中国小麦品质区划的研究

根据生态因子对品质表现的影响 ,土壤质地、肥力水平及栽培措施对品质的影响 ,品种品质的遗传特性及其与生态环境的协调性 ,以及我国小麦的消费状况、商品率和可操作性的原则 ,将我国小麦产区分为 3大品质区域 ,即北方强筋、中筋白粒冬麦区 ,南方中筋、弱筋红粒冬麦区和中筋、强筋红粒春麦区。

中国春小麦品种籽粒硬度等位变异的STS检测

籽粒硬度是重要的小麦品质性状。采用单籽粒硬度仪(SKCS)和STS标记对春麦区主要推广品种和品系55份进行了籽粒硬度和Puroindoline等位变异类型检测,结果表明,全国春麦品种61.8%为硬质类型,混合和软质品种频率较低,分别为25.5%和12.7%,SKCS硬度指数分布范围为11～84。共检测到6种Puroindoline基因类型,其中Pinb-D1b 分布范围最广,出现在29个品种(系)中;Pina-D1b有2份,Pinb-D1a为7份,Pinb-D1c、Pinb-D1d和Pinb-D1e分别为1、13和3份。Pinb-D1a(野生型)硬度低于突变型,差异达1%显著水平,Pinb-D1b和Pina-D1d无显著性差异。

近期国际和国内小麦形势分析

小麦是中国的第二大粮食作物,在粮食安全中起着重要作用。近年来国际小麦库存量的变化牵引着全球的粮食形势。2007年全球小麦库存量下降到1.55亿t,为30年来的最低点,并且价格飙升、贸易萎缩。2008年形势得到缓解,总产量达到6.77亿t,较上年增长11%,国际市场价格下降约50%,饲用量增长19%、食用量增长1%,全球贸易量增长7%,库存量补充到1.87亿t。2008/2009年度面积较2007/2008年度下降,估计总产将减少。最近5年中国小麦生产实现了恢复性增长,面积超过2 300万ha,单产和总产增长较快,进口显著减少,国产小麦基本满足了国内消费需求。

小麦硬度主效基因Pina和Pinb的克隆和序列分析

籽粒硬度是小麦品质改良的重要目标性状。根据已报道的谷类作物中硬度主效基因 Pina和 Pinb的 DNA序列 ,设计了两对简并引物 ,以我国软质小麦品种京 4 11基因组 DNA为模板 ,进行 PCR扩增 ,分别获得了约 4 5 0 bp的Pina和 Pinb基因的全长特异性片段。将其克隆到 p GEM- 3Zf(+)上 ,重组子和酶切鉴定正确后 ,进行序列测定和分析。结果表明 ,与国外已克隆的软质小麦 Heron中 Pina基因相比较 ,京 4 11中 Pina与其核苷酸同源性为 98.9% ,氨基酸的同源性为 98% ,其全长为 4 4 7bp,编码 14 9个氨基酸残基 ,具有谷类作物中 Pina所特有 19个氨基酸的信号肽序列和 WWKWWK的色氨酸结构域。同样 ,与国外已克隆的软质小麦 Heron中 Pinb基因相比较 ,京 4 11中 Pinb与其核苷酸同源性为 99.8% ,氨基酸的同源性为 99.3% ,其全长为 4 4 7bp,编码 14 9个氨基酸残基 ,具有谷类作物中 Pinb所特有 19个氨基酸的信号肽序列和 KWWK的色氨酸结构域。硬度主效基因的分离克隆为进行我国小麦品种硬度的基因工程改良奠定了基础。

用Glu-B3、Gli-B1和SEC-1b复合引物PCR检测普通小麦1BL/1RS易位系

利用低分子量 (LMW )麦谷蛋白Glu B3的STS PCR标记、醇溶蛋白Gli B1的SSR标记和黑麦碱SEC 1b的STS PCR标记的复合PCR ,对 10个普通小麦品种、中优 950 7/CA963 2的 91个DH系和 2 8个F2 个体植株 ,进行了1BL/1RS易位系的检测。结果表明 ,中优 950 7/CA963 2的 3 9个DH系和CA963 2、晋麦 45、兰考 2 4、烟农 18、京冬 8等5个品种缺失 2个小麦贮藏蛋白位点的PCR产物 ,而拥有黑麦碱的PCR产物。利用PAGE和ELISA方法 ,对上述品种 (系 )进行了黑麦碱 (secalin)蛋白的检测 ,发现这些品种 (系 )均包含secalin ,与分子标记的检测结果吻合 ,是 1BL/1RS易位系。对 2 8个F2 单株的检测表明 ,该复合标记可以检测出早代

贮藏蛋白组分对小麦面团流变学特性和食品加工品质的影响

【目的】贮藏蛋白组成与组分含量显著影响食品加工品质,研究贮藏蛋白组分含量对加工品质的影响,指导小麦品质改良。【方法】选用近几年北方冬麦区育成的优质品种和高代品系及山东省主栽品种为材料,采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)和凝胶色谱(SE-HPLC)方法对贮藏蛋白组分进行量化,并分析它们与面团流变学特性、面包、面条和馒头加工品质的关系。【结果】谷蛋白总量(Glu)、高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)含量和低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)含量与反映面筋强度的和面时间、稳定时间、拉伸面积和最大抗延阻力呈1%显著正相关(r=0.61～0.83),与面包品质均呈显著正相关(r=0.34～0.85),而醇溶蛋白与谷蛋白含量比(Gli/Glu)与这些参数均呈显著负相关(r=-0.37～-0.85,P<0.05)。SDS不溶性谷蛋白聚合体百分含量(%UPP)与面团稳定时间和最大抗延阻力呈对数关系,决定系数分别达0.84和0.86;与面包总分呈显著正相关(r=0.76,P<0.001),决定系数为0.58。Glu、HMW-GS、LMW-GS和%UPP与面条的色泽、硬度、总分和馒头的光滑度呈5%显著负相关(r=-0.36～-0.63),而Gli/Glu与这些参数呈5%显著正相关(r=0.37～0.57)。醇溶蛋白总量及各组分含量与馒头的压缩张驰性呈1%显著正相关,与馒头的总评分呈显著负相关。【结论】贮藏蛋白组分含量对面团流变学特性和面包品质影响较大,当Glu和%UPP分别达到32.5AU和48.9%时,面筋强度(稳定时间大于10.0min)和面包品质较优,而对面条和馒头品质影响相对较小,且多为负向效应。

转外源puroindoline基因小麦的获得与检测

【目的】验证pinA和pinB对小麦籽粒质地的影响。【方法】将含有控制硬度的主效基因pinA和pinB的单子叶植物高效表达载体pUBPa和pUBPb,分别通过花粉管通道法将其转入小麦品种中优9507(pinB-D1b)中。【结果】获得了转基因植株,PCR检测和基因组Southern杂交证实了外源基因在受体小麦基因组中的整合,水洗淀粉表面蛋白的定量分析表明外源基因的导入影响了friabilin表达。与非转基因对照相比,小麦籽粒质地发生变化。【结论】结果表明,PINA和PINB共同作用形成friabilin,从而直接影响小麦籽粒质地的形成。

Puroindolineb位点近等基因系对小麦面粉及面包和馒头品质的影响

明确不同硬度等位基因与加工品质的关系对小麦品质改良具有重要意义。本文以7个Puroindoline b位点近等基因系为材料,研究了不同硬度等位基因对小麦面粉及面包和馒头品质的影响。结果表明,Pina-D1b/Pinb-D1a基因型的籽粒硬度值、蛋白质含量以及破损淀粉含量较高;而Pina-D1a/Pinb-D1d基因型的出粉率、面粉亮度较高,具有较好的磨粉品质。和面仪参数中的峰高、峰宽和8min尾高均以Pina-D1b/Pinb-D1a基因型数值最高,Pina-D1a/Pinb-D1d基因型最低,且两者之间的差异均达到显著水平;Pina-D1b/Pinb-D1a基因型的衰落角最小。Pina-D1a/Pinb-D1c和Pina-D1a/Pinb-D1d基因型具有较高馒头色泽和张弛性评分,较好的馒头制作品质;Pina-D1a/Pinb-D1e和Pina-D1a/Pinb-D1g基因型次之。Pina-D1a/Pinb-D1f基因型的面包总评分略优于其他基因型。

杂交与诱变相结合提高春小麦育种效果的研究

为给小麦育种工作者提供参考,总结了30多年春小麦杂交与诱变相结合的育种进展。从1974年至今,每年将各杂交组合当代种子均分为两份,一份用60Coγ-射线80Gy辐照,另一份种子不辐照,为单纯杂交材料,两部分材料同步筛选,育成了7个新品种,其中4个成为新疆春小麦种植面积最大的主栽品种。研究表明,中低剂量γ-射线辐照春小麦杂种当代干种子,能够扩大杂种后代多数农艺性状的变异范围,株高与籽粒饱满度的相关系数有所降低,为选育矮秆兼抗旱的品种提供了可能。本项目育成的新春2号、新春6号等抗旱高产品种,连续20多年在新疆春小麦中种植面积为最大,近年又育成了优质品种新春26号等。认为杂交与诱变相结合,互相补充,可显著提高育种效率。另外,CIMMYT小麦种质在新疆春小麦育种中发挥了重要作用。

高质量的小麦种子总RNA的快速提取方法

提取高质量的RNA是从基因表达水平上研究小麦种子发育的必要条件。现有提取方法难以快速得到高纯度的小麦种子总RNA。本试验将冷酚法和Trizol一步法相结合,在5h左右就可得到高质量的总RNA。通过琼脂糖凝胶电泳、紫外分光光度计检测,提取的总RNA具有清晰的28SrRNA、18SrRNA条带,OD260/DO280比值在1.90～2.00之间。将提取的总RNA用于反转录,可获得高质量的cDNA,在cDNA-AFLP分析上可得到清晰的条带。说明这种方法获得的总RNA纯度和完整度非常高,完全满足分子生物学研究的要求。

甜、糯玉米自交系耐热性鉴定研究

夏季高温是长三角地区鲜食甜、糯玉米生产的主要限制因素之一。以485份甜、糯玉米自交系为试验材料,研究高温对甜、糯玉米自交系空秆率、产量、株高、穗位高、穗位系数以及雌雄穗开花间隔等性状的影响。结果表明:高温胁迫下,不同自交系间的耐热性存在显著差异。以空秆率小、穗位系数大、单株籽粒重量高和雌雄穗开花间隔(ASI)时间短作为筛选耐高温种质的综合评价指标,通过比较不同甜、糯玉米自交系对高温胁迫的耐受性,选出了综合表现好的20份甜、糯玉米自交系,可以为耐高温甜、糯玉米品种育种提供抗性种质。

小麦puroindoline基因高效植物表达载体的构建

籽粒硬度是决定小麦品质优劣的重要性状,控制硬度的主效基因为pinA和pinB(统称为puroindoline基因)。本研究利用含有能促进外源基因高效表达的赘序列、Kozak序列和poly(A)序列的pG4AB及含有Ubi启动子和筛选基因bar的pAHC25,成功构建了含有puroindoline基因的单子叶植物高效表达载体pUBPa和pUBPb。目的是将来通过转基因植物研究,进一步明确pinA和pinB的功能, 为通过基因工程方法快速改良我国现有小麦优良品种的籽粒硬度奠定基础。

未来需要什么样的小麦

<正>近10年来,我国小麦连年丰收,除有利的政策措施、气候因素和改进栽培技术外,新品种在增产中发挥了重要作用,主产麦区普遍实现了1~2次品种更换。小麦育种的主要进展可概括为两个方面:一是育成并推广了一批高产、稳产、广适性品种,其中最为突出的是山东的济麦22和河南的矮抗58。济麦22不仅实现了高产潜力的突破,更为重要的是将高产与抗倒伏、抗逆、抗病性及水肥高效有机结合起来,适应性特别广。

利用Aroona近等基因系研究高分子量麦谷蛋白亚基对面包加工品质的影响

【目的】低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)以Glu-A3c、Glu-B3b、Glu-D3c为背景,明确不同高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)对面团流变学特性、贮藏蛋白组份含量和面包加工品质作用大小。【方法】在新疆乌鲁木齐和石河子种植以澳大利亚小麦品种Aroona作为轮回亲本培育的近等基因系(NILs),并测定其粉质仪、拉伸仪、贮藏蛋白组份含量和面包加工品质等参数。【结果】HMW-GS对延展性效应不显著,对面团强度效应大小为Glu-D1>Glu-B1>Glu-A1;就单个亚基对而言,7+9、17+18和5+10面团强度最大;亚基组合1、7+9、5+10具有最大面团强度,2*、7+9、2+12和1、7+9、2.2+12具有最好的延展性。HMW-GS对不溶性谷蛋白聚合体百分含量(%UPP)效应大小为Glu-D1>Glu-B1>Glu-A1;就单个亚基对而言,7+9、17+18和5+10的%UPP最高;亚基组合1、7+9、5+10具有最高的%UPP。HMW-GS对面包总分效应大小为Glu-D1>Glu-A1>Glu-B1;就单个亚基或亚基对而言,1、2*、2+12和5+10具有最高的面包总分;亚基组合1、7+9、2+12面包总分最高,1、7+9、5+10次之,null、7+9、2+12最低。【结论】在相同LMW-GS(Glu-A3c、Glu-B3b、Glu-D3c)背景下,HMW-GS对面团强度、%UPP和面包加工品质影响较大,对延展性影响较小;单个亚基或亚基对1、2*、7+9、17+18和5+10对小麦品质影响较大;亚基组合1、7+9、5+10可作为品质改良的最佳组合。

警惕麦瘟病全球扩散

麦瘟病是南美出现的一种新的小麦病害,流行区域包括巴西、阿根廷、玻利维亚和巴拉圭等热带和亚热带地区,可造成5%~100%的产量损失。气候是影响病害发生流行的主要因素,高温潮湿可导致麦瘟病大流行。麦瘟病的病原菌为Magnaporthe grisea,具有寄主专化性,来自不同寄主的M.grisea菌系对小麦的致病性有显著差异,同时在小麦品种和M.grisea菌系间存在明显的生理专化性。已报道的小麦抗麦瘟病基因有5个,分别是Rmg1、Rmg2、Rmg3、Rmg4和Rmg5。由于生产上尚无控制此病害的有效方法,故应加强研究,以阻止麦瘟病在全球的扩散和蔓延。

济麦20在不同环境中面条品质稳定性及其影响因子分析

以面包面条兼用型小麦新品种济麦20在2005~2006年度山东省及天津市24个地点的样品为材料,分析了磨粉品质、面团流变学特性、淀粉糊化特性、面片颜色和面条加工品质,并用反相高效液相色谱（RP-HPLC）和凝胶色谱（SE-HPLC）对贮藏蛋白组分进行了量化。济麦20的面条加工品质优良且比较稳定,面条色泽呈亮奶黄色且稳定,硬度适中,黏弹性好;籽粒硬度、部分面团流变学特性和淀粉糊化特性变异系数较大,但对面条加工品质影响较小。容重和蛋白质含量是影响济麦20在不同地点面条加工品质的主要因素,容重与面粉、煮熟鲜面条、面片0 h和24 h的L值（亮度）呈显著正相关,相关系数分别为0.53（P〈0.01）、0.69、0.64和0.78（P〈0.001）,与面条硬度和食味呈显著正相关,相关系数分别为0.45（P〈0.05）和0.55（P〈0.01）。面粉蛋白质含量与面粉、面片0 h和24 h的L值呈显著负相关,相关系数分别为-0.68、-0.69（P〈0.001）和-0.60（P〈0.01）,与面条食味、总分和硬度呈显著负相关,相关系数分别为-0.47、-0.46（P〈0.05）和-0.60（P〈0.01）;虽然蛋白质含量对面条品质部分指标有较大负面影响,但蛋白质质量可以在一定范围内波动而对面条品质影响不大。蛋白质含量和容重等磨粉品质是影响济麦20在不同地点面条品质的主要因素。

Glu-1位点等位变异及表达量对麦谷蛋白聚合体粒度分布的影响

选用我国春播麦区23份(试验I)和北部冬麦区21份(试验II)品种(系),研究了Glu-1位点等位变异及其亚基表达量对谷蛋白聚合体粒度分布的影响。结果表明,Glu-1位点等位变异及其亚基表达量显著影响谷蛋白聚合体的粒度分布,且影响程度受蛋白质含量,尤其是高分子量谷蛋白总量水平的影响。在高分子量谷蛋白总量较低时(试验I),Glu-B1和Glu-D1位点对不溶性谷蛋白大聚体含量(UPP)及其占聚合体蛋白总量的百分比(%UPP)的加性效应都达1%显著水平;Glu-B1和Glu-D1位点单个亚基对两者的贡献分别为7OE+8*>7+9>17+18>7+8和5+10>2+12,具有5+10亚基组合的%UPP显著高于具有2+12的亚基组合。高分子量谷蛋白的亚基表达量与UPP含量呈高度正相关,相关系数为0.79～0.93(P<0.01)。而在高分子量谷蛋白总量较高时(试验II),仅Glu-D1位点对%UPP的加性效应达5%显著水平,5+10亚基对%UPP的贡献显著高于2+12和4+12;亚基组合间的聚合体粒度分布无显著差异。高分子量谷蛋白的亚基表达量与UPP含量的相关系数为0.42～0.86(P<0.05或0.01)。结合高分子量谷蛋白表达量和优质亚基进行选择,能有效提高不溶性谷蛋白大聚体的含量和相对比例,有利于面筋强度和加工品质的进一步提高。

悼念绿色革命之父布劳格博士

布劳格博士从事国际农业研究65年,主要贡献包括:(1)培育的矮秆高产小麦品种为解决世界粮食问题做出了杰出贡献,被誉为绿色革命之父,他不仅是CIMMYT的创始人,也是整个国际农业研究磋商组织的创始者;(2)创立了世界粮食奖;(3)开展了以推广玉米新品种为主要内容的非洲农业革命。