李韬教授团队介绍

正本团队硒学研究的主要方向为:小麦硒强化对产量、品质等性状的影响;小麦不同品种或突变体硒强化潜力及其硒化学形态差异;小麦硒吸收、代谢相关基因/QTL的定位和克隆;小麦硒-氮互作影响细胞死亡和早衰的机理。团队共发表硒相关学术和会议论文10余篇,授权发明专利1项。本团队主持或参与了江苏省高校优势学科建设工程资助项目(PAPD);扬州大     

硒生物营养强化小麦在发芽过程中的生理特征研究

选取硒生物营养强化种植获得的小麦品种扬麦16的低硒组A(硒含量5.245μg/g)、高硒组B(硒含量47.850μg/g)和非强化组CK(硒含量0.039μg/g)为研究对象,通过监测发芽过程中的发芽参数(芽长、根长、发芽率)、芽体的总硒和硒形态、酶[淀粉酶(AMS)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)]活力、总抗氧化能力(T-AOC)以及过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)含量的变化,探讨硒生物营养强化转化的内源硒对小麦发芽过程生理行为的影响。结果显示,内源硒对麦芽的根长、芽长没有明显影响,但适宜浓度的内源硒有助于提高小麦的发芽率。高硒小麦籽粒可以通过发芽过程将部分内源硒代蛋氨酸(Se Met)转化为硒代胱氨酸(Se Cys2)。内源硒有助于增强α-淀粉酶、抗氧化酶(GSH-Px和SOD)的活力,同时,可提高麦芽的总抗氧化能力(T-AOC)、降低麦芽体内H2O2和MDA的积累。     

彩色小麦种质资源在生物强化和功能食品应用中的研究进展北大核心CSCD

因为人类膳食不平衡和微量营养缺乏导致的隐性饥饿已经受到国内外高度重视。利用生物育种技术培育富含各种微量营养的优良作物品种是生物强化和功能食品的主要发展方向。国内外大量研究表明,彩色小麦种质资源富含花青素、铁、锌、硒、维生素、叶酸等微量营养和蛋白质等,对抗炎、抗癌、糖尿病、心脑血管疾病、贫血病、生长发育不良等有一定的功效,将在保障粮食安全和人类健康中发挥重要作用。本研究首先介绍了隐性饥饿、生物强化、功能食品、功能农业和功能品种等方面的发展趋势,重点介绍了国内外彩色小麦种质资源功能营养成分及遗传育种方面的研究进展。建议广泛收集和创制彩色功能营养小麦新种质,挖掘优异营养基因资源,揭示彩色小麦花青素和微量营养(硒、锌、铬等微量元素,维生素,人体不能合成的8种氨基酸,叶酸等)以及品质(蛋白质含量和组分)性状的遗传耦合机理,以期为彩色小麦生物强化和主粮功能化提供理论依据和技术支撑。     

硒对小麦和水稻种子萌发的生态毒理效应的比较研究

通过水培试验,比较研究了硒在不同浓度下对小麦和水稻种子萌发及幼苗生长的生态毒理效应。结果表明,硒在适量范围内(<0.5 mg.L-1)对种子萌发过程中各生理指标有促进作用,高剂量(>5 mg.L-1)时,对种子活力、α-淀粉酶及幼苗和根生长具有胁迫效应。硒对小麦种子发芽各指标抑制率大于水稻,硒对种子根伸长的抑制率远远大于发芽抑制率。对硒浓度与种子发芽各项指标抑制率相关分析,呈显著正相关。应用小麦根伸长抑制率可作为化学物质生态风险评价的一项生物标志物。     

小麦籽粒硒在面粉及其馒头加工过程中的变化研究

为研究小麦从籽粒加工成馒头过程中硒的变化规律,选用小麦品种泰农18为材料,通过测定喷施硒肥的泰农18籽粒、面粉、麸皮和馒头中硒的不同结合形态,分析硒在馒头加工过程中的变化规律。结果表明,小麦籽粒硒在面粉及其馒头的加工过程中,主要以有机态形式存在,其中,籽粒、面粉、麸皮和馒头中有机态硒分别占总硒的88.4%、83.1%、87.4%和79.2%。在小麦籽粒、面粉、麸皮和馒头的蛋白结合态硒中,麦谷蛋白结合态硒含量最高,分别占有机硒的16.32%、9.68%、8.94%和8.39%。在小麦从籽粒到馒头的加工过程中,总硒和有机硒有一定程度的损失。研究结果为利用富硒小麦加工产品馒头对人体进行科学补硒具有重要意义。     

内蒙古紫皮小麦紫皮性状的遗传分析

本文对内蒙古紫皮小麦进行了遗传分析。研究了这一材料的来源,普通小麦与内蒙古紫皮小麦杂交后代的细胞学特征,回交一代和杂种第二代的紫皮性状表现,以及内蒙古紫皮小麦、普通小麦和赖草的同工酶。综合研究的结果初步表明,这一紫皮小麦与国外报道的紫皮小麦材料不同。本材料是由普通小麦(Triticum aestivum L.)与赖草(Leymus dasystachys(Trin.) Dilger)杂交,经回交、自交后得到的,而国外报道的紫皮小麦材料是由普通六倍体小麦与四倍体紫皮小麦杂交得到的。内蒙古紫皮小麦很可能是一个异代换系,具有一对来自赖草的染色体,控制紫皮性状的基因在这对外源染色体上,其紫皮性状能稳定遗传,受控于一对显性基因。     

有机无机肥长期配合施用对冬小麦籽粒品质的影响

提高籽粒品质和产量是当前国内小麦生产的核心。小麦品质和产量取决于基因型、生态环境 (如土壤肥力等 )和栽培技术(尤其是养分管理技术 )。长期肥料试验是研究养分管理对小麦产量和品质影响的有效手段 ,迄今 ,长期施肥对小麦产量的影响报道很多 ,但对籽粒品质的影响报道很少。在 2 0 a长期定位肥料试验的基础上 ,研究了有机无机肥长期配合施用对不同类型小麦籽粒品质性状的影响。结果表明 ,有机肥主效应对小麦籽粒产量有显著作用 ,而对大部分品质指标无影响 ;无机肥处理主效应及有机无机肥交互效应对籽粒产量和大部分品质性状均有显著影响。有机无机肥料配合施用与单施无机肥处理相比提高了小麦大部分品质性状 ,有利于强筋小麦籽粒产量和品质的同步提高 ,但不利于弱筋小麦品质的改善。进一步分析了土壤肥力及磷钾肥对小麦籽粒品质的影响     

利用RIL群体进行小麦品质性状及其与产量性状的相关分析

利用小麦重组自交系(RIL)群体,对小麦主要品质性状、及其与产量的关系进行了分析。结果表明,RIL群体品质、产量性状都表现了较大的变异幅度;蛋白质各性状内、淀粉各性状内相关性多数显著,但二者之间相关性多不显著,这说明在小麦品种改良中,优良的蛋白质性状和优良的淀粉性状可以兼得;稳定时间、沉降值等重要的加工品质性状和淀粉性状与产量相关不显著,说明加工品质可以与产量很好地协调起来;适当降低千粒重,增加穗数,有利于强筋的形成和粘度的提高;矮杆、半矮杆性状能够与良好的加工品质、高蛋白质含量、高GMP含量协调起来。     

黄淮麦区小麦品种(系)品质性状多样性分析

本文以黄淮麦区 100个小麦品种(系)为材料,对19个蛋白质品质和淀粉品质性状进行了多样性分析.结果表明,100个小麦品种(系)存在丰富的多样性.蛋白质性状的多样性指数(H′)为1.44～2.33,其中蛋白质含量性状(GMP含量、蛋白质含量、干和湿面筋含量)的H′均大于2;变异系数为10.18%～101.13%,其中粉质仪参数的变异系数均在70%以上.淀粉性状的多样性指数为0.86～2.96,其中直链淀粉含量、降落值、稀懈值的H′均大于2;变异系数为4.26%～25.28%,其中降落值、低谷粘度和稀懈值的变异系数超过20%.采用离差平方和聚类法,根据蛋白质性状和淀粉性状将100个品种(系)分别划分为具有不同特点的4个类别,为小麦品质改良提供了参考.     

青海大骨节病区小麦内生镰刀菌和硒对兔膝软骨细胞的影响

小麦内生镰刀菌5-5-1菌株是从青海大骨节病区穗期小麦籽粒中分离的一株优势内生镰刀菌,本试验通过采用干重法测定菌丝体生长量;MTT(methylthiazolyldiphenyl-tetrazoliumbromide)法检测软骨细胞存活率;甲苯胺蓝染色法和免疫组化染色法分别检测兔膝软骨细胞内蛋白聚糖(aggrecan)和Ⅱ型胶原蛋白(collagenⅡ)的表达;逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)法检测软骨细胞内蛋白聚糖和Ⅱ型胶原蛋白m RNA的表达水平,探讨了硒对5-5-1菌株生长的影响及不同硒水平下培养该菌株获得的发酵产物对兔膝软骨细胞有关指标的影响。结果表明,硒浓度在0.05~0.5 mg/L的范围内,对5-5-1菌株生长有促进作用,且呈浓度效应;低浓度硒条件下培养的该菌株发酵产物对软骨细胞蛋白聚糖和Ⅱ型胶原蛋白的合成及其m RNA表达的抑制作用相对较小。由此推断适宜浓度硒具有促进镰刀菌生长的作用,但同时能够减轻其发酵产物对软骨细胞的损伤。     

小麦耐低磷相关性状的全基因组关联分析

通过对小麦耐低磷相关性状进行全基因组关联分析(GWAS,genome-wide association study),挖掘与小麦耐低磷性显著相关的单核苷酸多态性标记(SNP,single nucleotide polymorphism)位点及候选基因,为小麦耐低磷性状的遗传基础和分子机制研究提供理论参考。本试验以198份黄淮麦区小麦品种(系)为试验材料,设置低磷和正常磷营养液水培试验,利用小麦35K芯片对分布于小麦全基因组的11896个SNP,采用Q+K关联模型对小麦耐低磷性相关性状进行关联分析。结果表明,小麦耐低磷性状表现出广泛的表型变异,变异系数为15.65%~26.59%,多态性信息含量(PIC,polymorphic information content)为0.095~0.500。群体结构分析表明,试验所用自然群体可分为2个亚群,GWAS共检测到67个与小麦耐低磷相关性状显著关联的SNP位点(P≤0.001),这些位点分布在除3A、3B和3D以外的18条染色体上,单个SNP位点可解释5.826%~9.552%的表型变异。在这些显著位点中有4个SNP位点同时关联到了2个不同的耐低磷性状。对67个SNP位点进行发掘,筛选到7个可能与小麦耐低磷性有关的候选基因。TraesCS6A02G001000和TraesCS6A02G001100在锌指合成中有重要作用;TraesCS6A02G118100可能为低磷胁迫诱导基因;TraesCS5D02G536400、TraesCS1B02G154200和TraesCS5D02G536500与低磷胁迫相关酶类基因家族有关;TraesCS1D02G231200与植物DUF 538结构域蛋白有关,是植物胁迫相关调控蛋白候选基因。     

不同试点灌溉方式对冬小麦产量和品质性状的影响

小麦是我国主要的粮食作物之一。随着人们生活水平的提高,对小麦高品质的需求日益迫切。未来全球环境变化背景下,CO2 浓度升高、气候变暖、降水格局变化等将可能影响作物的生理过程,继而影响作物产量和质量。为此,选择两个试点(CO2 浓度、温度等环境条件不同) ,同期进行不同灌溉方式对两个冬小麦品种(中育5号和中优970 1)的产量和品质影响的试验研究。结果表明:2灌(拔节水和开花水)对小麦经济产量最有利;小麦生育后期增加灌溉可提高千粒重,尤其浇灌浆水对增加千粒重有利。在小麦拔节后期,随灌溉增加,小麦品质性状普遍呈现下降趋势,但个别品质性状因品种而异,即灌溉增加,对中优970 1的面包体积影响不大,对其沉降值、面团拉伸参数反而有利。同一品种产量和品质性状有明显的地域差异,在小麦开花至成熟期,大田环境CO2 浓度较高(增幅6 9.0μmol/ mol)、日均温度高2℃多的北京试点,与安阳试点相比,产量表现较低,多数小麦品质性状较优。说明北京试点的环境条件有益于品质改善,不利于产量提高,而且在小麦生育后期较高温度可能更为影响小麦产量和品质。从而在未来全球气候变暖背景下,温度小幅增加将可能改善小麦品质,但产量减少     

小麦农艺性状与品质特性的多元分析与评价

估算96个小麦品种(系)的11个农艺性状和10个品质特性参数的主成分,并以主成分和欧氏距离为基础,分别作二维排序分析和聚类分析。农艺性状的前4个主成分反映了85.3450%的原始数据信息量;品质特性的前4个主成分代表了89.1483%的原始数据信息量。以96个材料的主成分得分绘制二维排序图,27个小麦品种(系)表现为矮秆、子粒和旗叶较大,丰产性较好、综合农艺性状优良;32个小麦品种(系)表现为铁、锌含量较高,加工品质较好、综合品质特性优良。在系统聚类图中,农艺性状和品质特性分别被聚成5类。综合农艺性状较好的材料主要集中在第Ⅲ类和第Ⅳ类;综合品质特性较好的材料主要集中在第Ⅰ类和第Ⅱ类。综合分析发现,同时兼顾丰产性较好且子粒铁、锌含量较高,品质特性较好的小麦品种(系)有:泰山9818、西农822、轮选719、杨-31、西安837和中育9383。将聚类分析和二维排序分析结合起来,能较好的对小麦的性状组成做出综合评价,鉴定和评价出优质、高产、综合性状优良的小麦品种(系),为小麦遗传育种提供优良的种质资源,为合理选配亲本提供参考。     

环境中富啡酸对小麦吸收利用亚硒酸钠及其毒性的影响

利用小麦水培安验,研究了从土壤中提取的富啡酸（Ｆｕｌｖｉｃａｃｉｄ,ＦＡ）对亚硒酸钠生物有效性及毒性的影响。结果表明,富啡酸对小麦吸收利用亚硒酸钠有明显的影晌,并且对高浓度亚硒酸钠的毒性有一定的抑制作用,富啡酸可提高小麦对硒胁迫的生态适应性。     

富硒营养液喷施量对春小麦产量和品质的影响

为避免过量施硒产生叶片损伤,实现籽实富硒并降低成本,必须选择合适的富硒营养液喷施量。本研究在内蒙古春小麦产区开展富硒营养液叶面喷施量对"宁春4号"小麦产量和面粉品质影响的田间试验,结果发现:朵日纳营养液最佳喷施量为7500 mL·hm^-2(硒施用量61.5 g·hm^-2),相比对照,"宁春4号"产量显著提高11.8%(达600 kg·hm^-2);面粉中的硒含量上升6.6倍,达0.66 mg·kg^-1,同时,面粉中锌和蛋白质含量分别提高5.4%和12.4%。研究结果确定了朵日纳营养液应用于小麦的合适喷施量,对其推广应用和支撑地区富硒产业发展具有重要意义。     

硬粒小麦基因组中硒蛋白存在性分析研究

目的：用生物信息的方法对硬粒小麦基因组中硒蛋白存在性进行分析研究。方法：利用SECISearch工具将Genebank中收录的11029条硬粒小麦核酸序列逐个分析,找出具有符合硒蛋白特有茎环结构的序列,以已经发表的衣藻中硒蛋白为参照对象,利用VectorNTI软件对匹配序列进行生物信息分析,研究硬粒小麦硒蛋白存在性。结果：发现AY146587．1序列的互补序列中存在一个表达区与衣藻硒蛋白具有较高的结构相似性（该序列区长度为288bp,对应的SECIS在其下游6071bp处）,很有可能是硬粒小麦硒蛋白（或同源蛋白）编码区。结论：获得硬粒小麦中可能与硒蛋白相关的核酸序列。     

基于根系分泌物研究混合型邻群环境对小麦幼苗亲缘识别的调控作用

采取根系分泌物替代邻居植物的方法,设置近缘(品种内)、种内远缘(品种间)和种间远缘(物种间) 3个亲缘关系处理,单一和混合亲缘型两个水平邻群复杂性处理以及两个小麦(Triticum aestivum)品种处理的交互实验,探究混合型邻群环境对小麦幼苗在亲缘识别中形态性状表达的影响。结果表明:亲缘关系和邻群复杂性对小麦幼苗的比叶面积和比根长具有显著影响,它们的交互作用对比叶面积、总根长、比根长和根系平均直径亦具有显著影响;与单一型近缘及单一型种内(或种间)远缘邻群处理相比,混合型种内(或种间)远缘邻群中小麦的比叶面积等形态性状或是处于更高(或更低)水平,或是无显著差异;小麦对亲缘识别的响应存在品种差异性;混合亲缘型邻群中小麦响应亲缘识别的形态性状表达并不处于由单一型近缘邻群向单一型远缘邻群过渡的中间水平。     

野生二粒小麦籽粒含硒量的差异分析

采用氢化物-原子荧光法,对种植于黔中的来自以色列15个野生二粒小麦群体110个基因型籽粒含硒量进行检测分析.结果表明,15个群体含硒量差异极显著(P≤0.001);110个基因型籽粒硒含量和单粒硒含量分别为0.043～0.409 mg kg-1和0.008～0.125 mg seed-1,平均值分别为0.180 mg kg-1和0.046 mg seed-1.籽粒硒含量和单粒硒含量最低的基因型分别是Gamla群体的TZ120和Mt.Hermon群体的TZ8,最高的基因型分别为Bat-Shelomo群体的TZ36和TZ34.在群体水平上硒浓度差异明显,变异系数CV为9%～74%;斯皮尔曼秩相关分析表明,籽粒硒含量分别与该群体起源地海拔、年平均降雨量、平均干旱天数呈显著负相关,与年均温、8月均温、1月均温呈显著正相关.单粒硒含量的相关分析与籽粒硒含量的相似.野生二粒小麦籽粒含硒量的差异是长期适应环境的结果,其遗传多样性将为小麦硒营养机理研究和育种利用提供材料.     

小麦HMW-GS基因及其AS-PCR分子标记研究进展

小麦高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)与小麦品质性状,尤其是沉降值性状显著相关。利用其做分子标记选育聚合优质亚基的品种,具有快速、简单、实用、有效的特点。目前,普通小麦基因组中已有15个已命名Glu-1基因被克隆和测序,这使设计引物序列、进行等位基因的特异性扩增成为可能。对普通小麦高分子量谷蛋白亚基基因组成特点及分子标记现状进行了分析,并针对国内利用高分子量谷蛋白亚基进行分子标记辅助育种做了展望。     

植物硒生理及与重金属交互的研究进展

硒是一种重要的微量元素,在低浓度时对生物有益,但高浓度时呈现与重金属类似的毒性。植物作为人体硒摄入的主要来源,其硒代谢对于植物硒积累乃至人体硒营养水平十分重要。研究植物硒吸收、代谢和积累机理能指导富硒粮食的生产,是解决人体硒摄入不足/超量问题的有效途径。本文在阐述土壤硒含量、形态、生物有效性及分布的基础上,综述了植物对硒的吸收、代谢机理的研究进展,并讨论了农业生物强化以及遗传育种生物强化等两种硒生物强化的实践方法,以及利用硒生物强化缓解重金属毒性减少积累;最后,提出了植物硒代谢及硒生物强化研究的前沿问题,以期为改善人体硒营养水平提高人体健康状况提供理论和实践依据。