组织再生能力。另外,在培养基中添加4.0mg/L的AgNO3可以进一步提高愈伤组织诱导率至99.41%、分化率至82.35%,使褐化率降至1.68%;添加2.50mg/L的CuSO4可以提高绿苗分化率至84.17%。     

基于SmartGrain软件的小麦籽粒形态测量方法

为了提高小麦籽粒形态的分析效率,建立了一种基于SmartGrain软件分析小麦籽粒形态的新方法。结果表明,用SmartGrain软件法对30份小麦材料粒长和粒宽的测量相对误差均小于3%,其测定结果与用游标卡尺法测量结果呈极显著的线性相关。通过利用473份小麦亲本材料籽粒形态进行检验分析,证明该方法可以一次性测量籽粒的面积、周长、粒长、粒宽、长宽比和圆度等6个参数,具有准确、快捷、廉价和高通量特点,可用于小麦籽粒形态的实际测量。     

基于生物信息学的小麦ALAD基因的鉴定和分析

5-氨基乙酰丙酸脱水酶(δ-aminoaevulinic acid dehydratase,ALAD)是生物体所有四吡咯化合物生物合成所必需的酶。为了给ALAD基因功能研究奠定基础,本研究根据模式植物拟南芥和水稻的ALAD基因序列,利用生物信息学手段对普通小麦ALAD基因进行鉴定和分析。结果表明,普通小麦有6个ALAD基因,其中TaALAD-A1、TaALAD-B1和TaALAD-D1基因位于第七同源群染色体长臂,而TaALAD-A2、TaALAD-B2和TaALAD-D2基因位于第六同源群染色体短臂。6个ALAD基因均含有保守的ALAD结构域,但系统发育分析中可分为2组。转录组数据表达分析结果显示,TaALAD-1基因在各个组织中的表达量均高于TaALAD-2,但两者在叶片中的表达量均最高。干旱胁迫对小麦TaALAD-1和TaALAD-2的表达几乎无影响;TaALAD-1的表达量在热胁迫1h下调,而在热胁迫6h时上调;热胁迫1h和6h对TaALAD-2的表达几乎无影响。通过小麦TILLING数据库分析,6个TaALAD基因都找到了数量不同的突变位点,其中一些突变位点为起始位点突变、无义突变、转录终止位点突变和剪切位点突变,可能影响该基因的功能。     

陕西关中麦区小麦品种产量及其构成的演变

为了探寻进一步提高陕西小麦育种产量水平的途径,以关中地区1942-2013年年推广面积在33.3万hm的代表性品种为对象,对其株高、产量、穗数、穗粒重、穗粒数、千粒重等性状进行了分析。结果表明,关中地区自1942年以来选育的小麦品种产量水平逐渐提高,产量从1 875 kg·hm_-2上升到8 250 kg·hm_-2,增加了3.40倍;每公顷穗数从390万提高到645万,增加了0.65倍;穗粒重从0.95 g提高到1.40 g,增加了0.47倍;穗粒数的波动比较大,趋势不明显;千粒重整体上呈上升的趋势;株高从130 cm降低到78 cm,下降了40%。因此,建议陕西小麦未来高产育种应在稳定单位面积穗数的基础上进一步增加穗粒数和千粒重,以通过提升单穗生产力来实现增产。     

黄淮南部小麦新品种（系）在过渡生态区南阳盆地利用分析

南阳盆地在春季常年有条锈病流行发生,独特的气候被认为不适宜优质麦的发展,因此筛选条锈病抗性好、品质优且兼顾综合农艺性状优良的小麦新品种（系）可为南阳盆地小麦选择利用提供参考。以2020-2021年国家黄淮南片区域试验的91份小麦新品种（系）为材料,以成株期条锈菌混合小种条中32和条中34病圃鉴定,调查重要农艺指标,收获后测定品质。结果表明,国家区域试验条锈抗性结果达到慢条锈及高抗的有35份（38.46%）,病圃鉴定条锈中抗及以上有39份（42.86%）。2021年区域试验样品在南阳收获后品质结果达到强筋及中强筋有20份（21.98%）,2020年区试参试样品达到强筋及中强筋有57份（62.64%）。条锈抗性达到中抗及以上农艺性状的39份材料在平方欧式距离6.25处聚为7个类群,各类群在株高、穗长、穗型、千粒重、抽穗期、株型和穗粒数等各有偏重;拉伸面积均值小,可能是影响南阳小麦品质是否达到优质的关键指标,变异系数较大表明材料丰富。兼顾抗性、品质和农艺指标,陕禾1028和泛育麦20是较好的优质强筋品种,适合在南阳优质麦生产中利用,作为优质强筋组合重点使用。