小麦类病斑突变体lm452的生理和遗传特性分析

在小麦品种西农1376与克旱21构建的近等基因系中发现一个自然突变的类病斑家系lm452。本研究对lm452的类病斑发生进程、生理生化特性、农艺性状、遗传分离规律等进行了研究。结果表明,类病斑最先发生于第一叶,颜色由白色渐变为黄褐色,呈条纹斑块状;类病斑数量随着植株生长发育进程逐渐增加,可蔓延至叶鞘。类病斑的发生受温度和光照影响,遮光可以避免或减轻类病斑的发生;低温和强光可加重类病斑发生。生理生化分析表明类病斑的形成伴随着超氧化物产生、可溶性蛋白质含量降低和细胞活性降低;突变体lm452的千粒重在田间和温室环境条件下均较表型正常姊妹系g451极显著降低。遗传分析表明lm452的类病斑性状受单个隐性核基因控制。上述结果为lm452类病斑基因的克隆和分子调控网络机制解析奠定了基础。

小麦穗发芽机制研究进展

穗发芽是小麦生产上的重要灾害之一 ,了解穗发芽机制对小麦穗发芽抗性遗传与育种研究具有重要指导作用。田间的穗发芽是基因型和环境互作的结果。种子发育过程中以及萌发时的温度、水分和光周期等环境因素均能影响穗发芽。品种的抗性要素可分为内外两部分 :1外部因素包括穗部性状、籽粒颜色以及颖壳和种皮中的萌发抑制物等 ;2内部因素主要是种子的休眠性 ,休眠与碳水化合物和呼吸代谢缺陷有关 ,并受激素、p H和水势变化等调节。

我国小麦主推品种穗发芽抗性鉴定及相关分子标记的评价

为了培育抗穗发芽品种,对我国10个小麦主产省份的75个品种进行了穗发芽抗性鉴定,同时利用3个分子标记Vp1B3、Xbarc310和Barc294对上述品种进行了分子检测。结果表明,不同品种间穗发芽抗性存在明显差异。Vp1基因的等位变异与穗发芽抗性关系不密切,Vp1B3标记难以用于品种的穗发芽抗性筛选。主效QTL(QPhs-3AS)与种子休眠关系密切,Xbarc310和Barc294可作为穗发芽抗性选择的重要参考,且Barc294较Xbarc310的选择效果好。上述结果为抗穗发芽小麦品种的改良和推广提供了重要信息。

大豆疫霉菌、水杨酸和创伤诱导的拟南芥蛋白质谱的比较研究

【目的】系统获得抗性(system acquired resistance,SAR)是植物抵抗病原菌侵染的一种复杂机制,本研究旨在鉴定大豆疫霉菌(Phytophthora sojae)诱导的拟南芥系统获得抗性相关的蛋白质。【方法】利用双向电泳分离创伤、水杨酸(Salicylic acid,SA)和大豆疫霉菌诱导的拟南芥叶片的总蛋白,并对28个差异表达的蛋白点进行了MALDI-TOF质谱鉴定。【结果】这28个蛋白点的表达模式可分为3种类型:13个点的表达随着伤口、SA和P.sojae的诱导而上调;11个点的表达随着伤口、SA和P.sojae的诱导而下调;4个点在伤口和P.sojae处理中的表达行为与SA处理相反。这些蛋白质涉及了物质代谢酶、调节因子或分子伴侣、氧化还原酶、防御相关蛋白、蛋白激酶、叶绿体蛋白和功能未知蛋白等复杂的生物学功能。【结论】创伤、SA和P.sojae诱导的拟南芥系统获得抗性涉及的抗性组分有很大的重叠,在信号传导网络上也存在一定的交叉。蛋白质组分析为研究复杂的植物抗性机制提供了可行的技术手段。

葡萄糖和ABA对小麦胚萌发过程中α-淀粉酶表达的调控

为了探讨种子的萌发特性与胚对ABA的敏感性和α-淀粉酶表达之间的关系,比较了葡萄糖和ABA对不同生理状态的小麦离体胚萌发过程中α-淀粉酶表达的调控作用。结果表明,葡萄糖对未成熟胚、休眠成熟胚和不休眠成熟胚的萌发均有促进作用;葡萄糖能够抵消ABA对胚萌发的抑制作用,对于不休眠成熟胚,葡萄糖可以减轻ABA对胚根发生的抑制作用,但对随后的形态发生无影响。葡萄糖可以抑制小麦胚萌发过程中α-淀粉酶的表达;ABA可以抑制未成熟胚与休眠成熟胚中-αAmy-1的表达,但在不休眠成熟胚中则诱导-αAmy-1表达。因此,小麦离体胚的萌发特性、胚对ABA敏感性和α-淀粉酶的表达均与生理状态有密切关系。

不同穗发芽抗性的小麦胚对ABA敏感性及抗性机制研究

以20个小麦品种为材料,测定了不同穗发芽抗性的小麦品种处于种子发育过程中的胚对ABA敏感性和后熟过程中种子的萌发能力,以揭示小麦对穗发芽的抗性机制。结果表明,在种子发育过程中,不同抗性品种的胚萌发能力和胚对ABA敏感性存在差异。胚萌发能力随胚龄的增加,呈"低～高～低"的变化趋势。扬花后25d到35d的胚萌发势的降幅值在抗穗发芽基因型中所占的比重明显较易穗发芽基因型大。易穗发芽基因型对ABA的敏感性随胚萌发能力的提高而下降,而抗穗发芽的基因型对ABA的敏感性随胚萌发能力的提高则有升有降。因此,胚休眠主要在发育后期获得。红皮易穗发芽品种的成熟胚因脱离母体而提高的萌发势明显较白皮易穗发芽品种的高。品种的成熟胚离体萌发能力越高,则种子休眠期越短。

不同穗发芽抗性的小麦胚对ABA敏感性的蛋白质组分析

小麦穗发芽抗性与其对ABA敏感性关系密切,一般认为ABA处理可导致基因表达的变化。本研究用不同穗发芽抗性的白皮小麦品种陕优225和冀麦1号扬花后25d的胚在±1μmol·L-1ABA溶液中处理48h后进行蛋白质组分析。依据蛋白质表达差异,鉴定出胚发育后期丰度蛋白(LEA)、NAD(P)H脱氢酶亚基Ⅰ、盐胁迫后根表达的蛋白(RS1)、生长素反应蛋白IAA19、20kD的钙结合蛋白、钙调蛋白(CAM)和肌动蛋白解聚因(ADF5)等7个蛋白点。按其表达丰度大致可分为两类:第一类如LEA,在抗穗发芽品种中的表达量比易穗发芽品种高,ABA处理可以增加其表达。第二类如生长素反应蛋白IAA19,在易穗发芽品种中的表达量较高,ABA处理可以降低其表达。抗穗发芽品种的离体胚更易于表达ABA上调的蛋白质。这些结果为了解抗穗发芽基因表达蛋白质的过程提供了实验数据。

母体对小麦胚的ABA敏感性和种子休眠性的影响

种子休眠是品种穗发芽抗性的主导因素,休眠特性与母体效应和胚对ABA的敏感性均有密切关系。为了了解母体对小麦胚的ABA敏感性和种子休眠的影响,为抗穗发芽育种提供科学依据,对穗发芽抗性不同的小麦品种及它们正反交F1后代授粉后不同发育阶段的胚进行了ABA敏感性鉴定,并对收获前的籽粒发芽能力进行了测定。结果表明,在种子发育过程中,不同基因型的离体胚萌发能力存在差异,抗穗发芽品种的胚对ABA敏感性明显高于易穗发芽品种,胚对ABA的敏感性与其萌发能力关系密切,随着萌发能力的升高,胚对ABA的敏感性降低。在成熟种子中,F1的休眠性偏向于抗性亲本。尽管成熟种子和胚的休眠表现出一定的母体效应,但母体对发育至成熟过程中胚的ABA敏感性并没有影响。因而,母体对种子休眠的影响可能与胚的ABA敏感性无关。

小麦品种耐寒性与春化VRN-1等位基因的关系研究

以来自11个省份的134个小麦品种为试验材料,于2009-2010年在石家庄种植,调查冻害情况;并利用分子标记鉴定VRN-1等位基因组成,以明确小麦品种春化VRN-1等位基因组成与耐寒性的关系。结果表明:小麦品种的耐寒性与其VRN-1等位基因组成、地理来源和耐旱性等因素有密切关系。当地理来源相同时,品种的耐寒性一般随着VRN-1等位基因控制的春化效应的增强而减弱;当VRN-1等位基因组成相同时,品种的耐寒性一般随着地理来源的纬度降低而减弱。本研究结果为小麦品种的耐寒性改良提供了重要参考。

小麦春化基因的遗传效应研究

为了解小麦春化基因Vrn-1的遗传效应,以15个不同类型的小麦品种为试材,研究了不同春化处理对小麦发育进程的影响,并采用分子标记鉴定了上述品种的Vrn-1等位基因组成。结果表明,不同Vrn-1等位基因组合的小麦品种抽穗期存在很大差异;3个显性Vrn-1等位基因的遗传效应表现为Vrn-A1>Vrn-D1>Vrn-B1;春化基因具有累加效应,显性Vrn-1基因的存在使基因型呈现春性特征,不携带任何显性Vrn-1基因的基因型则表现为冬性。因此,采用春化基因分子标记可以很好地预测品种的冬春性。

活性氧对ABA和水分胁迫抑制的小麦萌发胚内α-淀粉酶表达的影响

采用等电聚焦电泳技术研究了活性氧对ABA和水分胁迫抑制的小麦种子萌发过程中胚内α-淀粉酶表达的影响,以揭示活性氧促进种子萌发的机理。结果表明,小麦种子萌发时,水分胁迫和ABA处理均可抑制胚内α-淀粉酶的表达和胚根的形态建成;活性氧可以抵消水分胁迫对胚内α-淀粉酶表达和胚根形态建成的抑制,但不能抵消ABA的抑制作用。因而,在水分胁迫情况下,适量的活性氧对种子萌发是有利的。

脱落酸与种子休眠

从植物生理学、信号转导和基因表达三个方面综述了种子休眠与脱落酸之间关系的研究进展。

小麦抗白粉病育种亲本及后代性状分析

以携带有抗白粉病基因Pm2 1的小麦 -簇毛麦 6VS/ 6AL易位系 92R139、92R0 89等为供体亲本 ,以丰产但不抗病的 4185等品种为轮回亲本 ,通过回交进行抗病基因的转移。分析了供体亲本及回交后代穗部性状的变化 ,分析了双亲与后代在株高、株型、穗长、抗病性、抽穗期上的变化。结果表明 ,易位系的穗部性状有位于不同染色体上的多个基因控制。易位系的抗病性与黑芒基因并不连锁 ,抗白粉病为显性性状。 3个组合的F1代均表现出较强的杂种优势 ,随回交代数的增加 ,后代性状与轮回亲本趋于一致 ,回交

小麦胚休眠的蛋白质组分析

为探讨小麦种子休眠解除的机制,利用蛋白质组学方法比较解除休眠前后的小麦胚在ABA和H2O2中的蛋白质表达情况。H2O2能打破种子休眠,而ABA则使种子保持休眠状态。比较2D图谱后,利用MALDI-TOF-MS鉴定了10个在不同处理间表达丰度差异显著的蛋白点,其中一些蛋白在已知的种子萌发中起重要作用。种子休眠的解除是一个复杂的发育过程,涉及环境胁迫反应(胚发育后期丰度蛋白、NAD(P)H脱氢酶)、细胞循环(生长素反应蛋白)、信号转导(钙调素相关蛋白)和贮藏蛋白(2S种子清蛋白)代谢等生理活动。为研究H2O2打破小麦休眠的分子机理提供了重要参考。

小麦幼胚培养与幼粒破眠的比较

对小麦幼胚培养和幼粒体积比为0.01的H_2O_2溶液低温破眠进行了比较实验,结果表明:幼胚培养在胚的正常出苗率及出苗速度等方面均优于幼粒破眠。

一种适于小麦愈伤组织诱导与继代培养的培养基

培养基是植物离体培养体系中最能体现人为调控作用的因素。N_6培养基的出现曾极大地推动了禾本科植物组织和花药培养的进步,并且至今仍在许多重要作物组织及细胞培养中发挥着重要作用。但是,N_6培养基的作用效果是有其局限性的,禾本科植物组织培养的培养基仍有极大潜力可挖。这里,我们向大家推荐一种新的培养基-HB培养基(表1。

激动素(KT)在冬小麦春化中的作用

对激动素（ ＫＴ） 在冬小麦４１８５ 绿体春化与暗春化中的作用进行了研究，结果表明，绿体春化较暗春化能大大缩短生育期，ＫＴ 在暗春化中的作用较之在绿体春化中的更明显。ＫＴ

高产广适小麦新品种中麦6032的选育

中麦6032是由中国农业科学院作物科学研究所选育的高产广适小麦新品种。该品种半冬性中熟,幼苗半匍匐、叶色深绿、分蘖力强,成穗率高;株高约80cm,株型松紧适中,茎秆粗壮、抗倒性强。产量三要素适中,亩穗数47.2万穗,穗粒数32.6粒,千粒重46.8g。该品种适应性广,2021年通过黄淮北片和安徽省审定,完成黄淮南片生产试验,进入冀中北水地组生产试验。黄淮北片2年区域试验每667m^(2)平均产量586.8kg,比对照济麦22增产6.28%;生产试验平均产量587.4kg,比对照济麦22增产3.95%。黄淮北片区试2年抗病性鉴定,中感纹枯病、条锈病、叶锈病,高感赤霉病、白粉病。节水指数1.198、1.094,节水性较强。品质检测达到国家中强筋小麦品种标准。

高产抗逆小麦新品种中麦6052的选育

中麦6052是由中国农业科学院作物科学研究所选育的高产抗逆小麦新品种。该品种半冬性中熟,幼苗半匍匐、苗壮,冬季抗寒性较好;春季发育稳健,耐倒春寒能力较好;株高约80cm,株型松紧适中,茎秆粗壮、抗倒性强。产量三要素适中,亩穗数44.2万穗,穗粒数33.2粒,千粒重42.5g。2年区域试验每667m2平均产量560.7kg,比对照周麦18增产3.9%;生产试验平均产量550.6kg,比对照周麦18增产6.2%。氮利用效率指数(NUI)为1.75,属氮高效品种。田间白粉病、叶锈病自然发病较轻,适宜在黄淮冬麦区南片种植。

超低温保存花粉技术在温室玉米加代育种上的应用

授粉是作物品种改良的重要技术环节。本研究对玉米花粉超低温保存过程中的干燥、液氮保存、快速解冻和精量授粉等技术环节进行了研究,并对超低温保存花粉技术在温室玉米加代育种上应用的可行性进行了分析。结果表明:花粉相对含水量是影响玉米花粉超低温保存成功的主要因素,其中玉米花粉超低温保存的最适宜相对含水量为11.3%～14.7%。超低温保存玉米花粉为温室玉米加代的顺利开展提供了保障。