小麦新种质“普冰3228”穗下节长度QTL定位与候选基因分析

【目的】挖掘小麦新种质“普冰3228”穗下节的有效位点/基因,探讨其穗下节分子遗传机制。【方法】以“普冰3228”ד京4839”杂交产生的210个小麦重组自交系群体为材料,利用55K SNP芯片构建该群体高密度分子遗传连锁图谱,采用完备区间作图法(ICIM⁃ADD)对穗下节长度进行QTL定位分析,并基于QTL定位结果对穗下节长度候选基因进行预测分析。【结果】研究发现210个小麦重组自交系遗传群体穗下节长度存在丰富的遗传差异,分布于16.00~117.50 cm。共检测到6个与小麦穗下节相关的QTL,该QTL主要分布于2B、4B、4D、5B和6D染色体上,其LOD值介于2.55~7.88,解释变异率分布于3.43%~15.84%,且绝大多数QTL均来自母本“普冰3228”。定位于4B染色体上AX⁃109373490~AX⁃111540511区间的QUIL⁃4B.e1和定位于4D染色体上AX⁃110984743~AX⁃109230716区间的QUIL⁃4D.e1为穗下节长度主效QTL,可在2种环境下均被检测到的QUIL⁃4D为穗下节长度稳定QTL。进一步分析发现15个与穗下节长度相关的候选基因。该候选基因主要编码一些相关蛋白及功能酶,通过调节或影响植物代谢活动进而对小麦穗下节长度产生影响。例如TraesCS4D01G039200可能编码一种原纤维家族蛋白,直接影响小麦穗下节长度,TraesCS4D01G040300可能编码代谢产物转运蛋白,通过调节代谢产物在穗下节区域的分配影响穗下节的长度。【结论】研究共检测到与小麦穗下节长度相关QTL 6个,预测到与穗下节相关候选基因15个,研究结果有助于小麦穗下节遗传机制解析,并为穗下节遗传改良提供新种质。

小麦籽粒镉元素含量全基因组关联分析及候选基因预测

以国内外207份小麦种质为材料,利用660K SNP芯片对其进行基因型检测,并结合不同环境下表型数据和最佳线性无偏预测值(BLUP,Best linear unbiased prediction)对小麦籽粒镉元素含量进行全基因组关联分析。结果表明:与小麦籽粒镉元素含量显著关联的SNP 310个,这些SNP分布于除3D和4D外的19条染色体上,单个SNP解释变异率为10.95%~14.66%。不同环境下检测到的关联SNP结果存在差异,其中在原阳地区检测到186个SNP,开封地区检测到71个SNP。基于BLUP值分析获得53个SNP。基于SNP物理位置,将距离较近的SNP进行整合,共获得有效QTL位点52个。同时发现了7个在多环境下表现稳定的SNP,并对其进行单标记效应分析。最后对基于获得的关联SNP进行了候选基因预测,共获得7个与小麦籽粒镉元素含量相关的候选基因,其中TraesCS1B01G321700和TraesCS1B01G320200可能与镉元素调控相关基因转录有关,而TraesCS7B01G459000和TraesCS7B01G456900可能与镉元素的吸收和转运等代谢过程有关。还筛选出了对镉具有良好避性的部分小麦优异种质,如‘云麦51’‘郑麦379’‘白穗白’‘云麦53’‘双丰收’。

西北干旱地区生态环境建设中的草畜产业问题研究

从退耕还草、改善生态环境两方面阐述了西北地区发展草畜产业的依据,提出建设草业基地、畜牧业基地、有机农业基地是其发展之途径;对草畜产业发展过程中面临的问题进行了探讨,并提出了相应的对策。

粮食安全新内涵与中国粮食安全态势分析

在过去的几十年中 ,随着“人粮矛盾”的发展 ,世界粮食安全的内涵经历了“总量 -购买 -营养”的转变。中国粮食在总量和购买上基本达到安全水平 ,营养安全水平仍需大幅度提高。当前中国粮食安全水平的提高面临着生产资源减少、贫困人口相对增加和营养需求水平提高的矛盾。立足国内 ,严格控制人口增长。

加入WTO与中国粮食生产对策

当前 ,我国粮食生产面临着人口数量增加、食物消费结构转变、耕地面积减少和粮食生产成本上升四大问题的困扰。加入 WTO在关税减让、关税配额增加及限制国内支持三方面对我国粮食生产产生巨大冲击的同时也将带来极大的机遇。控制人口增长 ,保护农业资源 ,调整农业产业结构和作物种植结构 ,降低粮食自给率 ,可使我国粮食生产立于不败之地。

基于SSR标记的100份国内外小麦种质遗传多样性分析及DNA指纹图谱构建

为了分析国内外引进小麦种质资源遗传多样性,揭示不同种质间的亲缘关系,促进小麦种质的有效利用及保护,本研究以引进的100份国内外小麦种质为材料,利用SSR分子标记进行分子检测,分析供试材料的遗传多样性并构建其DNA指纹图谱。结果表明,利用筛选出的23对SSR引物对100份小麦种质扩增,共获得235个基因位点,其中多态性位点232个,占比达到98.72%。SSR引物检测位点介于6~18个之间,平均等位位点数为10.09个,SSR引物有效等位基因数、Nei’s基因多样性指数和Shannon’s信息指数分别平均为1.35、0.22和0.36。不同小麦种质间的遗传相似系数变幅在0.56~0.96之间,平均为0.73。基于Nei’s遗传相似系数,100份小麦种质可被划分为6类,其中第Ⅵ类群包含的小麦种质数目最多,占到种质总数的62%。同时利用多态性比较丰富的5对SSR引物构建了供试小麦种质DNA指纹图谱。本研究结果可为小麦种质资源的科学利用及有效保护提供一定依据。

黄淮地区四季韭黄栽培技术及应用效果

黄淮地区探索的“小拱棚+黑色防草布+草苫覆盖”方式,在高温期可控温降温,低温期升温保温,实现了韭黄一年四季生产,产量高,投入少,且易操作。韭黄传统种植多采用草苫、瓦罐、橡胶筒、地窖等遮光方式,这些传统种植方式存在适宜生产时期短,四季生产适应性不强,用工多,韭黄产量低、商品性不佳等不足。

普冰3228籽粒主要矿质元素含量的遗传分析

为了探讨小麦-冰草新种质普冰3228籽粒主要矿质元素含量的遗传特点,对普冰3228、京4839及其F_(2:3)群体籽粒Ca、Mg、Zn含量进行测定,并对普冰3228籽粒Ca、Mg、Zn含量进行遗传分析。结果表明,普冰3228、京4839及其F_(2:3)群体籽粒Ca、Mg、Zn含量均存在一定的差异,F_(2:3)群体籽粒Ca、Mg、Zn含量分别为81.76~999.55、337.24~1 380.86、5.21~148.11 mg/kg,其中Zn含量变异最大。3种元素含量具有相似的遗传特点,其最适遗传模型均为2对主基因+多基因模型,且主基因均具有加性-显性-上位性效应。控制Ca含量主基因的加性、显性、加性×加性、加性×显性、显性×加性效应值均为正值,而其显性×显性效应值为负值;控制Mg含量主基因的加性、显性、加性×加性、显性×加性效应值均为正值,而其加性×显性、显性×显性效应值均为负值;对于Zn含量,其主基因的加性、显性、加性×加性、加性×显性效应值均为正值,而显性×加性、显性×显性效应值均为负值。3种元素含量的主基因遗传率表现差异较大,其中Zn含量的主基因遗传率最高,其次是Mg含量,Ca含量最低。

韭菜无融合生殖种子形成机制研究进展

从韭菜大小孢子母细胞的减数分裂、胚囊和花粉的发育过程、胚胎发育和种子的形成、无融合生殖性状的遗传等方面对韭菜无融合生殖种子的形成机制进行综述,同时对韭菜无融合生殖特性的研究方向和在韭菜育种中的应用前景进行了展望,以期为今后韭菜无融合生殖机制的阐明和韭菜遗传育种研究提供参考。

小麦新品种‘平麦189’主要农艺性状适应性分析

为了有效评估新品种‘平麦189’的环境适应性、抗逆性及稳产高产性,利用传统拷种方法对种植于河南省8个不同地区的‘平麦189’的产量、有效穗数、穗粒数、千粒重、最高分蘖数、成穗率、株高、黑胚率等性状进行了详细调查和统计分析。结果表明,‘平麦189’在产量、有效穗数、穗粒数、千粒重、最高分蘖数、成穗率、株高、黑胚率等产量及相关性状方面均具有较好的环境适应性和稳定性。另外,该品种的抗旱性在2015年的抗旱指数为0.921,抗旱级别为3级,在2016年的抗旱指数为0.800,抗旱级别为4级,综合抗旱性为中等;条锈病和纹枯病在2015、2016年均表现为中抗。综合分析表明,‘平麦189’在主要农艺性状方面具有较好的广适性和稳定性,其适合在河南省及其周边地区推广种植。

国内外小麦种质主要矿质元素含量的评价分析

矿质元素在人类新陈代谢中发挥着重要作用,提高矿质元素含量是小麦品质育种主要目标之一。为了了解小麦种质籽粒矿质养分状况并为小麦品质改良提供优良育种材料,本研究采用原子吸收法对214份国内外小麦种质的Cu、Ca、Fe和Zn 4种矿质元素进行了测定、分析。结果表明,供试小麦种质的4种矿质元素存在着较丰富的遗传变异,其变异系数分布在31.05%～67.46%之间;中国不同地区小麦种质的矿质元素存在较大差异,其中,以山东、江苏、四川、河南等主产区的小麦种质矿质元素含量较高;4种矿质元素中除Ca外,其余3种元素间均呈极显著正相关,这对小麦矿质元素综合提升比较有利。研究也筛选出了每种矿质元素含量最高的部分小麦种质,在以后品质育种中应重视对这些种质的利用。