3％大蒜精油水乳剂的研制

本研究旨在研发出一种以大蒜精油作为主要活性成分的水乳剂剂型,能够降低大蒜精油在自然条件下的挥发速度,使其具有长效的杀虫活性。通过采用不同高分子乳化剂、阴离子表面活性剂及辅剂的复配筛选,通过对乳液的流动性、分散性、储藏稳定性等指标的对比分析,确定了3%大蒜精油水乳剂的最佳配方为:大蒜精油3%,蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40为2%,乳化剂A为3%,十六醇含量1%,甲基纤维素钠盐0.2%,纯水补足100%。该大蒜精油水乳剂各组分均对人体及环境安全,其外观、乳化稳定性、热贮稳定性、冷贮稳定性等各项指标均符合水乳剂的各项标准。     

甜荞果皮开裂类型及其对籽粒早期萌发性状的影响

甜荞是我国传统的药食同源植物,籽粒是甜荞的重要贮藏器官,籽粒果皮的开裂类型及其开裂行为影响种子的萌发性状。该研究以5份甜荞为材料,进行果皮裂口的建模与分型,并通过纸床发芽法,检测种子的发芽率、胚根及下胚轴长度。结果表明:(1)甜荞籽粒果皮开裂主要包括纵向完全开裂型、种孔端部半开裂型、种脊中部半开裂型、种脐端部半开裂型和横裂型等5种类型;(2)开裂型籽粒比完整型萌发时间提早约12 h;(3)开裂型籽粒早期萌发率均高于相应的果皮完整型,但48 h后,完整型籽粒的萌发率超过果皮开裂型;(4)开裂型籽粒胚根及下胚轴的早期增长速度比完整型快,但果皮开裂型籽粒胚根与下胚轴增长比值显著小于果皮完整型;(5)不同开裂类型的萌发率从大到小依次为种孔端部半开裂型、纵向完全开裂型、种脐端部半开裂型、种脊中部半开裂型、横裂型,而种子霉烂率从大到小依次为种脐端部半开裂型、纵向完全开裂型、种脊中部半开裂型、种孔端部半开裂型、横裂型。果皮开裂虽然可以提高甜荞种子早期的萌发率,促进胚根及下胚轴早期的伸长速度,但会降低甜荞整体的萌发率以及胚根/下胚轴增长比值,种子霉烂率显著增加,不利于田间壮苗与全苗的形成。     

甜荞不同品种不同海拔地区种子蛋白组分含量研究

该研究通过分析甜荞10个品种在4个不同海拔栽培的种子蛋白质组分(清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白)的含量变异,以揭示不同荞麦品种之间以及不同栽培地点甜荞种子蛋白组分的变异规律。结果表明:在所有甜荞品种种子蛋白组分含量中清蛋白谷蛋白球蛋白醇溶蛋白。其中,种植于海拔最低的内蒙古通辽的甜荞种子平均球蛋白含量最高(1.081%),而种植于海拔1 450 m的河北甜荞谷蛋白平均含量最高(2.805%);海拔2 620 m的青海甜荞清蛋白平均含量为4.750%,而在海拔最高的西藏日喀则收获的甜荞种子的醇溶蛋白最高(平均为0.393%)。另外,蒙0530在4个地区的平均种子清蛋白和谷蛋白含量都最高,而球蛋白含量最高的品种是赤甜荞1号,定甜荞2号的种子醇溶蛋白含量最高。双因素方差分析表明,种子清蛋白含量品种间变异达极显著水平,不同地点间的种子醇溶蛋白含量达极显著水平,而地点和品种两个因素对种子球蛋白含量和谷蛋白含量的变异都有极显著影响。相关性分析表明,赤甜荞1号的醇溶蛋白含量与海拔呈显著正相关,蒙0530的球蛋白含量与海拔呈显著负相关,其他品种蛋白组分与海拔的相关性不显著。该研究结果对于甜荞优质品种培育和栽培以及推广都有一定的指导意义。     

苦荞薄壳种质的光合特性、淀粉合成与产量形成研究

为探索薄壳苦荞的"源-库"关系,提高产量水平,进而指导薄壳苦荞杂交育种。该研究选用杂交薄壳苦荞种质米55为材料,以母本小米荞为对照,对灌浆期的叶片光合特性、籽粒淀粉合成关键酶活性与主要农艺和产量性状进行测定分析。结果表明:(1)灌浆期米55叶片净光合速率显著或极显著高于对照。(2)籽粒蔗糖浓度稍低于对照,葡萄糖浓度稍高于对照,均未达到显著差异水平。(3)籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性高于对照,且前期达到极显著差异水平。(4)籽粒淀粉合成酶活性和淀粉浓度都稍高于对照。(5)米55的株高降低,单株粒数提高,千粒重增加,产量显著提高。上述结果说明增"源"、扩"库"在杂交薄壳苦荞米55上取得一定进展,叶片光合同化能力、单株粒数和千粒重改良是未来薄壳苦荞育种的重要研究方向。     

荞麦属种间13S球蛋白基因序列比较研究

荞麦13S球蛋白是荞麦种子中的一类主要贮藏蛋白。本研究选用荞麦属植物甜荞栽培种及其野生类型、苦荞栽培种及其野生类型、毛野荞、左贡野荞、细柄野荞和硬枝万年荞6个种共44份材料,进行PCR特异性扩增、测序得到荞麦13S球蛋白基因的保守片段序列。对序列进行差异分析,结果发现44份供试材料13S球蛋白基因片段的285个排列位点中不变位点为24个,多态性位点S为261个(含简约信息位点数198个和单型可变位点63个),序列总突变位点Eta为503个。野生甜荞种内13S球蛋白基因序列差异明显高于栽培甜荞,但野生苦荞种内13S球蛋白基因序列差异仅稍高于栽培苦荞。推测其一方面可能与繁殖方式有关,另一方面可能与荞麦驯化过程中通常只有少数野生型群体被驯化有关。系统聚类分析发现栽培甜荞与野甜荞亲缘关系近,与左贡野荞亲缘关系次之;栽培苦荞与野苦荞亲缘关系近,与毛野荞亲缘关系次之;细柄野荞和硬枝万年荞的13S蛋白基因片段序列差异较小,说明其亲缘关系较近。上述结果为荞麦属种间遗传多样性与进化关系研究提供了理论依据。     

苦荞种质主要农艺性状的变异及其对单株粒重的贡献研究

对180份苦荞种质资源的8个主要农艺性状进行了评价,并对单株粒重与其他7个农艺性状之间进行了相关性分析和通径分析。结果显示,主要农艺性状的变异系数为8.10%~39.40%;简单相关分析表明,单株粒重与单株粒数、主茎分支数呈极显著正相关;偏相关分析表明,单株粒重与单株粒数、千粒重呈极显著正相关;多元回归和通径分析均表明,单株粒数、千粒重是影响单株粒重的主要因素,其中单株粒数影响最大。系统聚类分析表明,180份苦荞种质资源可划分为5类,其中第Ⅲ类(包括47份供试材料)的综合农艺性状较好,主要表现为主茎分枝能力强、单株粒数多、单株粒重和单株米粒重高,可作为优异基因资源进一步开发利用,也为以增加单株米粒重与出米率为选育目标的苦荞薄壳育种提供依据。     

荞麦远缘杂交种质(Fagopyrumtatari-cymosum)的 再生特性与品质分析

该文选用荞麦远缘杂交育成品系‘贵多苦75’为材料,进行40 cm(I)、20 cm(Ⅱ)和10 cm(Ⅲ)留桩高度处理,对再生植株主要农艺性状、产量性状和品质性状进行分析。结果表明:留桩高度40 cm内,留桩高度对再生植株株高、茎叶重、单株粒数、单株产量和产量影响显著;处理I植株的株高、茎叶重、单株粒数、单株产量和产量均显著或极显著高于处理Ⅱ和处理Ⅲ,说明留40 cm高桩有利于再生植株营养器官的生长与产量的形成。‘贵多苦75’种子清蛋白含量谷蛋白含量醇溶蛋白含量球蛋白含量。留桩高度40 cm内,留桩高度对种子总蛋白和谷蛋白影响显著,但对清蛋白、醇溶蛋白和球蛋白含量影响不显著。‘贵多苦75’再生植株种子总黄酮含量在3.17%～3.33%之间,受留桩高度的影响不显著。留桩高度为40 cm时,‘贵多苦75’再生植株产量达到1.5 t·hm-2,清蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白、球蛋白、总黄酮含量分别达到4.06%、3.26%、1.27%、0.39%、3.33%,具有较高营养价值和药用价值。     

苦荞全基因组11S种子储藏蛋白基因的鉴定及表达分析

以苦荞（Fagopyrum tataricum（L.）Gaertn）全基因组数据为平台,采用生物信息学方法,挖掘出9个11S种子储藏蛋白基因,并对其定位、蛋白结构、系统发育及表达模式进行了分析。结果表明,苦荞9个11S种子储藏蛋白基因编码的蛋白长度为189~914 aa,等电点位于5.18~9.82之间,分子量为21.27~103.33 kD;定位分析结果显示,这些成员位于苦荞基因组的6条连锁群上（Megascaffold2/5以及scaffold77/344/395/861）;序列比对分析发现,除了1个11S种子储藏蛋白sample1_00009513-RA具有1个cupin保守结构域外,其余8个都含有2个cupin结构域,并且在cupin保守结构域中,苦荞和拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.）Heynh）共有14个保守的氨基酸残基;蛋白结构预测表明,苦荞11S种子储藏蛋白的结构具有2种类型;苦荞与其它6个物种[拟南芥、花生（Arachis hypogaea Linn.）、大豆（Glycine max（Linn.）Merr.）、杏仁（Armeniaca vulgaris Lam.）、胡桃（Juglans regia L.）和芝麻（Sesamum indicum Linn.）]11S种子储藏蛋白以及苦荞过敏蛋白（TBb和TBt）系统发育分析结果表明,这些蛋白可以分为3类,共具有4对旁系同源蛋白和3对直系同源蛋白;与已报道的苦荞过敏性储藏蛋白以及其它5个物种（花生、大豆、杏仁、胡桃和芝麻）的11S过敏蛋白比较发现,5个11S种子储藏蛋白（sample1_00013128-RA、sample1_00013130-RA、sample1_00021677-RA、sample1_00021668-RA和sample1_00021674-RA）与苦荞2个过敏蛋白的同源性较高,同时它们与胡桃11S过敏蛋白的同源性最高,但尚需进一步实验来确定这5个成员是否为食物过敏原;RNA-Seq转录组数据显示,4个基因（sample1_00018411-RA、sample1_00026786-RA、sample1_00021674-RA、sample1_00022718-RA）在2种荞麦属植物的灌浆期种子中表达水平较高,且在‘大苦1号’中的表达水平要高于‘大甜1号’。     

SP1调控碳水化合物分配对穗形态的影响

探讨SP1在水稻“源-库”系统中的调控作用，为解析稻穗形成的机理和青贮饲料稻分子育种提供科学参考。以sp1与WT为材料，进行氮处理和生长分析，表型鉴定、碳水化合物测定和RT-qPCR检测。结果发现，氮处理10 d时，sp1与WT无表型差异，但在高、中氮条件下，sp1相对生长速率显著提高；24 d时sp1叶鞘、根、植株干重提高，叶鞘氮含量降低、碳/氮比值提高，说明充裕的氮能促进sp1生长，SP1可能影响叶鞘碳-氮平衡。抽穗期sp1株高显著降低，分蘖数显著提高，稻穗变小并伴随高位分蘖发生。孕穗期sp1茎、鞘中碳水化合物含量与WT差异较小，但抽穗期茎中淀粉、蔗糖和叶鞘中淀粉、蔗糖、葡萄糖和果糖含量明显提高。SP1在叶鞘基部高表达，推测突变SP1能抑制蔗糖由茎鞘向穗的运输，导致高位分蘖发生和稻穗变小。SP1可应用于青贮饲料稻分子育种。