油菜PEPase基因的克隆及其对应RNAi载体的构建

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPase)是控制油菜蛋白质/油脂含量比例的一个关键酶.采用RT-PCR方法从甘蓝型油菜中双4号中扩增出PEPase基因cDNA片段,与已发表的PEPase基因(登录号为D13987)序列同源性为98%.根据RNA 干扰(RNAi)目标序列的选取原则选取两段长度约为400bp的DNA序列,分别克隆到RNAi载体pHBM1301中,构建了油菜中对应于PEPase基因的RNAi载体pHBM1301-PEP1和pHBM1301-PEP2.     

苹果绵蚜在渭北生态条件下的越冬状况研究

为更好地在渭北生态区进行苹果绵蚜防控工作,于2009年秋至2010年春开展其越冬状况调查。在试验园内选取苹果绵蚜发生较重的果树,定株调查,10d调查1次,分别观察记录取样部位、各虫龄虫量、被寄生数量。结果表明,苹果绵蚜在渭北地区11月中旬进入越冬,次年3月中旬开始迁移活动,主要集中在根部越冬,树干略次之,枝条处最少。苹果绵蚜以2龄若虫越冬为主,平均比例达65%左右;1龄和3龄若虫所占比例较少,各约占13%和17%;4龄若虫极少,只占4%左右;成虫不能越冬。对管理状况不同果园,越冬虫口基数没有明显差异,树干处越冬虫较易被寄生蜂寄生,枝条次之,根部最低。标准化管理果园苹果绵蚜被日光蜂寄生的寄生率高于普通管理果园30%左右,被寄生率达75%以上。可见,加强果园标准化管理有利于利用天敌防控苹果绵蚜。     

水稻粉质皱缩胚乳突变体fse4的表型分析与基因克隆

【目的】水稻种子主要以淀粉形式储藏能量。淀粉合成需要多种酶类和调控因子参与，机制较为复杂。本研究利用水稻胚乳发育缺陷突变体，克隆和鉴定新的调控淀粉合成相关基因，旨在为研究淀粉合成及其调控提供理论依据。【方法】从化学诱变剂甲基亚硝基脲（1-methyl-1-nitroso-urea, MNU）处理的宁粳3号(Ningjing 3, WT)突变体库中筛选到一个能稳定遗传的胚乳粉质皱缩突变体，命名为fse4 (floury and shrunken 4 )。与籼稻品种Dular杂交获得F1种子（F2），通过图位克隆的策略确定FSE4候选基因。利用杂合植株（FSE4fse4）分离出的粉质种子，观察形态学特征，分析其理化性质。使用扫描电镜和半薄切片技术观察胚乳结构。使用qRT-PCR和免疫印迹分析淀粉合成相关基因表达模式和淀粉合成相关酶类的蛋白积累量。利用全自动氨基酸分析仪测定成熟胚乳各氨基酸含量。【结果】突变体fse4籽粒宽度、厚度以及千粒重显著下降，同时胚乳中总淀粉、总蛋白、直链淀粉含量亦显著下降，而脂肪含量显著上升；淀粉黏度、崩解值和消减值显著低于野生型。突变体fse4中多为单粒型淀粉颗粒，且排列分散。FSE4定位于第5染色体长臂约252 kb的区间内，测序发现编码Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因 （Delta 1-pyrroline-5-carboxylate synthetase, P5CS）第1外显子上发生单碱基替换，导致一保守的氨基酸发生变异。突变体fse4中大部分淀粉合成相关基因表达量下调，多种淀粉合成相关蛋白积累量减少。突变体fse4米粉中多种氨基酸含量发生显著变化，游离氨基酸含量是其野生型的3.6倍。此外，外源喷施脯氨酸能部分恢复突变体fse4种子萌发缺陷表型。【结论】FSE4编码脯氨酸合成关键限速酶P5CS，该基因对胚乳中氨基酸的合成及代谢起重要的调控作用，并影响淀粉的合成与积累。     

基于元分析的大豆胞囊线虫抗性QTL的整合

以2004年发布的大豆公共遗传图谱soymap2为参考图谱,共搜集整理了自1994年以来已报道的与抗大豆胞囊线虫相关的151个QTLs,通过BioMercator2.1和公共标记将相关QTLs映射整合到大豆公共遗传连锁图谱soymap2上,并利用元分析技术发掘"真实"QTL。本文共发掘出与抗大豆胞囊线虫1、2、3、4、5和14号生理小种相关的16个"真实"QTL,其中有四个位点的图距小于1.5cM,一个位点的图距小于5cM,分布于A2、E和G连锁群,其中G连锁群上5.11cM处的定位区间包含已报道的Rhg1位点;发现在G连锁群上有一个定位区间控制1,4号生理小种,在B1连锁群上有一个定位区间控制2,5号生理小种,可见这些位点具有兼抗性。     

拔节期追氮对小麦植株地上部Zn吸收和积累的影响

为明确拔节期追氮对小麦植株地上部Zn吸收积累的影响,于2011-2012年以周麦18和济麦22为材料,研究了拔节期不同追氮量处理下,小麦植株开花期和成熟期叶片、茎鞘、穗部、籽粒的Zn含量,分析了各部位Zn的积累量.结果表明,周麦18植株地上部Zn含量和积累量高于济麦22;从空间分布来看,植株地上各部位Zn含量和积累量均随空间位置下移而降低;随拔节期追氮量的增加,两个小麦品种植株地上部Zn积累量在开花期呈先升后降趋势,成熟期则规律不明显,说明拔节期追氮能够调控小麦花后地上各部位Zn的积累和转运.小麦籽粒Zn含量与拔节期追氮量之间的关系可用二次曲线函数进行模拟.小麦植株Zn积累量对氮肥的响应存在品种间差异,周麦18在N3(底施纯氮120 kg·hm-2,追氮100 kg· hm-2)处理下植株Zn积累量和籽粒Zn含量最高,济麦22在N4(底施纯氮120 kg· hm-2,追氮140 kg·hm-2)处理下植株Zn积累量和籽粒Zn含量最高.     

山西省近二十年审定小麦品种的农艺和品质性状变化

为研究近20年来山西省审定小麦品种的农艺性状和品质性状的演变情况,以1997－2018年山西省审定的175个小麦品种为研究对象,总结分析其农艺性状和品质指标的演化规律。结果表明,山西省近20年来审定品种产量水平呈显著上升趋势;株高呈下降趋势,但中部冬麦区水地审定品种株高过高,有倒伏风险;产量三因素中,穗粒数稳步提升,南部中熟冬麦区品种的穗粒数均高于中部晚熟冬麦区品种,千粒重变化不明显,但“十三五”时期审定的旱地品种千粒重下降明显,单位面积穗数呈显著上升趋势。山西省近年来审定品种品质性状没有显著变化,籽粒蛋白含量、湿面筋含量、沉降值和稳定时间均没有显著提高。山西省今后一段时间的育种目标仍然是品质与产量的协同提高,水地品种应在保证穗数和粒重的基础上加强穗粒数的选择,旱地品种应注重穗粒数和粒重的选择。     

玉米旅欧群体评价及利用潜势分析

通过向玉米辽旅群体中导入血缘相近、脱水速率快的9份欧美种质,构建成含有不同比例欧美种质的3份旅欧群体,能显著改善收获时含水量、出籽率、生育期、穗粗和穗行数等重要性状,且保持原始群体优良的产量一般配合力,显著提高出籽率、穗长和行粒数的一般配合力。杂种优势分析结果表明,旅欧群体所配制的组合有效提升出籽率、收获时含水量、生育期和其他穗部性状的杂种优势,与塘四平头类群的杂优模式存在极高的产量应用潜力,为改良本土种质资源适宜机械化收获和探索欧美种质新的杂优模式奠定基础。     

利用KASP标记定位小麦群体中的无芒位点Awn-4A.1

芒是小麦穗部重要的光合器官之一,是小麦长期进化和适应环境的产物,对小麦产量和逆境适应具有重要影响。为了探究芒的发育及芒长的遗传机制,本研究利用小麦无芒品种中国春（Chinese Spring,CS）和有芒品系MK147构建的F₂分离群体与F₅代重组自交系（RIL）群体为材料,对无芒位点进行了标记和定位。遗传分析表明,群体中的无芒性状受半显性单基因控制;采用Wheat660K SNP芯片结合集群分离分析法（bulked segregate analysis,BSA）在F₂群体构建的无芒、有芒混池中检测到一个多态性SNP标记的富集区,初步将QTL定位于4A染色体上。在该QTL区间开发了58个KASP标记,并将定位区间缩小至KASP标记SNP-1537与SNP-4195之间,遗传距离为0.81 cM,对应中国春参考基因组（IWGSC.Ref.V1.0）4A染色体上9.23 Mb （100.56～109.79 Mb）的区间,将该位点命名为 Awn-4A.1。     

大气CO2浓度升高对茶树光合生理特性的影响

通过对不同大气CO2浓度水平下的茶树观测试验,研究了大气CO2增长对茶树新梢叶片净光合速率、蒸腾气孔导度、水分利用效率、叶绿素含量和营养元素含量等光合生理特性的影响。结果表明,在大气CO2浓度为550、750μmol·mol-1时,比正常大气CO2水平下茶树叶片日平均净光合速率提高17.9%和25.8%,并缓解和消除了光合午休现象;茶树叶片气孔导度降低7.6%和13.0%,蒸腾速度稍有下降,水分利用效率提高21.6%和35.8%;同时使茶树新梢叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量分别提高12.8%～18.4%、14.0%～22.0%、13.1%～19.4%和17.2%～20.1%,但叶绿素a与叶绿素b的比值有所降低。大气CO2浓度的升高使新梢营养元素N、K、Ca含量有不同程度降低,而Mg、Fe、Zn、Mn、Cu含量有所增加。     

冬小麦叶茎粒可溶性糖含量变化及其与籽粒淀粉积累的关系

在池栽条件下研究了鲁麦22和鲁麦14两个冬小麦品种旗中、倒二茎、籽粒糖含量及籽粒淀粉积累速率的变化。结果表明，小麦叶片可溶性糖和蔗糖含量在开花后15－20d出现高峰；茎可溶性总糖、蔗糖和果聚糖含量变化呈单峰曲线，最高含量亦出现在花后15－20d，而籽粒可溶性总糖和蔗糖含量在灌浆期呈下降趋势，花后20d至成熟期各器官糖含量与籽粒淀粉积累密切相关。