谷子Dirigent家族基因鉴定与分析

Dirigent(DIR)在植物木脂素或木质素的产生、防御反应、次生代谢和抗病性中起重要作用。为探究谷子DIR家族基因(SiDIRs)的生物学功能,本研究对其进行生物信息学和盐碱胁迫下的基因表达分析。结果表明,共鉴定到41个SiDIRs,不均匀分布在8条染色体上,根据其在染色体上的位置将其命名为SiDIR1~SiDIR41,根据系统进化树关系将其划分为5个亚家族。共线性分析结果表明,SiDIRs同单子叶植物高粱、玉米和水稻的共线性关系远高于双子叶植物拟南芥、番茄和大豆。顺势作用元件分析结果表明,大多数SiDIRs具有与激素、植物生长、环境胁迫和光相关的元件。利用String软件预测到7个SiDIRs蛋白质的相互作用网络。SiDIRs在根、茎、叶和花中具有组织表达特异性,表明它们在植物生长发育中发挥不同的作用。分析盐碱胁迫下12个SiDIRs基因的表达水平发现,B175(盐碱敏感)和JK3(耐盐碱)较对照均有不同程度的变化,SiDIR17和SiDIR28在JK3中呈上调表达,但在B175中呈下调表达,推测这两个基因可能参与谷子耐盐碱胁迫。本研究结果可为深入解析SiDIRs的耐盐碱分子机制提供理论基础,为今后培育高效耐盐碱谷子新品种提供基因资源。

施氮量对冀东地区高粱籽粒灌浆特性和产量的影响

为了确定冀东地区不同施氮水平对高粱籽粒灌浆及产量的影响,2023年以辽杂37号和辽粘3号高粱品种为材料,在0,120,180,240,300 kg/hm^(2)等5个施氮水平下,进行了大田种植试验,于花后每隔5 d采集籽粒分析其灌浆特性及产量形成过程。结果表明,当施氮量为180~240 kg/hm^(2)时,辽杂37号的产量达到最大值,显著高于其它各施氮水平处理;施氮量为300 kg/hm^(2)时,辽粘3号的产量达到最大值,显著高于其它各施氮水平处理。随着施氮量的增加,到达灌浆速率最大时的时间缩短,灌浆活跃期持续时间增加,有利于高粱籽粒干物质的积累和粒质量的增加。说明,在保证籽粒安全成熟的前提下,合理施氮可以提高高粱品种的灌浆速率,缩短灌浆时间,延长灌浆活跃期,对产量形成有积极作用。冀东地区高粱品种辽杂37号的施氮量应为180~240 kg/hm^(2),辽粘3号的施氮量应为300 kg/hm^(2)。

抗白粉病小麦-中间偃麦草双体异附加系的鉴定

对从中间偃麦草与普通小麦品种烟农 15杂交后代(BC3F6 )中选育的双体异附加系山农Line15的形态学、白粉病抗性、细胞学、基因组荧光原位杂交(GISH)及RAPD进行鉴定分析。结果表明它的主要形态性状介于双亲之间;白粉病抗性鉴定结果表明山农Line15对白粉病高抗近免疫;根尖细胞染色体数目为 2n=44,PMCMⅠ染色体构型为 2n=22Ⅱ;以中间偃麦草总基因组DNA为探针的基因组荧光原位杂交(GISH),结果表明山农Line15是在小麦的遗传背景中附加了 2条中间偃麦草染色体,为小麦-中间偃麦草双体异附加系;遗传分析表明山农Line15的抗白粉病基因基本上可以确定来源于中间偃麦草的染色体;RAPD分析表明:在供试的 120个随机引物中有 1个引物S170 (- 5′- ACAACGCGAG -3′- )能在山农Line15中稳定地扩增出特异带型,可以作为山农Line15所附加的中间偃麦草染色体的特异分子标记。

抗白粉病八倍体小偃麦和双体异附加系的鉴定

对从中间偃麦草(Elytrigiaintermedium)与普通小麦品种烟农15杂交后代中选育的双体异附加系山农Line15和八倍体小偃麦山农TE263的形态学、细胞学观察结果表明,它们的主要形态性状介于双亲之间,根尖细胞染色体数目分别为2n=44和2n=56,PMCMⅠ染色体构型分别为2n=22Ⅱ和2n=28Ⅱ;以中间偃麦草总基因组DNA为探针的荧光原位杂交结果表明,山农Line15是在小麦的遗传背景中附加了2条中间偃麦草染色体的双体异附加系;山农TE263是在小麦的遗传背景中附加了14条中间偃麦草染色体,为小麦-中间偃麦草部分双二倍体;白粉病15号生理小种接种鉴定证明,山农TE263对白粉病免疫,山农Line15对白粉病高抗近免疫;其抗性可能均来源于中间偃麦草。RAPD和SSR分析结果表明,在供试的120个随机引物中有1个引物S170(5′-ACAACGCGAG-3′)能在山农Line15中稳定地扩增出中间偃麦草的特异谱带,可用以鉴定山农Line15;在192对SSR引物中,有1对引物Xgdm68-5D(P1:5′-GCCTGACCACTCCCATAAAA-3′;P2:5′-TCGGAAGGGGGACTATACAA-3′)能在山农Line15及其双亲间揭示特异性差异,并初步推测山农Line15中所附加的中间偃麦草染色体可能来源于第5同源群。

麦类作物体细胞基因组原位杂交(GISH)效果影响因素的分析

以八倍体小滨麦、八倍体小黑麦、八倍体小偃麦、小麦-中间偃麦草双体异附加系为实验材料对影响麦类作物体细胞GISH技术实验效果的因素进行分析,研究结果表明:细胞分裂相多、染色体分散良好、无杂质影响的高质量的染色体制片是取得理想实验效果的基础;探针DNA浓度与封阻DNA浓度的比例及杂交后洗脱条件的控制是取得理想实验效果的关键。此外,还对麦类作物体细胞基因组原位杂交实验中出现的染色体丢失、外源染色体无杂交信号、杂交信号的强弱、杂交信号过多(杂交背景重)或过少、噪音信号及杂交污点产生的原因进行了分析,并提出了相应的解决方法或注意事项。

农业院校遗传学实验教学体系优化与实践

对农业院校遗传学实验教学体系进行了分析,提出将遗传学实验改造成具有综合性、设计性及探究性实验的新思路;并在实验教学过程中采用多元化的教学方法,改进和完善实验成绩考核方式,强化实验室开放管理制度,提出以创新意识和创新能力培养为导向的、新的、独立的遗传学实验教学体系。

兼抗白粉病和条锈病的八倍体小偃麦的鉴定

为了选育兼抗小麦白粉病和条锈病的桥梁种质材料,对从中间偃麦草与普通小麦品种烟农15杂交后代中选育的3个小偃麦材料山农TE0537、TE0524和山农TE0543进行了形态学、细胞学和白粉病、条锈病抗性鉴定。结果表明,山农TE0537农艺性状较好,其主要性状介于双亲之间,对白粉病免疫,高抗条锈病,具有高度的细胞学稳定性,其根尖细胞染色体数目为2n=56,PMC MI染色体构型为2n=28II;山农TE0524和山农TE0543对白粉病、条锈病均表现为高抗,根尖细胞染色体数目为2n=55,PMC MI平均染色体构型分别为2n=2.32I+26.22Ⅱ+0.06Ⅳ和2n=1.20I+26.90Ⅱ,在细胞学上尚不稳定。研究表明,3个小偃麦材料是小麦白粉病和条锈病的良好抗源,在小麦白粉病和条锈病的遗传改良中具有重要利用价值。

不同海拔天女木兰叶抗氧化酶活性与光合色素含量

为了探讨天女木兰对环境适应的生理生化机制,以生长在河北老岭自然保护区不同海拔的天女木兰叶为对象,研究了天女木兰叶中超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性以及丙二醛和光合色素的含量变化。结果表明,老岭自然保护区天女木兰叶中超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性以及丙二醛含量随海拔梯度的变化规律相一致,都会呈现先降低再升高的趋势。叶绿素和类胡萝卜素含量随海拔梯度升高而降低,但叶绿素a/b比值及类胡萝卜素/叶绿素含量随海拔梯度升高而增加。天女木兰能够通过改变抗氧化酶活性和光合色素含量适应不同海拔的环境。

农科类研究生实验教学体系改革探索与思考

分析了农科类专业研究生实验教学体系,尝试整合与优化相近专业的部分实验内容。提出了将农科类专业研究生实验改造为具有综合性、设计性的探究性实验的思路,并在实验教学过程中,采用多元化的教学手段,强化研究生实验教学实验室开放管理,改革和完善实验成绩考核方式,建立了一个以培养研究生创新意识和创新能力为导向的新的实验教学体系。

苏丹草种子活力与生物产量相关性分析

本文对3种类型苏丹草种子的活力进行了测定，结果表明在3种类型苏丹草种子中，以黑壳类型苏丹草种子活力最强，明显优于红亮和白亮苏丹草。而红亮和白亮苏丹草之间种子活力差异不明显；对3种类型苏丹草种子产量测定的结果也表现出与种子活力相同的结果，将种子活力与种子产量做相关分析后结果表明：3种类型苏丹草种子产量均与种子活力成正相关，即种子活力越强，种子产量越高。

三种类型苏丹草种子活力的比较

本文对3种不同类型的苏丹草种子活力指数、过氧化物酶和酸性磷酸酯酶活性的测定结果表明，3种类型苏丹草种子活力差异显著，种子活力指数以黑亮苏丹草为最强，红亮苏丹草其次，白壳苏丹草为最低；过氧化物酶活性及酸性磷酸酯酶活性的测定结果也显示同样的规律。初步认为这3项指标可以作为苏丹草种子质量评价和品种选育的生理指标。

苏丹草营养生长势与生物产量相关性分析

本文对3种类型苏丹草的营养生长势指标中株高整齐度和株高构成指数及生物产量中种子产量和饲草产量进行了测定。方差分析结果表明：3种类型苏丹草的营养生长势及生物产量的差异均达到了显著水平；进而对3种类型苏丹草的株高整齐度与生物产量进行了相关分析，结果表明相关分析差异达到显著水平，认为株高整齐度可以作为预测苏丹草生产性能的早期评价指标。相关分析结果表明，黑壳类型苏丹草相关水平高于红壳类型，红壳类型高于白壳类型。

小麦种质资源SNTE0537与原始亲本叶表皮微观形貌特征的比较

为研究小麦桥梁种质资源SNTE0537及其原始亲本的叶表皮微观形貌特征的异同,利用扫描电子显微镜对从中间偃麦草与普通小麦品种烟农15远缘杂交后代中选育的小麦桥梁种质资源SNTE0537及其原始亲本进行了叶表皮电子显微形态学比较。结果表明,SNTE0537叶表皮微观形貌特征介于双亲之间,与其原始亲本有着比较明显的差异,叶表皮的微观形貌特征可以做为鉴别三个物种的依据。

压载对M4761单晶高温合金再结晶行为的影响

研究了单晶高温合金M4761浇注完成后的铸态组织特征,以及在不同压载、不同固溶温度下M4761单晶合金再结晶组织演变规律。结果表明:由于凝固偏析的存在,M4761单晶高温合金枝晶干与枝晶间显微组织存在明显的差异,枝晶干γ’尺寸比枝晶间小;M4761单晶高温合金再结晶层深度随着固溶温度、载荷的增加而增大,当固溶温度低于1220℃时,再结晶层深度增加缓慢,接近γ’相溶解温度(约1220℃),再结晶深度增加速度加快;再结晶晶界处,γ’相富集且尺寸较大,从压痕表面到再结晶的晶界处,γ’相的尺寸由小变大,由晶界到合金内部基体处,γ’相均匀分布。固溶温度较高时,γ’相钝化呈球状形貌。

春小麦品种农艺性状的主成分分析与聚类分析

为给春小麦育种中品种资源的合理利用提供依据,选取国内外43个春小麦品种为试验材料,根据株高、主茎穗长、主茎穗小穗数、单株有效穗数、主茎穗粒数、抽穗期、散粉期、成熟期、单株粒数、单株粒重和千粒重11个农艺性状进行主成分及聚类分析。结果表明,通过主成分分析将11个农艺性状简化为彼此互不相关的5个主成分,即籽粒产量因子、成熟因子、有效穗数因子、穗长因子和千粒重因子,提供的信息量占全部信息量的90.05%。利用这5个主成分因子进行系统聚类,将43个春小麦品种划分为7大类群,其中第4类群的品种综合产量性状好。分类结果与品种系谱基本一致。

小麦-中间偃麦草二体异代换系山农0095的选育及其鉴定

利用小麦品种烟农15与中间偃麦草直接杂交,以烟农15为回交亲本对其杂种F1回交2次,再经自交3次,从BC2F4中选出种质系山农0095。利用形态学、细胞学、种子醇溶蛋白酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)、RAPD和GISH等方法对其进行鉴定。结果表明,山农0095平均株高78cm,穗长17.3cm,穗粒数74个,旗叶长36.3cm,旗叶宽3.03cm,茎秆粗壮,多花多实,繁茂性好;其根尖细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)染色体构型为2n=21Ⅱ;它与烟农15的杂种F1在减数分裂中期Ⅰ的大多数花粉母细胞能观察到2个单价体,平均染色体构型为2n=20.08Ⅱ+1.84Ⅰ。A-PAGE鉴定结果表明,山农0095在β区出现一条中间偃麦草的特异带;从180个RAPD引物中筛选出一个特异引物S186(5′-GATACCTCGG-3′),能够在山农0095中扩增出一条约900bp中间偃麦草的特异带,标记为S186900;以中间偃麦草基因组DNA为标记探针、中国春基因组DNA为封阻的原位杂交结果进一步表明,山农0095的42条染色体中含有2条完整的中间偃麦草染色体,是小麦-中间偃麦草的二体异代换系。

抗条锈小滨麦易位系的鉴定

从八倍体小滨麦与普通小麦杂种后代中筛选到一个农艺性状优良的抗条锈小滨麦种质系山农 0 0 96 ,细胞学观察结果表明其根尖细胞染色体 2n =4 2 ,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ (PMCMⅠ )染色体构型为 2n =2 1Ⅱ ;它与小麦亲本的杂种F1 PMCMⅠ染色体构型平均值为 2n =19Ⅱ +1Ⅳ。RAPD分析表明 :在 10 0个十聚体核苷酸随机引物中 ,有 3个引物在山农 0 0 96中扩增出滨麦草的特异DNA带 ,它们分别记为S2 4 1 2 50 、S38750 、S4 2 6 40 ,初步确定山农 0 0 96是一个小滨麦易位系。以滨麦基因组DNA为探针的荧光原位杂交结果进一步表明山农 0 0 96是小麦与滨麦的小片段易位系。

一个小麦-中间偃麦草异代换系的形态学和细胞学鉴定

中间偃麦草含有丰富的优良基因 ,在小麦的遗传改良中具有重要利用价值 .对从中间偃麦草与小麦品种烟农 15杂种后代 BC2 F4 中选育的小麦种质系山农 0 0 95进行形态学和细胞学鉴定 ,结果表明 :山农 0 0 95株高 78cm,穗长 17.3cm,旗叶长 36 .3cm,旗叶宽 3.0 3cm,茎杆粗壮 ,繁茂性好 ,既长又宽的旗叶、长圆锥型穗是其显著的形态学特征 ;其根尖细胞染色体数目为 2 n=4 2 ,花粉母细胞减数分裂中期 PMC M 染色体构型为 2 n=2 1 ;它与普通小麦的杂种 F1 PMC M 绝大多数细胞出现 2个单价体 ,没有观察到多价体 ,平均染色体构型为 2 n=2 0 .0 8 +1.84 .以上结果表明 ,山农 0 0 95是一个小麦 -中间偃麦草的双体异代换系 .

玉米种质资源抗南方锈病鉴定

玉米南方锈病已成为近几年我国夏玉米生产区间歇性暴发流行的病害,对玉米生产构成严重威胁,病害流行年份可造成10%以上的产量损失。目前,已确认的抗病自交系非常有限,而抗病育种急需不同抗性控制背景的自交系。为发掘和丰富可利用的南方锈病抗源,于2008-2012年,在广西南宁采用田间人工接种方法对1589份玉米种质资源进行抗南方锈病鉴定。通过高病害压力和连续多年的鉴定,从1589份玉米种质中鉴定出高抗(HR)材料26份,占鉴定总数的1.64%;抗病(R)材料137份,占鉴定总数的8.62%;中抗(MR)水平的材料382份,占鉴定总数的24.04%;感病(S)材料489份,占鉴定总数的30.77%;高感(HS)材料555份,占鉴定总数的34.93%。总体上抗南方锈病种质较少,引进种质中抗病类型材料的比例略高。经重复鉴定,筛选出赤556等18份自交系、老来秕等3份地方品种、A69等4份来自津巴布韦的材料及引自CIMMYT的Dr11表现稳定高抗南方锈病,为今后我国玉米抗南方锈病育种提供了新的抗性资源。

硅对铬、铜胁迫下小麦幼苗生理生化指标的影响

为了明确外源硅对小麦铬、铜毒害的缓解效应,以普通小麦品种京冬8号为材料,采用水培试验,研究硅(Na2Si O3)对K2Cr2O7(0.6 mmol/L)、Cu SO4(0.8 mmol/L)胁迫下小麦幼苗生理生化指标的影响。结果表明:在铬、铜胁迫下,小麦幼苗可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶SOD和过氧化物酶POD活性显著升高,叶绿素含量显著降低;外源硅能显著降低铬、铜胁迫下小麦幼苗的可溶性糖含量、MDA含量以及SOD和POD活性,Na2Si O3浓度为1.5 mmol/L时,效果最明显;外源硅能显著提高铬、铜胁迫下小麦幼苗的叶绿素含量,Na2Si O3浓度为1.0mmol/L时,效果最明显。适当浓度的外源硅能在一定程度上减轻重金属铬、铜胁迫对小麦幼苗的伤害。