不同品质类型小麦非叶光合器官光合荧光特性研究

以强筋(郑麦9023)、中筋(新麦13)和弱筋(豫麦50)型小麦品种为试材,测定了它们非叶光合器官的叶绿素含量、荧光动力学参数、净光合速率及对籽粒的贡献率.结果显示,不同品质类型小麦非叶光合器官叶绿素含量表现为旗叶鞘>穗下节间>芒>穗部颖片,各非叶光合器官开花18d后叶绿素含量均表现为弱筋小麦>中筋小麦>强筋小麦;弱筋小麦的非叶光合器官在灌浆前期具有较高的Fv/Fm、ΦPSⅡ值,在灌浆后期其Fv/Fm和ΦPSⅡ值下降幅度显著小于强筋小麦并有较高的净光合速率;非叶光合器官对籽粒的相对贡献率依次为穗部>旗叶>节鞘,且对弱筋小麦籽粒的贡献率高于中筋和强筋小麦,其中节鞘和穗对弱筋小麦粒重的相对贡献率分别为15.7%和35.4%.研究表明,弱筋小麦豫麦50的非叶光合器官能维持较较强的光合能力,生产更多的光合产物,花后形成的光合产物对其粒重的增加起重要作用.     

辣椒净光合速率Hayman双列杂交分析

用辣椒(Capsicum annuum L.)6个亲本,按(1/2)n(n-1)双列杂交法配制15个杂交组合,用Hayman双列杂交分析法估算不同开花结果时期净光合速率的遗传参数。阵列协方差(Wr)对阵列方差(Vr)的回归分析结果表明,辣椒开花结果前期、中期、后期净光合速率的遗传都不符合“加性-显性”模型。Wr Vr与亲本Yr间的相关分析表明含有更多高净光合速率,显性基因的亲本具有较大的Wr Vr值。遗传参数估算表明开花结果时期的净光合速率遗传是显性效应比加性效应更加重要,同时还存在显著上位性效应。狭义遗传力较小,开花结果中、后期杂种优势比前期明显。     

簇毛麦中一种新型高分子量麦谷蛋白亚基基因序列的研究

簇毛麦(Haynaldia villosa)是普通小麦品质改良的重要亲本之一。利用基因组PCR的方法从簇毛麦中克降到一个新的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW—GS)基因(HayviG1)全编码序列,内有2个终止密码,可能是1个假基因。从推导的氨基酸序列同源性分析表明：HayviG1编码1个新的HMW-GS亚基,聚类分析表明与长穗偃麦草的Agelog5以及圆柱山羊草的1Cy具有较近的同源性。     

水稻的分蘖与成穗

什么叫做分蘗?水稻、小麦等禾谷类作物茎基部的腋芽发育而成的分枝,就叫做分蘗。分蘗可以成穗,而穗数又是构成产量的基础之一。因此,要掌握水稻分蘗发生和成穗的规律,     

斯卑尔脱小麦的起源与遗传研究及其在普通小麦育种中的利用

斯卑尔脱小麦(Triticum spelta L.)是具有原始染色体组的带皮栽培种,其形态特征明显,是丰富小麦遗传变异、增强抗性等的重要基因资源.斯卑尔脱小麦与普通小麦间具有较大遗传差异,与普通小麦杂交具有很强的杂种优势.斯卑尔脱小麦氨基酸和微量元素含量较普通小麦含量高,且营养成分也更丰富.向普通小麦导入斯卑尔脱小麦的有益基因是改良普通小麦抗性和品质的有效途径之一.     

转GmDREB3基因抗旱小麦与亲本小麦的营养成分比较与分析

目的：比较和分析转GmDREB3基因小麦和亲本小麦的营养成分。方法：对转GmDREB3基因抗旱小麦与其亲本小麦的营养成分：水分、灰分、蛋白质、脂肪、膳食纤维、氨基酸、维生素、矿物质、脂肪酸等进行检测和分析。结果：转基因小麦的个别营养成分如总膳食纤维、泛酸、叶酸、维生素B12含量高于亲本小麦,其余营养成分含量与亲本小麦相比没有明显差别,大多数营养成分的检测结果在OECD推荐的参考范围内。结论：转GmDREB3基因小麦和亲本小麦在营养成分上具有实质等同性。     

外源海藻糖对PEG渗透胁迫下小麦Rubisco及其活化酶的影响

以抗旱品种‘晋麦47’和干旱敏感品种‘郑引1号’为材料,通过室内水培试验研究了外源海藻糖对PEG渗透胁迫下小麦叶片净光合速率、1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(Rubisco)和1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶活化酶(RCA)含量和相关基因表达特性的影响。结果表明:(1)外源海藻糖和渗透胁迫均能显著增加2个小麦品种叶片海藻糖含量。(2)渗透胁迫显著降低了2个品种小麦叶片的净光合速率,而外源海藻糖能显著缓解受胁迫小麦叶片净光合速率的降低幅度。(3)渗透胁迫仅使‘郑引1号’Rubisco大亚基基因(rbcL)相对表达量及相应蛋白含量显著降低;渗透胁迫显著降低了小麦RCAα和β亚基基因相对表达量,并显著降低RCA蛋白含量,而外源海藻糖不能缓解RCA蛋白含量的降低;渗透胁迫显著降低了Rubisco总活性、初始活性、活化状态及RCA活性,而外源海藻糖则能显著缓解上述酶活性的下降。(4)小麦叶片净光合速率与其rbcL、RCAα和β亚基基因相对表达量及Rubisco总活性、初始活性、活化状态及RCA活性均呈极显著正相关关系。研究发现,在渗透胁迫条件下,外源海藻糖主要从翻译后层面对小麦叶片Rubisco和RCA的活性发挥显著保护作用,从而缓解了小麦净光合速率的降低。     

小麦遗传背景对普通小麦×6x小簇麦杂种F_1减数分裂行为的影响及育性

利用普通小麦与6x小簇麦杂交转移簇毛麦有利基因的过程中,发现由小麦品系J－11为亲本的杂种F1花粉具有高可育的特性,研究结果表明,它可能是由小麦品系J－11核基因组上所携带的基因与簇毛麦染色体相互作用影响杂种F1减数分裂四分体时期的行为而形成的,导致其花粉育性及结实性的增高和外源染色体传递行为的不同。结果指出了可能存在一类影响远缘杂种减数分裂四分体时期行为的新基因,这种基因与外源染色体的相互作用对控制远缘杂种结实性及其外源基因的转移具有重要意义。     

转叶片衰老延缓基因PSAG12-IPT小麦株系光合性能的研究

以导入叶片衰老延缓基因PSAG12-IPT小麦西农1376的T5代株系为材料,于灌浆期测定了它们功能叶片的净光合速率和叶绿体色素含量.结果表明:经过早代鉴定的转PSAG12-IPT基因小麦株系的净光合速率均高于受体对照西农1376,部分株系达到极显著水平;转基因株系叶绿体色素含量的平均值也显著高于对照.可见,转叶片衰老延缓基因PSAG12-IPT小麦株系灌浆期功能叶片的光合性能得到显著改善.     

小麦移植对分枝穗形成的试验摘要

一、1951年陕西与平县农场进行不同小麦品种移植,在1952年发现经过移植的6028小麦出现有分枝穗。为了进一步探求移植对小麦分枝形成的作用及原因,我们于1952—1953和1953—1954年继续用6028小麦进行了移植试验。二、根据1952—1953年,1953—1954年两年结果证明采用移植方法,肯定能促成分枝穗的形成,同时看出分枝穗形成数目与移植时期有关,如下表所列:     

小麦芒基因定位及其与农艺性状的相关性分析

芒是位于植物穗上的针状结构,广泛存在于禾本科作物水稻、小麦、高粱和大麦中,不同作物芒的结构存在差异.小麦中,芒对提高穗光合效率和产量、防鸟、抗虫及抗逆有重要作用.前人已经对抑制小麦芒发育的主要基因进行了定位和遗传分析,4个主效基因中仅有B1(Tipped1)基因被克隆.本研究基于人工群体云南3号和偃展1号BC3F6群体...     

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。     

环境、基因型及其互作对小麦主要品质性状的影响

  为了解环境(E)、基因型(G)及其互作(G×E)对小麦(Triticum aestivum)主要品质性状的影响效应, 连续两年进行了2组不同试验: 试验1在河南省5个不同纬度点分别种植强筋、中筋和弱筋6个小麦品种, 其品质性状的基因型差异相对较大; 试验2采用9个品种(多为中筋类型), 分别种植于我国主产麦区的8个省份, 其环境差异相对较大。研究结果表明, 2组试验中所有品质性状的基因型差异均达5%或1%的显著水平。试验2中所有品质性状的地点变异均达1%的极显著水平, 而试验1中仅蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、吸水率和延伸性的地点变异显著, 其多数加工品质性状的地点变异不显著。试验1中所以品质性状的地点×基因型互作均不显著; 而试验2中籽粒硬度、灰分、吸水率、形成时间、稳定时间和最大抗延伸阻力存在显著的地点×基因型互作。2组试验结果给我们的启示是: 1)基因型对多数品质性状的影响是第一位的, 因此生产中品种选择对获得理想的加工品质至关重要。2)地点对多数品质性状影响明显, 但其效应大小与试验的环境差异性有关。3)基因型与环境的互作效应明显小于基因型或环境主效应, 且受试验材料(基因型)与环境差异的影响。4)年际间多数品质性状有显著差异, 主要与灌浆期降雨、光照及温度条件有关; 过多降雨、较少日照时数及较低日均温对强筋小麦品质形成不利。     

Identifying regions of the wheat genome controlling seed development by mapping expression quantitative trait loci

Statistical methods established for the genetic analysis of quantitative traits can be applied to gene expression data. Quantitative trait locus (QTL) analysis can associate the expression of genes or groups of genes with particular genomic regions, and thereby identify regions regulating gene expression. A segregating population of 41 doubled haploid (DH) lines from the hard red spring wheat cross RL4452 x 'AC Domain' was used to map expression level polymorphisms. This population had previously been mapped with microsatellites, and includes a full QTL analysis for agronomic and seed quality traits. Expression analysis on mRNA from developing seed grown in two field locations was conducted on 39 of the 41 DH lines using the Affymetrix GeneChip Wheat Genome Array. Analysis of the hybridization intensity identified 1484 Affymetrix probe sets in the first location and 10,280 probe sets in the second location, where the hybridization intensity varied significantly between genotypes of the population. A common set of 1455 probe sets differing in intensity between genotypes in both locations was used for mapping, and 542 QTLs were identified that each mapped to a single chromosome interval, illustrating that major gene expression QTLs could be found in wheat. Genomic regions corresponding to multiple gene expression QTLs were identified. Comparison of expression mapping data with physical mapping of wheat expressed sequence tag (EST) sequences using rice synteny, as well as logarithm of odds (LOD) score analysis, showed that both cis- and trans-acting expression QTLs were present. Chromosomes 1D and 4B may contain significant trans-regulatory regions in this population.     

基因型和环境及其互作效应对小麦品质的影响及品质稳定性分析

分析基因型、环境及其互作对小麦品质性状的影响。对两年度3个试点13个小麦品种的16个主要品质性状进行分析。结果表明:品质性状在不同小麦品种及不同试点间皆存在显著差异,其中硬度、PPO活性、AWRC、稀懈值的变异系数较大;膨胀势、最终粘度、峰值粘度的变异系数较小;糊化温度、碱性水保持力、峰值时间、蛋白质含量、湿面筋含量的环境效应大于基因型效应;SDS沉降值、PPO活性、黄色素含量、膨胀势、峰值粘度、保持粘度、稀懈值、最终粘度、回升值、Zeleng沉降值、硬度的基因型效应大于环境效应,保持粘度这一品质性状基本上不受环境影响,比较稳定。     

Genome‐wide association study of six quality traits reveals the association of the TaRPP13L1 gene with flour colour in Chinese bread wheat

Flour colour, kernel hardness, grain protein content and wet gluten content are important quality properties that determine end use in bread wheat. Here, a wheat 90K genotyping assay was used for a genome‐wide association study (GWAS) of the six quality‐related traits in Chinese wheat cultivars in eight environments over four years. A total of 846 significant single nucleotide polymorphisms (SNPs) were identified, explaining approximately 30% of the phenotypic variation on average, and 103 multienvironment‐significant SNPs were detected in more than four environments. Quantitative trait loci (QTL) mapping in the biparent population confirmed some important SNP loci. Moreover, it was determined that some important genes were associated with the six quality traits, including some known functional genes and annotated unknown functional genes. Of the annotated unknown functional genes, it was verified that TaRPP13L1 was associated with flour colour. Wheat cultivars or lines with TaRPP13L1‐B1a showed extremely significantly higher flour redness and lower yellowness than those with TaRPP13L1‐B1b in the Chinese wheat natural population and the doubled haploid (DH) population. Two tetraploid wheat lines with premature stop codons of the TaRPP13L1 gene mutagenized by ethyl methanesulfonate (EMS) showed extremely significantly higher flour redness and lower yellowness than wild type. Our data suggest that the TaRPP13L1 gene plays an important role in modulating wheat flour colour. This study provides useful information for further dissection of the genetic basis of flour colour and also provides valuable genes or genetic loci for marker‐assisted selection to improve the process of breeding quality wheat in China.     

Low nutritive quality as defense against herbivores

Contrary to a widespread assumption in the literature on plant-herbivore interactions, individual plants do not necessarily benefit by possessing traits which lower herbivore fitness. In particular, genes conferring lowered nutritive quality could even increase herbivore damage under certain circumstances. Three special sets of conditions are outlined in which low nutritive quality would lower herbivore-induced damage to an individual plant. These sets are far from exhaustive. It is concluded that the adaptiveness of lowered nutritive quality in herbivore defense is widely possible but in no case demonstrated.     

不同生态区小麦品种的穗发芽抗性评价

本研究对来自不同生态区的137个小麦品种进行穗发芽抗性鉴定,计算相对发芽指数,并分析这些品种穗部籽粒性状、品质指标、吸胀萌发后0～72 h α-淀粉酶活性及其基因表达量与穗发芽抗性之间的关系。结果表明: 长江中下游麦区小麦的平均发芽指数最低,抗穗发芽品种最多,其次是长江上游麦区,黄淮麦区抗穗发芽品种相对较少。红粒品种小麦的相对发芽指数低于白粒品种,相对发芽指数与籽粒长度、宽度呈极显著正相关,与小穗数呈显著正相关,与穗型、穗色、穗长、小穗密度、穗粒数、千粒重无显著相关性。相对发芽指数与容重呈极显著负相关,与面团形成时间和出粉率呈显著负相关,与蛋白质含量、湿面筋含量、吸水率、稳定时间、沉降值、拉伸面积、延展性、最大阻力无显著相关性。不同品种的α-淀粉酶活性随吸胀萌发时间的延长呈上升趋势,萌发24～72 h的相对发芽指数与α-淀粉酶活性呈极显著正相关,穗发芽中抗以上品种萌发48 h后α-淀粉酶活性聚类分析结果与穗发芽鉴定结果一致。萌发后各时段α-淀粉酶基因表达量与相对发芽指数呈极显著正相关。     

利用回交法与Wx基因分子标记辅助选择培育糯性小麦

以中国春糯性位点全套近等基因系为研究材料,对小麦Wx基因的6个STS标记和1个CAPS标记进行了筛选。改良PCR扩增条件以及产物检测方式后,从这些标记中筛选出3个标记,包括鉴定Wx-A1、Wx-D1位点的2个共显性STS标记和Wx-B1位点的1个显性STS标记,用于本研究中糯性小麦的分子标记辅助育种。在育种过程中,首先配制全糯材料“98Y1441”与推广品种“川育12”的杂交组合,采用籽粒碘染法从其F2种子中选择全糯基因型个体与回交亲本川育12杂交,如此反复自交、回交,历经数代异地加代繁殖得到BC5F2代回交改良群体。利用上述3个分子标记从该群体中筛选出了8种Wx基因型,经卡方检验,其分离比符合3对基因的分离比例,其中基因型为aabbdd的植株有2株,直链淀粉含量分别为1.81%和0.82%,为全糯小麦;基因型为AAbbdd, aabbDD的部分糯性植株各有1株,直链淀粉含量分别为15.24%和17.57%。研究中获得的BC5 F2代群体的农艺性状接近回交亲本,并明显优于全糯材料“98Y1441”,表明采用回交法与Wx基因分子标记辅助选择相结合,有助于培育高产、优质的全糯和部分糯小麦。