河南省联合体试验小麦品种综合性状分析与评价

主要农作物品种审定联合体试验是当前我国农业形势下拓宽作物品种审定试验渠道重点推进的新措施,为深入了解河南省小麦联合体试验容量、掌握其品种农艺性状和品质性状概况,以近3 a(2021—2023年)河南省审定通过的小麦品种为对象,将联合体试验品种与省统一试验品种进行对比分析和评价。结果表明,2021—2023年河南省通过审定的小麦品种合计355个,其中,联合体试验品种187个。联合体试验容量呈上升趋势,品种数量占比由2021年的48.3%上升到2023年的61.2%;试验组别单一,主要为冬水组。冬水组小麦中,申请者独立申请品种时,联合体试验品种中高校和科研院所占比较省统一试验高,个人申请则更倾向于参加省统一试验。联合体试验小麦农艺性状与省统一试验相比差异前期大后期小,7个农艺性状中2021年有5个性状差异显著或极显著、2023年有2个性状差异显著;品质性状差异相对较小,但也表现出前期大后期小的规律,7个品质性状中2021年有2个性状差异显著、2023年均不显著。联合体试验品种的农艺性状、品质性状的变异系数及多样性整体上均大于省统一试验。利用主成分分析将14个农艺性状和品质性状转化为7个主成分,其反映了81.51%的原始信息。基于主成分分析的评价结果表明,综合评价得分排名前50位的品种中,联合体试验小麦品种在其全部品种中占比较小,2021、2023年分别有5、14个,分别占当年全部联合体试验品种数量的9.3%、17.9%;省统一试验小麦品种在其全部品种中占比较大,2021、2023年分别有4、5个,分别占当年全部省统一试验品种数量的19.0%、35.7%。综上,河南省小麦联合体试验容量在不断提升,农艺性状和品质性状离散程度较大,品种综合评价得分与省统一试验差距缩小,相关部门未来可根据市场调整优化试验组别,聚焦联合体试验通道问题,推进联合体试验高质量发展。

耐盐基因在小麦耐盐基因工程中的应用

小麦是重要的粮食作物,盐害严重影响小麦的生长发育,降低籽粒产量和品质。利用耐盐基因通过基因工程技术提高小麦耐盐性是小麦耐盐性改良和育种的有效措施。耐盐基因主要包括调节基因(转录因子基因、蛋白激酶基因等)和功能基因。综述了转录因子基因、蛋白激酶基因和功能基因等在小麦耐盐基因工程中的应用进展,并对未来的发展方向进行了展望。

植物抗旱功能基因研究进展

干旱会严重影响植物生长发育,甚至降低作物产量和品质。为了应对干旱胁迫,植物体内会有大量基因被诱导表达,以适应或抵御干旱胁迫,其中功能基因是干旱胁迫调控通路的终端,直接起保护作用。功能基因主要包括渗透调节物质合成相关基因、活性氧清除相关基因、保护细胞免受水分胁迫伤害的功能蛋白基因等。本文从上述三方面综述了植物抗旱功能基因的研究进展,以期为通过基因工程技术改良植物抗旱性、培育抗旱品种提供参考。

利用基因工程技术提高水稻耐冷性的研究进展

随着低温灾害发生频率增加,水稻耐冷育种研究已经成为保障水稻生产的一个重要内容,利用基因工程技术提高水稻耐冷性是一条优于传统育种的有效途径。根据低温信号转导途径,将耐冷基因分为三类:蛋白激酶(CDPK,MAPK等)基因、转录因子(ICE1/ICE-like,CBF/DREB,MYB等)基因、功能基因(合成渗透调节物质基因、脂肪酸去饱和代谢关键酶基因等),文章全面详细地阐述了这三类基因在水稻耐冷基因工程育种中应用的最新研究进展,并提出了该领域尚存在的一些问题。

耐冷功能基因及其在植物耐冷基因工程中的应用新进展

低温是影响植物生长发育及作物产量最主要的环境胁迫因子之一。从合成渗透调节物质基因、抗冻蛋白基因、脂肪酸去饱和代谢关键酶基因、抗氧化酶类基因等全面系统地概述了耐冷功能基因及其在植物耐冷基因工程中的应用新进展,以期为植物耐冷遗传改良及育种奠定基础。

NAC转录因子在水稻抗逆基因工程中的应用进展

水稻经常遭遇干旱、高盐、低温、病原菌等逆境胁迫,影响其生长发育甚至产量。NAC转录因子是植物特有的、最大的转录因子家族之一,在水稻生长发育及抵御多种非生物及生物胁迫反应中具有重要的调控作用。本文阐述了水稻NAC转录因子的结构、分类及染色体定位,并阐述了NAC转录因子在水稻抗旱、耐盐、耐冷及抗病等抗逆基因工程中应用的研究进展,为NAC转录因子的利用及水稻抗逆遗传改良提供参考。

Advances in Cold Tolerance Genes and Their Application in Genetic Engineering of Plant for Cold Tolerance

Low temperature is one of the main environmental stress factors influenc- ing plant growth and development and crop yield. Cold tolerance genes and progress of their application in genetic engineering of plant for cold tolerance were reviewed comprehensively and systematically from the aspect of genes that are in- volved in biosynthesis of osmotic substances, genes coding fatty acid desaturation enzymes, antifreeze protein genes, genes coding antioxidant enzymes and so on, aiming at laying the foundation for genetic improvement of cold tolerance and breeding of plants.

氮、磷、钾肥配施对甘薯农艺性状和产量的影响

为了筛选甘薯施肥最佳配方,以甘薯品种商薯19为材料,采用田间小区试验,研究了不同氮、磷、钾肥配施用量对甘薯农艺性状和产量的影响。结果表明,甘薯的茎长、分枝数、茎粗、地上部鲜质量及结薯数总体以NPK4处理(氮、磷、钾肥配施比例为1∶1∶2,具体施用量为N 75 kg/hm2、P2O575 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2)较为适宜;鲜薯产量以NPK4处理最高,达51 066.67 kg/hm2,显著高于其他处理,比对照(不施肥处理)极显著增产13.42%;茎粗与地上部鲜质量呈显著正相关,分枝数与茎长呈显著负相关,结薯数与鲜薯产量呈显著正相关。

氮肥施用量对甘薯生长、含氮量及产量的影响

以兼用型甘薯品种郑红22为试验材料,探讨不同氮肥施用量对甘薯生长、含氮量及产量的影响。结果表明,甘薯地上部鲜质量随施氮量的增加及生长时间的延长均不断增加;地下部鲜质量随生长时间的延长而不断增加,随施氮量的增加先升高后降低;地上部鲜质量与地下部鲜质量的比值随生长时间的延长而不断降低,随氮肥施用量的增加先降低后升高。甘薯地上部干物质含氮量和地下部干物质含氮量均随生长时间的延长而不断降低,随施氮量的增加先升高后降低;地上部干物质含氮量与地下部干物质含氮量的比值随生长时间的延长不断升高,总体上随施氮量的增加而增加。鲜薯产量随施氮量增加先升高后降低,以施氮量75 kg/hm2处理最高,为43 819.44 kg/hm2。相关性分析结果显示,地上部鲜质量与地上部干物质含氮量呈显著正相关,地下部鲜质量及地下部干物质含氮量均与鲜薯产量呈显著正相关,地上部鲜质量与地下部鲜质量的比值与地下部干物质含氮量呈显著负相关。

高温和盐胁迫下硅对辣椒CaMADS-box基因表达的影响

为了探索非生物胁迫下硅对辣椒Ca MADS-box基因表达的影响,以豫椒101为材料,在对辣椒Ca MADS-box基因片段同源克隆的基础上,对其编码的部分蛋白进行氨基酸同源性分析、理化性质预测、亚细胞定位预测和进化树分析,探讨了硅处理后辣椒Ca MADS-box基因在高温胁迫、盐胁迫下表达量的变化,结果表明,克隆得到的Ca MADSbox基因所编码的蛋白为亲水性蛋白,含有MADS结构域,属于MADS基因家族,亚细胞定位在细胞核中,分子进化树表明其与茄属和烟草属亲缘关系最近,相似性达到67%。荧光定量分析表明,Ca MADS-box基因在高温胁迫和盐胁迫后表达量都呈现出先升高后下降的模式,高温胁迫下48 h达到峰值,而盐胁迫在24 h达到峰值,硅处理能够诱导Ca MADS-box基因表达,在高温胁迫和盐胁迫下都在12 h达到高峰值,这表明Ca MADS-box是一个硅快速响应基因,推测硅处理在缓解辣椒高温胁迫和盐胁迫等非生物胁迫方面具有重要作用。

水稻肌醇加氧酶基因的表达分析及植物表达载体的构建

为研究水稻肌醇加氧酶基因在植物水分胁迫分子应答中的作用,采用RT-PCR技术克隆了水稻肌醇加氧酶基因的cDNA编码区,命名为OsMIOX。该基因由927个碱基组成,编码308个氨基酸,与拟南芥肌醇加氧酶的氨基酸序列相比,同源性为78%。将克隆的OsMIOX基因连接pCAMBIA-1301载体,成功构建了35 s启动子驱动的植物超表达载体。实时定量PCR分析结果表明,水分胁迫下OsMIOX基因在旱稻IRAT109中上调表达,在旱稻(IRAT109和毫格劳)中的表达量显著高于水稻(越富和日本晴)。这说明水稻和旱稻的水分胁迫分子反应机制的确存在差异,而这种差异很可能就是水、旱稻抗旱性不同的原因之一。

辣椒CaCBF1A基因的克隆及非生物胁迫下表达分析

为揭示Ca CBF1A基因在辣椒抗逆机制中发挥的功能,对辣椒Ca CBF1A基因进行克隆与分析。以豫椒101为材料,根据参考基因组序列设计引物,通过PCR技术从辣椒基因组c DNA中获得CBF基因Ca CBF1A。经生物信息学分析,该基因具有一个完整的ORF(471 bp),编码156个氨基酸。Ca CBF1A编码的蛋白质包含保守的AP2 DNA结合域。对其亚细胞定位、跨膜结构进行分析,预测其定位在叶绿体中,存在跨膜结构。荧光定量PCR检测结果表明,低温、高温和盐胁迫均可诱导Ca CBF1A基因的表达,其表达量在迅速达到峰值后又降低,说明Ca CBF1A是一个逆境胁迫快速响应基因,推测其在辣椒抗逆机制中起着重要的作用。

普通野生稻胚性愈伤组织诱导体系的建立

为了建立野生稻的脱分化与分化体系,以普通野生稻为试验材料,通过在N6D、NB基本培养基中添加不同质量浓度激素(IAA、NAA、2,4-D、6-BA、KT),统计野生稻在不同诱导培养基上的出愈率,从而确定最佳诱导培养基,并观察胚性愈伤组织分化成苗的情况。结果发现,以N6D为基本培养基,添加质量浓度分别为6.0mg/L、3.0mg/L、3.0mg/L、1.5mg/L的2,4-D、NAA、IAA、KT,接种7d后出愈率高达56.7%,愈伤组织直径为0.31cm,将其转入MS分化培养基,24d后分化成苗。说明该诱导培养基是培养普通野生稻产生胚性愈伤组织的最佳培养基。

转基因小麦B73-6-1外源基因拷贝数的确定

为了确定转基因小麦B73-6-1中外源基因HMW-GS的拷贝数,以期为HMW-GS基因的整合位点和遗传表达研究奠定基础,构建了含有外源基因HMW-GS的标准品,并以wx012基因作为内源参照,通过实时荧光定量PCR方法,进行了3次重复试验。结果表明,在3组试验中得到的HMW-GS基因分子数分别为8.62×1018、4.34×1018、1.10×1018个,wx012基因分子数分别为6.27×1017、3.14×1017、7.84×1017个,经计算HMW-GS基因拷贝数分别为13.75、13.84、14.01个,由此确定转基因小麦B73-6-1中HMW-GS外源基因的拷贝数为14个。

不同施肥措施对夏玉米田间群体微环境的影响

以长期不施肥(CK)为对照,研究单施氮肥(N2)、氮钾配施(N2K)、氮磷配施(N2P)、氮磷钾配施(N1PK,N2PK,N3PK,N4PK)对夏玉米田间群体微环境的影响。结果表明,不施肥或缺素施肥(CK,N2,N2K,N2P)措施对玉米大喇叭口期、灌浆期的群体内地面温度改变较少,温度较高,氮磷钾肥配施(N1PK,N2PK,N3PK,N4PK)措施对群体内地面温度改变较大,温度较低,二者温度相差0.2~12.0℃,差异达到显著或极显著水平;不施肥或缺素施肥(CK,N2,N2K)处理对玉米大喇叭口期的群体冠层温度影响较小,温度较高,氮磷钾肥配施(N2PK,N3PK,N4PK)处理的群体冠层温度较低,二者温度相差0.2~7.0℃;不同施肥措施对大喇叭口期、灌浆期群体内相对湿度,大喇叭口期群体内CO_2含量影响较小。通过合理施肥可以改善田间群体微环境,提高玉米的抗逆能力,获得较高的产量。

湖北省糯稻地方品种SSR遗传多样性研究

为评价湖北糯稻地方品种的遗传多样性,利用36对SSR标记对50份湖北地方糯稻品种进行PCR扩增和遗传多样性分析。结果表明,湖北糯稻地方品种的平均遗传多样性指数为0.710 7,多态信息含量平均为0.686 1,多样性较高。SSR标记聚类分析表明,湖北糯稻地方品种中遗传资源丰富,特别是籼粳糯稻成分互渗的品种,可广泛用于糯稻育种。

水稻微核心种质中广亲和基因S5^n的筛选

利用S5n的功能标记扩增197份栽培稻微核心种质,从中筛选携带广亲和基因S5n的材料,并检验亲和性。结果表明,共筛选到11份(湖恢628、本邦谷、毫补卡、小红谷、饭毫皮、飞蛾糯2、特青选恢、包协-7B、毫马克(K)、清可、老造谷)含有S5n特异带型的水稻种质,将其与籼稻9311和粳稻日本晴杂交,其F1结实率均高于75%,表现广亲和性。这批广亲和性材料可为籼粳亚种间的优势利用及品种选育提供更多的可利用资源。

籼粳交水稻花培DH系的籼粳成分鉴定及聚类分析

为分析籼粳交水稻花培DH系的遗传重组情况,利用籼粳分化InDel标记鉴定了Bph68s与少蘖粳(SNJ)籼粳交的94个花培DH系的籼粳指数。结果表明,DH系的籼粳指数呈正态分布,籼粳中间型材料占66.67%,偏籼、籼稻、偏粳、粳稻材料分别占12.50%、2.11%、14.58%、4.22%,典籼和典粳材料未出现。同时挑选48个SSR标记对94个DH系进行聚类。Bph68s与SNJ的籼粳交花培DH系的遗传重组丰富,产生了多个基因重组单株,多样性高。

创建无烟医院的作法与体会

我院开展控烟戒烟系列活动后．控烟工作成绩喜人．其主要作法和体会如下：

水稻细胞质雄性不育恢复基因Rf6功能标记开发及微核心种质中Rf6基因的筛选

核恢复基因Rf6是红莲型杂交水稻特有的新恢复基因,为了寻找更多具有Rf6恢复基因的种质,以扩展红莲型杂交水稻的恢复系来源,组配更多优良杂交品系,利用Rf6及其等位基因的序列差异,开发Rf6基因的功能标记,并利用该标记对中国水稻微核心种质进行PCR扩增,筛选具有Rf6恢复基因的种质。结果表明,在324 bp插入片段(Rf6较其等位基因插入324 bp)两侧设计引物(正向引物:5'-ATGACAAGAGGACCAGCGATGCAATGG-3',反向引物:5'-ATTCTTGCAGAGATAGACCATGAGCGTG-3'),利用该引物可扩增出条带清晰且无杂带的差异片段,可用于Rf6基因的鉴定。利用该标记在197份中国水稻微核心种质中筛选出22份具有Rf6恢复基因的种质,可为拓宽红莲型杂交水稻的恢复系来源提供材料。