转反义trxs基因小麦株系00T89分子鉴定及抗穗发芽特性研究

以皖麦48为受体导入反义trxs基因已获得00T89第4代（T₄）转基因株系,对其进行反义基因的PCR鉴定、相对定量RT-PCR基因表达检测以及抗穗发芽特性研究。结果表明,18个T₄代转基因株系中,13个株系目的基因检测呈阳性;成熟期籽粒萌发过程中,8个株系转录水平上mRNA丰度极显著降低（P<0.01）,mRNA丰度与穗发芽指标呈显著和极显著的相关性（r=0.7181）。其中6个株系在开花后30d至成熟后10d表现出明显的抗穗发芽特性。与非转基因对照相比,平均穗开始发芽时间推迟2.7d（P<0.01）,穗粒发芽率和穗发芽度分别降低35.5%（P<0.01）和47.5%（P<0.01）,成熟后25d这些株系又逐渐恢复发芽特性,无显著差异（P>0.05）。     

转反义trxs基因小麦籽粒后熟过程中水解酶活性的变化

以小麦品种'生抗1号'(对照)及其转反义trxs基因纯合株系为材料,测定了它们在种子后熟过程中硫氧还蛋白h(Trxh)、淀粉酶和蛋白酶活性以及呼吸速率等生理指标,以探讨转反义trxs基因小麦籽粒在后熟过程中的生理生化变化规律,为提高小麦耐储性探索有效途径.结果显示,在小麦后熟过程中,转基因小麦籽粒的Trxh活性、淀粉酶活性、蛋白水解酶活性和种子呼吸速率均比对照明显下降;后熟0～30 d,转基因小麦种子的Trxh活性、α-淀粉酶、β-淀粉酶、脱支淀粉酶、蛋白酶活性和种子呼吸速率平均比对照分别降低16.07%、31.64%、6.44%、21.63%、27.67%和52.90%.研究表明,反义trxs基因导入干扰或部分抑制了小麦内源同源基因的表达,致使小麦种子Trxh活性、呼吸速率和水解酶活性降低,从而延缓了籽粒储藏物质的转化速率,提高了小麦种子的耐贮藏性.     

减氮补水对小麦高产群体光合性能及产量的影响

在大田条件下,设自然降水(W₁)、适量补水(W₂,拔节后土壤相对含水量维持在70%±5%)、充足补水(W₃,拔节后土壤相对含水量维持在85%±5%)3个水分处理和不施氮(N₁)、减氮(N₂,195 kg N·hm^-2)、高氮((N₃,270 kg N·hm^-2)3种氮肥水平,研究了减氮补水对小麦高产群体光照环境、光合性能和产量构成的影响.结果表明: 减氮补水(N₂W₂)处理在灌浆期明显改善了群体的光照环境,距冠层顶部20～30 cm处的光合有效辐射(PAR)较高氮补水(N₃W₂、N₃W₃)处理提高34.5%,透光率提高10.8%;N₂W₂处理孕穗期叶面积指数最高,灌浆期下降速率最慢,高值(大于7.6)持续期较高氮和无氮处理延长3～4 d,光合势平均提高9.7%;减氮补水(N₂W₂、N₂W₃)处理灌浆期旗叶的光合速率仍较高,但与N₃W₂处理差异不显著.N₂W₂处理旗叶的表观量子效率达0.101 μmol CO₂·m^-2·s^-1、P_n维持在27.692 μmol CO₂·m^-2·s^-1,光补偿点(LCP)较低,表现出较高的光合生产力;籽粒产量以N₂W₂处理最高.     

转反义trxs基因小麦株系00T89分子鉴定及抗穗发芽特性研究

以皖麦48为受体导入反义trxs基因已获得00T89第4代(T4)转基因株系,对其进行反义基因的PCR鉴定、相对定量RT-PCR基因表达检测以及抗穗发芽特性研究。结果表明,18个T4代转基因株系中,13个株系目的基因检测呈阳性;成熟期籽粒萌发过程中,8个株系转录水平上mRNA丰度极显著降低(P<0·01),mRNA丰度与穗发芽指标呈显著和极显著的相关性(r=0·7181)。其中6个株系在开花后30d至成熟后10d表现出明显的抗穗发芽特性。与非转基因对照相比,平均穗开始发芽时间推迟2·7d(P<0·01),穗粒发芽率和穗发芽度分别降低35·5%(P<0·01)和47·5%(P<0·01),成熟后25d这些株系又逐渐恢复发芽特性,无显著差异(P>0·05)。     

氮锌配施对小麦锌转运、分配与累积的影响

通过田间试验,研究不同氮锌肥运筹方式对小麦植株不同器官中锌的转运、分配与累积的影响。结果表明: 不同处理植株器官中锌浓度和锌累积量的差异达显著水平。与N₃(120 kg·hm^-2)相比,N₁(240 kg·hm^-2)和N₂(180 kg·hm^-2)的籽粒锌浓度分别提高22.0%和8.9%;与未施锌(CK)相比,ZnS(土施锌肥)、ZnF(喷施锌肥)和ZnS+ZnF(土施结合喷施锌肥)处理的籽粒锌浓度分别提高15.4%、60.5%和72.8%,籽粒锌累积量分别提高21.3%、82.5%和102.4%。籽粒中锌主要来自花后吸收锌的再分配,在ZnF和ZnS+ZnF处理中的累积贡献率分别为89.9%和100.0%,锌肥回收率分别较ZnS提高4.8和1.1倍,锌肥利用率分别提高7.9和2.2倍。当前生产条件下,当施氮量<240 kg·hm^-2时,小麦不同器官锌浓度和锌累积量均随施氮量的增加而提高,喷施锌肥可显著提高籽粒中的锌浓度和锌累积量。因而,生产中可通过维持高产施氮方案并结合生育后期喷施锌肥的措施来提高籽粒中的锌浓度和锌累积量,从而提高小麦籽粒锌营养品质。     

小麦主胚根生长及主要性状全基因组关联分析

为解析小麦初生根系建成的遗传机制,本研究以黄淮麦区的198份小麦自然群体为材料,对在室内人工气候箱内水培21 d的小麦主胚根的一级分枝根数、分枝密度、长度、表面积、体积和平均直径6个性状进行调查分析,结合660K基因芯片用Q+K混合线性模型对主胚根性状进行全基因组关联分析,并对显著且稳定的关联位点进行功能注释和候选基因挖掘。结果表明,主胚根不同性状呈正态或近似正态分布,变异系数为5.56%～22.10%。通过全基因组关联分析,共检测到136个显著关联位点,这些位点分布在除7B以外的染色体上,可解释5.10%～13.60%的表型变异,同时检测到13个显著的多效位点,挖掘到TraesCS4A01G023100、TraesCS1B01G294400、TraesCS4A01G006200等16个可能与主胚根生长相关的候选基因,这些基因可能通过调控DNA拓扑结构异构酶、泛素结合酶E2、磷酸肌醇磷酸酶家族蛋白等参与小麦主胚根系的建成。本研究结果为小麦根系调控网络构建,以及优化根系构型和发挥根系功能提供了参考。