杂交小麦品质改良技术体系的建立

利用生化标记辅助选择与温室加代回交育种相结合的方法,将优质高分子量谷蛋白亚基14＋15与5＋10的基因分别导入和聚合到高产杂交小麦‘西杂一号’亲本,用含有目标亚基的杂交小麦亲本组配杂交组合,获得含有单个优质亚基144-15、5＋10和聚合这两种优质亚基的‘西杂一号’,在保持原品种高产性状的同时提高了其HMW-GS组成品质评分,有望实现杂交小麦高产优质。     

SDS-PAGE分析转基因小麦与主栽小麦杂交后代的高分子量麦谷蛋白亚基

目的:高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)1Ax1、1Dx5是对小麦面包烘烤品质有重要影响的优质亚基。将转基因小麦株系与普通小麦栽培品种常规杂交并快速筛选后代,以选育含有外源优质亚基的主栽小麦品系。方法:将分别含有1Ax1、1Dx5亚基的转基因小麦株系B102-1-2、B73-6-1与3种普通小麦主栽品种鄂恩1号、鄂麦12号、日喀则8号常规杂交,用不连续SDS-PAGE方法鉴定12组杂交组合(正反交)F1代311颗籽粒的HMW-GS。结果:不连续SDS-PAGE分析大量子代带型,能够快速鉴定筛选出具有优质亚基的株系,转基因获得的外源优质HMW-GS基因在大部分F1子代中能够共显性遗传。结论:常规杂交育种能使外源基因有效地整合进主栽小麦的基因组中,进一步分析后代遗传的稳定性和遗传规律就可以培育出优质的新品种;不连续SDS-PAGE快速筛选优质亚基的株系具有可操作性和实用性。     

小麦HMW-G12亚基基因启动子克隆及序列分析

为了研究高分子量谷蛋白基因启动子在种子中的特异性表达,以小麦品种“东农7742”的基因组DNA为模板,根据已发表序列设计并合成引物,用PCR的方法克隆了小麦贮藏蛋白中高分子量谷蛋白12亚基基因的上游调控序列。序列测定结果表明：所克隆的启动子片段大小为424bp与Thomspon报道的序列比较,同源性为97.9%,有9个核苷酸发生了改变。推测的TATA box位于-27— -30bp,Prolamin-box位于-175— -181bp,认为该元件可能与转录速率的调控有关。     

两对高分子量麦谷蛋白亚基等位基因及其相互作用对小麦面筋品质的影响

小麦谷蛋白赋于面筋弹性,其亚基组成类型对加工品质有着重要的决定作用。采用一对杂交组合(烟农19×安农9914)的后代,随机选择至F3,种植871个F4穗系,分别检测了高分子量麦谷蛋白亚基(high molecular weight glutenin subunits,HMW-GS)、低分子量麦谷蛋白亚基(low molecular weight glutenin subunits,LMW-GS)组成、SDS沉降值和和面图指标,分析了麦谷蛋白等位亚基及其相互作用对品质的影响。结果表明:该群体麦谷蛋白组成仅在Glu-A1(1亚基或N亚基)与Glu-B1(14 15亚基或17 18亚基)位点有差异。Glu-A1位点1亚基的SDS沉降值显著高于N亚基,1亚基的峰高、7 min尾高显著大于N亚基,而在和面时间、7 min带宽以及衰落角(耐揉性),两亚基间差异不显著。Glu-B1位点亚基间SDS沉降值17 18>14 15/17 18>14 15,和面时间、7 min带宽两个指标17 18亚基显著高于14 15亚基,衰落角显著小于14 15亚基,峰高和7 min尾高差异不显著。对Glu-A1和Glu-B1两位点互作,除7 min带宽互作达5%显著水平外,其它四个指标均未达显著水平。1亚基相对于N亚基,17 18亚基相对于14 15亚基,虽以SDS沉降值为标准其效应相当,但两者却作用于面团的不同性能。     

试论野生稻高蛋白种质在水稻育种中的应用

本文探讨野生稻高蛋白种质在水稻育种中应用的必要性、意义和可行性,提出研究应用的发展重点;认为水稻品质育种应利用野生稻高蛋白种质,加强专用水稻育种和高蛋白种质分子学研究。     

外源1Dx5基因导致小麦高分子量麦谷蛋白亚基表达变异

目的:为了结合基因枪转化和传统杂交方法培育优质小麦品种,对转基因小麦和国内主栽小麦品种杂交后代外源基因遗传表达行为进行了研究。方法:采用SDS-PAGE对2个小麦杂交组合川89-107×B72-8-11b和鄂麦18×B72-8-11b的杂交及回交后代籽粒进行高分子量麦谷蛋白亚基遗传表达分析。结果:在亲本中能够稳定超量表达的外源基因1Dx5在杂交后代中出现了不同的表达量,而且在外源基因的影响下,杂交后代出现了新的、杂交亲本并不表达的高分子量麦谷蛋白亚基。结论:多拷贝的外源基因在不同于受体环境的细胞质中的表达发生了变化,且由于外源基因的插入引起了内源高分子量麦谷蛋白亚基组成的变异。     

利用回交结合Wx基因分子标记培育部分糯性小麦

颗粒结合型淀粉合成酶Ⅰ(GBSSI,Waxy蛋白)是小麦胚乳中直链淀粉合成的关键酶。小麦基因组中存在3个Waxy基因(Wx-A1、Wx-B1、Wx-D1)。在白火麦中Wx-D1位点的突变(Wx-D1b)引起Wx-D蛋白的缺失,导致直链淀粉含量下降,其面粉表现出部分糯性。与目前生产上推广品种相比,白火麦的农艺性状较差,产量非常低。为了培育农艺性状优良的部分糯性小麦,我们将白火麦与具有优良农艺性状的小麦品种PH85-16、济南17和烟农15(轮回亲本)分别进行杂交,后代分别与相应的三个轮回亲本回交五代,在每代中均选择农艺性状与轮回亲本相近并含有Wx-D1b的后代。在第六代自交后选择具有Wx-D1b的纯合体,选出的单株连续自交三代。获得了六个农艺性状与轮回亲本相似的品系,它们均携带纯合的Wx-D1b位点。研究表明采用回交的方法并结合基于Wx基因序列的分子标记技术,是培育优良部分糯性小麦的一种非常有效的方法。本研究培育出的部分糯性小麦品系可以直接用于大田生产。     

小麦高分子量谷蛋白亚基效应的比较研究

采用SDS-PAGE方法,通过对5个亲本间杂交获得的F2群体每一单株的F3籽粒样本及其亲本进行小麦高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）组成分析,并对每一F2单株上F3籽粒群体的高分子量谷蛋白亚基组成与其籽粒蛋白质含量、SDS-沉降值的关系进行研究,分析比较黄淮麦区出现频率较高的7个亚基或亚基对的品质效应。结果表明：小麦高分子量谷蛋白亚基组成不同群体间籽粒的蛋白质含量和SDS-沉降值基本达到显著或极显著水平。优质亚基表现为：1、7＋8、14＋15和5＋10亚基。因此,黄淮麦区小麦育种应加强对这些优质亚基的引入和利用,特别是对14＋15和5＋10亚基的引入和利用。     

宁夏国外小麦种质资源考察、引进和利用

国外小麦种质资源引进在宁夏小麦引种中发挥着重要的作用。碧玉麦、阿勃、墨卡(卡杰姆F-71)、WC-20(宁春37)、9186(宁冬6号)等国外小麦品种在宁夏生产上直接利用。宁夏春小麦的品质杂交选育始于1953年,利用国外小麦种质资源先后培育出斗地1号、宁春4号等50余个春麦品种。1990年宁夏国外冬麦种质资源的引进带动了宁夏引黄灌区冬麦北移和耕作改制的研究,也引发了宁夏冬麦品种杂交选育的研究。宁夏引黄灌区冬小麦品种的杂交选育的工作始于1991年,经过15年的努力,杂交选育出第一批冬麦品种宁冬10号、宁冬11号,2010年在冬麦生产上取代了明丰5088,不仅实现了宁夏引黄灌区冬小麦品种第3次更新、实现了小麦品种的5次更新,而且使宁夏小麦生产水平跃上新台阶,有力地促进宁夏引黄灌区耕作制度改善和种植业结构的调整。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基1Dx5启动子驱动外源基因的表达

将小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)基因的胚乳组织特异性表达启动子驱动的外源突变型1Dx5基因和gus基因导入小麦中.对其转基因植株连续3代的跟踪研究表明,突变型1Dx5基因的重复序列导致其表达蛋白分子量增大,并影响其它1Bx17 1By18亚基基因的表达.组织化学分析观察到gus基因在1Dx5基因启动子驱动下的表达表现出胚乳组织特异性,在开花2周后开始表达,表达量呈持续上升,至腊熟期达到最高,其次为籽粒成熟期.     

高产淀粉型甘薯新品种徐薯27的选育及品质特性

高产淀粉型甘薯新品种徐薯27是以徐薯18为母本,选择遗传背景差异大的20个品种(系)为父本,放任授粉集团杂交后代中筛选。该品种2009年通过山东省农作物品种审定委员会审定。通过对徐薯27农艺性状特征、生产力、抗病性、品质特征性状以淀粉糊化特性等进行研究,结果表明:徐薯27萌芽性好,地上部长势平稳,耐贮藏;高抗根腐病,中抗茎线虫病;鲜薯和薯干产量对照徐薯18,最高增产分别达19.41%和19.21%,具有超高产潜力;徐薯27淀粉RVA谱为A型,不同肥料处理下RVA参数值差异明显,有机肥能明显降低其淀粉最高粘度值(PKV)、最低粘度值(HPV)和最终粘度值(CPV),糊化温度在较高的75～80℃范围。     

小麦高分子量麦谷蛋白亚基鉴定及其品质效应研究进展

高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS,high molecular weight glutenin subunits)是小麦子粒贮藏蛋白的重要组成成分,其组成、搭配、表达水平及含量决定面团弹性和面包加工品质。本文主要介绍了小麦HMW-GS编码基因的克隆、分子特征、分子标记开发及其在小麦育种中的应用,并综述了不同HMW-GS与面粉加工品质之间的关系,以及HMW-GS基因遗传转化、微量配粉和突变体培育等方面的研究进展,分析了目前研究中存在的主要问题,认为通过分子标记辅助选择和转基因技术聚合优质亚基,培育优质面包小麦品种和明确各个HMW-GS基因的品质效应是今后的研究重点。     

小麦谷蛋白亚基基因的PCR鉴定及其在品质改良中的应用

小麦谷蛋白是胚乳中的主要贮藏蛋白,对面包品质具有重要作用。因此,改变品种的谷蛋白等位基因组成是品质改良的主要内容,而谷蛋白亚基基因的选择手段是决定品质育种成效的关键。本文介绍了近年来发展起来的小麦谷蛋白亚基基因PCR分子鉴定技术,通过与传统SDSPAGE方法的比较,总结了PCR技术应用于谷蛋白基因鉴定和品质改良计划的优越性及其研究进展,并讨论了分子标记技术在小麦品质改良计划中的应用前景及今后的研究方向。     

Evaluation of Barley and Wheat Germplasm for Resistance to Head Blight and Mycotoxin Production by Fusarium asiaticum and F. graminearum

Fusarium head blight (FHB) is one of the most serious diseases in barley and wheat, as it is usually accompanied by the production of harmful mycotoxins in the grains. To identify FHB-resistant breeding resources, we evaluated 60 elite germplasm accessions of barley (24) and wheat (36) for FHB and mycotoxin accumulation. Assessments were performed in a greenhouse and five heads per accession were inoculated with both Fusarium asiaticum (Fa73, nivalenol producer) and F. graminearum (Fg39, deoxynivalenol producer) strains. While the accessions varied in disease severity and mycotoxin production, four wheat and one barley showed <20% FHB severity repeatedly by both strains. Mycotoxin levels in these accessions ranged up to 3.9 mg/kg. FHB severity was generally higher in barley than in wheat, and Fa73 was more aggressive in both crops than Fg39. Fg39 itself, however, was more aggressive toward wheat and produced more mycotoxin in wheat than in barley. FHB severity by Fa73 and Fg39 were moderately correlated in both crops (r = 0.57/0.60 in barley and 0.42/0.58 in wheat). FHB severity and toxin production were also correlated in both crops, with a stronger correlation for Fa73 (r = 0.42/0.82 in barley, 0.70 in wheat) than for Fg39.     

转基因小麦外源优质亚基基因的杂交转育研究

在获得外源品质基因1Dx5和1Ax1超量表达的转基因小麦的基础上,利用小麦转基因品系‘B72-8-11b’和‘B102-1-2’为父本,主要以湖北省栽培品种‘鄂麦12’为母本,配置杂交组合。杂交后代中采用系谱选择法,结合HMW-GS鉴定,研究了转基因小麦外源品质基因在F1、F2、F3、F4代的传递,并筛选出外源1Dx5或1Ax1基因保持超表达的2个新型转基因株系;同时证明了将外源品质基因向栽培品种转育,是提高小麦优质亚基含量和提高HMW-GS总量的有效方法之一。     

全小麦啤酒酵母菌株的诱变育种及应用研究

采用10 Kev低能N~+注入啤酒酵母,经筛选获得一菌株Lz37,再用150 MPa超高压处理菌株Lz37,经双乙酰平板筛选获得一菌株Gy3,其凝聚性很强,适合于在小麦汁中发酵啤酒,其发酵度为66%～68%,双乙酰含量低于口味阈值,遗传稳定性良好。将Gy3酵母定为全小麦啤酒生产应用酵母,命名为商啤3号(Sp-03)。SP-03啤酒酵母菌株的各项生理及生产性能都较优良,特别是在全小麦芽啤酒的酿造中适用性较强,经过对发酵工艺等的调整,用其酿制的啤酒口感纯正、淡爽、柔和。     

秩次分析法对冬小麦新种质产量性状评价的有效性

用秩次分析法,对6个年度参加河北省冬麦区中北部区域试验中的冬小麦新品系产量性状的稳定性进行评价。通过对各品种表现秩次值H2、环境区分指数YM、秩次均方值S^2等统计数的计算,进行品种间产量的高低度稳定性比较。对22个可评价参试品种给予客观公正的评价,因此证明秩次分析法对作物新种质品比试验中产量性能的评价是一种实用、可行的数据处理方法。     

植物细胞工程在小麦抗赤霉病育种中的应用

小麦赤霉病是全球性小麦病害,严重影响小麦产量和品质,赤霉菌产生的毒素进一步威胁人畜安全,培育抗病品种是控制小麦赤霉病危害的根本途径。植物细胞工程技术可创造新的遗传变异、加快育种进程,已经广泛应用于小麦抗赤霉病育种。概述了体细胞无性系变异诱导、花药培养、小麦与玉米杂交培育加倍单倍体以及幼胚培养一年多代快速成苗等植物细胞工程技术研究进展,着重介绍了其在抗小麦赤霉病育种中的应用。最后对未来发展趋势做了展望,植物细胞工程结合分子育种技术将在小麦抗赤霉病品种培育中发挥更重要的作用。     

河南省花生地方资源蛋白质和脂肪含量分析及其育种利用策略

对233份河南省地方花生资源进行了蛋白质含量、含油量、油酸和亚油酸含量的全面测定,并与省外和国外资源的相关性状进行了比较分析。在河南地方品种资源中,蛋白质含量中等,平均含油量和油酸含量相对较高,但缺乏蛋白质含量超过30%或含油量超过56%、油酸含量超过70%的突出材料。河南省目前高油品种选育有明显进展,育成了一批高油花生品种,但育成品种蛋白质含量普遍偏低。提出了充分利用现有地方品种资源,积极采用远缘杂交、诱变、分子标记辅助选择技术及现代基因工程技术创制优良种质,选育优质专用品种的育种策略。     

大豆高光效育种研究进展

多年的研究证明 ,提高光合效率是提高大豆产量的重要途径。在高产条件下 ,高光效大豆 (GlycinemaxL .Merr.)品种与一般品种相比可提高产量 30 %～ 40 %,表明高光效育种有着广阔的发展前景。高光效育种虽然未能缩短育种时间 ,但为达到预定的高光效目标提供了“实时”监测 ,可免除目标的偏离 ,从而达到高光效与高产的同步提高。大豆叶片与豆荚均存在着高活性的有限的C4 途径循环 ,因此 ,通过常规育种或基因工程技术提高C4 途径酶的表达能力 ,可能是提高C3 植物光合效率的新突破点。