引进美国小麦种质资源抗病性及品质性状鉴定

为了挖掘新的种质资源,本研究对引自美国的442份小麦材料对白粉病和条锈病的抗病性、蛋白含量以及高分子量麦谷蛋白(HMW-GS)亚基组成进行了鉴定分析。抗病性鉴定结果显示,153份材料抗白粉病,27份抗条锈病,6份兼抗两种病害。蛋白质含量达到GB/T 17892-1999《优质小麦强筋小麦》一等(粗蛋白质含量≥15.0%)的样品有143份。高分子量麦谷蛋白检测发现,供试材料共含18种HMW-GS亚基和100种不同亚基组合类型,其中N,7+9,5+10出现次数最多,优质亚基1、2*、7^(oe)、17+18、5+10的材料分别占总材料数的25.6%、5.2%、27.8%、7.7%和25.6%,含7^(oe),5+10亚基的有36份,含2*,5+10亚基的有1份,含2*,7^(oe)亚基的有7份。综合抗病性及品质分析结果显示,PI 17738等11份材料至少抗1种病害,且蛋白含量≥15.0%,湿面筋含量≥35.0%,同时含有稀有优质亚基。以上11份材料可作为我国优质、抗病小麦培育亲本,为我国小麦抗病和品质遗传改良提供优异基因源。

小麦ERF亚族转录因子参与逆境胁迫的研究进展

小麦是中国三大粮食作物之一,其生长发育过程中会受到多种逆境胁迫的影响。AP2/EREBP是植物特有的一个庞大的转录因子超家族,普遍参与生长发育和逆境胁迫应答等生物学进程。ERF类转录因子是AP2/EREBP转录因子超家族的一个亚族。本研究结合国内外相关研究进展,简要综述了小麦ERF亚族转录因子的结构特征与分布,重点阐述近年来小麦ERF亚族转录因子响应高盐、干旱、低温、重金属、病原菌侵染等逆境胁迫的功能和机制研究进展,最后展望了ERF亚族转录因子的研究方向和应用前景。

山东小麦地方品种资源铁和锌含量分析

利用等离子体发射光谱仪,对426份山东小麦地方品种资源进行了铁和锌微量元素含量的测定,摸清了山东省小麦地方品种资源铁和锌含量的分布情况。结果表明,山东小麦地方品种资源铁含量的分布范围为5.2～44.1mg/kg,锌含量的分布范围为6.2～50.4mg/kg。铁含量最高的种质是土耳其和落麦,分别为44.1mg/kg和41.8mg/kg;锌含量最高的种质是大青芒,为50.4mg/kg。利用这些铁锌含量高、子粒商品性及面制品口味好的小麦地方品种作育种亲本,对培育子粒中富含铁锌微量元素的高营养小麦新种质,具有十分重要的意义。

缺铁胁迫对小麦苗期叶绿素含量的影响及SPAD值的GWAS分析

小麦叶绿素含量与产量密切相关,而SPAD值与叶绿素含量呈显著正相关。本文以保存的189份山东省小麦种质资源为研究对象,测定缺铁胁迫下小麦苗期叶片的SPAD值,并进行全基因组关联分析(GWAS)。结果表明,正常培养条件下,SPAD值均值为39.18,变幅为28.33~48.19;缺铁胁迫条件下,SPAD值均值为3.56,变幅为0.07~12.87;胁迫指数均值为-90.89,变幅为-99.83^-68.06,品种间存在极显著差异。利用可变类平均法进行系统聚类,欧式距离为10时,可划分为5大类群。根据不同类群缺铁胁迫SPAD值和胁迫指数的变化特点,供试小麦材料可分为铁耐受型、中间型和敏感型。全基因组关联分析结果显示,在正常处理下,检测到与SPAD值显著关联的SNPs位点23个,分布于1A、2A、2D、3A、3B、4A、4B、4D、5A、5D、6A、6B、6D和7B等染色体上,其中在3B染色体上检测到4个显著的SNPs位点,可能存在与叶绿素含量相关的基因。对于铁耐受型小麦材料的利用,有助于小麦产量和适应性相关性状的遗传改良;对关联SNPs位点的深入研究,有利于深入了解铁与小麦叶绿素合成和调控的遗传机制。

普通玉米3个子粒性状的基因效应分析

为了研究与产量和商品品质有关的子粒性状的遗传机制,利用子粒性状差异明显的6个自交系在加性-显性模型下对子粒长度、子粒容重、HKWI3个子粒性状进行了遗传分析。结果表明,3个子粒性状在多数组合中不符合加性-显性模型,存在上位性效应,其加性效应和显性效应均显著存在,加性效应除子粒长度在多数组合中表现为减效,其余性状为增效;3个子粒性状的显性效应均为增效,且显性效应大于加性效应;上位性效应因材料而异。根据3个子粒性状的遗传特性,通过自交系的选育对其进行选择应该是有效的,一般应在较高世代进行单株选择,同时还应重视亲本间的组配。

普通玉米3个籽粒性状的遗传分析

以籽粒性状差异明显的自交系组配的6个世代为试验材料,采用主基因+多基因遗传模型对籽粒长度、籽粒比重、籽粒鲜干重差值(HKWI)等3个籽粒性状进行了遗传分析。结果表明,籽粒比重未检测到主基因,籽粒长度和HKWI在多数组合检测到2对主基因,且2对主基因的加性效应为减效,显性效应为增效,加性效应大于显性效应,互作效应中以l效应和i效应较为明显;多基因的加性效应和显性效应均为减效,且显性效应大于加性效应,3种上位性效应也较为明显;3个性状的主基因遗传率在各分离世代存在一定的差异。综合分析表明,籽粒长度受主基因和多基因的共同影响,而HKWI的主基因起决定作用。

小麦缺铁胁迫苗期相关性状的聚类分析

研究小麦品种缺铁胁迫苗期相关性状的系统聚类,对山东省小麦种质资源的鉴定筛选和铁营养高效种质的创新利用具有重要意义。以86个山东省品种为研究对象,通过正常培养和缺铁营养液培养,考察苗期根部和地上部等苗期性状,进行系统聚类。系统聚类分析结果显示,按正常培养、缺铁培养、胁迫指数,将上述品种分别分为4、7、4个类群。研究发现,缺铁胁迫可导致小麦生根数量的减少和地上部分生长量的显著降低,却可促进根系生长量的增加;小麦品种济南16、菏麦19应保证栽培苗期的铁营养供应;济南8号、烟农15具有较强的铁耐受能力,可用于铁营养高效的种质创新和分子机制研究。

4个春化基因在山东省小麦品种(系)中的分布研究

利用Vrn—A1、Vrn—B1、Vrn—D1和Vrn—B34个春化基因，对105份山东省2006～2007年度待审定品种和32份审定品种进行分子标记检测，结果表明，供试材料在A1、B1和B3位点均检测为隐性基因；在D1位点，13份材料检测为显性基因，其余材料检测为隐性基因。4个基因的分布频率与当地小麦的春化习性和生育期特点相吻合，这也是生态环境适应和育种选择压力的综合结果。

273份小麦新品系部分品质性状表现、不同等级分布及其相关关系研究

以273份小麦新品系为材料,研究了小麦籽粒硬度、蛋白质含量、揉面仪和粉质仪等相关指标的分布和关系。结果表明:50%的小麦品系在籽粒硬度和蛋白质含量等方面已达到强筋小麦的品质要求,但面团流变学特性则存在一定的差距;加强面团流变学特性的遗传改良,应是今后育种工作的重要内容之一;以籽粒硬度结合揉面仪指标的和面时间、8 min尾高、衰落角,可作为预测小麦面粉品质和面团品质的重要参考指标,但和面时间不超过4 min为宜。

小麦缺铁胁迫对苗期相关性状的影响

为考察铁营养元素对普通小麦苗期生长发育的影响,以保存的86份山东省1950年以来搜集、引进和育成的小麦品种为研究对象,在缺铁胁迫下营养液培养15 d,考察根系数量、主根系长度、根干重、地上部分干重和根冠比与正常培养(对照)的关系以及不同年代供试品种的演变规律。结果表明,除根系长度外,其余4个性状缺铁胁迫下与对照相比,差异达极显著水平;根系数量、根系长度和地上部分干重品种间差异也达极显著水平。对上述性状进行方差分析和胁迫指数分析发现,多数小麦品种在缺铁胁迫下表现为根系数量减少,根干重和根冠比增加,地上部分干重明显降低。研究还发现,临麦4号、潍麦8号和山农27等小麦品种具有较强的缺铁耐受能力,可用于小麦铁营养高效的遗传改良。

山东保存小麦种质资源面粉白度分析

对2068份小麦种质资源进行了面粉白度测定和高白度小麦种质子粒硬度测定。结果表明,山东小麦地方品种、山东小麦育成品种和省外引进小麦品种面粉白度值的分布范围分别为63.9～82.9、63.1～83.8和67.2～84.2。筛选出面粉白度值大于80的小麦种质342份(包括白度值大于83的种质26份),其中地方品种22份,山东育成品种(系)228份,省外引进种质92份。从高白度小麦种质资源中,筛选出子粒硬度指数≥50符合高白度强筋、中强筋或中筋的种质资源18份,对培育中筋以上高白度小麦新品种,以满足人们口味和健康保障具有重要意义。

超高效液相色谱-质谱串联优化方法检测小麦脱氧麦根酸

[目的]采用超高效液相色谱-质谱串联优化方法检测小麦脱氧麦根酸(DMA)。[方法]以山东省5个小麦品种为研究对象,利用超高效液相色谱-质谱联用(UPLC/ESI-MS)检测小麦苗期根系洗脱液的DMA。[结果]一级质谱分子离子峰m/z 305.2,二级质谱以正离子m/z 286.8和m/z 133.9进行定量,DMA标准品与小麦根系洗脱液的质谱图完全一致,因此,该方法可适用于大批量检测普通小麦根系洗脱液DMA。5个小麦品种在正常培养下,DMA分泌速率较低,但在缺铁胁迫下,DMA分泌速率呈极显著升高,增加6 242.86~62 833.42倍。[结论]小麦脱氧麦根酸UPLC/ESI-MS检测方法的建立,为深入研究其遗传机理提供了方法基础。

矮秆耐热大穗小麦新种质BPT0419

BPT0419为山东省农业科学院作物研究所育成的小麦新种质,突出特点是矮秆大穗、抗干热风、落黄好、品质优。

高产、抗倒小麦新品种济麦70

高产稳产、抗倒、广适小麦新品种济麦70是以BPT06068为母本、良星66为父本,通过有性杂交和系统选育而成,于2020年通过山东省农作物品种审定委员会审定,审定编号为鲁审麦20200005。对该品种的亲本特点、选育过程、品种特征特性及其产量表现等进行了介绍。

玉米种子休眠性的数量遗传分析

运用植物数量性状主基因＋多基因混合遗传模型多世代联合分析的方法，对普通玉米自交系R08与A318杂交组合的P1、P2、F1、F2：3、B1：2和B2：2 6个世代群体的种子休眠性进行了分析。结果表明，它们的遗传符合1对负向完全显性主基因＋加性一显性多基因模型。在R2：3、B1：2和B2：2三个家系世代，主基因方差分别为0．9260、1．4176和0．5863；多基因方差分别为0．1184、0．1022和0．4623。主基因加性效应值为1．2172，显性效应值为-1．2172；多基因加性效应值为1．5028，显性效应值为1．4334。主基因遗传率在R2：3、B1：2和B2：2三个分离家系群体中为44．8％～79．65％，多基因遗传率为5．74％～35．33％。其中，主基因遗传率在B1：2世代中最大，为79．65％。

玉米丝裂病发生的数量遗传分析

【目的】分析玉米丝裂病发生的遗传机制,为选育抗丝裂病品种和高效改良感病材料提供理论依据和技术支持。【方法】运用六世代平均值分析法和植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析的方法,对普通玉米自交系R08与975-12杂交组合的P1、P2、F1、F2:3、B1:2和B2:26个世代群体的种子丝裂病进行分析。【结果】玉米丝裂病的遗传符合1对加性主基因+加性-显性多基因模型。在F2:3、B1:2和B2:23个家系世代,主基因方差分别为201.45,31.99和31.99;多基因方差依次为11.04、81.14和0.00。主基因加性效应值为11.31;多基因加性效应值为-4.47,显性效应值为10.85。主基因遗传率在F2:3和B1:2两个分离家系群体中为81.31%和21.56%,多基因遗传率为4.46%与54.68%。B2:2家系中未检测出多基因的存在。【结论】玉米丝裂病主要由加性主基因控制,在抗病育种中可在早代高强度选择,对感病自交系可采取回交转育的方法进行改良。

小麦花药培养研究进展

小麦花药培养技术是小麦产生单倍体的主要途径,该技术具有稳定杂种性状、缩短育种年限、提高选择效率、克服远缘杂交不育和分离等优点。大量研究表明,单核中晚期花药接种在C17培养基上花药培养效果比较好。小麦花药培养力的高低受到基因型的显著影响;小麦花药培养过程中雄核发育受到基因型的影响;白化苗的产生机理主要是由于控制叶绿素合成的基因突变产生的。花药培养技术在育种和分子遗传研究中得到了广泛的应用。

小麦花药培养特性的数量遗传分析

为探讨小麦花药培养特性的遗传特点和规律,分别以高花药培养特性和低花药培养特性的小麦材料为母本和父本,采用主基因+多基因遗传模型,对两个组合不同世代小麦材料的花药出愈率、愈伤组织绿苗分化率、花药绿苗率三个花培性状进行了遗传分析。结果表明,花药出愈率在组合I检测到一对主基因,组合II中检测到两对主基因。愈伤组织绿苗分化率和花药绿苗率均检测到两对主基因。主基因的加性效应(d)为增效,显性效应(h)除组合II的愈伤组织绿苗分化率外均为减效。互作效应在组合I中,愈伤组织绿苗分化率的jab(第一对主基因的d与第二对主基因的h间的互作效应)和花药绿苗率的jba(第一对主基因的h与第二对主基因的d间的互作效应)较小。在组合II中,花药出愈率的jba较小;愈伤组织绿苗分化率的l(显性互作效应)较大;花药绿苗率的各效应值比较平均。多基因效应中,对于组合I的花药绿苗率和组合II的花药出愈率,d和h均为增效,且h大于d;组合II中愈伤组织绿苗分化率的d和h均为减效,且d大于h。不同组合F2代花药出愈率的主基因遗传率存在明显差异,组合I为55.01%,组合II为84.54%,其余两花培性状主基因遗传率差异较小,均在90%以上。研究认为,3个性状受主基因和多基因共同影响,且主基因起决定作用,花药出愈率可以作为衡量小麦花药培养特性的重要指标之一。

面粉高白度小麦种质资源筛选及其品质分析

为了挖掘面粉白度高、品质优的小麦种质,对1 248份小麦种质资源进行了面粉白度测定,并对面粉白度值超过80的小麦种质的籽粒硬度、淀粉RVA糊化特性以及面团揉混特性等有关品质性状进行了分析。筛选出面粉白度值≥80的小麦种质195个,其籽粒硬度指数分布范围为15～77;淀粉RVA糊化特性参数峰值黏度范围为1 030～3 407cP,稀懈值范围为629～1 522cP,回生值范围为5～1 546cP,糊化温度范围为65.3～88.2℃,最终黏度范围为755～3 870cP;面团形成时间范围为1.3～4.2min,衰落角范围为3～35度,沉降值范围为21～58.7mL。研究结果还表明,面粉中类胡萝卜素含量低,则面粉白度就高,仅靠延长面粉储存时间不会大幅度提高面粉白度。筛选出的14个高白度优异小麦种质可用于培育中强筋面粉高白度小麦新品种。

小麦K35早熟特性的遗传分析

为探讨小麦早熟特性的遗传特点和规律,并为小麦育种提供具有早熟优良性状的亲本材料,运用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析的方法,对早熟品种K35和晚熟品种Wesley杂交组合的P1、P2、F1、F2的早熟特性进行了分析。结果表明,早熟性状的遗传符合1对主基因+多基因的模型,且主基因的加性效应(d)和显性效应(h)均为负值;但根据F1代的表型分析,该性状有可能由不完全显性基因控制,因此加性效应和显性效应的作用可能是增效,且d大于h为正向部分显性。F2代主基因的遗传率为80.82%,多基因遗传率为0.38%,环境因素影响为18.8%。说明主基因对于该性状起主导作用,环境因素影响也较大。