青海高原197份小麦品种(系)及种质资源抗条锈分子鉴定

【目的】通过鉴定青海省近年来春小麦主栽品种、后备品种及高代育种材料对我国当前条锈流行小种的抗性水平、检测其可能携带的抗病基因,为培育春小麦抗条锈病新品种、开展抗源品种的合理布局及种质利用提供参考。【方法】利用小麦条锈菌CYR29、CYR32和CYR34等流行生理小种苗期温室人工接种,对197份春小麦品种(系)及资源进行抗性鉴定;同时利用抗条锈病基因Yr5、Yr9(1BL/1RS)、Yr10、Yr15、Yr18和Yr26等两侧紧密连锁的标记进行分子检测,并结合系谱推测供试材料可能携带的抗性基因。【结果】苗期对CYR29、CYR32和CYR34小种表现抗性的材料分别有174份(占88. 3%)、86份(占43. 6%)和122份(占61. 9%),对三者均表现抗性的材料有74份(占37. 5%);分子鉴定可能含Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr18和Yr26抗性基因的材料分别有21份(占10. 6%)、33份(占16. 7%)、3份(占1. 5%)、28份(占14. 2%)、6份(占3. 0%)和7份(占3. 5%),其中有20份材料可能同时携带2种以上条锈病抗性基因,推测其余未检测出的抗性材料可能含有其它未知抗性基因。【结论】当前青海高原春小麦品种(系)及种质资源条锈病抗性整体水平较低,抗源较为单一;对检测中抗性表现良好的材料应加强与其他抗锈基因材料的聚合,并将其应用到生产中。

藜麦植株形态及花器结构的初步观察

【目的】研究藜麦形态和花器结构,为藜麦栽培、优良品种筛选提供依据.【方法】采用田间实地观测、实验室取样解剖等手段,对藜麦植株形态和花器相关结构进行观测,记录和测试相关的结构特征指标.【结果】藜麦为野生驯化种或原始农家种,株高、穗色、叶片等形态各异,花序有圆锥花序、穗状花序,但以穗状花序为主.花朵为完全花,由花柄、花托、花被、雄蕊和雌蕊五部分组成,花器中花被数目的变异范围为5～8枚;柱头数目的变异范围为2～4枚;雄蕊数目呈4～8枚分布.【结论】藜麦花器结构上的差异对开展藜麦品种资源评价、新品种杂交选育、丰产栽培等具有积极的意义.

抗旱高产旱地春小麦新品种——青麦5号

青麦5号（原代号09168）是中国科学院西北高原生物研究所生态农业中心于2002年配制杂交组合“（高原602×青春254）F1×（民和588×95-256）F1”，通过多年系统选育、多点鉴定，于2007年出圃的一个旱地丰产中筋春小麦新品种。2015年通过青海省农作物品种审定委员会审定，定名为青麦5号，审定编号为青审麦2015001。

基于线粒体基因组的华蝉族系统发育地位研究(半翅目:蝉科)

【目的】本研究旨在明确无鼓膜发音器的华蝉族(Sinosenini)昆虫在蝉总科(Cicadoidea)的系统发育地位。【方法】依据在陕西宁陕采集的合哑蝉Karenia caelatata成虫标本,对华蝉族的合哑蝉K.caelatata线粒体基因组进行测序、注释和生物信息学分析;并与蝉总科其他类群的线粒体基因组进行了比较,然后利用最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)分别构建了蝉总科分子系统发育树。【结果】合哑蝉线粒体基因组长14960 bp(GenBank登录号:MN922304),其基因组成、蛋白编码基因的核苷酸组成和密码子使用等,与蝉总科其他类群具相似特征。核苷酸多样性分析表明,atp8,nad6和nad2为易变基因,而cox1比较保守。非同义替换率和同义替换率比表明,蝉总科昆虫线粒体基因组进化处于高水平的纯化选择下。系统发育分析结果支持蝉次目(Cicadomorpha)的单系性,该次目3个总科的关系为:角蝉总科Membraciodea+(蝉总科Cicadoidea+沫蝉总科Cercopodidea)。无鼓膜发音器的哑蝉属与蝉亚科(Cicadinae)的蜩蝉族(Dundubiini)相关类群聚在一起,且与寒蝉属Meimuna关系最近;黑蝉族(Cicadatrini)的草蝉属Mogannia和音蝉属Vagitanus则与姬蝉亚科(Cicadettinae)相关类群聚在一起;日宁蝉属Yezoterpnosia并非一个单系群。【结论】华蝉族应从姬蝉亚科转移至蝉亚科并与蜩蝉族(Dundubiini)合并,而黑蝉族应从蝉亚科转移至姬蝉亚科。研究结果为进一步解析具有不同发声机制的蝉科昆虫系统演化提供了新信息。

利用KASP标记检测青海和西藏小麦品种中光周期基因分布

为了解青海和西藏小麦品种中光周期基因的分布情况,采用KASP标记对青海和西藏249份小麦品种光周期基因 Ppd-D1、 Ppd-B1和 Ppd-A1等位变异组成进行检测。结果显示,在 Ppd-B1位点上,237个品种携带光周期不敏感型等位变异 Ppd-B1a(95.18%),12个品种携带光周期敏感型等位变异 Ppd-B1b(4.82%);在 Ppd-A1位点上,233个品种携带光周期不敏感型等位变异 Ppd-A1a(93.57%),16个品种携带光周期敏感型等位变异 Ppd-A1b(6.43%);在 Ppd-D1位点上,221个品种携带光周期不敏感型等位变异 Ppd-D1a(88.76%),28个品种携带光周期敏感型等位变异 Ppd-D1b(11.24%)。光周期不敏感型等位变异 Ppd-B1a和 Ppd-A1a分别在青海和西藏小麦品种光周期反应中占主导地位。西藏和青海小麦品种中共存在6种等位变异组合类型,其中青海小麦品种中存在5种等位变异组合类型,不存在 Ppd-D1a/Ppd-B1b/Ppd-A1a类型,西藏农家品种中存在4种等位变异组合类型,不存在含光周期敏感型等位变异 Ppd-A1b的类型。等位变异组合 Ppd-D1a/Ppd-B1a/Ppd-A1a在青海和西藏小麦品种中分布最广。

NaCl胁迫对藜麦幼苗生长及生理特性的影响

为探讨盐胁迫下两类不同地区藜麦品种幼苗的耐盐机制,该文利用不同浓度的NaCl溶液,对来自青海省海东市乐都区的‘LD-13’(低盐地区)和来自青海省海西州乌兰县的‘WL-192’(高盐地区)的2个藜麦品种的种子和幼苗进行盐胁迫处理,研究了种子萌发指标(发芽率、发芽势、发芽指数),生长指标(鲜重、根长、茎长)及生理指标(MDA含量及SOD、POD、CAT活性)等的变化。结果表明:低浓度盐(NaCl浓度小于250 mmol·L-1)胁迫下,2个藜麦品种种子的萌发、幼苗生长及生理活性表现均较适宜;但中、高浓度盐(NaCl浓度大于250 mmol·L-1)胁迫下,其种子萌发、生长及幼苗生理活性均受到不同程度的抑制。从耐盐性综合评价值D值来看,虽然同为山谷型的藜麦品种,但适应盐碱地栽培的‘WL-192’品种比低盐土壤中生长的‘LD-13’品种更耐盐。推测‘WL-192’比‘LD-13’耐盐性除了受选育地区土壤盐度的影响外,还可能与品种自身及光周期、温度、海拔、纬度等外部生长环境等因素有关。结合青海西部地区气候环境和盐碱土地资源开发利用,‘WL-192’品种更适合在青海地区推广种植。

不同籽粒颜色藜麦品种的核型分析

为了明确青海省主推藜麦品种的染色体数目和核型特征,以柴达木黑-1(简称黑藜麦)、柴达木白-1(简称白藜麦)及柴达木红-1(简称红藜麦)3种不同籽粒颜色的藜麦品种为材料,对其根尖采用普通压片法进行制片,经冰水混合物预处理、卡诺固定液固定、45%醋酸酸解、火焰干燥压片、镜检、DAPI染色、荧光显微镜拍照等步骤进行核型分析。结果表明:3种颜色的供试品种染色体数均为4n=36条,未发现非整倍体或多倍体现象。黑藜麦的核型公式为4n=36=32m(4AST)+4sm,染色体相对长度组成为4n=36=2L+18M2+12M1+4S;白藜麦的核型公式为4n=36=34m(4SAT)+2sm,染色体相对长度组成为4n=36=2L+20M2+14M1;红藜麦的核型公式为2n=36=34m(4SAT)+2sm,染色体相对长度组成为4n=36=6L+8M2+14M1+8S。3个品种的核型不对称系数分别是58.20%,58.22%,58.72%,核型均为2B类型,表明这些品种较为进化。3个品种均具有2对随体,但位置存在差异,可能与藜麦异源起源、自花授粉等因素有关。该研究可为藜麦杂交育种、倍性育种、种质资源鉴定和基因定位等研究提供细胞学基础。

基于荧光原位杂交的藜属植物核型分析

为精确地识别藜属植物染色体组的核型特征,该文研究了4种来自青海高原的野生藜属植物(灰绿藜、藜、菊叶香藜及杂配藜)和1种从美国引进的栽培藜麦品种PI614932-HX(3)基于染色体荧光原位杂交(rDNA FISH)的核型。利用5S rDNA和45S rDNA对5种藜属植物有丝分裂中期的染色体进行FISH研究。藜属植物的核型分析结果表明:(1)藜属植物中存在二倍体(2n=2x=18)和四倍体(2n=4x=36)两种倍性,藜麦和灰绿藜为四倍体,其余3种为二倍体。(2)藜麦、灰绿藜、藜、菊叶香藜及杂配藜的核型公式分别为2n=4x=36=34m(2AST)+2sm,2n=4x=36=32m(4AST)+4sm,2n=2x=18=16m(4AST)+2sm,2n=2x=18=18m及2n=2x=18=16m+2sm。(3)染色体由大部分的中部着丝粒染色体(m)和少部分近中部着丝粒染色体(sm)组成。(4)核型类型除了菊叶香藜为1B以外,其余均属于2B类型。(5)在藜麦、灰绿藜及藜中具有分布位置不同、数量不等的双随体。5S rDNA、45S rDNA FISH结果表明:(1)藜麦和灰绿藜的染色体上存在2对5S rDNA位点和1对45S rDNA位点,藜、杂配藜的染色体上存在1对5S rDNA位点和1对45S rDNA位点,菊叶香藜的染色体上只存在1对5S rDNA位点。(2)5S rDNA和45S rDNA位点均位于染色体的短臂上。该研究首次获得了藜属植物基于5S rDNA和45S rDNA荧光原位杂交核型,为藜属植物亲缘关系研究和细胞生物学研究提供了分子细胞遗传学依据。

不同钠盐胁迫对藜麦种子萌发的影响

为探明藜麦种子在不同盐胁迫条件下萌发耐受性。采用NaCl单盐、NaCl:NaHCO_3复合盐和NaHCO_3单盐等1/4 Hoagland营养液不同浓度配比,对不同类型藜麦品种的种子进行盐胁迫处理,研究种子发芽率、发芽势、耐盐指数和幼苗高度变化等,并测定了盐胁迫解除后种子萌发的恢复率。结果表明,随着盐胁迫强度增加,藜麦种子的出苗时间推迟、发芽率降低、生长变缓、苗高降低,并呈现低浓度促进、高浓度抑制的特点。不同品种间耐盐性存在差异,品种间对盐胁迫的耐受性顺序依次为:青藜1号>贡扎5号>real紫粒≈real黄粒>三江3号;不同钠盐对种子萌发的抑制程度顺序依次为:NaCl:NaHCO_3复合盐>NaHCO_3单盐>NaCl单盐;不同钠盐对幼苗生长的抑制程度顺序为:NaHCO_3单盐>NaCl:NaHCO_3复合盐>NaCl单盐。

西北旱地农家小麦品种抗旱生理机制探究

为探讨旱地小麦品种萌发期抗旱生理机制,利用西北地区不同生态区水旱地基因型春小麦品种‘和尚头’、‘宁春4号’和‘高原448’为材料,采用PEG-6000模拟渗透胁迫法,对种子萌发期胚芽鞘长度、胚根数目及长度、相对发芽率、相对发芽势、种子萌发和活力指数、出苗率及气孔密度等生理指标进行测定。结果表明:不同类型品种在干旱胁迫下萌发指数差异显著(p<0.05),旱地品种各萌发指数均优于水地品种,这与旱地品种生长环境及长期人工选择有关。这对进一步确定西北旱地小麦品种抗旱生理形态指标,定位相应的抗性基因具有重要意义。