冬小麦高花药培养力基因型的筛选

为了筛选小麦花培育种骨干亲本,减轻花培育种的基因型依赖性问题,对74个冬小麦品种(系)的5个花药培养力性状进行了鉴定,并对5个性状进行了相关性分析。结果表明,74个基因型的愈伤组织诱导率、绿苗分化率、绿苗产率、白苗分化率及白苗产率变化范围分别为0~43.17%、0~139.29%、0~20.83%、0~63.33%、0~7.17%,各花药培养力性状在所研究基因型中差异明显,存在基因型依赖性,其中绿苗分化率基因型间差异最大。基因型愈伤组织诱导特性与绿苗、白苗的分化正相关,愈伤再生分化成绿苗或是白苗没有相关性。筛选出绿苗产率高于1.0%的基因型22个,其中,SPLM2、衡96851、石4185、邯6172、河农6425五个基因型农艺性状较好,绿苗产率依次为8.17%、5.44%、2.39%、2.00%、0.72%,可作为花培育种的骨干亲本。     

小麦PDS基因VIGS载体构建体系的优化及验证

为在小麦上进行VIGS体系的优化,根据GenBank中公布的小麦PDS基因序列(FJ517553.1)设计特异引物,利用RT-PCR技术克隆PDS基因片段,以BSMV:γ-2a为原载体,通过酶切将原载体中的2a基因片段替换为PDS基因片段,构建小麦PDS基因的VIGS重组载体BSMV:γ-PDS。经测序确认,其与GeneBank中登录的小麦PDS基因序列同源性为97%。重组载体经本实验室简化改良的方法进行转录模板的处理。与试剂盒所提供的方法相比,本研究将RNA酶孵育处理步骤整合入质粒提取的步骤中,省略了SDS-蛋白酶K孵育处理等步骤,降低了引入新杂质的风险,同时降低了实验成本,节省了时间和精力。体外转录的电泳结果表明,体外转录反应的产物浓度大,条带单一,可用于接种实验。抽穗期小麦穗部接种实验及实时定量PCR的结果均表明,小麦内源PDS基因被有效沉默,证实了优化的重组载体BSMV:γ-PDS体系的有效性,奠定了利用VIGS载体侵染抽穗期小麦体系优化的基础。     

不同产量类型小麦品种的干物质和氮素积累转运特征

为筛选氮高效且高产的小麦品种,于2016-2017年综合运用籽粒产量和氮素收获指数2项指标将河南省38个主推小麦品种划分为4种类型(高产高效型、高产低效型、低产高效型和低产低效型),分析比较不同类型小麦品种的产量构成因子、干物质积累和氮素的吸收转运特征。结果表明,高产水平下,氮高效品种的单位面积穗数显著高于氮低效品种,穗粒数都显著低于氮低效品种;低产水平下,氮高效品种的单位面积穗数和穗粒数与氮低效品种的差异均未达到显著水平。高产小麦品种花前干物质积累速率较低产(效)小麦高24.8%,花后干物质的转移量和转运效率最大,分别是低产低效型小麦的2.1倍和1.6倍。高产水平下,氮高效品种的干物质转移量较氮低效品种增加16.2%,但在干物质转移效率上与不同氮效率品种差异不显著;低产水平下,氮高效品种的氮素转移效率是氮低效品种的1.1倍。高产型小麦品种的氮素积累量显著高于低产型小麦品种,小麦花后氮素积累速率最高,在该时期,同等产量水平下,HYHE型小麦氮素积累量速率较HYLE型高28.8%,LYHE型小麦的氮素积累速率较LYLE型高66.0%,且花后氮素积累速率与氮素收获指数呈显著正相关。较高的花前干物质转移量和氮素积累量是小麦高产的基础,相同产量水平下,氮高效小麦品种的干物质转移量和氮素积累速率显著高于氮低效品种。     

YS型小麦温敏不育系A3314育性转换过程中叶片和幼穗酶活性的变化

为研究YS型小麦温敏雄性不育系的育性转换机制,在不同育性条件下,测定了YS型小麦温敏不育系A3314及其原同型保持系TSP3314不同发育时期叶片和幼穗中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量.结果表明,两种育性条件下,A3314幼穗中酶的变化较叶片对其育性影响大;同一发育时期SOD、POD、CAT活性基本呈现不育条件下比可育条件下低的趋势,特别是在减数分裂期后表现更加明显.MDA含量与SOD、POD、CAT活性变化趋势相反.这些结果说明YS型小麦温敏不育系中酶活性与花粉育性密切相关.     

小麦热激蛋白转录因子C家族基因的结构及其在干旱胁迫中的表达

小麦热激蛋白转录因子在热胁迫和耐热性产生的过程中发挥重要作用。为进一步了解小麦热激蛋白转录因子C亚家族,本研究采用全基因组信息保守结构域比对和进化聚类分析,共鉴定了24个小麦TaHsfC基因,并对TaHsfC亚家族成员染色体定位、基因结构、亚细胞定位、对应蛋白质的氨基酸特点、基因表达进行了分析。结果表明,24个TaHsfCs主要分布在5条染色体上,其中A基因组中有7个,B基因组中9个,D基因组中有6个,另外两个所在染色体位置不清楚。TaHsfCs含有0～2个内含子,其中 TaHsfC1亚族基因含有1～2个内含子, TaHsfC2亚族基因则含有0～1个内含子。聚类分析表明,小麦TaHsfC成员共分为 TaHsfC1和 TaHsfC2两个亚族。24个TaHsfCs成员全部定位于细胞核。在15%PEG模拟干旱条件下,干旱敏感品种矮抗58和耐旱品种晋麦47中有10个TaHsfC基因显著上调表达,其中 TaHsfC2亚族基因的表达量上调倍数均高于 TaHsfC1亚族基因(其中 TaHsfC2j和 TaHsfC2k未在晋麦47中检测到表达量)。本研究可为探索小麦热激蛋白转录因子C家族基因在小麦抗旱中的分子机制提供一定的理论支撑。     

施肥和密度对小麦产量及加工品质的影响

为了探讨提高产量和改善品质的合理栽培措施,试验采用不同氮肥和密度处理,研究其对产量和品质的影响,结果表明:基本苗为225万~450万/hm2时产量差异不显著,但均比150万/hm2基本苗处理显著提高了产量。施氮270 kg/hm2比135 kg/hm2显著提高了产量。不同基本苗处理对蛋白质含量和加工品质指标影响较小,但不同施氮量对各蛋白组分、总蛋白质含量及加工品质指标有显著影响,高氮处理比低氮处理显著提高了总蛋白质和各蛋白组分含量,并显著增加了沉淀值、湿面筋含量、干面筋含量、吸水率、形成时间和面包体积。结论认为:基本苗对产量影响较大,对品质影响较小,施氮处理对产量和品质均有重要影响,适当增施氮肥可以使籽粒产量、营养品质和加工品质同步提高。     

硫辛酸和甜菜碱在小麦组织培养中的作用

为了研究不同浓度的硫辛酸和甜菜碱对农杆菌侵染后小麦愈伤组织的影响,选取小偃22、Z50和郑麦366的幼胚为外植体,进行农杆菌介导的遗传转化。在抑菌培养基中分别添加2、4和8 mmol·L~(-1)的硫辛酸和10 mmol·L~(-1)的甜菜碱,于5、10和15 d分别观察统计小麦愈伤组织的褐化和水渍化程度。结果表明,添加硫辛酸可有效降低愈伤组织的褐化程度,Z50中添加4 mmol·L~(-1)硫辛酸可使褐化程度较CK降低89.50%,但会提高愈伤组织的水渍化程度;添加10 mmol·L~(-1)甜菜碱对愈伤组织的褐化程度和水渍化程度均无明显影响。     

减源处理下小麦粒重稳定性QTL的定位分析

粒重稳定性是小麦稳产性的重要评价指标。为了发掘小麦在遭受虫害等减源逆境伤害时影响粒重稳定性的QTL,以小偃81和西农1376杂交衍生的重组自交系（RILs）群体为试验材料,设早播和晚播两个播期,对减源处理下该群体的粒长、粒宽和千粒重进行表型分析,同时计算减源处理与对照处理的表型比值,进而估测发育稳定性,并利用50K芯片构建的遗传连锁图谱进行QTL定位。结果表明,与对照处理相比,减源处理下RIL群体的粒长、粒宽和千粒重均显著下降。采用完备复合区间模型对不同处理的表型值、表型比值分别进行QTL定位,共检测到18个QTL,分布于2A、3A、3B、3D、4B、4D和5D染色体上,其中有8个QTL在减源处理和对照处理中均表达, Qgl.nwafu-5D.3和 Qkgw.nwafu-5D均在早播对照处理和晚播减源处理中被检测到,平均可解释表型变异的8.73%和8.19%,为稳定QTL,且 Qgl.nwafu-5D.3也在早播减源处理中被检测到,推测这2个稳定QTL可能为新发现的位点。控制表型比值的QTL大多与控制粒长、粒宽和千粒重的QTL区间重合,推测维持减源后粒重稳定性的QTL与控制粒长、粒宽和千粒重的位点紧密连锁或存在“一因多效”现象。     

不同小麦品种搭配生产兰州拉面专用粉的灰色关联度分析

为研究配麦粉制作兰州拉面的特性,将强筋小麦品种甘春20号与中筋小麦品种宁春18号或弱筋小麦品种高台麦分别以11种比例搭配成22份配麦粉,测定了其面粉理化品质及面团品质,并用灰色关联度分析法对所有配麦粉的兰州拉面品质做了初步分析.结果发现,所有配麦粉中拉面品质位居前5名的依次是甘春20∶宁春18=2∶8,4∶6,5∶5,3∶7,0∶10;甘春20号占100%或高台麦比例较高的配麦粉,品质名序都很靠后.这说明,较低比例的强筋小麦与较高比例的中筋小麦搭配的面粉适合做兰州拉面,单纯的高筋力和弱筋力小麦粉都不适合做拉面.     

不同水分条件下玉米秸秆还田对小麦群体发育和干物质积累及产量的影响

为探究土壤水分与秸秆还田对小麦生长的交互作用,通过防雨棚微区控水试验,研究了不同土壤水分条件下玉米秸秆粉碎翻压还田对小麦群体数量、干物质积累、籽粒产量等的影响。结果表明,干旱条件下,小麦群体数量、叶面积指数、干物质积累量、成穗数和产量显著降低,最大根冠比出现时间推迟至开花期;与秸秆不还田(CK)相比,秸秆还田(RS)处理的群体最大茎数提高了8.5%,灌浆期根冠比增加12.26%,但生育后期的叶面积指数显著降低,穗数、千粒重、产量和收获指数也分别下降5.10%、3.17%、15.46%和8.39%;轻旱和适宜水分条件下,根冠比在拔节期达到最大值,RS处理的群体最大茎数较CK增加12.04%~14.18%;拔节期根冠比显著增加,灌浆期则相反;RS处理的不孕小穗数减少了14.91%~18.98%,穗粒数和产量则分别提高9.18%~26.30%及5.76%~6.96%。在轻旱或适宜水分条件下,秸秆还田可以改善小麦群体质量,协调植株地上部与根系的生长,最终提高籽粒产量;而土壤干旱时不宜进行秸秆还田。