控制小麦条锈病的现状与设想

针对抗条锈病品种因新小种变异而丧失抗性的世界性难题，基于仅采用抗病品种控制小麦条锈病而加剧“新抗源——新小种”互为因果和殊死抗争的现状，提出通过筛选、创选和启用感病丰产材料并创造“小麦——条锈菌”相安无事生存的设想，本文着重论述了“小麦——条锈菌”相安无事育种控制策略设想的可行性，旨在为长期困扰人类的锈病问题寻找一条新的解决途径．

叠氮化钠诱变普通小麦陕农33突变体库的构建和初步评估

为了用叠氮化钠(NaN3)构建一个小麦突变体库,分别用浓度为0、5、10、15、20 mmol·L-1的NaN3处理普通小麦陕农33的种子,检测了各处理发芽指标和田间M1群体的生理及形态特征。结果表明,10mmol·L-1的NaN3是诱变普通小麦较适宜的浓度。在以10mmol·L-1的NaN3诱变普通小麦得到的M2群体中发现了322份茎、叶、穗和其他性状变异的突变体,其中204份茎秆性状突变、65份叶片性状突变、24份穗部性状突变和115份其他性状突变,突变频率分别为5.18%、1.65%、0.61%、2.92%。采用RAPD分子标记技术估计该群体的突变密度为1/57.0kb。经M3代田间鉴定,共获得可遗传突变株系58个。本研究所构建的突变体库可为小麦功能基因组学研究和小麦育种提供材料。

陕西关中麦区小麦品种产量及其构成的演变

为了探寻进一步提高陕西小麦育种产量水平的途径,以关中地区1942-2013年年推广面积在33.3万hm^2的代表性品种为对象,对其株高、产量、穗数、穗粒重、穗粒数、千粒重等性状进行了分析。结果表明,关中地区自1942年以来选育的小麦品种产量水平逐渐提高,产量从1 875kg·hm^(-2)上升到8 250kg·hm^(-2),增加了3.40倍;每公顷穗数从390万提高到645万,增加了0.65倍;穗粒重从0.95g提高到1.40g,增加了0.47倍;穗粒数的波动比较大,趋势不明显;千粒重整体上呈上升的趋势;株高从130cm降低到78cm,下降了40%。因此,建议陕西小麦未来高产育种应在稳定单位面积穗数的基础上进一步增加穗粒数和千粒重,以通过提升单穗生产力来实现增产。

一个化学诱变的小麦斑点叶突变体的生理和遗传分析

通过EMS诱变普通小麦品系H261,获得一个稳定遗传的斑点叶突变体LF2010。自然条件下,该突变体在三叶期叶片基部第一片叶最先出现黄色斑点,随着植株生长从基部老叶片到上部新生叶片依次出现黄斑,最后叶片上斑点逐渐增多并扩散到全片叶、叶鞘、颖壳和麦芒。斑点部位不存在细胞死亡,斑点性状的表达受光照和温度诱导,突变体的色素含量、光合速率随着斑点的出现而显著下降。突变体的株高、有效穗数、单株产量、穗长、结实率和旗叶长等农艺性状显著下降,但是千粒重和旗叶宽却与野生型无差异。将突变体与正常绿色品系杂交,对其F1、F2和BC1代的遗传分析表明,LF2010的突变性状由1对隐性核基因控制。

PEG-6000胁迫对小麦三叶期蛋白表达的影响

为了探索干旱胁迫下小麦蛋白质表达的变化,选取旱地品种烟D27、陕优225和水地品种新麦18、小偃22、10-31为材料,在小麦三叶期,用18%和35%两种浓度的聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,处理待试小麦24 h后,用TCA丙酮法提取叶片全蛋白,通过SDS-PAGE电泳分析小麦在干旱胁迫后的蛋白质带谱,并运用高效液相色谱-质谱联用技术鉴定了新麦18的35.0 kD干旱敏感蛋白条带。结果表明,PEG-6000胁迫后分子量28.0 kD蛋白在水地品种中消失,在旱地品种中正常表达或诱导表达。此外,干旱胁迫使抗旱品种烟D27诱导产生33.0和23.0 kD干旱应答蛋白条带,导致抗旱性弱的水地品种新麦18的35.0 kD蛋白条带消失。对新麦18的35.0 kD蛋白条带进行液相色谱分离结合质谱分析后发现其含有17种与基本生命活动有关的蛋白,这些蛋白与小麦对干旱胁迫的适应性代谢调节有关。

用染色体工程法培育小麦新品种

染色体工程是培育小麦新品种的有效方法。利用5B染色体效应及定向选择,将黑麦抗条锈基因导入普通小麦,选育出的M8003品系,对条中22—29号等7个生理小种完全免疫,农艺性状良好。核型鉴定,2n=42,含4条随体染色体;Giemsa C-带和N-带分析,以及杂种F_1染色体配对分析,初步判断属于2BS/2RS端部易位和5AL/5RL部分易位。它不同于洛夫林10、13号等1B/1R类型的抗条锈基因,为一新的小麦-黑麦类型条锈抗源,而且是可供生产直接利用的优良品系。

普通小麦新品种陕农33未成熟胚高频再生体系的建立

陕农33是2012年审定的一个高产、稳产、强筋优质的小麦优良新品种。为了解陕农33组织培养特性,以科农199、H261为对照,研究陕农33未成熟胚愈伤组织的诱导和分化能力以及AgNO3、CuSO4对其组织培养的影响。结果表明:陕农33未成熟胚愈伤组织诱导率为98.11%、褐化率为2.48%、再生分化率为80.23%。差异显著性分析显示:陕农33与对照科农199(诱导率99.43%、褐化率2.25%、分化率71.18%)没有显著性差异(P>0.05),但显著(P<0.05)高于H261(诱导率96.24%、褐化率7.81%、分化率62.24%);说明陕农33具有较好的组织再生能力。另外,在培养基中添加4.0mg/L的AgNO3可以进一步提高愈伤组织诱导率至99.41%、分化率至82.35%,使褐化率降至1.68%;添加2.50mg/L的CuSO4可以提高绿苗分化率至84.17%。

陕农138小孢子不同发育时期蛋白质差异的比较分析

为了探索小麦花药发育过程中的蛋白质代谢机理,利用SDS-PAGE电泳对陕农138花药单核早期、单核中晚期和双核期小孢子的全蛋白电泳谱带进行了分析。结果表明,双核期同时出现2条明显的条带或表达丰度大的条带,其分子量分别为50.7、48.2 kD,而这两个条带分别在单核早期和单核中晚期单独出现,认为通过电泳所获得的这些差异蛋白很可能直接或间接参与小孢子发育过程中某些关键的代谢途径;单核中晚期是小麦花药培养中出愈率最高的时期,这些差异蛋白又很可能与小麦花药培养力的表达调控和代谢机理有关。

麦类作物分子标记研究新进展

根据１９９５～１９９７年最新版ＣＡＢＩ（国际英联邦农业文摘数据库）资料，就以下几个方面着重讨论麦类作物分子标记的最新进展及存在的问题：①遗传连锁图的绘制；②比较基因组的研究；③性状的分子标记与辅助育种技术；④目前小麦分子标记亟待解决的问题及建议。

陕农138小孢子发育过程中蛋白表达差异的比较分析

为了寻找小麦单核中晚期愈伤组织诱导率较高的原因,探讨小麦花药发育的蛋白质代谢机制,本试验利用双向电泳技术对陕农138小麦小孢子单核中晚期和双核期的全蛋白分析表明,在等电点4-7之间可识别约450个以上清晰的蛋白质点,检测到差异点26个,对其中14个质量较好、重复性较高的差异表达的蛋白质点采用基质辅助激光解吸分离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）进行肽指纹图谱分析,并利用Mascot软件在NCBInr数据库搜索,鉴定出11个蛋白质点,另3个蛋白质点未得到有意义的鉴定,11个蛋白质点分别被鉴定为UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（1个蛋白点）、叶绿素抗体结合蛋白（1个蛋白点）、pentatricopeptide重复蛋白PPR566-6（1个蛋白点）、半胱氨酸蛋白酶抑制剂（1个蛋白点）、泛素（1个蛋白点）、S-腺苷-L-半胱氨酸水解酶（2个蛋白点）、放氧增强蛋白（2个蛋白点）和假定蛋白（2个蛋白点）。这些蛋白质点的功能涉及到糖代谢、蛋白质降解、细胞防卫等代谢过程。

利用SSR标记和SNP芯片对小麦EMS突变体进行真实性鉴定

为鉴定EMS突变的真实性,本研究利用SSR标记和90 K SNP芯片对小麦品系H261及其EMS突变体进行检测。SSR检测结果表明,H261与LF2010和LF2099的差异SSR标记为0个,但与LF2100的差异SSR标记为10个,多态性比例为47.62%。SNP芯片分析结果表明,H261与LF2010和LF2099之间的差异位点分别为66和12个,分别占总数的0.080 9%和0.014 7%,2个突变体与H261的纯合差异SNP数目均为0;而H261与LF2100之间的差异位点为2 846个,占总数的3.487 9%,二者之间纯合差异SNP为784,占总数的0.960 8%。综上所述,LF2010和LF2099突变体与亲本H261的遗传背景高度一致,是H261经过EMS诱变的后代,而LF2100是天然异交或机械混杂产生的假突变体。本研究结果为更好地发挥小麦突变体在遗传改良和功能基因组研究奠定了一定的理论基础。

“阿勃”小麦稳定自交结实缺体系统的创制

通过大群体“阿勃”单体自交后代,选择缺体植株,并连续多代大量镜检选株自交,获得了18个(1A、1B、1D、2A、2D、3A、3B、3D、4A、4D、5A、5B、5D、6A、6B、6D、7A和7B)“阿勃”小麦稳定自交结实缺体系。这些缺体系经过3-7代自交,平均结实率31.24%,用“中国春”双端体系分别进行测交证明均为正确系;试验结果还表明:“阿勃”缺体大多数系与“中国春”相应缺体系的形态特征基本吻合,同一部分同源群三个缺体系间(例如1A、1B、1D)或多或少存在相同之处。但是,“阿勃”缺体系还有自身的特点,尤其是育性和生活力明显优于“中国春”缺体;“阿勃”缺体的细胞学行为与理论基本相符,核型为2n=40=20”,但有少数缺体系,部分或大部分细胞表现减数分裂不规则性。

小麦染色体工程育种新进展

小麦染色体工程育种新进展许喜堂，王祥正，吉万全，薛秀庄（陕西省小麦研究中心杨陵７１２１００）陕西农科院小麦研究中心在国家自然科学基金、国家“八五”攻关及陕西省科委重点项目资助下，从“七五”期间开始了转移外源有用基因创造优异种质资源的小麦染色体工程育种...

用6个小麦─黑麦衍生系筛选与黑麦抗条锈病基因连锁的RAPD标记

用ＲＡＰＤ分析６个农艺性状不同的小麦─黑麦抗条锈病衍生系材料，建立与黑麦抗条锈病基因连锁的分子标记。结果表明，所用６个随机引物中，４个引物在６个衍生系中扩增出６个黑麦特有的产物，其大小约１９７～９８０ｂｐ，分别被标记为Ｊ１７，Ｊ１８ａ，Ｊ１８ｂ，Ｊ１１ａ，Ｊ１１ｂ和Ｄ５。其中，Ｊ１７、Ｊ１１ｂ和Ｄ５标记在６个衍生系中都存在，是与黑麦抗条锈病基因连锁的ＲＡＰＤ标记；Ｊ１１ａ在４个衍生系中存在；Ｊ１８ａ和Ｊ１８ｂ在３个衍生系中存在。表明这６个衍生系可能涉及３～６个黑麦片段的易位，是不同于１Ｂ／１Ｒ类型的一批新的小麦─黑麦异易位系。结果还表明，ＲＡＰＤ分析在小麦遗传背景中检测异源染色体片段转移，是一项有效的技术，有望成为早代选择异易位系的一个分子指标。