小麦冷源及其在干旱条件下的适应性

冷型小麦具有代谢功能较好、活力较旺盛、抗早衰能力较强的特征,因而,培育出越来越多的冷型小麦并将其推向生产对于小麦的高产、稳产具有十分重要的意义。在这样的形势下,小麦冷源的发现明显促进了这一进程。小麦冷源是一种能够传递冷温特征的新遗传源,各种温度型的小麦与之杂交后,其后代降温的频率较高,且在这些降温的材料中能够涌现出较多的冷型小麦,从而有力促进了冷型小麦的选育。为了抵御干旱对小麦生产的严重威胁,进一步对冷源和非冷源材料进行了干旱适应性试验。通过对比发现,两者在一些重要内、外性状上,如叶片功能期、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、超氧化物岐化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、净光合速率和籽粒饱满指数等方面,小麦冷源较非冷源明显为优,表现出干旱胁迫下亦具有代谢好、活力强的特点,无疑,这就进一步拓宽了小麦冷源的应用范围,提高了它的研究和生产实践价值,可望借助这个新的遗传源,加速适应于干旱条件的优良品种的培育,其前景将会十分广阔。     

冷型小麦对干旱和阴雨的双重适应性

通过 10余年的研究 ,发现冠层温度持续偏低的冷型小麦具有广幅生态适应性 ,即在正常天气条件下 ,它的活力较好、代谢功能较强、具有较好的抗早衰能力 ,优于其它类型小麦 ;而在气象要素反差很大的干旱和连阴雨天气下 ,冷型小麦和暖型小麦、中间型小麦相比 ,不但冠层温度依然持续偏低 ,且在叶片功能期、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、过氧化氢酶活性、净光合速率和籽粒饱满指数等一系列重要内、外性状上仍能继续保持优势。这种对干旱和阴雨条件的双重适应性是冷型小麦一种宝贵的生物学品质 ,它有可能为小麦在多种气象生态条件下的高产、稳产打下较为坚实的生态生理基础 ,并能为优良品种的选育提出一个把冷温特征作为重要内容的较为新鲜的育种目标。     

外源DNA直接导入小麦及其在育种上的应用

本研究选用两个白粒小麦品种作供体,提取其总ＤＮＡ,采用花粉管直接携带法导入７５（１９８）红粒品种受体植株。ＤＮＡ导入的第一代（Ｄ１）,目的性状的转化频率为１．７５％和２．９４％。Ｄ２代变异率显著低于Ｄ１代。对Ｄ１,Ｄ２代所得目的性状变异后代,按照常规育种程序进行Ｄ３代观察与鉴定,得到已稳定遗传的后代,从中选取保持原品种其它优良性状而籽粒为的白色的变异类型混合脱粒,获得７５（１９８）改良新品系。     

长穗偃麦草DNA导入小麦后代变异系醇溶蛋白的研究

应用花粉管通道技术,将抗逆性强的长穗偃麦草总ＤＮＡ导入普通小麦甘麦８号,后代中出现了广泛的变异,并筛选出两个高产、分蘖力强、抗条锈病的新品系。以这两个品系为材料,以供体和受体作为对照,研究了外源ＤＮＡ导入后籽粒醇溶蛋白的变化,发现醇溶蛋白的增加、缺失和电泳迁移率的变化,新增加的组分与供体长穗偃麦草某些组分相对应。由此推测外源ＤＮＡ导入受体后有可能某些ＤＮＡ片段插入受体基因组从而导致受体基因表达改变或基因突变。     

离子束介导大豆DNA转化小麦后代高蛋白株的RAPD标记分析

利用离子束介导法将大豆DNA导入小麦,经过连续4代田间筛选和蛋白含量测定,获得高蛋白变异株系.采用RAPD分析技术,用34条随机引物对供体大豆、受体小麦和3个高蛋白小麦变异株的基因组DNA进行扩增.有29个引物扩增出清晰稳定的条带,其中18个引物扩增出的条带有不同程度的差异.高蛋白小麦突变株与受体小麦(对照)相比出现了条带的增加、缺失、扩增带深浅等变化,也出现了与受体小麦不同而与供体大豆相同的扩增带.实验结果表明,外源大豆DNA导入受体小麦可以引起后代基因组DNA序列变化,扩大小麦遗传基础.     

干旱条件下小麦冠层温度及其性状的关联研究

通过对小麦冠层温度和有关性状的长期观测,发现自然界存在冠层温度持续偏低的小麦,在干旱条件下,它的叶片功能期、叶绿素含量、蒸腾速率、净光合速率、可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶活性等重要性状明显优于冠层温度持续偏高的小麦品种,且丙二醛(MDA)积累速度慢,在籽粒灌浆期表现尤为明显。冷型小麦表现出干旱胁迫下仍然具有代谢功能较好、活力旺盛和抗早衰能力较强的特征,这进一步拓展了冷型小麦的应用范围,对于加速适应于干旱条件的优良品种选育并将其推向生产具有十分重要的意义。     

注射外源DNA转化小麦的研究

我们从1979年开始,进行了注射外源DNA转化小麦的研究。选择有明显标记性状的蓝粒小麦和长穗偃麦草作供体,以自交纯化的白粒普通小麦作受体;在受体小麦开花前后,将外源供体DNA用微量注射器注入受体植株部份穗子的子房,留下部份自交穗子作对照。对比观察它们的后代,连续数年,未发现注射外源DNA试验与对照后代有所不同。据此认为,此法不是改良小麦的有效手段。     

冷型小麦旗叶衰老和活性氧代谢特性研究

以典型的冷型小麦和暖型小麦为试验材料,研究了同一环境背景下不同温度型小麦开花后的旗叶衰老和活性氧代谢特性。结果表明,与暖型小麦相比,冷型小麦籽料灌浆期旗叶叶绿素和可溶性蛋白质含量下降缓慢、含量高,整个业粒形成和灌浆期ＭＤＡ积累速度慢、含量低,籽粒灌浆期防御活性氧伤害的关键性保护酶（ＳＯＤ、ＣＡＴ和ＰＯＤ）活性下隆幅度小,灌浆中后期活性水平高。由此认为,小麦旗叶衰老和活性氧代谢特性与其温度型的归属关     

海南疣粒野生稻DNA导入栽培稻及其后代的SSR验证

选取抗性较好且生长旺盛的海南疣粒野生稻,提取其基因组DNA,通过穗颈注射法将其导入杂交水稻恢复系R225、R128、R15。第1代开始选择在生育期、株高、株叶型和穗粒结构等性状与群体中其他单株有明显不同的变异株,经过3代选择,筛选到15份稳定材料。利用SSR分子标记检测4份导入后代材料具有供体而受体无的DNA条带,说明本试验获得了来自疣粒野生稻的变异材料。     

冷型小麦旗叶的形态解剖学研究

利用扫描电镜对冷型小麦及对照品种旗叶的比较观察表明,冷型小麦叶表具有蜡质,气孔微凹陷分布于表皮细胞间,叶上表皮中分布有泡状细胞等形态特征,是其适于北方非灌区种植的结构基础,与对照泪科相比,冷型小麦叶表的蜡质较薄,泡状细胞的数目较少,体积也较小,这正是其利于水分散失,蒸腾从导致冠层温度较低的结构基础。     

冠层温度多态性小麦的性状特征

冷型小麦的冠层温度 (体温 )和对照品种相比具有持续偏低 (或相当 )的特征 ,暖型小麦的冠层温度则具有持续偏高的特征。一般小麦材料和生产上使用的大多数品种与上述特征有异 ,其冠层温度突出地表现为多态性 ,即有的年份温度高低不一 ,有明显波动 ;有的年份温度持续偏低 ,似冷型小麦 ;有的年份温度持续偏高 ,似暖型小麦。与此类小麦的温度多态性相伴随 ,其它一些重要性状也有较明显的多态性表现 ,即在环境优良、环境指数较高时 ,它们的叶片功能期、蒸腾速率、净光合速率和籽粒饱满指数等重要性状趋向于代谢功能较好的冷型小麦 ;在环境恶劣、环境指数较低时 ,它们的上述性状则趋向于代谢功能较差的暖型小麦。这类小麦性状随环境条件的明显摆动构成了长期以来小麦产量不稳的生态生理基础。欲使小麦产量稳步上升 ,转换小麦温度型 ,逐步实现品种冷性化是条有希望的途径。     

不同施肥条件下冷、暖型小麦旗叶光合生理特性的研究

以2类4个小麦品种为试验材料,通过田间小区试验,比较了灌浆结实期冷、暖型小麦在不施肥(CK)、单施磷肥(P)、单施氮肥(N)和氮磷配施(NP)等4种施肥条件下旗叶的光合生理特性。结果表明,不同施肥条件下,冷型小麦的旗叶叶面积、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量及净光合速率均高于暖型小麦。其中,在不施肥和单施磷肥条件下,两类小麦之间各项生理指标的差异均达显著或极显著水平;在施用氮肥(单施氮肥和氮磷配施)条件下,两类小麦之间的差异有所减小,但冷型小麦仍然高于暖型小麦。冷型小麦旗叶优良的光合生理特性具有不随施肥条件的改变而发生根本性变化的特点,对土壤肥力状况有较强的适应性;而暖型小麦对土壤氮素营养要求较高。     

基因型与生态环境对小麦籽粒品质与蛋白质组分的影响

通过2年3点试验,研究了40个小麦(Triticum aestivum)品种(品系)籽粒品质性状和蛋白质组分含量的变异。结果表明,籽粒品质和蛋白质组分在基因型间存在较大的差异;根据小麦籽粒品质的综合性状,可将40个小麦品种(品系)分为6组不同的品质类型,在本试验点的生态环境条件下。基本以中筋及弱筋小麦为主;生态环境对小麦籽粒的容重、沉降值、湿面筋含量、蛋白质含量、赖氨酸含量与蛋白质组分含量均有极显著的影响,而面筋指数、淀粉含量和直链淀粉含量对环境反应不敏感,适宜的生态环境条件有利于形成合理的谷蛋白／醇溶蛋白比。面粉面筋质量好,基因型与生态环境的互作对小麦籽粒品质。谷蛋白与醇溶蛋白及两者的比值有显著影响,对球蛋白影响不大,而面粉蛋白质含量、面筋含量、沉降值及千粒重主要受基因的表达和环境的独立影响,蛋白质组分含量在基因型间和环境间的变化与小麦籽粒烘烤品质密切相关。     

几类异质易恢复小麦雄性不育系杂种籽粒品质研究初报

利用具有粘果出羊草（Ae.kotschyi),易变山羊草（Ae.variabilis),偏凸山羊草（Ae.ventricosa)和二角山羊草（Ae.bicornis)异源细胞质小麦雄性不育系（以下简称粘,易,偏和二角型）组配成不同组合的杂种小麦,研究这4种不育系对杂种小麦籽粒品质的影响。结果表明,由它们所配制的杂种小麦在蛋白质含量,湿面筋含量,沉淀值等性状上均高于具有普通小麦细胞质的相同核型杂种小麦,尤其粘,易型某些组合在湿面筋含量,沉淀值两性状上差异达到显著水平。因此,利用这4种不育系很有希望培育出优势,高产的杂种小麦。     

烯效唑干拌种对小麦氮素积累和运转及籽粒蛋白质品质的影响

通过田间试验,研究了不同烯效唑干拌种剂量对3个不同筋力小麦品种植株氮素积累、运转和籽粒蛋白质品质的影响,结果表明,基因型、环境及烯效唑处理对小麦品质的影响效应依次减小,且均达到了极显著水平,但三者的互作效应较小。烯效唑处理后提高了不同生态点下不同小麦品种籽粒蛋白质含量和产量,处理后的面筋含量和沉淀值增加,面团形成时间和稳定时间延长;干拌种增加了开花期各营养器官中的氮素含量和单株氮素积累量,花后氮素总转移量、总转移率及其对籽粒氮的贡献率极显著提高,且处理后旗叶中可溶性蛋白质含量在花后15 d内均显著高于对照;对籽粒中氮含量而言,烯效唑处理后提高了灌浆初期籽粒中的非蛋白氮含量,花后5—20 d内均高于对照,灌浆期间籽粒蛋白氮含量均高于对照,因而处理后的粗蛋白质含量变化动态特点为谷底高、回升快。研究认为,烯效唑处理如同基因、环境一样独立影响小麦籽粒品质,而烯效唑处理后提高了开花初期旗叶中的可溶性蛋白质含量和花前营养器官中氮素含量及花后氮素转运量,可能是其提高籽粒非蛋白氮含量、促进籽粒蛋白质含量增加和蛋白质质量提高的重要原因之一,烯效唑干拌种对小麦籽粒蛋白质品质的改善具有广适性。     

强筋与弱筋小麦籽粒蛋白质组分与加工品质对灌浆期弱光的响应

选用强筋小麦品种济麦20和弱筋小麦品种山农1391,在大田试验条件下,分别于籽粒灌浆前期(花后6—9 d)、中期(花后16—19 d)和后期(花后26—29 d)对小麦进行弱光照处理,研究了籽粒产量、蛋白质组分及加工品质的变化。灌浆期弱光显著降低小麦籽粒产量,灌浆中期对济麦20和灌浆后期对山农1391的产量降幅最大。弱光处理后,籽粒氮素积累量及氮素收获指数减少。但弱光使籽粒蛋白质含量显著升高,其中灌浆中期弱光升幅最大,原因可能是由于其粒重降低造成的。弱光对可溶性谷蛋白无显著影响,但增加不溶性谷蛋白含量,使谷蛋白聚合指数显著升高,面团形成时间和稳定时间亦升高,籽粒灌浆中、后期弱光对上述指标的影响较前期大。灌浆期短暂的弱光照对改善强筋小麦粉质仪参数有利,但使弱筋小麦变劣;并均伴随籽粒产量的显著降低这一不利影响。     

从87（341）的培育成功分析硬粒小麦品质性状的选择研究

根据通心面的商品外观、加工品质和蒸煮品质对硬粒小麦原料提出的主要品质要求,在优质硬粒小麦８７（３４１）品系的选育过程中,品质性状的选择以蛋白质、面筋和黄色素为主。Ｆ３代面筋的质量、含量和黄色素含量的分离相当大,为不错失优质品系,应从Ｆ３代起就开始分析。Ｆ４代在农艺性状选择的基础上,为品质测试和品质上择优汰劣的关键世代。Ｆ５代及其后代的选择则继续兼顾产量和品质指标,以达到高产优质的选育目的。     

我国部分冬小麦品种籽粒硬度及其单籽粒频率的分布

籽粒硬度是小麦重要的品质性状之一,主要影响磨粉品质和食品加工品质.用单籽粒谷物硬度测定仪对252份冬小麦品种(品系)的籽粒硬度及其单籽粒频率分布进行了分析,结果表明,品种按籽粒硬度分为三类5级,63份软质品种(系)中,5级和4级占95.2%,3级为4.8%;31份混合品种(系)中,3级占93.6%,4级和2级各3.2%;148份硬质品种(系)以1级为主,占92.4%,2级为7.6%.籽粒硬度变幅为12~104,标准差12~29.各种硬度类型皆有,且不同麦区的品种差异较大,北部和黄淮麦区品种的硬度显著高于长江中下游和西南麦区,前者以硬质为主,后者分别以混合和软质类型为主.籽粒硬度的分类与不同硬度范围单籽粒频率分布及其硬度均值有关,软质麦硬度指数小于46的籽粒占75%~98%,大于47的籽粒为6%~36%,均值为14~40,标准差12~27;硬质麦硬度指数小于46的籽粒为1%~19%,大于47的籽粒为82%~100%,硬度均值为56~104,标准差12~20;混合麦硬度指数小于46和大于47的籽粒分别为26%~75%和23%~74%,硬度均值为32~63,标准差17~29.软质或硬质品种籽粒分布集中,一致性较好;混合型品种籽粒分布分散,一致性较差.