新疆冬小麦籽粒品质性状遗传差异与关联分析

小麦籽粒品质与面粉加工的食品品质密切相关,是小麦早期品质选择的重要依据。本研究以产自新疆的134个冬小麦地方品种和54个育成品种为材料,对连续2年种植收获于新疆乌鲁木齐市、新疆伊宁市共计4个试验点的小麦籽粒进行品质检测与全基因组关联分析。结果表明,7个小麦籽粒品质性状的广义遗传力在62.14%~85.35%之间,由大到小排序依次为:硬度(85.35%)>湿面筋含量(78.44%)>出粉率(73.13%)>容重(72.50%)>沉降值(66.70%)>籽粒蛋白质含量(65.24%)>淀粉含量(62.14%)。在4个不同环境下,7个小麦籽粒品质性状表现为蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值的变异相对较大,籽粒硬度的变异居中,淀粉含量、出粉率、容重的变异较小,多数籽粒品质性状间呈极显著相关性。设定阈值P<0.01,经关联分析,7个性状共检测到6605个显著性SNP标记,可解释6.021%~31.467%的变异。4个环境下检测到2个以上性状共有的多性状位点12个,可以解释6.233%~17.708%的表型变异。分别是蛋白质含量/沉降值、蛋白质含量/容重共有位点各1个,分别位于6A、2B上;蛋白质含量/湿面筋含量共有位点5个,分别位于3A、1B、6B、7B和7D上;沉降值/容重/籽粒硬度3个性状共有位点1个,位于5B上;蛋白质含量/沉降值/湿面筋含量3个性状共有位点3个,位于7A、3B和2D上,蛋白质含量/沉降值/湿面筋含量/容重4个性状共有位点1个,染色体位置未知。筛选出11个多性状、多环境品质相关基因,其中TraesCS6B01G347500编码一种储运蛋白,TraesCS1B01G395400编码碳水化合物转运蛋白/糖转运蛋白,TraesCS2D01G246500基因编码具有耐冷、耐盐、节水相关的蛋白ESKIMO1,可作为候选基因进行等位变异分析和标记开发,为小麦标记辅助选择育种提供分子工具。

2003~2021年新疆农业植物新品种申请量与授权量对比分析

【目的】分析新疆农业植物新品种权申请和授权现状并比较。【方法】收集和汇总2003~2021年间新疆农业植物新品种权申请授权数据,比较分析新品种权申请量与授权量变化。【结果】2021年12月底,新疆农业植物新品种累计公告申请量达470件,公告授权总量达154件,授权申请比为0.33。2003~2021年间新疆主要农作物申请品种审定718件,其中申请小麦品种审定105件,占14.62%;申请玉米品种审定253件,占35.24%;申请水稻品种审定59件,占8.22%;申请棉花品种审定259件,占36.07%;申请大豆品种审定42件,占5.85%;申请品种权保护的数量远不如申请审定的数量。【结论】种子企业和农业科研院所是新疆农业植物新品种申请的主要机构,2003~2021年,两者申请量占新疆总申请量的95.94%。其中企业申请量为282件,占60%;新疆植物新品种权按申请量排名,在全国31个省(区、市)中位居第24位,按授权量排名,在全国31个省(区、市)中位居第26位,按主要农作物审定数量排名,在全国31个省(区、市)中位居第21位。

276份中亚大麦种质资源表型性状的遗传多样性分析

【目的】分析引进中亚大麦种质资源遗传多样性,提高大麦种质资源利用效率,为我国新疆大麦品种选育和品种改良提供参考依据。【方法】以引进于塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦的276份大麦种质资源为材料,对其幼苗生长习性、分蘖力、穗密度、芒性、侧小穗、穗轴茸毛、棱型、株高、穗长、单株穗数、每穗粒数、千粒重等12个主要农艺性状,分析与评价水分、粗蛋白、粗纤维以及粗淀粉等4个品质性状的遗传多样性,采用聚类分析对株高、穗长、单株穗数、每穗粒数和千粒重等5个数量性状和4个品质性状。【结果】7个质量性状的遗传多样性指数变幅为0.39~0.79,遗传多样性指数变异幅度最高的是幼苗生长习性;5个数量性状的遗传多样性指数变幅为1.57~2.03,变异系数为0.75%~4.26%,变异范围较小。【结论】基于数量性状和品质性状聚类分析将276份中亚大麦种质资源材料分成4大类群,获得2份优异大麦品种资源,分别为2013-7-DM073和吉引2013-7-DM-105。

优质抗病啤用大麦新品种—新啤12119

新啤12119是由新疆农业科学院奇台麦类试验站以04y/192为母本、2004c/24为父本进行有性杂交,经系统选育而成的啤用大麦新品种。于2012-2013年进行多点产量鉴定试验,2014-2015年完成新疆维吾尔自治区区域试验、生产试验。2022年11月30日获国家植物新品种保护权(CNA20201007069),2022年12月30日通过国家非主要农作物品种登记,编号为GPD大麦(青稞)(2022)650033。

新疆冬小麦品种资源主要产量性状全基因组关联分析

【目的】高产是小麦育种的永恒主题,利用全基因组关联分析发掘控制小麦产量性状的QTL区段及优异基因,为小麦分子标记辅助选择育种提供理论依据和标记信息。【方法】以新疆本地188个冬小麦品种资源为材料,利用小麦55K SNP芯片进行全基因组扫描,通过对6个不同环境下的株高、穗长、小穗数、可育小穗数、穗粒数、千粒重、粒长、粒宽、籽粒长/宽比9个产量相关性状进行表型鉴定,利用6个环境下各性状数据及最佳线性无偏预测(BLUP)数据,基于混合线性模型(MLM)对表型和基因型进行全基因组关联分析。【结果】经主成分分析,将188个材料分为地方品种和育成品种2个亚群;利用6个环境下各性状数据,9个性状共检测到1309个显著性SNP标记,其中,每个显著性SNP位点可解释7.259%—70.792%的表型变异。利用BLUP数据,9个性状共检测到66个显著性位点,同时与2个性状关联的共有SNP位点有5个,贡献率波动范围为8.498%—21.877%。将同时与2个性状或2个以上环境关联到的重复位点作为稳定的显著性关联位点,9个性状共检测到38个稳定关联位点,包括株高重复位点5个,穗长重复位点10个,小穗数重复位点10个,结实小穗数重复位点6个,穗粒数重复位点6个,千粒重重复位点1个,可解释9.10%—23.81%的表型变异。将这38个位点与已发布小麦基因组位点比对,仅找到3个与本研究关联重复位点位置相近、且有注释基因功能的基因,分别是:2A染色体上与株高关联位点AX-108794050距离相近的TraesCS2A01G448800,与转录因子bHLH71的代谢合成有关;1A染色体上与穗长关联位点AX-110689765距离相近的TraesCS2A01G448800,与蛋白质编码有关;4B染色体上与千粒重关联位点AX-110399975距离相近的TraesCS4B01G031100,与编码丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶SD1-8有关,参与对细胞增殖与分化的调控。【结论】检测到38个与小麦产量性状关联的QTL位点,关联的优良等位基因具有降低株高、增加穗长、小穗数、可育小穗数、穗粒数和千粒重的作用。

NaCl胁迫对糜子种子萌发的影响

【目的】研究NaCl胁迫对糜子种子萌发的影响,分析比较内蒙古糜子186和新疆黄糜MZ04的耐盐性。【方法】于种子萌芽期处理参试材料,统计发芽势、发芽率、胚根长度、胚茎长度,计算发芽指数,活力指数。【结果】NaCl胁迫过程中,参试材料种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、胚根、胚茎长度差异显著,随着NaCl溶液浓度的增加,各个指标均降低,在200、250 mmol/L处理下MZ04的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数明显高于内蒙古糜子186;且在不同浓度NaCl处理下MZ04的胚根、胚茎长度均高于内蒙古糜子186;NaCl胁迫过程中,糜子种子萌发期各指标与NaCl浓度呈负相关,MZ04各个指标的耐盐半抑制浓度均高于内蒙古糜子186;MZ04的发芽率耐盐半抑制浓度为107.39 mmol/L,较内蒙古糜子186高出4.18 mmol/L,活力指数耐盐半抑制浓度为45.81 mmol/L,较内蒙古糜子186高出5.2 mmol/L。【结论】糜子在盐胁迫过程中,萌发相关指标主要是由盐浓度及品种的耐盐特性决定,新疆黄糜MZ04种子萌发期的耐盐性高于内蒙古糜子186。

优质、高产啤酒大麦新品种-新啤13003

新啤13003是2007年由新疆农业科学院奇台麦类试验站以07y/129为母本,法瓦维特为父本配置杂交组合,经系统选育而成的啤酒大麦新品种。该品种具有高产、稳产、优质、抗倒伏、抗病性强、适应性广、酿造品质优良等特点。2022年11月30日获国家植物新品种保护权(CNA20201007067),2023年3月27日通过国家非主要农作物品种登记[GPD大麦(青稞)(2023)650002]。

外源丁酸对干旱胁迫下大麦产量及品质的影响

【目的】研究外源丁酸对不同程度干旱胁迫下大麦生育期、农艺性状及产量和品质的影响,为大麦抗旱研究提供科学依据。【方法】以新啤4号为材料,采用水分处理和γ-氨基丁酸处理两因素试验设计,比较分析干旱胁迫下外源丁酸对大麦生育期、农艺性状和产量、品质的差异。【结果】外源丁酸拌种处理对出苗期、抽穗期没有影响,开花期喷施对成熟期有一定的影响,成熟期略有推迟。干旱胁迫处理下对出苗期没有影响,抽穗期和成熟期均提前。外源丁酸对干旱胁迫下大麦基本苗差异不显著,对最高总茎数、成穗数、分蘖成穗率差异显著;株高、穗长、穗粒数、千粒重均随着外源丁酸处理而不断增加;外源丁酸处理能提高干旱胁迫下大麦的产量,拌种、花期喷洒、拌种+花期喷洒3种丁酸施用技术,可分别减少大麦受旱损失的7.0%、6.3%和18.3%。外源丁酸可提高直链淀粉的比例,但对蛋白质含量无显著影响。【结论】外源丁酸拌种可增加大麦的总茎数和总穗数,喷洒则可提高千粒重。拌种和花期喷施均可以提高干旱胁迫下大麦的产量、抗旱性和直链淀粉比例。

鹰嘴豆种子代谢产物的GC-MS分析

【目的】研究鹰嘴豆品种之间代谢物质的差异,利用GC-MS技术对鹰嘴豆初级代谢产物进行代谢组学分析,为鹰嘴豆产品开发提供理论基础。【方法】利用GC-MS技术及热图聚类,比较分析10个鹰嘴豆品种种子的代谢产物。【结果】检测到146种化合物,主要包括:机酸类、脂肪酸类、氨基酸类、糖类、醇类、酚类以及含氮类七大类化合物。其中8个品种针对每一大类均含有相同的化合物,而D2016-10和YZD80则积累自身特定的化合物,与其他8个品种相同累积的化合物明显偏少。D2016-10和YZD802个品种所积累化合物情况完全不同,存在各自代谢产物的特异性。按化合物的Q值将10个鹰嘴豆品种分为4小类。【结论】10个不同鹰嘴豆品种均含有大量的酸类、糖醇类以及含氮类等几大类化合物,氨基酸类及其衍生物分布相对较少。

智慧环保系统在真空热管低温省煤器中的应用

智慧环保系统是一种数字化、智慧化环保技术,已逐渐成为环保产业转型升级的最优路径之一。近年来,作为替代传统低温省煤器的新兴技术,一种真空热管换热技术已经在市场上得到普遍认可。介绍智慧环保系统在新型真空热管低温省煤器中的应用,依托某电厂实现这两种新兴环保技术的有机结合,为国内低低温高效燃煤烟气处理系统的智能化发展提供参考。

新疆燕麦地方品种资源多样性分析

以新疆35个地方燕麦品种为材料，通过对生育期、株高、单株分蘖数、穗长、小穗数、单株粒重、千粒重、脂盼舍量和蛋白质含量等9个性状的分析，发现新疆的地方燕麦品种具有较丰富的遗传多样性。以变异系数为依据进行分析，5个植物学性状的变异系数在1．70％～25．81％，表现为：单株分藁数〉小穗数〉穗长〉株高〉生育期；4个经济性状的变异系数在14．84％～34．89％。表现为：蛋白质含量〉单株粒重〉千粒重〉脂肪含量。利用离差平方和法进行聚类分析，35个品种被分为具有不同特点的6个类别．可根据育种目标的不同选择亲本材料。

黄淮麦区小麦品种(系)品质性状多样性分析

本文以黄淮麦区 10 0个小麦品种 (系 )为材料 ,对 19个蛋白质品质和淀粉品质性状进行了多样性分析。结果表明 ,10 0个小麦品种 (系 )存在丰富的多样性。蛋白质性状的多样性指数 (H′)为 1 4 4～ 2 33,其中蛋白质含量性状 (GMP含量、蛋白质含量、干和湿面筋含量 )的H′均大于 2 ;变异系数为 10 18%～ 10 1 13% ,其中粉质仪参数的变异系数均在 70 %以上。淀粉性状的多样性指数为 0 86～ 2 96 ,其中直链淀粉含量、降落值、稀懈值的H′均大于 2 ;变异系数为 4 2 6 %～ 2 5 2 8% ,其中降落值、低谷粘度和稀懈值的变异系数超过 2 0 %。采用离差平方和聚类法 ,根据蛋白质性状和淀粉性状将 10 0个品种 (系 )分别划分为具有不同特点的 4个类别 ,为小麦品质改良提供了参考。

黄淮麦区小麦品种(系)的ISSR位点遗传多样性分析

选用11个ISSR引物，对黄淮麦区96个小麦推广品种（系）进行遗传多样性分析。共检测到96个多态性位点，每个引物多态性位点数平均为8．7个，变幅为3～23个；ISSR引物的多态性信息含量PIC变幅为0．601～0．941，平均0．791，表明ISSR具有较强的品种间区分能力，是研究小麦种质资源遗传多样性的有效分子标记技术之一。96个品种（系）间，Nei’s遗传相似系数变化范围为0．53～0．91，平均为0．60，品种间遗传相似性变幅较大，表明黄淮麦区不同小麦品种（系）间存在着不同程度的遗传多样性差异。根据品种间遗传相似系数聚类，96份材料被聚成8大类群，共14个亚类，类群与系谱和原产地无关。

西北地区102份油菜地方品种农艺性状比较分析

以67份新疆油菜地方品种、12份西藏油菜地方品种和23份青海油菜地方品种为研究材料,对生育期、株高、一次有效分枝数、有效分枝高度、单株有效角果数、单果籽粒数、千粒质量、种子含油率等8个性状进行分析。表明,西北地区油菜地方品种具有丰富的遗传变异,8个植物学性状的变异系数(14.15%～89.32%)表现为有效分枝高度>单株有效角果数>株高>种子千粒质量>单果籽粒数>种子含油率>生育期。各农艺性状在三省区的变异有较大差异。利用离差平方和法进行聚类分析,102份油菜地方品种被分为5个类别,第Ⅰ类生育期、千粒质量和含油率最高;第Ⅱ类生育期、株高、有效分枝高度、种子含油率最低;第Ⅲ类各性状值居中;第Ⅳ类株高最高,有效分枝高度、单株有效角果数、单果籽粒数、千粒质量居第2,种子含油率居第3;第Ⅴ类单株有效荚数、一次有效分枝数、单果籽粒数最高。

新疆冬小麦地方品种与选育品种遗传性状比较分析

【目的】比较分析新疆冬小麦地方品种与选育品种遗传多样性差异。【方法】以新疆冬小麦117份地方品种和39份选育品种为试验材料进行13个农艺性状和2个品质性状的比较分析。【结果】地方品种在旗叶长、旗叶宽、株高、分蘖数、有效分蘖数、穗粒重、千粒重和蛋白质等8个性状的变异系数高于选育品种,而穗长、小穗着生密度、每穗小穗数、小穗粒数、穗粒数、穗粒重和千粒重等8个性状的变异系数均略低于选育品种,且地方品种的蛋白质含量和湿面筋含量都高于选育品种;15个性状间简单相关分析中,地方品种有24对性状相关极显著,选育品种仅有6对性状相关极显著。【结论】新疆地方冬小麦品种遗传多样性丰富,对于冬小麦育种改良具有参考利用价值。

新疆孜然地方品种的农艺性状分析

对新疆孜然地方品种主要农艺性状的平均值进行性状比较、相关分析和聚类分析。结果表明,以变异系数为依据进行分析,7个农艺性状的变异系数为4.2%-38.8%,表现为二级分枝数〉单株伞形花序数〉一级分枝数〉株高〉主角果粒数〉千粒重〉生育期,表明这些性状品种间差异较大,可用于杂交和育种选择。简单相关分析中,有5对性状相关显著,其中株高与单株伞形花序数、二级分枝数、主角果数呈显著正相关,千粒重与生育期、株高、二级分枝数、单株伞形花序数、主角果粒数均呈正相关。供试材料在遗传距离0.67水平上可聚为4个大类,可区分为矮秆生育期长千粒重较高、矮秆一级分枝数多、高秆单株伞形花序数多、二级分枝数和主角果数多千粒重高4种类型。

红花新品种DUS测试指南的制订

植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南既是指导测试机构开展DUS测试工作的技术手册,同时还是审批机关审查新品种DUS的技术标准。国际植物新品种保护联盟(UPOV)制定的关于植物新品种测试指南研制的技术文件"TGP/7植物新品种测试指南的研制",是研制各类植物新品种测试指南的国际标准和依据。主要阐述了中国红花新品种DUS测试指南研制的指导原则是以国际植物新品种保护联盟(UPOV)制定的《红花新品种DUS测试指南》为基础,结合育种实际,最终确定了8个必测性状、36个补充性状、32个标准品种,并与UPOV红花新品种DUS测试指南做了比较。红花DUS测试指南的制订对增强红花新品种保护,促进中国植物新品种保护事业的发展具有积极意义。

新疆冬小麦选育品种苗期耐盐性鉴定

【目的】通过盐胁迫下的冬小麦苗期植株变化,确定新疆冬小麦品种的耐盐能力,探索冬小麦抗盐种质的早期筛选方法,筛选新疆冬小麦抗盐品种,为冬小麦抗盐新品种的选育提供物质基础。【方法】以46个适宜新疆南北疆冬麦区种植的冬小麦选育品种为材料,采用水培法,研究供试品种苗期的耐盐性差异。【结果】不同供试新疆冬小麦品种的耐盐性具有较大差异,耐盐性强的品种有3个,分别是新冬18号、喀冬3号、黄河1号,这三个品种同时表现苗期丰产性;耐盐性较强的品种有2个;耐盐性中等的品种有21个,较弱的有17个;耐盐性弱的品种有3个。【结论】盐胁迫对冬小麦根生长的抑制作用强于对茎叶生长的抑制,苗期根部生长量可以作为冬小麦盐敏感的指标。

新疆孜然种质资源的ISSR标记分析

应用ISSR标记对24份孜然种质资源进行DNA多态性分析。从38条引物中筛选出12条多态性引物，共扩增出118条带，其中39条多态性带；引物等位位点数在6～16个，平均每个引物扩增出9．83条带，引物等位位点多态性信息含量（PIC）变幅为11．11％-62．50％，平均35．14％。24个品种间的Nel’s遗传相似系数变化范围为0．33～0．90，平均为0．73。聚类结果表明各类群与地域来源联系不明显，说明孜然种质资源在新疆范围内有比较频繁的交流。

新疆冬小麦地方品种主要性状的变异

为了充分了解新疆冬小麦地方品种农艺性状的遗传多样性,以117份新疆冬小麦地方品种为材料进行13个农艺性状和2个品质性状的比较分析。结果表明,新疆冬小麦地方品种主要农艺性状存在丰富的变异:各性状的变异系数为6.54%～52.41%,Shannon多样性指数为1.812～2.656。15个性状变异系数按大小排列依次为:不育小穗数(52.41%)>有效分蘖数(34.98%)>总分蘖数(31.25%)>穗粒重(29.52%)>旗叶长度(23.57%)>千粒重(18.28%)>穗粒数(17.94%)>株高(15.15%)>旗叶宽度(14.29%)>小穗粒数(12.62%)>穗长(12.39%)>每穗小穗数(11.93%)>小穗着生密度(11.55%)>湿面筋含量(7.67%)>蛋白质含量(6.54%)。性状间简单相关分析中有24对性状相关极显著,其中旗叶长度、旗叶宽度、株高、分蘖数、有效分蘖数等性状与穗长、小穗粒数、穗粒数、穗粒重、千粒重以及蛋白质含量、湿面筋含量都有较大的相关性。聚类分析将参试的117份资源聚为6类。