Effect of water-soluble and insoluble non-starch polysaccharides isolated from wheat flour on the rheological properties of wheat starch gel

Water-soluble (WSP) and insoluble non-starch polysaccharides (WIP) were isolated from wheat flour to evaluate the effects of WSP and WIP on starch gel properties. Isolated WSP and WIP were added to two types of isolated wheat starch with different amylose content at a concentration of 3% based on the dry weight of starch. 30% starch gels were prepared and stored at 5 °C for 1, 8, or 24 h. The dynamic viscoelasticity of 30% starch gels mixed with WSP and WIP was measured using parallel plate geometry, showing that WSP and WIP affected the elastic component of starch gels in opposite ways. Adding WIP increased the storage shear modulus (G′) of starch gels, while adding WSP decreased G′ and dramatically increased the loss tangent (tan δ=G″/G′).     

HRGP在小麦抗寒锻炼过程中的变化及其与抗寒性的关系

强抗寒小麦品种(R-025、中品94-19、品83-1、品83-2、品83-3、米罗诺夫808)经抗寒锻炼后,其幼苗体内的游离脯氨酸、细胞壁结合的羟脯氨酸和糖蛋白含量发生了明显的变化.游离脯氨酸含量比未经抗寒锻炼处理时增加5～32倍,细胞壁结合的羟脯氨酸含量比对照增加1.77～2.17倍,糖蛋白含量比对照增加4.68～9.72倍,而不抗寒小麦品种(中国春、冬103)增加量较小.脯氨酸积累进程各个品种间差异比较大,品83-1、品83-2积累较快,抗寒锻炼第21d时达到最高峰,而R-025在第56d达到最高峰.脯氨酸含量与小麦品种抗寒性相关不显著(相关系数为0.3462),而羟脯氨酸含量、糖蛋白含量与小麦品种抗寒性相关显著,相关系数分别为0.6491和0.7039.从小麦细胞壁纯化得到了2种伸展蛋白Extensm1和Ex-tensin2,其含量都和小麦品种抗寒性呈正相关.Extensin1是分子量为28kD、羟脯氨酸为主要成份(32mo1%)的富含羟脯氨酸糖蛋白.     

种子老化诱导小麦染色体畸变及大麦醇溶蛋白带型频率变化的研究

通过时20份小麦种质发芽率和根尖细胞染色体畸变的测定,结果表明同一品种贮藏于中期库的低发芽率种质,其染色体畸变率明显高于贮藏于长期库的高发芽率种质.从总体上看,种子根尖细胞染色体畸变率与发芽率呈负显著相关,而与贮藏年限无显著相关.但对长期库和中期库的种质分别进行统计分析,种子根尖染色体畸变率与发芽率和贮藏年限均无显著相关.对大麦地方品种"普乃干木"的醇溶蛋白分析表明,该品种有4种biotype,随着发芽率的下降,其群体中的4种bio-type的频率发生了变化,当发芽率从95%降到34%时,其中一种biotype出现了消失,而有一种biotype频率从83%上升至95%,此结果表明,种子生活力下降和不同biotype种子存活能力存在差异,可能导致了异质种质材料遗传选择和漂变的发生.     

High‐efficiency gene targeting in hexaploid wheat using DNA replicons and CRISPR/Cas9

The ability to edit plant genomes through gene targeting (GT) requires efficient methods to deliver both sequence‐specific nucleases (SSNs) and repair templates to plant cells. This is typically achieved using Agrobacterium T‐DNA, biolistics or by stably integrating nuclease‐encoding cassettes and repair templates into the plant genome. In dicotyledonous plants, such as Nicotinana tabacum (tobacco) and Solanum lycopersicum (tomato), greater than 10‐fold enhancements in GT frequencies have been achieved using DNA virus‐based replicons. These replicons transiently amplify to high copy numbers in plant cells to deliver abundant SSNs and repair templates to achieve targeted gene modification. In the present work, we developed a replicon‐based system for genome engineering of cereal crops using a deconstructed version of the wheat dwarf virus (WDV). In wheat cells, the replicons achieve a 110‐fold increase in expression of a reporter gene relative to non‐replicating controls. Furthermore, replicons carrying CRISPR/Cas9 nucleases and repair templates achieved GT at an endogenous ubiquitin locus at frequencies 12‐fold greater than non‐viral delivery methods. The use of a strong promoter to express Cas9 was critical to attain these high GT frequencies. We also demonstrate gene‐targeted integration by homologous recombination (HR) in all three of the homoeoalleles (A, B and D) of the hexaploid wheat genome, and we show that with the WDV replicons, multiplexed GT within the same wheat cell can be achieved at frequencies of ~1%. In conclusion, high frequencies of GT using WDV‐based DNA replicons will make it possible to edit complex cereal genomes without the need to integrate GT reagents into the genome.     

基于小波神经网络的麦蚜发生程度预测模型

【目的】建立基于小波神经网络病虫害预测预报模型,对提前采取防病防虫措施、减少农作物病虫害损失、提高农作物产量与质量具有重要意义。【方法】本研究以山西省运城市芮城县1980-2014年麦蚜发生程度和气象因子数据为基础,采用主成分分析法从40个基础气象因子中整合形成9个新的自变量输入模型,采用试凑法筛选隐含层节点数,用1980-2009年的数据进行网络训练,对2010-2014年麦蚜发生程度进行回测,建立了以Morlet小波函数为传递函数的小波神经网络模型,并与以Sigmoid函数为传递函数的BP神经网络模型进行了比较。【结果】小波和BP神经网络两种模型对训练样本的平均拟合精度均有10年以上超过80%,两者MAPE 值分别为 89.83% 和83.07%,MSE 值分别为0.0578和0.6192。【结论】两个模型都能较好地描述麦蚜发生程度;从预测精度和模型的稳定性来看,小波神经网络好于BP神经网络。     

小麦蓝矮病植原体胸苷酸激酶基因(tmk)的分离、原核表达及酶活性分析

[目的]克隆、表达小麦蓝矮病(WBD)植原体胸苷酸激酶基因(tmk),并分析酶活性,进一步研究胸苷酸激酶在植原体感染宿主及繁殖过程中的功能和作用机理,更好地防治植原体病害.[方法]PCR方法扩增tmk基因并进行序列分析,连接pET30a( )表达载体后原核表达,经Ni-NTA柱层析纯化后进行酶催化活性分析.[结果]首次从小麦蓝矮病(WBD)植原体基因组中分离出胸苷酸激酶基因(tmk),该基因包含tmk-1和tmk-2两种,大小分别为630 bp和624 bp,其编码的氨基酸序列均包含3个与结合NTP/NMP相关的保守功能区.表达的融合蛋白TMK-1活性极低,酶活仅16.4 U/mg,而 TMK-2酶活高达112.41 U/mg,且其最适催化条件为32℃、pH 7.3、1.5 mmol/L Mg2 和 1 mmol/L ATP.[结论]分析了胸苷酸激酶活性中心的一级结构序列及其催化活性随条件变化而改变的性质,为深入研究小麦蓝矮病植原体胸苷酸激酶在侵染寄主及其在宿主体内增殖的转录性质奠定基础.     

氮素形态对小麦花后不同器官内源激素含量的影响

采用盆栽方法,研究了酰胺态氮、铵态氮和硝态氮对小麦(Triticum aestivum)花后根系、旗叶和籽粒内源激素IAA、GA₃、ABA和ZR含量的影响。结果表明,小麦不同器官的内源激素含量对3种氮素形态的响应不同。氮素形态调节籽粒灌浆是通过根系、旗叶和籽粒中内源激素的协同作用而实现的。酰胺态氮与硝态氮处理相比,小麦花后5~15 d,旗叶GA₃含量、籽粒IAA和ABA含量较高,籽粒灌浆速率(Grain-filling rate, GFR)较高;花后15~25 d,根系GA₃含量、旗叶IAA和GA₃含量、籽粒ABA含量较高,籽粒IAA含量较低,GFR较低。铵态氮与硝态氮处理相比,小麦花后5 d,籽粒ZR含量较高;花后15 d前后,籽粒IAA、ABA含量较低,GFR较低;花后20~25 d,根系ZR、GA₃含量较低,旗叶IAA、GA₃含量较低,ABA含量较高,籽粒ABA、GA₃含量较低,IAA含量较高,GFR较高。铵态氮比硝态氮处理的小麦籽粒粒重显著增加。铵态氮和酰胺态氮处理比硝态氮处理增产显著。建议在‘豫麦49’施肥时,使用铵态氮或酰胺态氮并配施硝化抑制剂。     

新疆冬春麦区小麦地方品种贮藏蛋白遗传多样性研究

采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）对236份新疆小麦地方品种的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）的组成进行了分析。结果表明：Glu-Ⅰ位点共有19种等位基因,其中Glu-Al位点3种,Glu-Bl位点7种,Glu—D1住点9种;亚基null、7＋8、2＋12在各自的位点上出现频率最高,分别达到91．95％、85．17％、80．93％;亚基组成类型共有21种,主要为null／7＋8／2＋12,频率达70．34％;同时筛选出33份含有1、2^＊、13＋16、14＋15、5＋10、1．5＋10、174-18等优质亚基的材料,可作为优质基因源。利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（A-PAGE）对其中的65份地方品种进行醇溶蛋白多样性分析。结果表明：电泳出现64条迁移率不同的谱带,构成65种组合,其中ω区出现的谱带最多,达17条;其次是β和γ区各16条,α区出现的谱带数最少,为15条。从每条谱带在65份材料中出现的频率看,总的变异范围为1．54％～93．85％;α、β、γ和ω4个分区多样性指数（H1）分别为0．498、0．386、0．523和0．348,表明新疆麦区小麦地方品种贮藏蛋白位点存在丰富的遗传多样性。     

利用SRAP标记分析河南小麦栽培品种的遗传多样性

利用小麦SRAP标记对22个河南省小麦品种进行了遗传多样性分析,10对引物组合扩增获得169个条带,其中70个条带具有多态性,多态条带百分率为41．42％,每对引物平均产生7个多态性条带。22个供试材料的带型按照条带的有、无分别记录为1、0后,采用Nei72方法计算不同品种的遗传距离,利用NTSYS软件进行非加权组法（UPGMA）聚类分析。结果表明SRAP标记技术能较真实地反映小麦品种间的亲缘关系,可以用于小麦品种遗传多样性研究。     

武夷山不同海拔植被土壤微生物量的季节动态及主要影响因子

土壤微生物量的季节变化在陆地生态系统碳循环方面具有重要作用。为阐明中亚热带武夷山不同海拔梯度带土壤微生物量的季节变化规律及其主要影响因子,选择4种不同海拔梯度的植物群落：常绿阔叶林（EBF,500 m）、针叶林（CF,1200 m）、亚高山矮林（DF,1800 m）和高山草甸（AM,2100 m）于2005年6月—2006年6月期间进行了实验研究。结果表明：不同海拔梯度带土壤微生物量均具有明显的季节变化且变化趋势一致,均表现为早春最大,夏季最小;不同海拔梯度带土壤微生物量的季节变化与对应月份的土壤湿度、土壤有效碳均呈显著正相关,而与土壤温度、土壤有机碳、土壤全氮、凋落物输入量等因子相关不显著。土壤有效碳含量、土壤湿度是调控武夷山森林土壤微生物量季节变异的重要生态因子。