氮密互作对弱筋小麦长麦8号产量和品质的影响

为研究弱筋小麦产量和品质协同提高的最佳施氮量和种植密度,以优质高产弱筋小麦长麦8号为试材,设计大田双因素裂区试验,设置120kg/hm^(2)(N1)、180kg/hm^(2)(N2)和300 kg/hm^(2)(N_(3))3个施氮水平以及180万株/hm^(2)(D1)、270万株/hm^(2)(D2)和360万株/hm^(2)(D_(3))3个种植密度,分别调查氮密互作对小麦物候期、株高、穗长、穗数、穗粒数、千粒重及产量的影响,并系统分析氮密互作对籽粒蛋白质含量和湿面筋含量的影响。结果表明:种植密度和施氮量对弱筋小麦长麦8号的生长发育、产量及其构成因素、籽粒外观性状与品质性状均造成了不同程度的影响,在该条件下,实现长麦8号产量和品质协同提高的最适氮密组合为180kg/hm^(2)施氮量和360万株/hm^(2)种植密度。

苦荞TCP转录因子全基因组鉴定及非生物胁迫分析

TCP是植物特有的一类转录因子,在植物生长发育过程中发挥着重要作用。该研究利用生物信息学方法对苦荞TCP家族进行全基因组鉴定,并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析苦荞TCP基因在干旱胁迫和盐胁迫下的表达特征。结果表明:(1)在苦荞的基因组中鉴定出28个TCP家族成员,它们不均匀地分布在苦荞的8条染色体上。(2)多数的苦荞TCP基因包含1~5个外显子。(3)系统发育分析将苦荞TCP家族分为5个亚家族,种内TCP蛋白多聚集在同一分支上。(4)共线性分析表明,5个苦荞TCP基因来自全基因组复制事件。(5)顺式元件分析显示,苦荞TCP基因的启动子区域的顺式响应元件主要包含胁迫响应元件和激素响应元件两大类。(6)转录组数据分析结果显示,所有苦荞TCP基因在检测组织中均有表达。(7)qRT-PCR结果显示,FtTCP3、FtTCP6、FtTCP12和FtTCP13基因在干旱胁迫和盐胁迫下的表达量发生变化,其中FtTCP3在6 h干旱处理和盐处理时表达量均达到峰值,说明FtTCP3基因在苦荞应对干旱胁迫和盐胁迫中起正向调控作用。该研究结果为了解TCP基因家族的进化和功能提供了新的见解,为苦荞TCP基因家族的功能研究和利用奠定了基础。

小麦幼苗活性LTR反转录转座子筛选及其对非生物胁迫的响应

LTR(长末端重复,long terminal repeat)反转录转座子占小麦基因组的60%以上,筛选小麦基因组中具有转座活性的LTR反转录转座子,并分析其在非生物胁迫下的响应,对研究反转录转座子在小麦抗逆境胁迫中的作用具有重要意义。本研究通过生物信息学分析,从转座子数据库(TREP database)中筛选出4个具有完整结构的LTR反转录转座子Fatima、Wis、Angela和Babara;同时利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)、甲基化特异PCR(methylmion specific PCR,MSP)和转座子展示(transposon display,TD)技术分别分析了它们在盐、ABA、H2O2和干旱等处理的小麦幼苗期(二叶一心)叶和根中的表达水平、甲基化水平和转座活性变化。结果表明,这4个反转录转座子在正常条件下均存在基础水平的转录,并且能够响应上述4种胁迫而发生转录水平的变化,且在相同胁迫条件下表达水平变化趋势一致。Fatima、Angela和Babara在非生物胁迫处理下表达水平的提高与其甲基化水平的降低有关,Wis则相反。反转录转座子LTR序列含有胁迫响应顺式作用元件,但在非生物胁迫条件下顺式作用元件对这4个反转录转座子的调控作用不显著。与叶相比,这4个反转录转座子在根中对胁迫的响应程度更高,且在盐和ABA处理下转座活性更强。本研究将有助于进一步揭示LTR反转录转座子对非生物胁迫的响应规律,为进一步研究利用反转录转座子进行小麦抗逆育种的遗传改良积累资料。

渍害胁迫对小麦幼苗糖代谢的影响

为揭示渍害胁迫下幼苗期小麦(Triticum aestivum L.)糖代谢的变化,以正常生长条件下和渍害胁迫下不同处理阶段(0、1、3、5、7d)的叶片为供试材料,比较分析了幼苗期小麦叶片中叶绿素的含量、可溶性糖和淀粉含量及蔗糖转运蛋白(sucrose transporters,SUT)基因的表达水平。结果表明,渍害胁迫初期(1d),叶绿素含量、可溶性糖含量和淀粉含量均显著高于相应的对照组,TaSUT1基因的表达量与对照组无显著差异;随着胁迫时间的持续,叶绿素含量则显著低于对照组,叶片光合作用受到显著抑制,同化产物显著减少,表现为可溶性糖含量和淀粉含量均呈现较大的降幅,同时处理组TaSUT1基因的表达水平也显著低于对照组。由此可见,短期渍害胁迫处理能够促进幼苗期小麦叶片的糖代谢过程,利于其生长发育;但长期的渍害胁迫处理严重破坏了幼苗期小麦叶片内的糖代谢系统,导致处于营养生长初期阶段的小麦幼苗因营养物质供应短缺而生长缓慢。

种植密度和施氮量对长糯麦1号小麦农艺性状及产量的影响

为明确小麦最佳的种植密度和施氮量,采用双因素裂区试验,研究了不同种植密度(180万、270万、360万株/hm^(2))和施氮量(120、180、300 kg/hm^(2))对小麦新品种长糯麦1号农艺性状及产量的影响。结果表明,不同施氮量和种植密度互作对长糯麦1号主要物候期和穗长均无显著影响,但对株高、产量及其构成因素影响显著。在该试验条件下,优质专用小麦长糯麦1号实现高产的适宜种植密度和施氮量组合为种植密度270万株/hm^(2)、施氮量300 kg/hm^(2)。

甜荞FeHSP83基因的克隆及其在逆境胁迫下的表达分析

为了探究甜荞FeHSP83基因在干旱和盐胁迫下的表达模式,本研究采用‘西农9976’为试验材料,通过15%PEG 6000溶液和0.1%NaCl溶液对荞麦幼苗进行胁迫处理。通过RT-PCR的方法,鉴定获得FeHSP83,该基因开放阅读框2100 bp,编码704个氨基酸,预测其相对分子质量为80.97 kDa,理论等电点为4.96,具有较强亲水性。同源性分析结果显示,该基因与藜麦、甜菜亲缘关系较近,同源性达到97.06%。采用qRT-PCR的方法,对干旱和盐胁迫下FeHSP83基因在叶和根中的表达水平进行分析。结果显示,在干旱胁迫条件下,FeHSP83在甜荞根部的表达量持续上升,到48 h达到最大值,增加范围为1.03~10.20;叶的表达量呈先升后降的趋势;而在盐胁迫条件下,FeHSP83在植株叶部的响应较为明显,增加范围为1.07~6.24,在12 h时表达量达到最高;根部的表达量在3 h时迅速升高,随后缓慢下降。结果表明,FeHSP83基因在干旱和盐胁迫条件下能够快速响应胁迫,且在根和叶不同器官中的表达存在差异。预测FeHSP83基因在甜荞抗旱中起到一定作用。

不同施钙量对温室番茄光合特性和产量及脐腐病发生率的影响

本研究以“金福莱”番茄为试材,通过喷施不同浓度(0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)的外源氯化钙,研究外源钙肥对番茄植株生长、产量和脐腐病的影响。结果表明:喷施外源氯化钙可以提高番茄的光合速率和蒸腾速率,从而使番茄的株高、茎粗、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积、叶绿素含量、单果重量、单株结果数和单株产量均显著增加,进而提高小区产量和折合667 m^(2)产量,同时降低脐腐病的发病率。采用0.2%氯化钙处理的番茄形态指标、生理指标和产量均明显高于其他浓度处理,且番茄果实脐腐病的发病率最低。

小麦不同灌浆速率品种籽粒淀粉合成与积累研究

为探明小麦(Triticum aestivum)不同灌浆速率品种籽粒淀粉合成与积累差异的生理基础,本研究以长江中下游麦区灌浆速率较快的品种‘扬麦16’和‘扬麦23’为材料,以灌浆速率较慢的‘扬麦15’和‘宁麦13’为对照,测定不同灌浆时间籽粒中淀粉含量,通过树脂半薄切片和扫描电镜观察胚乳淀粉体发育特征,采用荧光定量PCR测定灌浆期籽粒淀粉合成酶基因相对表达量,并测定淀粉合成关键酶活性。结果表明:‘扬麦16’和‘扬麦23’灌浆盛期单粒淀粉合成量大于对照,形态学表现为胚乳细胞内淀粉体大,充实快,且B型淀粉体形成早,淀粉体总体发育进程快。灌浆前中期,‘扬麦16’和‘扬麦23’中AGPaseI、GBSSI、SSSIII、SBEI等4种基因表达量总体高于对照,并且ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、结合态淀粉合成酶(GBSS)和淀粉分支酶(SBE)活性也均高于‘扬麦15’和‘宁麦13’。本研究表明,‘扬麦16’和‘扬麦23’灌浆期淀粉体较大、淀粉合成关键酶活性高是淀粉合成与积累快的主要原因。