黄土高原春夏糜子区糜子资源抗性淀粉含量评估

抗性淀粉(RS)为总膳食纤维组分之一,是糜子籽粒的重要组成。试验采用淀粉抗性检测试剂盒K-RSTAR,对来自黄土高原春夏糜子区(山西、陕西、宁夏)的60份糜子资源进行抗性淀粉含量检测,旨在为黄土高原春夏糜子区优质糜子种质资源的品种选育和后续抗性淀粉的研究提供理论依据。结果表明,60份供试糜子种质资源的总淀粉含量为28.82%~67.57%,平均含量为47.92%;其中,RS平均含量为5.43%,变幅为1.31%~9.99%,变异系数为40.70%,供试糜子资源的RS含量差异较大,其分布呈正偏态平坦峰;宁夏高抗性淀粉含量种质资源较多,其RS含量均值(6.48%)显著高于山西(5.14%)、陕西(4.68%)两省,具有较多优质种质资源。

山西省干旱地区农作物种质资源普查与分析

本研究对山西省干旱地区右玉县、阳曲县、隰县、临县、石楼县、繁峙县、灵丘县、五台县、浑源县、武乡县、五寨县和兴县12个县的农作物种质资源进行了普查和数据分析。通过查阅文献和实地调查相结合的方法,完成了12个县农作物种质资源普查表的编制,分析了1981年到2010年30年来普查县气候及植被变化趋势,并阐述了普查县大宗农作物种植面积、产量和大面积种植品种的变化情况,在此基础上提出了农作物种质资源保护面临的问题及对策建议。研究结果为干旱地区农作物种质资源的保护、研究和利用提供了参考。

山西省干旱区抗逆农作物种质资源调查

2011—2013年山西省农业科学院农作物品种资源研究所调查、收集了山西省干旱地区8个县26个乡67个村的抗逆农作物种质资源共686份,隶属于12科24属30种。对所收集到的资源的种类、特性、分布以及调查地区的抗逆农作物种质资源现状进行了分析,并对山西省干旱区抗逆农作物种质资源的收集、保护和利用提出了建议。

山西谷子地方品种微核心种质构建

构建山西谷子地方品种微核心种质,旨在为谷子目标性状精准鉴定与相关候选基因挖掘提供种质基础。在598份山西谷子核心种质的基础上,选取抽穗期、株高、节数、颈长、叶长、叶宽、穗长、穗粗、茎粗、单穗质量、穗粒质量、码数、码粒数、千粒质量和蛋白质含量等15个农艺、品质性状,使用QGAStation软件进行微核心种质构建抽样分析、全基因组重测序技术去除近缘种质,以构建微核心种质。结果表明,山西谷子地方品种微核心种质共包含322份种质资源。微核心种质与原始种质比较结果表明,各性状的均值与方差均没有表现出显著性差异,均值差异百分率与方差差异百分率均为0,极差符合率为98.36%,变异系数变化率为104.19%,遗传多样性指数变化率为94.81%。微核心种质较好地保留了原始种质的遗传变异,具有较高的变异度,同时具备较强的代表性。

山西重要黍稷种质资源品质性状的初步鉴定与评价

营养品质和口感品质是组成黍稷种质子粒品质的重要组成部分。粗蛋白和粗脂肪含量是组成营养品质的主要成分,赖氨酸和可溶性糖含量是组成口感品质的主要成分。通过对山西省有代表性的90份黍稷种质的粗蛋白、粗脂肪、赖氨酸和可溶性糖的测定,评价了参试黍稷种质资源的营养品质和口感品质。结果表明,黍稷种质资源的粗蛋白平均含量为11.88%,粗脂肪平均含量为3.69%,赖氨酸平均含量为0.19%,可溶性糖平均含量为2.04%。鉴定筛选出7份粗蛋白含量13.00%、粗脂肪含量4.00%以上的高营养品质种质;15份赖氨酸含量0.20%以上、可溶性糖含量2.00%以上的口感品质优的种质;3份粗蛋白含量13.00%以上、粗脂肪含量4.00%以上、赖氨酸含量0.20%以上和可溶性糖含量2.00%以上的营养品质和口感品质均优的种质。营养品质和口感品质与不同类型种质的相关性分析表明,稷的营养品质好于黍,黍的口感品质好于稷,红粒种质营养品质和口感品质最好,白、褐、复色的种质居中,黄粒的最差;粒形和营养品质及口感品质相关不显著。研究结果为今后优质种质利用提供了参考依据。

基于SSR标记的山西野生大豆种质资源遗传多样性分析

分析山西野生大豆资源的遗传多样性和遗传结构有助于了解山西野生大豆起源与进化,为野生大豆优异种质挖掘及资源高效利用等提供理论基础。本研究采用52对SSR分子标记对来自于山西省9个地区32个县市的70份野生大豆资源进行了遗传多样性分析。结果表明:共扩增出450个等位基因,平均每对引物扩增出8.7个等位基因,变幅为3～19。等位基因频率为0.185 7～0.885 7,平均0.421 0;基因遗传多样性指数为0.210 2～0.871 8,平均0.710 0;多态性信息含量为0.201 9～0.858 4,平均0.679 7。将所有供试材料按地理来源分类,并进行遗传多样性分析。结果表明,中部野生大豆资源的平均等位基因数、平均基因多样性指数和平均多态信息含量最高,北部次之,南部最低。而各组的平均主要等位基因频率结果与之相反。基于遗传结构和基于遗传距离的聚类分析都可将试验材料分为3个类群,两种分类结果基本相同。第一类群主要包括山西中部部分资源,第二类群主要包括山西中部部分资源和山西北部资源,第三类群主要包括山西南部资源。聚类结果与地理来源较为一致。山西野生大豆资源遗传多样性较高。中部野生大豆资源的遗传多样性最高,北部资源次之,南部资源最低。推测山西中部和北部曾经发生过种质交流,导致中部资源遗传多样性最高,该区域可能为山西野生大豆的遗传多样性中心。

20份山西糜子种质资源抗旱性综合评价

为了明确山西省生产上应用的糜子品种抗旱性,对全生育期进行抗旱鉴定,测定不同处理下糜子的株高、穗长、茎粗、穗重、穗粒重、株草重、主茎节数、千粒重、有效穗9个性状。采用主成分分析和逐步回归分析法进行全生育期抗旱综合评价并筛选抗旱指标。结果表明:9个表型性状间存在着一定相关性;穗重和株草重2个指标在正常供水与干旱胁迫处理下变异系数减小最大;农家种‘黄糜子’抗旱性最强(D=0.87),综合抗旱D值与产量隶属函数值存在显著相关(r=0.5159,P<0.05);穗重和株草重对抗旱性影响显著,可作为生育期抗旱性鉴定综合指标。

不同生态区糜子种质资源的遗传多样性分析

以5个糜子栽培生态区的40份糜子种质资源为试材,利用5个糜子特异性SSR标记对试材进行遗传多样性分析,旨在为糜子核心种质的构建和筛选提供一定的理论基础.结果表明：40份材料中共检测出15个等位基因变异,平均每个位点3个;40份材料间的遗传相似系数为0.692～0.726;聚类分析将试材分为5类,分别位于东北春糜子区、华北夏糜子区、北方春糜子区、黄土高原春夏糜子区和南方秋冬糜子区.同时,测定了以上试材的形态和生理指标（株高、主穗长和叶绿素含量）,发现试材间存在多样性：（1）40个糜子材料的旗叶叶绿素含量介于27.23～43.10 g·L-1之间,倒二叶叶绿素含量介于17.00～41.17 g·L-1之间,其中185号材料（红糜子）叶绿素含量均最大.（2）40份材料的株高介于119.73～273.97 cm之间;其中,60号材料（镇原大糜子）最高,为273.97 cm,247号材料（黑糜子）最低,为119.73 cm;（3）主穗长介于17.00～66.07 cm;其中257号材料（黑糜子）最长,为66.07 cm,265号材料（鹅头）最短,为17.00 cm.通过对糜子材料部分形态、生理指标及5对糜子特异性SSR标记分析了遗传多样性,从聚类结果得出,SSR标记出的糜子多态性表现出了一定的地域性.

中国黍稷种质资源收集、保护、创新与共享利用

项目实施13年。收集、保护了一批濒临灭绝的黍稷种质;对国家长期库黍稷种质进行了繁殖更新与补充鉴定;研究制定了黍稷种质资源繁种更新与鉴定评价技术规范;为国家长期种质库提供了黍稷新的种质资源、数据资源;建立国家黍稷种质中期保存库;评价创新了一批黍稷种质资源,为生产、育种、加工提供了优异种质(品种),取得了明显的社会经济效益。

小麦种质CH7015中抗白粉病基因的SSR定位

为了明确小麦与八倍体小偃麦远缘杂交培育的小麦新种质CH7015中抗白粉病基因的来源及其在染色体上的具体位置。将CH7015与感病品种台长29杂交,对其F1、BC1、F2群体接种白粉病,进行抗病性鉴定和抗感杂交后代的遗传分析,选取分布于小麦21对染色体上的825对SSR引物,采用群体分离分析法(BSA)对台长29×CH7015的F2群体进行标记筛选。结果显示,CH7015抗性受1对显性核基因控制,其抗白粉病基因PmCH7015可能来源于中间偃麦草。通过抗感基因池和群体筛选,获得5个连锁标记,分别为:Xwmc657、Xgpw2328、Xwmc68、Xgpw4079和Xgpw7272。其中,Xwmc68和Xgpw4079位于PmCH7015两侧,遗传距离分别为8.2,1.4 cM。中国春缺体-四体和双端体的验证结果将抗病基因定位于小麦4B染色体的短臂上(4BS)。综上所述,由于小麦4BS染色体上尚无有关抗白粉病基因的报道,因此,推测PmCH7015是一个新发现的抗白粉病基因位点,其抗性可能来源于中间偃麦草。

山西普通菜豆种质资源籽粒品质分析和评价

利用山西种质库内保存的能够代表山西省普通菜豆资源总体的149份资源,对其籽粒进行品质分析和评价。通过对149份资源籽粒品质测定,结果表明,山西省普通菜豆资源粗蛋白含量平均值高于全国平均水平,而粗淀粉和粗脂肪含量平均值低于全国平均水平;筛选到高蛋白含量资源13份、高淀粉含量资源2份、高脂肪含量资源1份和高纤维含量资源6份;聚类分析结果将149份资源划分为7组,基本明确了山西省普通菜豆的籽粒品质类型特征。

转基因植物在农业上的应用

从增强作物抗性、改善蔬菜品质、改善小麦面包粉品质、降低咖啡碱含量、增加维生素含量、增加营养品质等方面综述了转基因植物在农业上的应用,并对未来转基因植物的应用前景进行了展望。

黍和稷种质资源主要农艺性状的差异

为了进一步摸清黍种质和稷种质在主要农艺性状表现上的差异,以山西省1192份黍、稷种质的主要农艺性状鉴定数据为基础进行了统计比较。结果表明,在质量性状上,黍种质的穗型以侧穗和密穗为主,稷种质以散穗型为主;不论是绿色花序还是紫色花序均以黍种质占有优势,尤以紫色花序种质优势最大;黍种质在生物学产量、经济产量性状上比稷种质占有优势。研究结果可为黍、稷种质资源在育种、生产和食品加工利用方面提供参考依据。

山西省甜荞种质资源营养特性的研究

通过对山西省的75份甜荞遗传资源的主要营养成分进行分析,明确了山西省各地区甜荞资源维生素E、维生素PP、和Se元素的平均含量和变化范围,筛选出高含量维生素E资源4份,高含量维生素PP资源5份,高硒资源17份,并对优异资源的分布情况进行了分析。

黍稷种质资源倒伏性与生态环境的关系

黍稷种质资源的倒伏性是固有的生态型表现,与生态环境密切相关。因此,高抗倒种质的推广利用也要因地制宜。本文通过对山西省晋北、晋中、晋南3个不同生态区黍稷种质资源的倒伏程度,倒伏程度与生育期、茎粗的关系和倒伏类型的分析研究,说明鉴定筛选出的黍稷高抗倒种质,也要因地制宜推广利用。在栽培技术上也要采取相应的抗倒措施,只有这样,才能把黍稷种质资源因倒伏造成的损失降到最低。

我国作物转基因方法研究进展

综述了我国具有自主知识产权的转基因技术的现状,总结了我国转基因技术研究和推广过程中所存在的问题,提出了解决问题的对策,并展望了我国转基因技术今后的研究方向。

基于SSR标记的黍稷种质资源遗传多样性及亲缘关系研究

【目的】利用SSR标记,分析黍稷种质资源(野生材料和地方品种)的遗传多样性水平,揭示不同来源黍稷种质资源的亲缘关系和遗传群体结构差异,为黍稷起源进化研究奠定基础。【方法】用6份地理差异显著的黍稷种质资源对137对小宗作物课题组开发的具有多态性的SSR引物进行初步筛选,最终筛选103对条带清晰、扩增良好且多态性稳定的SSR引物,利用这103对多态性SSR标记对146份黍稷材料进行PCR扩增,通过遗传参数、聚类、遗传结构等分析,评估不同个体间及不同群体间的遗传多样性,探讨遗传结构差异。【结果】103对SSR标记共检测出308个等位基因(Na),平均值为2.99,平均Shannon-Weaver指数(I)为0.8478,平均期望杂合度为0.3642,平均多态性信息含量指数(PIC)为0.5544。103对SSR标记的分布区间为0—1、1—2、2—3、3—4和4—5,分辨率范围为0.334—4.002,77.67%的标记分布于区间1—4,具有适度分辨力。国内资源的观测等位基因数(2.9126)、多样性指数(0.8302)、期望杂合度(0.5023)、多态性信息含量指数(0.5278)均高于国外资源,遗传多样性更丰富。12个群体的遗传距离的变化范围为0.0783—0.5762,均值为0.2938;遗传一致度变化范围为0.5620—0.9247,均值为0.75,遗传相似性与地理分布具有一定相关性,地理分布越近,遗传距离越小,遗传一致度越高。聚类分析在遗传距离为0.15处可以把12个群体分为4个组群,其中南美洲和山西资源各自独立分为一支,与其他资源亲缘关系较远。个体间聚类中,国内外资源划分非常显著,在遗传距离为0.63处,146份黍稷资源可分为3大组群,组群Ⅰ和组群Ⅱ为国外资源,组群Ⅲ为国内资源。组群Ⅱ在遗传距离为0.39处又分为3个亚群,组群Ⅲ在遗传距离为0.45处分为5个亚群,其中亚洲与欧洲资源、中国河北与中国山西、中国内蒙古资源的遗传关系较近。遗传结构分析结果显示国内外群体间存在明显的遗传分化,其中5个组群(组群2、组群5、组群6、组群7和组群9)为国内野生资源特有基因型,分布较为分散;2个组群(组群1和组群4)为国外资源特有基因型,分布较为集中。中国宁夏、南美洲资源的群体结构趋向单一化,中国河北、中国黑龙江、亚洲资源的群体结构趋向多元化。UPGMA聚类结果与遗传结构分析结果一致,且不同地区黍稷资源群体间遗传关系远近均与其地理分布相关。【结论】野生资源的遗传多样性高于国外资源,其中中国河北群体的遗传多样性最丰富,中国河北可能是黍稷的起源中心。

小麦新种质CH09W80抗白粉病基因遗传分析及分子定位

CH09W80是由八倍体小偃麦TAI7047与高抗小麦白粉病品种晋太170杂交/回交选育出的抗白粉病小麦新种质。苗期对我国广泛流行的白粉菌株E09,E20,E21表现为免疫或近免疫,抗性表现与其亲本TAI7047相似。CH09W80与感病亲本绵阳11杂交F1及F2遗传群体接种E09成株鉴定结果表明,CH09W80的抗白粉病受1对显性核基因控制。采用分离群体分组分析法(bulked segregant analysis,BSA),以432对SSR标记对抗感亲本CH09W80和绵阳11及其F2抗感池进行筛选,获得3对具有多态性SSR标记。根据这3对标记在小麦染色体上的位置,推测CH09W80的抗白粉病基因可能位于2AL染色体上,其抗性来源于中间偃麦草。

90份黍子种质资源蛋白质含量评估

为评估黍子资源的蛋白质含量,以90份黍子资源为试验材料,利用Smart-Chem140全自动间断化学分析仪测定黍子总氮含量,再根据总氮含量计算蛋白质含量,并对蛋白质含量进行正态性检验和方差分析。结果表明,90份黍子种质资源蛋白质含量在6.87%(宁夏的牛旦糜子)~12.01%(黑龙江的黄糜子),平均为9.43%,符合正态分布;就资源的蛋白质平均含量而言,印度最高(10.43%),黑龙江(10.10%)、山西(9.64%)和陕西(9.58%)次之,宁夏最低(8.41%),印度和宁夏间差异显著;就资源的蛋白质含量变异系数而言,黑龙江最高(12.24%)、内蒙古最低(6.20%);就资源的蛋白质含量变幅而言,印度最宽(7.82%~11.73%),内蒙古最窄(8.25%~10.24%)。90份黍子种质资源蛋白质含量特征存在差异,研究结果可为不同地区种质资源的选择提供理论依据。

山西省黍稷高抗倒种质资源的丰产性和适应性鉴定

高抗倒黍稷种质资源的丰产性和适应性存在较大差异,鉴定筛选出同时具有高抗倒、丰产性好和适应性广的黍稷种质是满足黍稷生产需求的有效途径。在前期对山西省1192份黍稷种质资源进行抗倒性鉴定并筛选出71份高抗倒种质材料的基础上,进行了丰产性和适应性鉴定。结果显示,共筛选出6份高抗倒、丰产性最好、适应性广的种质材料和8份高抗倒、丰产性良好、适应性广的种质材料。这些种质可以在山西省及周边省(区)的黍稷生产中进行推广利用。