甘蓝型油菜硫苷含量性状的SSR连锁标记

以硫苷性状差异很大而其它品质性状和农艺性状相近的油菜品系967H和967L及其F1、F2植株为材料,通过建立高硫苷和低硫苷亲本基因池来筛选表现差异的SSR引物,利用差异SSR引物对F2代植株硫苷含量性状进行标记分析,确定其与硫苷性状相连锁的关系。结果表明,SSR引物CB10364与硫苷性状连锁,连锁相关性达极显著水平（F=46.32,p〈0.001）;单因素方差分析表明,标记CB10364对低硫苷性状的贡献率为34.36%。     

周年氮磷钾配施模式对砂姜黑土麦玉轮作体系籽粒产量和养分利用效率的影响

【目的】探讨周年不同氮磷钾配施对砂姜黑土麦玉轮作体系产量及养分利用效率的影响,明确适宜豫东南砂姜黑土麦玉一体化种植的氮磷钾配施模式。【方法】于2012—2014年连续两年在河南省周口市商水县典型砂姜黑土区设置氮磷钾不同配施大田定位试验,研究磷钾肥总用量不变、2种氮用量投入水平下麦玉两季磷钾配施模式对冬小麦-夏玉米轮作种植体系氮、磷、钾养分吸收利用及产量的调控效应。其中,氮肥设全年用量360.00kg·hm~(-2)和540.00 kg·hm~(-2)两个梯度,磷钾肥总量不变,设计4种配施方式,即麦季全磷玉米全钾(磷肥和钾肥分别全部施用于小麦季和玉米季)、麦季全磷玉米重钾(磷肥全部施用于小麦季,钾肥按麦玉两季42﹕58的比例分配)、麦季重磷玉米全钾(磷肥按麦玉两季64﹕36的比例分配,钾肥全部施用于玉米季)、麦季重磷玉米重钾(磷肥按麦玉两季64﹕36的比例分配,钾肥按麦玉两季42﹕58的比例分配)。【结果】高氮水平下麦玉两季磷钾肥分施能促进作物产量三要素的协调发展,显著提高冬小麦的穗数和夏玉米的穗长与行粒数,且两年度单季作物和全年籽粒产量均以麦季重磷且玉米季重钾P8处理最高,周年产量分别达21 274.2 kg·hm~(-2)和20 219.1 kg·hm~(-2)。砂姜黑土区冬小麦和夏玉米地上部养分含量大小均表现为氮钾磷。与低氮水平相比,高氮水平有利于提高植株地上部总氮、磷、钾的含量,然而氮素的偏生产力(NPFP)、吸收效率(NUPE)、利用效率(NUE)有所降低。磷钾肥分施不仅能促进冬小麦和夏玉米对氮素的吸收,还可有效防止元素的流失,提高作物对磷素和氮素的吸收和利用,显著提高磷钾两类元素的偏生产力(PFP)、吸收效率(UPE)。而磷钾全施在麦玉某一季作物上,由于磷肥易固定、钾肥易流失的原因,造成肥料后效减小,下茬作物因养分供给不平衡而影响作物对氮磷钾的吸收利用,致使产量降低。低氮水平下麦季重磷、玉米季重钾P4处理的氮磷钾养分利用较其他处理表现较优;高氮水平下麦季重磷、玉米季重钾P8处理的单季和周年氮素偏生产力及吸收效率均显著高于其他处理。【结论】综合考虑养分利用效率和籽粒产量,在本试验条件下,麦季重磷、玉米季重钾配施模式有利于养分效率和产量的同步提高,可作为豫东南砂姜黑土及相似生态类型区冬小麦-夏玉米轮作种植高产高效施肥的优选模式。     

小麦AGPase胞质型基因LSUⅠ的克隆及正义、反义与RNAi干扰载体的构建

采用RT-PCR方法从小麦品种豫教2号的发育籽粒中克隆出AGPase胞质型大亚基基因(large subunit,LSUⅠ)的cDNA全长(1947 bp,GenBank No.DQ839506),同源性比较结果表明,与GenBank上已报道的LSUⅠ基因同源性达99%,虽与其有2处碱基不同(与Z21969相比,分别在851 bp处的T变为C和926 bp处的G变为A),但他们的氨基酸序列相同,故不影响其功能.以pBI121质粒为基础,通过中间载体pBSK,构建了由35S启动子调控的LSUⅠ基因的正义表达载体pBI121LSU Ⅰ S;将该基因反向置于pBI121质粒的CaMV35S启动子之后,构建了LSUⅠ的反义表达载体pBI121LSU Ⅰ A.同时还克隆出LSUⅠ基因的250 bp片段,以pFGC5941质粒为基础,构建了RNAi干扰载体pFGCLsuⅠ,这为研究该基因的功能打下了很好的基础.     

铜、镉胁迫对冬小麦籽粒淀粉含量和糊化特性影响的初步研究

为给小麦优质安全生产提供理论依据，以中筋型冬小麦品种豫麦70为供试材料．于2004～2005年度在盆栽试验条件下，设置Cu、Cd两种重金属元素各三个浓度水平，即Cu1（100mg／kg）、Cu2（200mg／kg）、Cu3（300mg／kg）和Cd1（10mg／kg）、Cd2（50mg／kg）、Cd3（100mg／kg），共6个处理，以不施重金属元素处理为对照，研究了Cu、Cd胁迫对冬小麦籽粒淀粉含量及其糊化特性的影响。结果表明，籽粒淀粉含量随Cu、Cd浓度的增加而降低，与对照相比，Cu处理最大降幅为9．58个百分点，Cd处理最大降幅为11．45个百分点。Cu处理对籽粒淀粉糊化特性的影响随浓度的增大而增加，其中，对峰值粘度、低谷粘度、最后粘度和反弹值的影响较大，对稀懈值的影响较小；Cd处理对淀粉糊化特性的影响表现为随浓度的增大．各性状值先增加后降低的变化特点，且以Cd。处理的影响最大。Cu、Cd胁迫下，籽粒产量和籽粒蛋白质产量随Cu、Cd浓度的增加而急剧下降；籽粒蛋白质含量也随浓度的增高而降低，但处理间差异均未达显著水平。这些结果表明，在本试验条件下，过量施用重金属Cu、Cd对小麦植株产生了明显的胁迫危害，致使小麦籽粒淀粉含量下降，并造成严重减产。     

开花期外施表油菜素内酯(epi-BR)对小麦籽粒淀粉积累及其关键酶活性的影响

在大田条件下，以豫麦49 (Tritictun aestivurn cv. Yumai 49)为试材，研究了开花期外施0、0.1、1.0、10.0 µg/L表油菜素内酯(epi-BR)对小麦籽粒灌浆过程中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGPPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、颗粒束缚型淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE)活性，以及淀粉积累速率的影响，同时对收获籽粒的淀粉成分和淀粉特性进行了测定。结果表明，开花期外施epi-BR提高了小麦籽粒中ADPGPPase、SSS和SBE活性，epi-BR 0.1和1.0 µg/L 处理可降低GBSS活性，10.0 µg/L处理可提高 GBSS活性，从而改变小麦籽粒灌浆期间的淀粉积累速率，改善小麦籽粒淀粉成分与特性，提高淀粉品质。在本试验条件下，以epi-BR 1.0 µg/L处理对籽粒淀粉的调控效果最好，使小麦籽粒中总淀粉含量、淀粉的支/直比、高峰黏度值和崩解值分别提高8.88% (α＜0.01 ）、34% (α＜0.01）、32.4 BU (α＜0.05）和13.7 BU (α＜0.05)。     

2个超高产大粒型小麦品种间籽粒千粒重差异的研究

研究了兰考矮早8和豫教2号2个超高产大粒型小麦品种间籽粒千粒重差异的机理。结果表明,兰考矮早8的千粒重为44.60 g,豫教2号的千粒重为51.47 g,豫教2号比兰考矮早8高4.87g,增加10.45%。两品种籽粒内蛋白质的含量相近,千粒重的差异主要是淀粉积累量的不同。在灌浆中后期,豫教2号籽粒内直链与支链淀粉的积累量明显高于兰考矮早8,是其千粒重较高的主要原因。     

小麦新品种赛德麦8号的主要农艺性状适应性分析

利用国家黄淮南片4省21个试验点的区域试验数据,对赛德麦8号的株高、最高分蘖数、分蘖成穗率、穗粒数、有效穗数、千粒质量、产量等主要农艺性状进行分析。结果表明,赛德麦8号穗粒数偏小,但有效穗数稳、千粒质量高,是一个高产品种;该品种株高偏低,抗倒伏能力强,分蘖成穗率高,易形成大群体,适应性广、综合抗性强,适宜在黄淮南片大面积推广种植利用。     

不同类型肥料对潮土冬小麦产量和品质及氮肥利用效率的影响

近年来肥料的不合理使用导致作物产量和品质下降以及氮肥利用率降低。为选择适宜于黄淮潮土农田的肥料类型,在2017-2020年,以鑫华麦818为供试材料,不施肥处理为对照（CK）,等量氮、磷、钾养分供应（N-P₂O₅-K₂O：20-20-5）田间定位试验条件下,系统研究了-次性基施普通肥（CF）、腐殖酸肥（HAF）、有机无机配方肥（OMF）和控失肥（CLF）4种类型肥料处理对冬小麦籽粒产量、品质、氮肥利用率及经济效益的影响。结果表明,与CK相比,4种肥料处理（CF、HAF、OMF、CLF）均可提高小麦产量,增幅在22.5%~53.7%之间,且以控失肥处理增产幅度最大,其次为有机无机配方肥处理。通过对各肥料处理产量构成因素分析发现,控失肥处理主要通过增加小麦穗数和穗粒数提高小麦籽粒产量。与CK比较,4种肥料处理均可提高小麦籽粒容重、蛋白质含量和湿面筋含量,以控失肥和有机无机配方肥处理效果较好,但对沉降值和淀粉糊化特性无显著影响。从氮肥利用率和经济效益分析,控失肥、有机无机配方肥和腐殖酸处理小麦的氮肥农学效率分别较普通肥处理平均提高139.0%、67.5%和52.8%,差异均达到显著水平（P<  0.05）;以控失肥的纯效益最高,达14 712 元·hm^-2。综上所述,从小麦产量、品质、氮肥农学效率以及纯效益综合效应考虑,-次性基施控失肥（N-P₂O₅-K₂O：20-20-5）900 kg·hm^-2可作为当前研究地区的简约化施肥  模式。     

TaERFL1a转录因子在小麦籽粒淀粉合成中的功能研究

乙烯响应转录因子(AP2/ERF)家族在植物逆境胁迫与物质合成中有重要功能,其成员TaERFL1a参与了小麦响应非生物胁迫过程,然而其在淀粉合成中的功能尚不清楚。本研究利用大麦条纹花叶病介导的基因沉默技术(barley stripe mosaic virus-virus induced gene-silencing,BSMV-VIGS),在田间条件下抑制 TaERFL1a基因在小麦籽粒中的表达,通过测定灌浆期间籽粒内该基因的表达量、成熟籽粒产量性状和淀粉性状,探究TaERFL1a在小麦籽粒淀粉合成中的功能。结果发现,在接种后23 d,接种BSMV-VIGS- TaERFL1a植株籽粒内 TaERFL1a基因表达水平降低了86.5%; TaERFL1a基因沉默植株成熟籽粒的粒长、粒宽、千粒重和淀粉含量分别降低了5.22%、12.70%、9.53%和5.43%; TaERFL1a基因沉默植株的籽粒淀粉粒排列疏松且数量减少。这些结果表明TaERFL1a转录因子在小麦灌浆期间的籽粒淀粉合成中发挥了重要作用。     

利用CRISPR/Cas9探究水稻OsPIN5c基因功能

生长素极性运输在植物生长发育中发挥着重要作用,生长素输出载体蛋白(PIN-FORMED,PIN)是控制生长素极性运输的关键蛋白。虽然部分水稻OsPIN基因功能已有报道,但水稻OsPIN5c的生物学功能仍有待研究。本研究在OsPIN5c第1外显子处设计靶点并构建CRISPR/Cas9载体,通过转化粳稻品种日本晴获得24株转基因植株, PCR产物直接测序分析表明其中15株发生突变,突变率为62.5%,突变类型为双等位突变;进一步从T1代突变体中筛选获得3种不同的纯合突变体,将其命名为ospin5c-1、ospin5c-2和ospin5c-3。序列比对分析表明,这3种类型的突变均造成移码突变和蛋白翻译提前终止,由原来的398个氨基酸分别缩短为109、106和250个氨基酸;跨膜螺旋结构域分析表明, 3种突变体中OsPIN5c蛋白的跨膜结构完全消失;蛋白结构预测表明3种突变体中OsPIN5c蛋白螺旋结构明显减少。突变体的苗高、根长和不定根数均显著低于野生型植株。组织特异性表达表明OsPIN5c主要在根中表达。突变体根中OsPIN1a和OsPIN5b表达量提高;生长素合成关键基因OsYUC1、O...