秋播冬麦区矮秆基因RhtB1b、RhtD1b和Rht8的分布频率及其与产量性状的关系

为给小麦株高和产量的遗传改良提供参考依据,利用Rht-B1b、Rht-D1b基因的STS分子标记BF/MR1和BF/WR1、DF1/MR2和DF2/WR2,以及Rht8基因的微卫星标记Xgwm261,对237份不同生态区秋播小麦材料进行分子标记检测,并分析Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8对株高及产量相关性状的影响。结果表明:(1)在分布频率方面,Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8在秋播冬小麦中的频率较高,其中携带Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8的小麦材料分别占比16.5%、47.9%和44.1%;聚合两个矮秆基因(Rht-D1b+Rht8、Rht-B1b+Rht8和Rht-B1b+Rht-D1b)的小麦材料占比25.4%;聚合三个矮秆基因(Rht-B1b+Rht-D1b+Rht8)的小麦材料占比2.1%;(2)在分布特点方面,不同冬麦区存在一定偏好性:北部冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区均以Rht-D1b、Rht8和Rht-D1b+Rht8为主;西南冬麦区以Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8为主,西南冬麦区以Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8为主;(3)在降秆效应方面,降秆效果从强到弱依次为(Rht-B1b+Rht-D1b+Rht8)>(Rht-D1b+Rht8)>(Rht-B1b+Rht8)>Rht-D1b>Rht-B1b>Rht8;(4)在产量结构特点方面,携带Rht-D1b和Rht8的材料总体上具有较高的千粒重和单位面积穗数,携带Rht-B1b的材料具有较高的穗粒数,但矮秆基因本身与产量因子间无显著的遗传相关性。

普通小麦SGP-A1缺失对淀粉品质的影响

【目的】通过对国内外138份农家种和黑小麦材料进行SGP-A1缺失鉴定,并研究其对直链淀粉和支链淀粉含量,以及面粉糊化特性的影响,为小麦品质改良提供新种质及理论依据。【方法】采用SDS-PAGE电泳检测SGP-A1缺失情况,利用双光束双波长法测定面粉中直链和支链淀粉含量,用快速粘度测定仪(rapid viscosity analyzer,RVA)测定面粉糊化特性。【结果】供试材料中缺失SGP-A1的有26份,SGP-A1缺失显著降低籽粒中支链淀粉含量,提高直链淀粉的相对含量,并降低面粉糊化参数反弹值,但对粒重、淀粉总量及其它面粉糊化参数没有显著影响。【结论】SGP-A1缺失显著提高籽粒中直链淀粉相对含量,降低反弹值。

春小麦千粒重相关性状的QTL定位及其耐热性分析

春小麦灌浆中后期正逢高温天气,适于发掘与耐高温相关的QTL。本研究利用春小麦Avocet/Sujata重组自交系群体,自2016-2018年在石家庄藁城区和天津两地4个环境下种植,进行千粒重(TKW)、粒长(KL)和粒宽(KW)等性状QTL定位,探讨这些QTL与灌浆期高温和品种适应性的关系。结果显示:在4个环境下共检测到20个QTL。其中,5个与粒长相关,4个与粒宽相关,11个与千粒重相关。在千粒重相关QTL中,有1个兼控粒长(QTkw-5A.1/QKl-5A),3个兼控粒宽(QTkw-2A.1/QKw-2A.2、QTkw-3B.2/QKw-3B和QTkw-6A/QKw-6A);3个QTL(QTkw-2A.1、QTkw-4B和QTkw-5A.1)可在不同环境下重复检测到。在2017年(持续高温环境)和2018年(高温+超高温环境)石家庄试点共检测到7个千粒重QTL,可能与耐高温有关。其中,有2个主效QTL(QTkw-2A.1和QTkw-5A.1),分别解释13.8%和17.3%的表型变异,5个微效QTL(QTkw-2A.2、QTkw-3B.1、QTkw-3B.2,QTkw-4A.2和QTkw-6A),解释7.4%~9.9%的表型变异。这些QTL可能在今后的抗干热风育种中发挥重要作用。在石家庄试点共检测9个千粒重QTL,其中6个加性效应来自Sujata(5个可在2017年和2018年高温环境下被检测到),3个来自Avocet(2个可在高温环境下被检测到)。可见,聚合了多个优异位点可能是Sujata具有高千粒重和广泛适应性的遗传基础。

籽粒品质和淀粉组分对面粉糊化特性的影响

为了解析面粉糊化特性与籽粒品质和淀粉组分的相关关系,以70份农家种及高代为研究对象,分析糊化参数与籽粒品质(籽粒蛋白质含量、籽粒硬度、千粒质量和容重)和淀粉组分含量的相关关系。结果显示,除了与籽粒蛋白质含量和支链淀粉含量,面粉糊化参数与籽粒品质和淀粉组分的其他性状、指标均存在不同程度的相关性:直链淀粉含量与稀澥值和反弹值相关度较高(r=-0.67和0.62),而与峰值粘度和最终粘度相关度较低(r=-0.48和0.45);籽粒硬度与糊化温度高度负相关(r=-0.84),与峰值粘度、反弹值和糊化时间也显著相关,但相关系数较低,分别为-0.28,0.33和0.36;千粒质量与稀澥值和糊化温度低度相关(r=-0.27和-0.26),而容重与低谷粘度和最终粘度相关度较高,相关系数分别为0.43和0.40。总之,稀澥值和反弹值主要与直链淀粉含量相关,高稀澥值和低反弹值在较大程度上表明直链淀粉含量偏低,并且,高峰值粘度和低最终粘度往往也表明直链淀粉含量偏低;容重偏高往往意味低谷粘度和最终粘度也较高;籽粒硬度偏高在很大程度上预示糊化温度偏低。

小麦淀粉颗粒蛋白-1突变体挖掘及其相关农艺性状和品质特点的分析

小麦淀粉颗粒蛋-1(starch granule protein 1,即SGP-1)突变体是选育高直链淀粉含量、高抗性淀粉小麦品种的重要基础材料。SGP-1突变缺失,使胚乳中支链淀粉侧链的延伸受阻,从而使胚乳表观直链淀粉含量相对升高,所制食品的抗性淀粉含量也相应提高,具有重要的保健意义。本研究主要是利用SDS-PAGE方法,检测307份国内外农家种、育成种、高代品系及国内外黑小麦材料的SGP-1(SGP-A1、SGP-B1和SGP-D1)蛋白组成,进而发掘SGP-1突变体;并对突变体材料进行相关农艺性状和品质性状特点的分析,为育种利用及品质改良提供参考。结果共检测到4份SGP-1突变体,均为冬性材料,其中国外材料3份(CH62444、EAP74961和Amigo)、高代品系1份(05黑初8),分别为SGP-A1单缺体,SGPA1和-D1双缺体,SGP-A1和-B1双缺体,以及SGP-A1单缺体。在主要农艺性状方面,EAP74961、05黑初8和Amigo抽穗期与石4185(CK)相近,而CH62444则抽穗较晚,并且3份国外材料植株均较高。这4份突变体材料麸皮中的非水溶性戊聚糖含量相对于水溶性戊聚糖占绝对优势,而胚乳中非水溶性戊聚糖含量与水溶性戊聚糖含量则较为接近,但CH62444、Amigo和05黑初8麸皮中的总戊聚糖含量较高(分别为14.33%,15.20%和12.91%),而EAP74961面粉中的总戊聚糖含量(1.34%)较高。在淀粉组分含量方面,4份突变体材料差异不大。

黑小麦品种冀紫439的营养品质

冀紫439是河北省审定的第一个黑小麦品种,具有抑制2型糖尿病人餐后血糖升高水平的作用。为了明确冀紫439的营养品质,对其子粒的氨基酸含量和矿质元素含量进行了检测,并与普通高产类型品种科农199和优质类型品种藁优8901进行了比较。结果表明:冀紫439的16种氨基酸总含量为119.7g/kg,较科农199高29.0%,其中,半胱氨酸、丝氨酸和缬氨酸提高幅度较大,分别达到了75.9%、43.3%和32.3%;15种矿质元素总含量为2088.1 mg/kg,较藁优8901(1792.6 mg/kg)高16.5%。2个小麦品种除Mo和As含量均未检出外,其他13种矿质元素含量均为冀紫439高于藁优8901,其中,冀紫439的Ca、Fe、Zn、Ni和B相对含量高于藁优8901,而藁优8901的Mg相对含量高于冀紫439。冀紫439的Se含量虽然极低,但与藁优8901相比增幅却高达70.7%。冀紫439的氨基酸含量和矿质元素含量高于科农199和藁优8901,具有更高的营养价值。

小麦重要品质性状的QTL定位

【目的】发掘重要性状的QTL及其分子标记进行小麦品质分子改良。【方法】采用PH82-2/内乡188杂交后代240个F5:6家系,按照Latinizedα-lattice设计,2004～2005年度分别种植在河南焦作、安阳和山东泰安。对籽粒蛋白质含量、Zeleny沉降值、和面时间、8分钟带宽、峰值粘度和稀懈值进行测定,利用188个SSR标记和4个蛋白标记构建遗传连锁图谱,采用复合区间作图法(CIM)对上述6个品质性状进行QTL定位。【结果】籽粒蛋白质含量检测出3个QTL,分布在3A、3B染色体上。在1B、1D和3B染色体上检测到3个控制Zeleny沉降值的QTL,其中位于1B和1D染色体上的QTL在3个地点均检测到,可解释5.5%～17.6%表型变异。发现3个控制和面时间的QTL,分布在1B和1D染色体上,在3个地点均能检测到,贡献率为7.9%～55.3%;检测出8分钟带宽的QTL5个,其中1B和1D染色体上的QTL在3种环境下均能检测到,贡献率为11.7%～33.9%。发现峰值粘度QTL4个,分布在1A、1B、3A和7B染色体上;检测出稀懈值QTL5个,位于1B、4A、5B、6B和7A染色体上。1B染色体上存在同时控制Zeleny沉降值、和面时间、8分钟带宽、峰值粘度和稀懈值的QTL,与最近标记Glu-B3j连锁距离为0.1～0.8cM,说明1BL/1RS易位对这些性状有重要影响;1D染色体上存在同时控制Zeleny沉降值、和面时间和8分钟带宽的QTL,与最近的标记Dx5+Dy10连锁距离为2.5～3.3cM,表明Dx5+Dy10高分子量谷蛋白亚基对这3个性状影响很大。和面时间和8分钟带宽位于1B和1D染色体的QTL以及稀懈值位于1B染色体上的QTL在3个地点均能检测到,具有环境稳定性。【结论】本研究定位的品质性状的标记可作为小麦品质分子育种的工具。

小麦2D染色体上多酚氧化酶(PPO)基因STS标记的开发与应用

【目的】开发出小麦籽粒PPO活性的分子标记,并对新标记的应用进行研究,为面制食品外观品质的改良提供参考。【方法】根据一条由小麦2D染色体上PPO基因编码的mRNA序列(GenBank:AY515506)设计引物,对7个高PPO活性和7个低PPO活性小麦品种进行PCR扩增,筛选出有差异的引物,对130份小麦品种资源进行检测,验证不同带型与PPO活性的相关性,并利用一套中国春缺体、四体及双端体对STS标记进行染色体定位。在此基础上,结合一个位于小麦2A染色体上的PPO基因分子标记(PPO18),对新开发的标记在小麦低PPO活性分子标记辅助选择中的作用进行评价。【结果】在AY515506的不同位置共设计了8对引物,其中一对引物(STS01)在高、低PPO活性材料中表现出多态性。该引物在7个低PPO活性的材料中能扩增出560bp的目标片段,在7个高PPO活性的材料中没有扩增出目标片段,利用中国春缺体、四体及双端体最终将该标记定位在2D染色体长臂上。利用该标记检测130份小麦品种,结果表明有75个品种可以扩增出560bp的目标片段,其PPO活性均值为221.08A475/(min·g·103);55个品种没有扩增出目标片段,PPO活性均值为309.98A475/(min·g·103),方差分析表明两者的差异达极显著水平(P<0.01)。利用STS01和PPO18共同检测后发现,130份品种中,有37个品种的双标记扩增均表现出高活性带型(H1H2),这些品种PPO活性的均值为337.82A475/(min·g·103),显著高于其它几种扩增带型品种的PPO活性均值(P<0.01)。32个双标记扩增均表现为低活性带型(L1L2)的小麦品种PPO活性值普遍较低,可作为改良面制食品外观品质的候选亲本。【结论】STS01是一个位于小麦2D染色体长臂上PPO基因分子标记,可以在小麦PPO活性分子标记辅助选择中加以应用。

小麦阿拉伯木聚糖含量的QTL分析及其与品质性状的关系

阿拉伯木聚糖是小麦中最重要的非淀粉多糖,对营养和加工品质有重要影响。采用IciMapping软件,对PH82-2/内乡188重组自交系群体（F2：6）的水溶性和总阿拉伯木聚糖含量进行QTL分析,在1B、4B、5B、5D和6B染色体上定位5个控制总阿拉伯木聚糖含量的QTL,分别解释5.6%~18.7%的表型变异;在1A、1B、5B、6B和7A染色体上定位5个控制水溶性阿拉伯木聚糖含量的QTL,分别解释4.3%~34.9%的表型变异。其中,1B、5B和6B染色体上影响水溶性和总阿拉伯木聚糖含量的QTL位于同一标记区间。1BL/1RS易位对水溶性和总阿拉伯木聚糖含量有显著作用,籽粒硬度对总阿拉伯木聚糖含量有显著作用。阿拉伯木聚糖含量,特别是总阿拉伯木聚糖含量,与快速黏度分析仪峰值黏度、稀澥值,以及面条品质黏弹性、食味呈显著相关,但相关系数受1BL/1RS易位和籽粒硬度影响。

Rht8、Rht10、Rht12矮杆基因对小麦营养生长和生殖生长发育的影响

两年、两地的试验结果证明,Rht8半矮秆基因对地上部生物产量较Rht10和Rht12有显著的正向作用,并且生长发育较早,较接近目前推广种的生育时期,对不良环境有较强的适应性,利于产量性状的形成。Rht10的降秆作用最强,但由于节间缩短太多,造成地上部生物产量明显降低,使籽粒形成时提供营养的"源"太少,不利于高产。Rht12矮秆基因的降秆程度显著高于Rht8,但生物产量亦太低、成熟太晚和对环境条件的不适应,影响籽粒产量的提高,在以降秆为主要目标的育种中利用价值较大。

Rht8、Rht10和Rht12矮秆基因对产量构成因子的影响

利用携带不同矮秆基因的近等基因系,通过两年、两地的试验研究证明,Rht8半矮秆基因虽然其总小穗数显著低于其他系,但其籽粒产量、小花结实率较Rht10和Rht12显著高。Rht10的降秆作用最强,千粒重显著高于Rht8,但其分蘖成穗率、结实率及小区籽粒产量显著低于其他,表现对环境条件特敏感。Rht12矮秆基因的降秆程度显著高于Rht8,但由于生物产量太低、成熟太晚,造成籽粒产量显著降低,在小麦育种中单独利用价值较低。

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。

小麦抗白粉病基因pm30种质改良及鉴定

白粉病是威胁我国乃至世界小麦生产的最主要病害之一。筛选和培育抗病品种是预防小麦感病减产的一条安全有效途径。为了将合成六倍体小麦中的白粉病抗病基因Pm30导入综合农艺性状好、产量高的优良小麦品种中,利用自育中抗白粉病的优良品系冀资356与合成小麦Synthetics(He-48)(T.dicoccon PI94625/Ae.squarrosa)杂交,经过连续6年的选育,选育出高抗白粉病且农艺性状优良的品系7份。利用与Pm30连锁的SSR标记Xgwm159对这7份品系进行检测,用中国春和Pm30做对照,结果表明,14YF650和14YF675 2个品系扩增出430,460,500 bp条带,说明这2份材料携带来自于野生二粒小麦的抗白粉病基因Pm30。这2个品系表现矮秆抗倒、大穗、综合农艺性状较好,可以作为抗白粉病的亲本直接应用于抗病育种。

小麦遗传资源抗白粉病基因的STS标记检测

从小麦中筛选抗白粉病基因,为小麦抗病育种提供抗病亲本,为育种后代抗病基因鉴定提供理论依据和技术支撑。以河北省保存的65份小麦遗传资源为材料,利用STS标记技术,对其所携带的抗白粉病基因进行检测。结果表明:检测出携带Pm21、Pm4a和csLV34抗白粉病基因的品种各一个,分别为金禾7178、河农7069和秋麦。这些资源可以作为抗病亲本在小麦抗白粉病育种中利用。

高微量元素黑小麦新品种冀紫439的选育

简述了黑小麦新品种冀紫439的选育经过、特征特性和产量表现。该品种的突出特点是富含微量元素,三价有机铬含量为1.916 mg/kg,镁含量为1 424.0 mg/kg,硒含量为81.0~203.95μg/kg;并且蛋白质含量较高,为16.23%~16.76%。在冀中南优质组区域试验中,平均产量为6 855.9 kg/hm2。2009年通过河北省审定委员会审定。

优质黑小麦新种质冀资麦3号的选育

冀资麦3号是以漯珍一号为母本、藁8901为父本,通过人工杂交,采用系谱法选育而成的黑小麦新种质。其籽粒蛋白质含量为16.5%,湿面筋含量为37.5%,吸水量为62%,面团稳定时间为9.0 min。突出特点是富含矿质元素和氨基酸,硒含量为123.74μg/kg,镁含量为1 428.96 mg/kg,钙含量为441.95 mg/kg。2007~2009年3 a产量比较试验,平均产量为6 048.3 kg/hm^2。

高营养黑小麦新种质冀资麦14号的选育及品质分析

冀资麦14号是河北省农林科学院粮油作物研究所以济南17与黑小麦2号杂交,之后与冀紫439复交,经系统选育而成的黑小麦新种质。该品种富含蛋白质、膳食纤维、微量元素、氨基酸和还原糖,是适宜加工精制面条的中筋黑小麦种质。

小麦抗白粉病种质资源鉴定及其创制

以引进的260份国外小麦遗传资源和杂交后代为材料,利用10级鉴定法鉴定筛选小麦抗白粉病资源。结果表明:共鉴定出16份珍贵的抗白粉病小麦种质资源,其中7份(TCI962222、TCI971290、TCI962394、CIT94013、MWW90M123A、CMSW94WM00849和CIT935039)综合农艺性状表现较好。通过配置杂交组合、后代筛选鉴定,培育出冀资05F5-356、冀资05F5-360、06F6 158、06F6 159和06F6 160共5份抗白粉病小麦新资源材料。这些资源可以作为优良的抗病亲本在小麦抗白粉病育种中进行利用。

蓝、紫粒小麦遗传资源的染色体组型及生物学特性分析

对河北省保存的来源于4个国家的36份珍贵的蓝、紫粒小麦资源,进行了染色体倍性鉴定和田间生物学特性观察。镜检结果表明:36份蓝、紫粒小麦资源中有6份四倍体小麦和30份六倍体普通小麦;在对根尖有丝分裂染色体镜检过程中发现,有些长期保存的材料出现染色体桥和染色体滞后等微变异现象。田间生物学特性观察结果表明:在四倍体小麦中,EGYPT20248和Ethiopia W14农艺性状较好,Ethiopia W13和Ethiopia W14花青苷含量较高;六倍体普通小麦中,7083L-16、河东乌麦526、紫京13409抗寒性和落黄均较好,黑小麦2号、5009、乌麦和冀资黑小麦1号属于矮秆抗倒伏型,洛根紫麦、蓝粒87089和14927(AUS)等属于大穗大粒型,在育种中利用价值较高。

黑小麦粉对高脂血症大鼠脂代谢的影响

目的:探讨黑小麦粉对高脂血症大鼠血脂的调节作用及肝肾功能的影响,为高脂血症的合理饮食奠定基础。方法:50只大鼠按体重随机被分为5组,每组10只。对正常对照组大鼠饲喂标准饲料,其余4组大鼠饲喂高脂饲料诱导血脂异常。高脂血症大鼠分为模型对照组、黑小麦高剂量组、中剂量组和低剂量组。连续饲养6周,检测大鼠血脂、体重等,观察肝脏、肾脏病理切片。结果:1)黑小麦不同剂量组大鼠体重增加均显著低于正常对照组,并且高剂量组显著低于模型对照组。2)黑小麦各组大鼠的血脂水平显著降低,且TC和LDL低于模型对照;不同剂量组间血脂水平无明显差异。3)病理检测表明,与模型对照相比,黑小麦各组肝细胞脂肪变性程度较低,肾组织病变减轻。结论:黑小麦粉能减轻大鼠体重,改善大鼠脂代谢紊乱,减轻高脂血症对肝脏、肾脏损伤。