小麦miRNA靶基因的体外实验验证

miRNA是一类内源非编码单链小RNA,广泛存在于动植物中,主要通过切割靶基因或者抑制靶基因表达参与细胞分化、生长和发育等多种生物学调控。目前缺少一种快速简便验证miRNA靶基因的方法。本研究基于前期筛选到的小麦特有的miRNA——Tae-miR9666a,合成其前体及前体突变体,并连接到表达载体上,构建含有GFP(绿色荧光蛋白)标记的靶基因过表达载体,共转化烟草,通过观察GFP的荧光亮度判断靶基因的切割情况,以此来验证miRNA与靶基因的相互作用。结果发现,共转miRNA前体的烟草叶片的荧光亮度较低,表明靶基因被miRNA切割,其后的GFP无法正常表达;共转miRNA前体突变体的烟草叶片的荧光亮度与单转靶基因的相当,表明miRNA前体突变体未切割靶基因,导致GFP正常表达。本实验有效证明了miRNA的靶基因切割情况,也表明利用烟草验证miRNA与靶基因相互作用是可行的。

山东省12个主栽小麦品种(系)抗叶锈性分析

本研究旨在明确山东省12个小麦主栽品种(系)抗叶锈性及抗叶锈基因,为小麦品种推广与合理布局、叶锈病防治及抗病育种提供依据。利用2015年采自山东省的5个小麦叶锈菌流行小种的混合小种对这些材料进行苗期抗性鉴定,然后选用15个小麦叶锈菌生理小种对这些品种(系)进行苗期基因推导,并利用与24个小麦抗叶锈基因紧密连锁(或共分离)的30个分子标记对其进行抗叶锈基因分子检测。结果显示,山东省12个主栽小麦品种(系)苗期对该省2015年的5个小麦叶锈菌混合流行小种均表现高度感病。通过基因推导与分子检测发现,济南17含有Lr16,矮抗58和山农20含有Lr26,其余济麦系列、烟农系列、良星系列等9个品种(系)均未检测到所供试标记片段。此外,本研究还对山东省3个非主栽品种进行了检测,结果发现,中麦175含有抗叶锈基因Lr1和Lr37,含有成株抗性基因;皖麦38只检测到Lr26,济麦20未检测到所供试标记片段。综合以上结果,山东省主栽小麦品种(系)所含抗叶锈基因丰富度较低,尤其不含有对我国小麦叶锈菌流行小种有效的抗锈基因,应该引起高度重视,今后育种工作应注重引入其他抗叶锈基因,提高抗叶锈性。

全粉SDS沉淀值评价小麦育种高代材料品质的研究

对147个小麦高代育种材料的全粉SDS沉淀值及其与面团揉混特性参数和Zeleny沉淀值的相关性进行分析,结果表明:SDS沉淀值与形成时间和峰值宽度均为正相关,相关系数分别为0.75和0.46,与衰落角为负相关,相关系数为-0.62;SDS沉淀值与Zeleny沉淀值为显著的正相关,相关系数达0.77。这说明全粉SDS沉淀值能够在一定程度上反映面团的耐揉性和弹性,且与Zeleny沉淀值反映的蛋白质特性在很大程度上是一致的。因此,全粉SDS沉淀值可以作为面粉品质快速评价的指标,特别是在种子量较少的小麦育种筛选世代。

黄淮麦区砂姜黑土强筋小麦品种面食制作品质研究

以现代农业产业技术体系重点项目"黄淮麦区砂姜黑土强筋小麦产业化技术研究"筛选出的13个强筋小麦品种为材料,研究其面包、面条制作品质及相关品质特性。结果表明,半数以上品种的面包制作品质较好,和面时间超过3.0 min的品种其面包内部结构纹理均匀细腻、色泽亮乳白色、口感好;面条制作品质的色泽、表观、光滑性和食味均较好,品种间差异主要表现在适口性和粘弹性;品种济麦20、西农979、郑麦7698、济南17和郑麦9023等具有优良的面包制作品质;郑麦366、济麦20和西农979等的面条制作品质优良,鲜面片24 h内的色泽变化较小,淀粉糊化的峰值粘度较高,干面条和煮后面条的品质均较好。

小麦远缘杂交现状、抗病基因转移及利用研究进展

小麦近缘植物中含有丰富的抗病、抗逆和抗虫等基因,是小麦育种的优异基因源。通过远缘杂交可以将近缘植物优异基因转移给小麦,创制包括双二倍体或部分双二倍体、附加系、代换系和易位系等在内的小麦-近缘植物异染色体系。这些含小麦近缘植物血缘的异染色体系是研究物种染色体行为与进化、基因定位与作图的重要素材,也是拓宽小麦的遗传基础、抵御小麦重要病虫害、增加小麦产量和提升小麦品质的重要物质基础。为了更加清晰地了解小麦远缘杂交概况及小麦近缘植物抗病基因向小麦的转移,也为今后小麦远缘杂交研究和种质资源的开发利用提供参考,文中对小麦族物种分类、小麦远缘杂交的定义与意义、小麦族山羊草属、黑麦属、偃麦草属、簇毛麦属、冰草属、大麦属、披碱草属、赖草属、新麦草属以及旱麦草属物种与小麦远缘杂交现状和异染色体系创制情况进行了概括,并对来源于小麦近缘植物被正式命名的17个抗条锈病基因、35个抗叶锈病基因、30个抗秆锈病基因、41个抗白粉病基因、3个抗赤霉病基因、1个抗麦瘟病基因、1个抗叶枯病基因、1个抗颖枯病基因、4个抗褐斑病基因、2个抗眼斑病基因、1个抗梭条花叶病基因、2个抗线条花叶病基因和2个抗禾谷类黄矮病基因向小麦的转移情况及其所在染色体的位置信息进行了归纳。小麦-黑麦1RS·1BL易位系、1RS·1AL易位系和小麦-偏凸山羊草2NS/2AS易位系等抗病优良种质的育成与利用在世界小麦育种史上做出了突出贡献,然而,这仅仅得益于对少数抗病基因的利用。与目前已经被命名的基因数量相比,被利用到小麦育种中的抗病基因相对较少。文中分析了当前已命名抗病基因利用情况比例偏低的原因,并对今后如何利用这些抗病基因提出了建议。同时,还列举了已克隆的源自小麦近缘植物的抗病基因,并对克隆这些基因的方法以及今后可能的研究热点进行了分析,认为加强无遗传累赘的小麦-近缘植物易位系的创制与应用仍可能是今后小麦育种材料创新与新品种培育的一个重要发力点。

小麦响应逆境胁迫的蛋白质组学研究进展

小麦生长发育过程中会受到多种逆境胁迫的影响,在胁迫条件下,小麦可通过改变自身的蛋白质表达水平对各种胁迫作出响应。蛋白质组学研究能够全面揭示小麦响应胁迫时其细胞内蛋白质的动态变化规律,鉴定差异表达的蛋白质,并发现胁迫响应相关的标志物,是小麦抗逆生物学研究的重要组成部分。本文简要综述了蛋白质组学技术在小麦响应非生物(低温、高温、干旱、盐碱)和生物(病原菌)胁迫上的最新进展,并对其应用前景进行了展望,以期为深入研究小麦响应逆境胁迫的分子机制提供参考信息。

小麦春季抗寒性研究进展

近年来气候异常现象频繁发生,春季低温冻害已成为影响小麦生产的限制因素之一。关于小麦春季抗寒性已开展大量研究,并取得一定进展。本文根据国内外相关研究报道分别从小麦对倒春寒敏感期的鉴定、响应倒春寒的生理生化、倒春寒对小麦产量及其构成因素的影响、小麦春季抗寒性分子生物学研究等方面进行概述,并据此探讨了此领域研究中存在的问题及今后可能的研究思路。

小麦四个抗白粉病基因的KASP标记检测

为提高Pm13的检测效率,了解Pm21、PmV、Pm12和Pm13共4个小麦抗白粉病基因在山东小麦育种中的利用情况,本研究通过测序和引物设计成功转化了Pm13的KASP标记,并采用4个基因的KASP标记对2022—2023年山东省小麦高产区试组和强筋区试组的140份参试品系和2份区试对照品种进行检测,结果显示140份材料均不含上述4个基因,表明它们在山东小麦育种中应用较少。本研究可为利用KASP标记开展小麦抗白粉病基因的分子标记辅助选择提供参考,促进其育种应用。

小麦富硒研究进展

目前,硒元素营养失衡已严重影响人类健康,中国约7亿人口生活在低硒地区,而小麦作为人们的主要食物,其籽粒中硒元素含量普遍较低。通过土壤施用和叶面喷施硒肥等途径来增加小麦籽粒内部硒元素累积量,进而改善人体硒营养水平被认为是经济有效的手段,这也引起了国内外学者的广泛关注。本文概述了小麦对硒的吸收、转运和分布特点,提高小麦籽粒硒含量的途径、影响因素,富硒小麦的加工工艺及产业发展中存在的问题,并对今后富硒小麦产业的研发做出了展望。

基于90K芯片SNP标记的小麦遗传图谱构建及抗纹枯病QTL定位

为挖掘定位小麦抗纹枯病QTL,以莱州953×山农辐63的F_(2∶3)为作图群体,用Illumina Wheat 90K芯片检测F_2单株的基因型,并用QTL IciMapping 4.1软件绘制该群体的遗传连锁图谱;在自然发病条件下,鉴定分离群体的抗、感表型,利用QTL IciMapping 4.1进行抗纹枯病QTL定位分析。结果表明,构建的小麦遗传连锁图谱包含21个连锁群,覆盖了小麦的21条染色体,图谱总长度5 528.12 cM,平均图距5.25 cM;共检测到6个分布于小麦1A、1B、2A、3A、7A和7D染色体上的加性QTL位点,单个QTL的贡献率为3.24%～10.37%。该结果可为小麦抗纹枯病QTL精细定位与相关基因克隆奠定基础,也为小麦抗纹枯病分子标记辅助选择育种提供了理论依据。

小麦冬春性人工低温春化鉴定的研究

本试验旨在筛选适合小麦冬春性室内鉴定的方法和指标,以济麦19、钱交麦、泰山1号、济麦20、中国春为强冬性、冬性、半冬性、偏春性和春性对照,对2014—2016年山东省区试的108份小麦品种进行冬春性室内春化鉴定、田间错期春播鉴定和分子鉴定。通过对幼苗习性、抽穗率、抽穗期等指标的观察确定小麦冬春性室内鉴定的可靠指标,提出采用室内鉴定法评判品种的冬春性,并初步建立了小麦品种室内春化鉴定法检测小麦冬春性的检测指标体系:春性、偏春性、半冬性、冬性和强冬性小麦品种在2℃条件下完成春化所需时间分级分别为0 d、0 d<t≤20 d、20 d<t≤30 d、30 d<t≤40 d和t>40 d。

94份小麦育种亲本的功能基因分子检测

为了掌握小麦育种亲本重要性状功能基因的等位基因变异情况,利用42个功能基因KASP标记对94份育种亲本进行了分子检测。结果表明,1B/1R易位系占比30%;Rht-D1是主要的矮秆基因,占比80%;与产量相关的TaCwi-A1-1、GW2-6B、TaSus1-7B优异等位变异占比均大于85%,TaGS2-B1、TaGS5-A1、TaGW2-6A、TEF-7A在30%左右,TaGASR7-A1和TaMoc-A1小于10%;与品质相关的Glu-A1、Lox-B1、Pinb-D1优异等位变异占比70%左右,而Zds-D1高达99%,Glu-D1、Zds-A1、TaPds-B1在25%左右;与抗性相关的Lr46优异等位变异占比93%,1-feh-w3为66%,Vp1B1和Lr14a在50%左右,TaSdr-B1为21%,Lr68为15%,而Fhb1、Sbm1、Lr34、Sr2、Pm21在5%以下;光周期、春化和开花期相关基因的优异等位变异占比均较高。本研究明确了优异等位变异占比均较低的功能基因,为下一步育种亲本的有效利用奠定了基础,也为利用KASP标记开展分子标记辅助选择提供了参考。

营养强化型紫色小麦的食品品质改良研究

紫麦全粉受到青睐的主要原因是其丰富的营养品质,然而其食品加工品质不及普通面粉。本研究选用加工品质优良的济麦229、济糯116面粉与济紫麦1号全粉进行配粉以改良其食品加工品质,结果表明,济紫麦1号全粉的营养品质优于济麦229面粉,但其面包、馒头和面条的加工品质均显著劣于济麦229;与济麦229面粉混配后,混粉的面包和馒头品质明显改善,面包外观变好、体积增大尤其是面包芯质地和纹理结构显著变好,馒头形状变好、体积增大、内部结构品质均变好。济糯116具有优良的改良面条品质的特性,通过与其配粉,济紫麦1号的面条品质改善,尤其是面条的软硬度、粘弹性和光滑性等均明显变好。综合权衡营养品质和食品品质,推荐利用济麦229和济糯116面粉改良济紫麦1号全粉面包、馒头和面条的适宜添加比例分别为20%~30%、10%~20%和20%~30%。

CIMMYT小麦种质在山东麦区产量和品质性状评价及利用

本试验对226份CIMMYT小麦种质的产量构成因素、籽粒品质、面筋特性、面团揉混特性和淀粉糊化特性等进行了研究分析。结果表明：226份CIMMYT小麦种质的每穗小穗数平均值为16．4个，与当地主推品种济麦22相当；穗粒数平均为41．9个，比济麦22多2．3个，最高达60．2个；千粒重平均为38．7 g。籽粒硬度较高，＞90的有22份，最高为97。82．8％的材料其籽粒蛋白含量在12．5％～14．5％之间。大部分材料的沉淀值在37～46 ml之间，最大值为64．5 ml；沉淀值＞40 ml的材料占66．9％，其中7份材料的沉淀值在60 ml以上。湿面筋含量变异幅度较大，在25．7％～57．2％之间；干面筋值的变异幅度较小，大部分材料集中在10～13 g，最大值为18．4 g；面筋指数高，＞94％的材料占66．2％；筛选出湿面筋含量＞35％、干面筋值＞13．0 g、面筋指数在94％以上的材料10份。揉混仪参数峰值宽度变异幅度较大，在180～440 B．U．之间，有51份材料的峰值宽度＞300 B．U．；8 cm峰宽分布集中在70～180 B．U．，最宽达320 B．U．；衰落角分布集中在6＆#176;～16＆#176;；筛选出峰值宽度300 B．U．以上、8 cm峰宽190 B．U．以上且衰落角＜10＆#176;的材料7份。淀粉RVA糊化特性的峰值粘度分布集中在2800～3400 cP之间，最高值达3887 cP；稀懈值集中在900～1200 cP；回升值集中在1200～1500 cP；筛选出峰值粘度高于3000 cP、稀懈值高于1300 cP且回升值＜1300 cP的材料42份。筛选出的这些材料可作为山东省小麦育种和品质改良的优异亲本，并且部分材料已被用于小麦育种中。

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。

普通小麦春化作用研究进展

春化是小麦品种的重要性状,直接影响着小麦品种的种植范围和利用效率。本文从小麦冬春性鉴定方法、鉴定指标、春化相关基因及分子机理等方面入手,综述了小麦冬春性的研究进展。分析比较了目前常用小麦冬春性鉴定方法并总结了依靠自然低温春化鉴定的利弊。对目前小麦春化相关基因的研究进行了总结,分析了小麦冬春性分子机理研究中存在的关键问题,提出了小麦冬春性下一步研究的重点。

“十二五”山东选育小麦新品种(系)品质状况分析

为了解山东省当前育成小麦新品种（系）的品质状况,对2011-2015年山东省高肥预试、高肥区试、高肥生产试验、旱地区试和旱地生产试验共五个试验组别979个新品种（系）的籽粒、面粉和面团的品质特性进行分析。结果表明：五个组别新品种（系）的平均容重均高于770 g/L,平均硬度指数均在64.0以上,平均籽粒蛋白质含量13.27%~14.91%,平均湿面筋含量32.92%~36.84%,平均吸水率均在60.0%以上,平均面团形成时间均超过3.60 min,平均面团稳定时间均超过3.99 min,白度平均值均低于77.0;高肥组品系的品质性状表现优于旱地组品系,五个组别参试品系面团稳定时间的变异系数均显著高于其它品质性状的变异系数;年度间品系的品质差异较大,2012-2013年度品系的籽粒蛋白质含量等品质特性较好,2013-2014年度品系的容重、硬度指数、湿面筋含量、面粉吸水率和面团稳定时间等品质特性较好;容重、湿面筋含量、籽粒蛋白质含量和吸水率等单项指标达到国标强筋标准的品系较多,达标率均在60%以上,稳定时间达到国标的品系仅占10.11%,5项指标均达标的品系有41个。＂十三五＂小麦品质改良的重点仍为蛋白质和面筋品质,同时,要注意面粉色泽（白度）的改良及品质性状与产量性状间的协调改良和提高。

小麦miRNA研究进展

microRNA(miRNA)是真核生物体内普遍存在的一类具有重要调控功能的非编码小分子RNA(sRNA)。研究表明,miRNA参与基因转录后调控,在植物的生长、发育和逆境胁迫应答等生物学过程中发挥着重要调节作用。截至目前,对植物miRNA的研究已经取得了较大进展,但小麦miRNA研究才刚具雏形。通过生物信息学预测和sRNA高通量测序手段,已得到部分小麦miRNA。小麦miRNA的功能研究方法也有了初步结果。本文就小麦miRNA的识别、时空表达特性、抗逆相关特性及其功能研究方法进行总结分析,为今后小麦miRNA的研究提供参考。

部分CIMMYT小麦种质的耐盐性鉴定与评价

为了筛选耐盐小麦新种质,以耐盐小麦品种青麦6号为对照,分别在小麦苗期以相对盐害指数、芽期以根系盐害易感指数和相对苗长为鉴定和评价指标,对选自国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的417份小麦材料进行耐盐性筛选与鉴定。结果显示,有39份小麦种质的耐盐性优于对照,经相关分析和主成分分析发现,总根长SSI值可作为根系耐盐指标用于耐盐性综合评价;结合总根长SSI值、盐害指数和相对苗长的隶属函数综合值进行聚类分析发现,cm58、cm163、cm439和cm440四份小麦种质的耐盐性优于对照青麦6号,是研究小麦耐盐性和培育耐盐小麦新品种的优异材料。

小麦光合器官对不同穗位和粒位粒重及蛋白质含量的影响

为探明小麦叶片与非叶光合器官对不同穗位和粒位籽粒发育的影响,以济麦22为试验材料,开花期设置剪叶、包穗、包茎等7种处理,分析了不同处理下不同穗位和粒位粒数、粒重和蛋白质含量的差异。结果表明,小麦穗对穗上部和下部弱势粒数影响显著,与叶片共同作用对穗上部强势粒数及穗中部和下部粒数,以及与茎和叶片共同作用对穗上部粒数、穗中部和下部弱势粒数均影响显著;穗对不同穗位强势粒重和穗上部弱势粒重影响显著,旗叶对穗中部和下部强势粒重、穗上部和中部强势粒重及穗下部粒重影响显著;包穗、剪旗叶和剪倒二叶处理显著提高穗上部强势粒及穗中部和下部籽粒蛋白质含量;剪倒三叶和剪倒四叶+剪倒五叶处理显著提高穗下部强势粒蛋白质含量;同一穗位的强势粒蛋白质含量大于弱势粒,不同穗位籽粒的平均蛋白质含量表现为穗下部>穗中部>穗上部;同一穗位的弱势粒蛋白质含量变异系数大于强势粒,穗上部的籽粒蛋白质含量变异系数大于穗中部和下部。因此,建议小麦育种中应注重穗光合选择,适当增加小穗排数,减少高穗位粒数,可能是提高小麦产量潜力和改善品质的重要途径。