小麦光温敏核雄性不育系BS366和BS1086杂种一代结实率研究

为了解小麦光温敏核雄性不育系BS366和BS1086的育性恢复状况,评估恢复系人工定向改良对其恢复能力的效果,在不育生态区对以55份定向改良的恢复系和33份非改良恢复系(常规小麦)为父本配制的杂种一代的结实率进行了分析。结果表明,BS366和BS1086杂种一代结实率变化范围为15.42%~140.34%和20.28%~119.07%(国际法),平均结实率分别为73.02%和72.21%,二者差异不显著,说明2份母本的育性恢复能力差异不显著。BS366和BS1086杂种一代结实率主要分布于40%~110%和60%~100%间,BS1086杂种一代结实率分布更为集中。BS366和BS1086与改良父本的杂种一代平均结实率分别为84.45%和78.97%,与非改良父本的杂种一代平均结实率分别为53.97%和60.95%,改良父本的平均恢复力高于非改良父本,表明定向改良有利于提高恢复系的恢复力。BS366和BS1086与相同父本的杂种一代结实率差异在-41.66%~61.93%之间,表明相同父本对不同母本的育性恢复力存在差异。BS366和BS1086与相同改良父本的杂种一代中有61.82%的结实率差异分布于-10%~20%之间,与相同非改良父本的杂种一代中有51.52%的结实率差异在-30%~0%之间,表明同一改良父本对不同母本的育性恢复力差异小于非改良父本。BS366与14份父本、BS1086与7份父本的杂种一代结实率高于对照,其中父本14YH261、14YH551、SD036与2份母本杂种一代的结实率均高于对照,说明具有可用恢复力的父本不仅数量极少,而且对不同母本的恢复力存在较大差异。杂种一代主茎穗的平均结实率极显著大于分蘖穗。因此,建议对不同母本分别开展强恢复力的恢复系筛选,并以中选强恢复系为亲本进行定向改良,有效增加杂种一代结实率达对照水平的组合数量,为获得更多强优势杂交组合奠定基础。

基于高效SNP芯片的小麦产量相关性状全基因组关联分析

挖掘小麦产量相关性状的稳定关联位点,为相关基因克隆和分子标记辅助选择提供理论依据。本研究以248个中国北部冬麦区育成品种为材料,利用自主研发的Affymetrix BAAFS Wheat 90K SNP芯片对株高、穗长、小穗数、穗粒数、有效分蘖数、粒长、粒宽和千粒重共8个产量相关性状进行全基因组关联分析。共检测到158个与8个性状显著关联(P≤0.00001)的SNP位点,其中45个位点至少在两个环境中稳定表达,解释平均表型变异的3.60%~10.51%。在这45个位点中,有8个稳定关联位点与以往的研究结果一致;37个为新发现稳定位点,其中3个与株高稳定关联的位点,分布在7D染色体上,解释表型变异的3.60%~4.39%;9个与穗长稳定关联的位点,分别分布在1D、3A、5B和7D染色体上,解释表型变异的5.61%~8.42%;1个与穗粒数稳定关联的位点,分布在7D染色体上,解释表型变异的6.06%~7.22%;8个与有效分蘖数稳定关联的位点,分布在1B染色体上,解释表型变异的6.33%~8.73%;6个与粒长稳定关联的位点,分别分布在2A和5B染色体上,解释表型变异的5.45%~6.62%;7个与粒宽稳定关联的位点,分别分布在4B和5A染色体上,解释表型变异的6.90%~10.51%;3个与千粒重稳定关联的位点,分布在3A染色体上,解释表型变异的7.05%~7.69%;对稳定位点进行候选基因分析,筛选到45个候选基因,其中有功能注释的基因41个,其中4个位于基因内。

耐盐碱杂交小麦新品种—京麦189

京麦189是北京市农林科学院杂交小麦研究所培育的光温敏两系杂交小麦新品种,其组合为BS237×CP8457,父母本都由北京市农林科学院杂交小麦研究所选育,其中BS237是光温敏核雄性不育系,选育自“优繁5/农大3338//农大3330”的高代变异株,已获得植物新品种保护权,表现为短日低温不育、长日高温可育,能够一系两用。该品种于2022年5月通过了农业农村部国家农作物品种审定委员会审定,审定编号为国审麦20220059。

我国部分审定小麦品种的品质性状及基因型分析

为了解我国小麦品种的品质相关基因分布及品质性状表现,本研究针对近年来我国审定的530份小麦品种,进行容重、粗蛋白质含量、湿面筋含量、吸水率和稳定时间等性状的分析,同时利用13个品质相关的KASP标记检测基因型,明析不同的品质种植区域内的审定品种优异品质基因等位变异的分布及聚合情况。检测的优异品质基因等位变异在不同区域间的分布不均衡,其中1BL/1RS(-)、1Ax 1/1Ax 2*、Pinb-D1b和Pinb-B2b优异等位变异在品质区域间分布频率呈显著性差异,而1Bx17+1By18、TaPsy-D1a和TaPod-A1b等优异等位变异的分布在区域间无差异;同时进行多个优异等位变异聚合情况分析发现:5个面筋质量相关基因中筛选出同时含有1B/1R(-)、1Ax 1/1Ax 2*,1Dx5+1Dy10、glu-B3g+4个优异等位变异的材料12份;3个籽粒硬度相关基因中未检测到同时含有Pina-D1b、Pinb-D1b和Pinb-B2b的材料,检测到含有Pina-D1b/Pinb-B2b组合的材料16份,含有Pinb-D1b/Pinb-B2b组合的材料88份。5个籽粒颜色相关基因中同时聚合5个优异等位变异的材料10份。检测的13个品质相关基因KASP标记中,未发现聚合11个以上优异等位变异基因的材料,聚合10个优异等位变异基因的材料有4份,聚合9个优异等位变异的材料有16份。品质分析结果显示:不同区域间品质指标值也存在区域性的差异,且稳定时间与蛋白质含量和湿面筋含量指标不协调。面筋品质相关基因优异等位变异1BL/1RS(-)、1Ax1/1Ax2*和1Dx5+1Dy10在强筋,中强筋和中筋品种间的分布频率呈极显著差异,且与品质表现呈极显著正相关。

小麦PHO基因家族全基因组鉴定及表达分析

PHO基因家族主要参与磷酸盐的转运,在植物生长发育中起重要作用。为研究小麦PHO基因家族成员的潜在功能,本研究从小麦全基因组中鉴定PHO基因家族成员,并利用生物信息学手段对其基因结构特征、蛋白结构域、系统进化、顺式作用元件及表达特性进行分析。结果在小麦全基因组中共鉴定到12个PHO基因家族成员,所有成员均含有SPX和EXS结构域。系统进化、保守结构域和基因结构分析发现,小麦PHO蛋白与拟南芥PHO1-H1蛋白以及水稻PHO1蛋白亲缘关系较近;除TaPHO7、TaPHO10、TaPHO11和TaPHO12蛋白缺少部分基序外,其余小麦PHO蛋白均具有完整基序,且同一亚组内的成员具有相似的蛋白保守结构域和基因结构,说明PHO亚家族成员间高度保守。顺式作用元件分析发现,小麦PHO基因启动子区域含有与磷调控相关的激素诱导、光响应、低温响应等元件。基于RNA_seq数据的组织特异性分析发现,大部分PHO基因在根中的表达量较高。qRT-PCR分析发现,低磷胁迫处理下磷高效小麦品种小偃54地下部分(根) TaPHO7和 TaPHO8基因的表达量显著高于对照。

小麦光温敏雄性不育系BS237ω-黑麦碱基因克隆及序列分析

为研究小麦光温敏雄性不育系BS237中ω-黑麦碱基因编码区特征,利用同源克隆的方法克隆ω-黑麦碱基因的编码区序列,共得到8条具有完整开放阅读框的基因序列(OK999982~OK999985,OK999987~OK999990),基因编码区长度为1002~1074 bp,可编码333~357个氨基酸残基,全部编码RQL型ω-黑麦碱蛋白。NCBI BLAST分析表明克隆序列与已知序列的相似度在91%~100%之间,推断其为ω-黑麦碱基因家族。进化分析表明8个克隆的基因与普通小麦(Triticum aestivum L.)和黑麦(Secale cereale L.)的ω-黑麦碱基因序列具有较高的同源性,说明ω-黑麦碱基因具有一定的基因组特异性。乳糜泻(CD)免疫肽识别分析表明,8个基因中均分布有5种T细胞免疫肽——Gli-ωt(PQQPFPQQ)、DQ2.5-glia-γ5(QQPFPQQPQ)、QQPY、SPQQ和PQQP,且肽段Gli-ωt(PQQPFPQQ)和PQQP存在多个拷贝。本研究结果可为1BL/1RS类型杂交小麦加工品质的分子改良及乳糜泻疾病的预防提供参考。

基于可视化知识图谱的软件质量检测科技成果转化研究

采用CiteSpace工具,借助文献统计方法,对近10年软件质量检测科技成果转化文献进行可视化知识图谱分析。高频关键词“信息安全”“软件测试”“网络安全”具有较强的中心性,是当前的研究热点,未来将转为突显强度为2.71的“数据加密”。想要促进科技成果转化,第三方质量检测机构应与研发机构深度合作,发挥市场检测的数据优势和成果转化的实践能力,针对质量检测领域不同子特性加强细化研究,进行各个子特性在软件应用层面更具体、直观的分析,通过大数据分析建立测试技术的规范。同时也可以依托人工智能进行子特性交叉渗透,实现研发资源的共享和互补。通过梳理软件质量检测的研究力量、研究热点和前沿趋势等,对后续成果转化的推进具有一定参考借鉴价值。

建立小麦品种DNA指纹的方法研究

建立小麦DNA指纹对遗传资源评价、品种权益保护、种子质量鉴定具有重要的意义。本研究采用15个SSR标记和20个AFLP-SCAR标记,分析了来自我国不同麦区的455个小麦品种,证明用两种分子标记建立小麦DNA指纹可以更加全面地反应品种的遗传多样性。从而,在提出采用SSR标记与AFLP-SCAR标记构建小麦品种DNA指纹的技术路线的基础上,建立了构建DNA指纹的方法模式。按此方法获得的品种指纹代码可以经条形码软件转换为条形码,使为每个品种建立身份证的设想成为可能。

植物抗旱相关基因研究进展

干旱是限制植物生长和产量的重要因素之一。目前,随着现代分子生物学的发展,从分子水平上初步揭示了干旱胁迫信号应答、信号传导及基因表达调控遗传机理。植物抗旱相关基因根据功能可分成两类,一类是参与干旱胁迫的信号转导或基因表达调控,主要是传递信号因子和调控基因表达的转录因子;另一类是功能蛋白基因,在植物抗旱性中直接起保护作用。本文综述了近几年植物(含麦类作物)在逆境胁迫信号网络中的抗旱相关功能基因、转录因子以及信号因子等方面的研究进展以及它们在植物抗旱基因工程中的应用状况。

植物bZIP转录因子的研究进展

碱性亮氨酸拉链(Basic leucine zipper,bZIP)转录因子是真核生物转录因子中分布最广泛、最保守的一类蛋白。目前,在拟南芥基因组、豆科植物基因组、水稻基因组中发现大量的bZIP转录因子。本文围绕植物bZIP转录因子的最新研究进展,按照其不同亚家族的结构和功能进行了综述。根据植物bZIP转录因子结构的差异,可以将其划分为10个亚族:A、B、C、D、E、F、G、HI、、S亚族。这些不同家族的bZIP转录因子成员广泛参与种子贮藏基因的表达、植物的生长发育、光信号转导、病害防御、生物和非生物胁迫应答以及ABA的敏感性等各种信号的反应。

小麦区试品系DUS测试的分子标记

为了确定测试小麦(Triticum aestivumL.)区试品系特异性、一致性、稳定性(DUS)的分子标记,采用156个来自我国不同麦区的品种对SSR、EST-SSR和AFLP-SCAR标记的1334对引物进行筛选,根据在染色体上分布均匀、多态性信息指数较高、带型清晰、不同等位变异的带型易于区分及PCR产物稳定的原则,筛选出105对小麦品种DUS测试的分子标记引物,包括63对SSR引物、21对EST-SSR引物和21对AFLP-SCAR引物,可以检测122个位点的754个等位变异,平均每条染色体上被检测位点5.8个,平均每个位点包含7.2个等位变异。根据DUS测试的需求、引物的染色体分布、PIC值大小和带型特点,将105对引物分为21对核心引物、29对一级备用引物和55对二级备用引物。核心引物分辨力较高,可以完成约80%品系的特异性检测,约95%品系的种子纯度检测和约60%品系的一致性、稳定性检测;备用引物用于确定品系DNA位点纯合率和相似品种(系)之间的遗传相似系数,以判断DNA指纹相同或相似的品种(系)之间的相似性和特异性,评价核心标记中具有非纯位点的品系的DNA位点纯合度,同时完成核心引物未能完成的少数品系的种子纯度检测。通过在2006—2007、2007—2008、2008—2009年度对464个冬小麦区试品系DUS测试中的应用,证明105对引物具有很好的代表性和实用性,可以完成90%以上参试品系的DUS检测。

2009-2014年国家冬小麦区域试验品系的遗传多样性及群体结构分析

为了解我国小麦的育种水平、发展趋势及存在的问题,利用21对核心SSR标记对2009-2014年参加国家冬小麦区域试验的430个品系进行遗传多样性和群体结构分析。结果显示,21个SSR位点共检测到236个等位变异,平均每个位点11.24个,平均基因多样性和多态性信息量(PIC)分别为0.73和0.70;从不同年份分析,参试品系的遗传多样性从2012年开始略有下降;从不同生态种植区域分析,参试品系的遗传多样性自北向南(北部冬麦区组至长江流域冬麦区组)呈明显下降趋势;UPGMA聚类、主坐标和群体结构分析均表明,长江上游和长江中下游组的参试品系与其他区组的参试品系明显分开,且分别归属于不同亚类,显示出独特的生态区域类型;此外,群体结构分析结果还揭示,71.9%的参试品系群体结构比较单一,其中长江流域组的参试品系最为单一。

光温敏二系杂交小麦恢复系遗传多样性和群体结构分析

为揭示光温敏雄性不育小麦恢复系资源的遗传基础,选用49个Genomic-SSR和40个EST-SSR标记位点对100份冬性光温敏雄性不育小麦恢复系进行遗传多样性和群体结构分析.结果表明:89个位点共扩增出531个等位变异,平均每个位点5.96个;平均基因多样性和多态性信息量(PIC)分别为0.63和0.57,说明本研究所选用的恢复系的遗传多样性比较丰富;利用NJ法聚类和Structure群体结构分析均将100份恢复系划分为6大类群,且聚类结果基本吻合,同时揭示出北方冬麦区和黄淮海冬麦区恢复系间存在较广泛的基因交流;群体结构分析阐明了各恢复系的遗传组成,推测58%的恢复系血缘相对比较单一,42%的恢复系拥有混合来源.研究结果为新恢复系的选育和现有恢复系的利用提供了理论依据,并为重要农艺性状数量性状位点的关联分析奠定了基础.

以DNA位点纯合率评价小麦品种的一致性和稳定性

为了解小麦杂交组合高世代株系和我国小麦品种的DNA位点纯合率,及其评价小麦品种一致性和稳定性的可行性,采用172对SSR、99对EST-SSR和76对AFLP-SCAR引物,检测了10个F4代株系、10个F5代株系和511个品种的DNA位点纯合率。结果表明,F4代和F5代株系的DNA位点纯合率分别为82.1%～94.5%和95.7%～99.4%。根据F5代500个单株的DNA纯合位点比率,推测出F6代株系的DNA位点纯合率为98%～100%。在511个品种中,有10%的品种其DNA位点纯合率低于95%。通过比较证明,DNA位点纯合率越高品种的一致性和稳定性越好。对2006—2009连续3个年度国家冬小麦区域试验品种的检测证明,DNA位点纯合率高于95%的大多数品种和DNA位点纯合率为90%～95%的少数品种具备一致性和稳定性;DNA位点纯合率低于90%的品种不具备一致性和稳定性。说明可以将DNA位点纯合率作为评价小麦品种一致性和稳定性的辅助标准。并提出了以20个个体为样本、检测50个DNA位点的小麦品种DNA位点纯合率检测方法以及检测方法中需注意的细节。

AF钉复位内固定治疗胸腰椎骨折脱位

经椎弓根内固定系统治疗胸腰椎骨折近年来在我国已广泛开展。我院先后使用Ｓｔｅｆｅｅ、Ｄｉｃｋ及ＲＦ、ＡＦ系统，结果表明ＡＦ系统结构简单，调节方便，手术操作简化，复位内固定可靠，疗效优良。１临床资料１．１一般资料本组共１７例，男１３例，女４例。年龄２３～...

镍钛形状记忆合金环抱接骨板治疗桡骨近端1/3骨折

目的探讨治疗桡骨近端1/3骨折的理想内固定方法。方法2001年8月～2004年4月,采用镍钛形状记忆合金环抱接骨板治疗24例桡骨近端1/3骨折。其中男19例,女5例。年龄16～48岁。摔伤9例,压砸伤5例,交通事故伤4例,直接暴力撞击伤3例,高处坠落伤3例。按照形状记忆合金环抱接骨板的安装方法进行骨折复位内固定。术后定期随访,观察骨折愈合及功能恢复情况。结果所有患者均获随访4～21个月,平均10个月。均无术中、术后并发症,切口期愈合;X线片示骨折均于术后8～12周临床愈合,根据Anderson疗效标准,功能恢复优18例,良5例,可1例,优良率95.83%。结论应用镍钛形状记忆合金环抱接骨板治疗桡骨近端1/3骨折具有创伤小、操作简便安全、固定可靠、组织相容性好、并发症少等优点,有利于促进骨折愈合和肘、腕关节功能康复,是一种治疗桡骨近端1/3骨折的较好方法。

小麦种子纯度的分子标记检测方法

为了探索一种准确评价小麦品种种子纯度的技术体系,在比对了400个小麦品种的SSR、EST-SSR和AFLP-SCAR指纹以及对上千份种子进行纯度检测的基础上,提出了检测种子纯度的策略:(1)联合使用SSR、EST-SSR和AFLP-SCAR标记检测种子纯度,并推荐了7对SSR引物、5对EST-SSR引物和3对AFLP-SCAR引物为检测种子纯度的核心引物;(2)在待测品种的种子之间比对核心分子标记位点的带型,当某(些)个体与多数个体之间≥3位点的带型不同时,方可判定为杂株。此外,本文还就如何提高种子纯度检测的工作效率、降低检测成本,提出了合理利用核心引物和合理混合DNA样品的方法。

小麦光温敏雄性不育相关基因的DDRT-PCR分析及功能预测

以小麦光温敏雄性不育系BS210为试材,分别在北京顺义(可育环境)和安徽阜阳(不育环境)两种诱导育性表现的生态环境下种植,并于雌雄蕊分化期、药隔形成期、花粉母细胞形成期、四分体期和单核期5个时期提取小穗组织的RNA,利用DDRT-PCR方法分离不育系在光、温因子诱导下的差异表达mRNA,并通过反向Northern进行验证.对获得的20条差异表达的EST进行了测序和BLAST分析,得到了4个候选基因的片段,对其进行5′Race扩增、序列分析及功能预测.结果表明它们分别与水稻的DNA修复重组蛋白基因rad50、小麦穗部表达的LRR重复序列型类受体激酶基因、玉米叶片坏死斑点L1s1基因的序列相似性分别为89%、89%和88%,另外还筛选到1个未知功能的新基因片段,它和rad50分别在可育和不育环境下表达的mRNA具有相同的5′端编码区,但3′端非编码区序列出现长度差异.研究结果为深入探讨小麦光温敏雄性不育机理提供了有意义的理论依据.

基于SNP标记的小麦高通量身份鉴定模式

为探索小麦品种高通量SNP身份鉴定模式,利用wheat 90K SNP芯片对380份小麦品种进行了全基因组扫描、分析和评价,从中筛选出高质量、高分辨率、单拷贝和均匀分布的候选SNP标记384个,能将除近等基因系以外的所有品种区分开;基于组合最优化算法,获得小麦品种高通量鉴定最少SNP位点组合一套,包含14个SNP标记,区分能力与384个SNP标记相同。将14个SNP位点转化成KASP标记,分析选取的95份样品,结果显示,芯片平台和KASP平台上的基因分型结果一致。考虑品种实际鉴定过程中存在样本量大、高度近似品种少等情况,权衡准确、经济、灵活、快速、通量高等检测需求,建议品种高通量身份鉴定可采取"核心位点+扩展位点"的模式进行。本研究为小麦等农作物品种SNP高通量身份鉴定技术体系的建立和指纹数据库的构建提供了有利的参考。

小麦AFLP片段序列多态性分析和AFLP-SCAR标记的研究

为了解相同长度的AFLP片段中DNA序列的多态性,对70条小麦AFLP片段进行回收、克隆以及测序分析,比较了不同品种间相同长度的AFLP片段、一条AFLP片段的不同单克隆以及品种间非多态性AFLP片段的DNA序列。对70个片段构成的98对同长片段进行DNA序列比对,结果表明：（1）只有3对片段的序列100%相同,其他95对片段之间DNA序列差异为1%-70%;（2）不同小麦品种间同长的AFLP片段中普遍存在DNA序列完全不同、部分不同和具有SNP的现象;（3）一条回收的AFLP带纹的不同单克隆之间也存在DNA序列完全不同、部分不同和具有SNP的现象;（4）品种间有些非多态性AFLP片段的DNA序列也存在多态性。揭示了小麦三套基因组间AFLP等位基因的多态性,以及不同AFLP位点同长片段的DNA序列多态性,对AFLP标记的使用提出了一些不同看法,并提出了利用AFLP片段的序列多态性设计SCAR引物的方法。