农杆菌介导大麦无筛选标记转基因植株的获得

【目的】目前,国内外大麦遗传转化主要利用Golden Promise品种,基因依赖性严重,尤其是大麦的转化效率较低,并且获得安全型转基因大麦植株对其进一步产业化非常重要。建立高效、无筛选标记大麦遗传转化体系,拓展大麦遗传转化的受体基因型,为大麦基因功能解析和大麦转基因育种及商业化种植提供技术保障。【方法】以优良大麦品种Vlamingh为受体,取开花授粉后14 d左右的幼胚为转化材料,通过对培养基成分及培养步骤优化,建立农杆菌介导的高效遗传转化体系,并利用该体系将Bar和GUS在不同T-DNA区段的双T-DNA表达载体pWMB123转化大麦,获得候选转基因植株,然后利用PCR、Bar试纸条、组织化学染色和Southern blot等检测方法,在T₁代转基因植株中成功获得无筛选标记大麦转基因植株。【结果】在愈伤组织分化阶段,发现培养基中添加1.0 mg·L^-1 KT、0.5 mg·L^-1 6-BA和0.05 mg·L^-1 NAA明显促进愈伤组织分化。在转基因植株生根阶段,发现采用添加1.0 mg·L^-1的IBA的SM1（无其他生长素）的生根效果最佳,培养基中添加2.5 mg·L^-1 CuSO₄显著降低了大麦转基因植株白化现象。共转化了138个幼胚,最终获得14株大麦转基因植株,转化效率10.14%。PCR、Bar试纸条、GUS染色等检测证实,T₀代转基因植株中均含有Bar,而仅有10株含有GUS,2个T-DNA的共转化效率为71.43%。选取4个同时含有Bar和GUS的转基因植株,对其自交后代进行检测,在BL8株系中筛选到2株只含GUS而不含Bar的转基因植株,无筛选标记效率为6.9%。在T₁代转基因植株中对Bar和GUS进行了Southern blot鉴定,发现在多数转基因植株中Bar和GUS均为多拷贝整合,进一步证实BL8-15和BL8-19为无筛选标记的转基因植株。【结论】利用大麦品种Vlamingh为转化材料可以较高效率获得转基因植株,提高愈伤组织分化效率和转基因植株生根效率,降低转基因植株白化现象。利用农杆菌介导双T-DNA表达载体转化大麦,成功获得了无筛选标记转基因植株。     

Salinity tolerance of wild barley Hordeum vulgare ssp. spontaneum

Salinity tolerance of 47 wild barley genotypes and six barley cultivars was evaluated under control and salinity stress (300 mM NaCl) conditions. Shoot and root dry weight (DW), plant height, membrane stability index (MSI), relative water content, survival rate, leaf malondialdehyde (MDA) and proline contents, root and leaf Na, K, Ca and K/Na ratio, and chlorophyll a fluorescence were measured. Salinity stress caused significant increase in the MDA, proline content, Na and Ca concentrations of the roots and leaves, but resulted in a decrease in the other traits. H. spontaneum genotypes were considerably less affected by the salinity than the genotypes of H. vulgare. Plant survivability was negatively correlated with the Na concentration (r =−.66) but positively correlated with the leaf K/Na ratio (r = .67) and MSI (r = .68). Tolerance mechanisms such as ion exclusion (Na) were likely to be present in the wild barley causing K/Na homeostasis as well as the much lower root and shoot Na, resulting in the higher survival rate.     

施肥对春青稞干物质积累、分配及产量的影响

为研究施肥对青稞干物质积累、分配及产量的调节作用,以‘藏青27’、‘QTB13’和‘QTB25’为试验材料,比较分析不同施肥处理下干物质积累、分配及产量的变化规律。结果表明：增加施肥量促进青稞分蘖期—成熟期的干物质积累及开花期和成熟期干物质向营养器官和籽粒的分配,提高了花前营养器官贮藏同化物转运量及对籽粒贡献率,降低了花后同化物输入籽粒量对籽粒贡献率。‘QTB13’和‘QTB25’在F₂条件下,更有利于干物质积累及向营养器官和穗部的分配,花后同化物输入籽粒量最大,产量也最大。‘藏青27’在F₃条件下,更有利于干物质积累及向营养器官和穗部的分配,花后同化物输入籽粒量和对籽粒贡献率最大,产量也最大。说明合理施肥有利于青稞干物质积累分配及产量提高。     

土壤外源钴对大麦根伸长的毒害及其预测模型

选取我国11种不同性质的农田土壤,通过外源添加重金属钴（Co）,研究其对大麦（Hordeum vulgare L.）根伸长的毒性阈值及土壤性质对Co毒性的影响。结果发现,Co对大麦根伸长10%抑制效应（EC₁₀）在11种土壤中的变化范围为37.1~3 914 mg·kg^-1土（105.5倍）,50%抑制效应（EC₅₀）的变化范围为166.1~6 030 mg·kg^-1土（36.3倍）。建立土壤性质与毒性阈值的回归方程,结果表明土壤pH是影响土壤Co毒性阈值最重要的因子,作为单因子时分别可以解释77.6%、72%的EC₁₀和EC₅₀的变异（P≤0.001）。当在EC₁₀预测模型中引入土壤pH和土壤黏粒（Clay）双因子时,可以解释83.9%的EC₁₀的变异（P<0.001）,EC₅₀预测模型中引入土壤pH和总碳（TC）双因子时,可以解释86.1%的EC₅₀的变异（P<0.001）。将我国土壤中得到的Co毒性阈值预测模型和欧洲北美10种土壤的预测模型进行比较验证,结果发现基于我国土壤得到的预测模型可以较为准确地预测欧洲北美土壤中Co的大麦根伸长毒性阈值,但基于欧洲北美土壤的预测模型不能准确预测我国土壤中Co的毒性阈值。研究表明,我国土壤性质对Co毒性有显著的影响,基于土壤性质建立的预测模型可为土壤中Co生态风险评价提供参考依据。     

种植密度对2个青稞品种抗倒伏及秸秆饲用特性的影响

种植密度是影响青稞抗倒伏和秸秆饲用特性的重要因子。以抗倒伏品种昆仑14号和倒伏品种门源亮蓝为试验材料,比较研究种植密度对这2个品种生长发育、抗倒伏特性和秸秆饲用特性的影响。结果表明,种植密度对2个品种的抗倒伏和秸秆饲用特性的影响存在差异。随着种植密度的增加,昆仑14号根长、根体积、根数和根干重先增后降,茎粗和壁厚依次下降;门源亮蓝根系和茎秆相关指标则随种植密度增大而下降。昆仑14号抗倒伏相关指标先增后降,但整个生育期未发生倒伏;门源亮蓝各指标均显著降低,诱发倒伏现象提前发生,致使倒伏率增大、倒伏程度加剧。昆仑14号茎秆中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、半纤维素、纤维素和木质素等化学成分含量随密度增加先增后降,门源亮蓝各成分含量呈下降趋势,相对饲喂价值随密度增加呈现增高的趋势。综合抗倒伏特性与秸秆饲用特性,昆仑14号最佳种植密度为375×104株hm~(-2),门源亮蓝粮饲兼用时适宜密度为300×104～375×104株hm~(-2)。     

啤酒大麦最佳施肥量的研究

本文利用最优回归设计,田间微区试验法对啤酒大麦莫尼斯(Monex)的合理施肥问题进行了研究。提出了其子粒产量、植株干物重和氦、磷、钾化肥用量之间的拟合度较好的二次回归方程,在此基础上导出它的经济最佳施肥量及最高产量施肥量。研究还表明:按照经济最佳施肥量用肥,子粒蛋白质含量>13％,不符合啤酒工业要求;在查明氮素营养是影响啤酒大麦质量的主要因子后,确定了经济效益和优良品质兼顾的综合施肥方案。     

青稞籽粒灌浆特性研究

对三个青稞品种（系）籽粒灌浆特性进行观察和分析，结果表明相同栽培条件下裸大麦籽粒干物质积累过程与品种有关，其中两个品系籽粒干物质积累过程符合“S”型曲线变化，而另一个品种籽粒干物质积累出现“双高峰”现象。裸大麦籽粒体积和水分含量变化呈抛物线。抽穗后20-30d是裸大麦产量形成关键时期，籽粒含水量相对平稳，籽粒干物质积累量约占粒重的75％。各个地区应因地制宜选用适宜品种及相应的栽培技术措施来获得青稞高产。     

施磷对啤酒大麦产量及品质的影响研究

采用土壤养分状况系统研究法,研究了磷对啤酒大麦产量、品质及土壤养分平衡的影响.结果表明,在平衡N、K及微量元素等养分后,施磷可提高啤酒大麦产量,磷用量在300 kg/hm2以下时,啤酒大麦产量随着磷用量的增加而增加,磷用量为300 kg/hm2时,产量达最高,为7 345 kg/hm2;施磷可改善啤酒大麦的品质,提高啤酒大麦的千粒重,降低啤酒大麦籽粒中的粗蛋白含量,磷用量在225 kg/hm2以下时,千粒重随着磷用量的增加而增加,籽粒粗蛋白含量随着磷用量的增加而下降.     

小麦品种产量与产量因素通径分析

通过对９４个不同品种小麦在渭北地区干旱条件下的试验数据,分类建立小麦产量与产量因素的回归关系,并做了通径分析。结果表明,在分类小麦的关系中,穗粒数对产量的总影响和直接影响都最大。