小麦直立叶突变体MtHS29的转录组分析

为解析小麦叶片直立的分子调控机制,以快中子辐射诱变获得的小麦直立叶突变体MtHS29及其野生型衡S29为材料,通过转录组分析挖掘与MtHS29叶片直立相关的差异表达基因。结果表明,突变体MtHS29的叶片相较于野生型衡S29存在不同程度的缺失,其中旗叶和倒二叶的叶枕、叶舌和叶耳全都缺失,叶片呈直立向上生长的状态。突变体MtHS29和野生型衡S29倒二叶、倒三叶和倒四叶的叶枕部位存在共同差异表达基因1567个,主要富集在植物激素信号转导、淀粉和蔗糖的生物合成、苯丙素的生物合成、内质网的蛋白质加工,以及氨基酸和核苷酸糖代谢等通路。进一步分析发现,参与细胞壁松弛的细胞壁主要成分合成相关基因、参与调控叶舌形成和叶夹角大小的生长素和油菜素内酯合成或信号转导相关基因,以及多个参与植物器官形态建成调控相关基因在突变体MtHS29中差异表达,与叶枕处近、远轴面细胞分裂和伸展活动减弱,以及突变体叶舌、叶耳和叶枕等结构的缺失密切相关。本研究为小麦株型育种提供了新的种质资源,也为阐明小麦直立叶形成的分子调控机制提供了一定的理论依据。     

干旱胁迫下小麦苗期根系性状的全基因组关联分析

研究小麦根系在干旱逆境下的形态特征和遗传机制是提升小麦抗旱能力并获得稳产的基础。本研究以300份国内外小麦品种（系）为材料,苗期采用PEG-6000模拟干旱胁迫对小麦根系的最长根长、根总长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数、根鲜重和根干重等8个性状进行表型鉴定,结合90K SNP芯片对8个性状的抗旱系数进行全基因组关联分析,并对稳定遗传的显著关联位点进行候选基因的挖掘。研究结果表明,干旱胁迫下小麦品种（系）的根系性状表现出丰富的表型变异,变异系数为0.17～0.58,全基因组多态信息量变异范围为0.01～0.38,LD衰减距离为7 Mb。群体结构分析表明,供试材料分为3个亚群。GWAS分析显示,共检测到与8个根系性状显著关联的41个SNP位点,单个遗传位点可解释3.91%～8.04%的表型变异。同时在两个及两个以上的性状中发现显著关联位点13个,其中Tdurum＿contig71499＿211(5A)、GENE-1743＿858(3B)、Tdurum＿contig28552＿211(5B)3个位点与4～5个性状显著关联,分别能解释遗传变异的4.12%～5.37%、5.77%～6.7...     

小麦芒性基因的定位与候选基因分析

芒是小麦重要的穗部器官之一,在小麦的光合作用、抗虫、防鸟和产量形成中都起着重要的作用.但是麦芒形成的分子机制仍不是十分清晰.本研究利用Wheat 90K SNP芯片对206份来自于黄淮海地区的小麦材料进行全基因组关联分析,结果显示检测到的与小麦芒性显著关联的SNP位点主要分布于1A、2A、2B、5A和7A染色体上,但显...     

基于稳定碳同位素技术的华北低丘山区核桃-小麦复合系统种间水分利用研究

农林复合系统的林木和作物会充分利用水肥光热等资源、而在资源亏缺时也可能产生竞争,在华北低丘山区等水资源紧缺地区,种间水分竞争尤为突出。在冬小麦返青期、拔节期、灌浆期和成熟期4个生育期,测算了该地区核桃-小麦间作系统和单作小麦不同组分的稳定碳同位素组成(Stable carbon isotope ratio,δ13C)和核桃树干液流,结合生物量和气象数据资料计算出水分利用效率(water use efficiency,WUE)和耗水量(Water use,WU)。结果表明,间作核桃树、间作小麦和单作小麦的WUE分别为10.771—21.233、9.946—19.149和9.878—18.431 mmol C/mol H2O。单作小麦WUE在拔节期显著小于间作小麦。间作系统总耗水量为1755.19 t/hm2,比单作系统的2538.13 t/hm2少30.85%。核桃-小麦间作系统中,核桃耗水量占系统总耗水量的36.34%,在小麦的生长前期所占比例最多、在小麦旺盛生长期所占比重较小,而小麦越往生长后期需水越多。核桃与间作小麦的需水期错开,在时间上避免水分竞争。距离核桃树越近浅层土土壤含水量越高、而深层土越低,表明核桃主要吸收深层水,而间作小麦主要吸收浅层水,从位置上避免水分竞争。单作小麦产量、总生物量和总耗水量分别比核桃间作小麦的高26.79%、27.12%、36.30%(P=0.001、P=0.033、P=0.050)。间作核桃和单作核桃的单株果实产量平均分别为0.88和0.94 kg(P=0.829)。然而,核桃-小麦间作系统的产量土地当量比(Land equivalent ratio,LER)和产值水分利用效率(WUE ofeconomics,WUEe)却分别达到1.67和25.92元.mm-.1hm-2,比单作系统明显提高、水资源获得高效利用,同时具备生产优势和经济优势。     

模拟酸雨对小麦产量及籽粒蛋白质和淀粉含量及组分的影响

以宁麦13和徐麦31两种小麦(Triticum aestivum)品种为材料,通过盆栽试验研究了不同pH值酸雨对小麦产量和籽粒品质的影响。结果表明:模拟酸雨抑制了小麦的生长,减少了生物量的积累。pH值2.0酸雨处理后宁麦13的单穗粒数和单茎产量分别较对照下降了48.6%和56.7%,徐麦31则分别下降了31.2%和39.7%,差异显著。小麦籽粒主要营养成分对酸雨胁迫响应不同,酸雨处理提高了籽粒氨基酸、蛋白质含量,pH值2.0酸雨处理后,宁麦13和徐麦31小麦籽粒中氨基酸含量分别比对照高36.6%和30.9%,总蛋白含量分别比对照高20.6%和15.1%,均与对照差异显著。而小麦可溶性糖、淀粉和脂肪含量较对照降低,且总体表现为酸度增强变化幅度增大。不同蛋白组分也对酸雨胁迫反应不同,酸雨处理提高了籽粒中清蛋白和球蛋白含量,而降低了谷蛋白含量和谷/醇。pH值2.0的酸雨处理后,宁麦13和徐麦31的清蛋白含量较对照分别增加了13.1%和23.9%,但与对照差异不显著。酸雨胁迫降低了总淀粉和支链淀粉含量,宁麦13和徐麦31的pH值2.0酸雨处理总淀粉含量分别较对照下降了11.8%和20.2%,与对照差异显著,但对直链淀粉含量影响不明显。可见酸雨不仅影响小麦的产量,而且对品质也有明显影响。酸雨处理尽管提高了籽粒总蛋白含量,但降低了谷蛋白和谷/醇,降低了其加工品质。     

小麦内源特异参照基因的查找与定性PCR和实时荧光PCR验证

目的:先从理论上查找和比对了小麦属(Triticum)γ-醇溶蛋白基因(GAG56D)为小麦特异的内源基因,并用定性PCR和实时荧光PCR方法从实验特异性上进行了验证。方法:选择小麦基因组中部分基因序列在NCBI中进行同源性分析,查找在小麦中存在的内源特异参照基因,找到小麦属(Triticum)特异的γ-醇溶蛋白基因(GAG56D),设计并合成该基因的引物和探针序列,同时用定性PCR和实时荧光PCR方法进行检测,并优化了实验条件。结果:不仅在理论上查找和比对了γ-醇溶蛋白基因为小麦特异的内源基因,并用定性PCR和实时荧光PCR方法进行了实验特异性的验证。定性PCR产物经过琼脂糖凝胶电泳分析后,只在小麦属中可以检测到328bp的目的片段,而在其它作物中未扩增出目的片断。同样实时荧光PCR验证的结果小麦属内各个种均有扩增曲线出现,而在其它作物没有扩增曲线出现中。结论:该基因与方法可用作检测小麦属(唯一小麦种是栽培作物)内源特异参照基因。     

小麦-簇毛麦6VS/6AL易位染色体对小麦农艺性状的影响

南京农业大学细胞遗传研究所选育的小麦－簇毛麦6VS/6AL易位系在6VS上携有Pm21基因,用它作抗源已选育出一批高抗白粉病的新品系和新品种。为了研究6VS/6AL易位染色体对普通小麦农艺性状的影响,本研究选用由不同生态类型的推广品种与6VS/6AL易位系经过杂交回交选育的11个高代品系(种)及其轮回亲本和3份涉及6VS/6AL的高代分离品系以及5个F2群体,对产量、株高、穗长、穗粒数、穗粒重和千粒重等农艺性状进行比较分析。结果表明,6VS/6AL易位染色体对后代的小穗数、穗粒数、穗粒重和产量等农艺性状没有表现出明显的影响,对穗长和千粒重表现出一定的正向效应。多数6VS/6AL衍生品系的株高与亲本相比有所增加,但在同一组合的不同品系之间表现出一定的差异,在育种过程中通过选择能够改变增高趋势。6VS/6AL易位系对白粉病免疫,并且遗传稳定,对小麦的抗病育种是很有潜力的抗源亲本。     

约束选择在小麦育种中的应用研究

对小麦杂种后代进行了约束选择,以无约束选择、单项选择为对照。试验结果表明:约束选择对选择性状的促进和约束性状的控制都有较好的效果。一对正相关的性状被约束者可保持在原平均数稍高水平;负相关的约束者则保持在原平均数略低水平。在对产量的选择中,约束选择的实际效果一般比无约束的为好,其中以约束株高选择产量的效果最佳。最后对约束选择的应用问题作了讨论。     

不同小麦品种对有翅与无翅型禾谷缢管蚜生长发育与繁殖的影响

室内采用水培小麦法饲养禾谷缢管蚜Rhopolosiphum padi(L.),比较了有翅与无翅型禾谷缢管蚜若虫发育历期、成虫寿命、繁殖力和日均体重增长量.结果表明,不同小麦品种上有翅型和无翅型若虫发育历期均存在显著差异;同时产若蚜数量、每代产若蚜数和腹中胚胎数均存在显著差异,而成蚜寿命、产若蚜历期和产若蚜代数差异不显著...     

小麦愈伤组织细胞的姐妹染色单体交换

用BrdU标记,改良的FPG法染色,建立了一种植物愈伤组织细胞姐妹染色单体分染的方法。并对培养基的不同附加成分对SCE的影响进行了研究。所有培养基上愈伤组织细胞的SCE率都显著高于正常根尖分生组织细胞。6-BA,AgNO_3,高浓度的2,4-D,蔗糖均可诱发SCE。