春化和光周期调控大麦抽穗期分析

青稞是我国青藏高原的主要农作物,其适应性决定品种的种植范围和产量。抽穗期是影响大麦品种适应性的重要农艺性状,适时抽穗开花是大麦高产广适的前提。春化通路中HvVRN1、HvVRN2和HvVRN3是决定大麦生长习性的主要基因,光周期通路中HvPPD-H1和HvPPD-H2是控制大麦抽穗期的重要基因。为探究春化和光周期调控抽穗期的机制,以冬青18号(D18)和城武芒大麦(K18)为试验材料,通过不同的春化时间,观察春化对抽穗期的影响;同时,在长日照(LD)和短日照(SD)条件下,分别取苗期、拔节期和抽穗期的材料,进行转录组测序,分析春化和光周期基因的差异变化。结果表明,不同春化时间处理下,D18的抽穗开花时间晚于K18;LD条件下,D18拔节期中HvVRN1的表达低于K18,所以D18的抽穗开花时间晚于K18;SD条件下,虽然D18抽穗期中HvVRN1的表达低于K18,但D18抽穗期中HvPPD-H2的表达高于K18,导致D18抽穗期中HvVRN3的表达高于K18,所以SD条件下,D18的抽穗开花时间早于K18。

西藏青稞地方品种主要农艺性状的遗传多样性

【目的】解析西藏青稞地方品种的表型变异和遗传多样性,为提高西藏青稞育种组合选配的针对性和育种效果提供参考。【方法】从国家作物种质资源库提供的1700份青稞地方品种中选取覆盖西藏青稞种植区域的代表性品种310份,2020-2021年在西藏自治区农牧科学院农业研究所试验地种植供试的310份青稞种质,调查抽穗期、成熟期、株高、穗长、穗粒数、千粒质量,采用Shannon-Weaver多样性指数分析其农艺性状的多样性,利用生物信息学方法进行遗传力、主成分分析、综合评价及聚类分析。【结果】参试310份青稞品种6个主要农艺性状的遗传力为0.43~0.95,其中抽穗期的遗传力最高,而株高的遗传力最低;Shannon-Weaver多样性指数为1.30~1.42,均值为1.38,其中千粒质量和抽穗期的遗传多样性最高,穗长和穗粒数的变异系数最大。西部地区(日喀则、阿里)的青稞品种表现为早熟、矮秆、穗粒数少、千粒质量高;东部地区(昌都、林芝)的青稞品种表现为晚熟、高秆、穗粒数多和千粒质量低。前4个主成分成熟期、穗长、穗粒数和千粒质量代表青稞种质资源表型性状88.67%的遗传信息量。按表型性状的综合得分(F值)大小,筛选出排名前10位的青稞种质分别为ZDM06930、ZDM06926、ZDM06859、ZDM06732、ZDM06631、ZDM06590、ZDM05468、ZDM05131、ZDM04747和ZDM04727,其中来自西藏林芝的ZDM06930品种F值最高(66.49),综合表现最好。聚类分析将农艺性状采集齐全的291份参试材料分为4个类群,聚类结果与材料地理来源较吻合。【结论】西藏青稞地方品种遗传多样性较为丰富,且地区间遗传差异明显,以其为亲本或拟改良亲本育成的后代对西藏地区自然环境的适应性强。

西藏青稞主推品种(系)白粉病抗性鉴定与评价

本研究为鉴定和评价西藏青稞主推品种(系)对白粉病的抗性,通过苗期室内盆栽和成株期田间调查方法综合评价10个主推品种(系)的抗性,结果显示高感品种(系)为04-2894-1,13-5171-7,12-10556,藏青13和藏青2000;高抗的品种(系)为08-1127,08-1128和藏青280;中感品种为藏青320和喜马拉22。

西藏青稞种质资源苗期耐低氮鉴定与筛选

为选育出适应我国西部高原地区种植的耐低氮并高产的青稞品种,以1029份青稞种质资源为材料,以Hoagland营养液为介质,对2叶期的青稞幼苗进行缺氮和对照2组处理试验,通过对不同处理下青稞幼苗的株高变化量和地上生物量(鲜质量、干质量)对缺氮的响应进行分析,并通过对过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)活性检测对初选品种进行鉴定。结果表明:缺氮胁迫对不同青稞品种的生长影响存在显著性差异,筛选出耐低氮种质4份(“ZDM4700”“藏1446”“ZDM5713”和“ZDM5766”),不耐低氮种质4份(“藏0603”“藏0801”“ZDM5766”和“昆仑15”)。通过生长指标(株高、根长、地上生物量鲜质量和干质量,地下生物量鲜质量和干质量)和生理指标POD,CAT,APX和CAT活性的检测之后发现,30份耐贫瘠材料和30份缺氮敏感材料MDA,CAT,POD,APX含量之间无显著差异,缺氮敏感材料“ZDM5766”“ZDM5626”“ZDM4618”和“ZDM4394”缺氮培养后MDA和POD含量均高于耐贫瘠材料“ZDM4700”“ZDM4492”“ZDM5724”和“ZQ336”,说明组织遭受逆境伤害的程度大,组织中存在老化、衰弱。缺氮敏感材料CAT含量均低于耐贫瘠材料,说明组织抗氧化防御机理越低。

不同播期对“冬青19号”生育期及产量的影响

为探索林芝气候条件下“冬青19号”种植适宜的播期以及不同播期对“冬青19号”生育期和产量的影响,于2020年在林芝巴宜区进行了“冬青19号”不同播期(10月19日、10月26日、11月2日、11月9日、11月16日、11月23日)的试验。结果表明,“冬青19号”在林芝巴宜区10月19日播种,测产最高,产量达到482 kg/667 m^(2)“,冬青19号”随播期推迟,产量逐步下降。

西藏青稞抽穗期多样性与稳定性分析

青稞是我国青藏高原地区的主要种植农作物,种质资源丰富。为探究青稞种质中极端抽穗期材料在林芝和拉萨的生长情况,选取来自青藏高原不同地区的40份材料,在不同年份种植于林芝和拉萨地区鉴定抽穗期,为青稞种质引种和育种提供参考。结果表明:极端抽穗期材料在不同环境下稳定性较差,多数材料抽穗期受外界环境影响显著。在极早抽穗和极晚抽穗材料中,稳定材料多来自于日喀则地区,而山南和那曲地区材料稳定性较差。极早抽穗品种中的ZDM5168,ZDM7548,ZDM7546和ZDM7347抽穗期早且稳定性较好,可用于广适性早熟品种培育;ZDM6611,ZDM4805和ZDM4409抽穗期较晚且稳定,可适用于晚熟广适性品种培育。该研究对于后续青藏地区的种质资源引进和种植情况具有重要的指导意义。

青稞类钙调素蛋白基因CML19的克隆、序列分析及原核表达

根据鉴定得到青稞类钙调素蛋白基因CML19的序列设计引物,以青稞叶片的cDNA为模板,扩增得到目的片段,对目的基因序列进行鉴定和分析,进一步构建该基因的原核表达载体pET28a-CML19,转入大肠杆菌BL21(DE3),利用IPTG诱导外源蛋白质表达并检测。结果表明,扩增得到CML19的CDS序列全长为447bp,编码的蛋白质含有148个氨基酸,分子质量为16.46ku,理论等电点(pI)为4.40,总平均亲水性(GRAVY)为-0.176,不稳定系数为49.59,存在典型的EF手结构域;系统进化分析表明,青稞CML19与山羊草具有较近的亲缘关系;原核表达蛋白结果显示,重组蛋白主要以包涵体形式存在于沉淀中。初步阐明青稞CML19基因的序列特征,为进一步制备抗体、探讨CML19基因的功能奠定基础。

西藏青稞种质资源农艺性状与品质性状遗传多样性分析

青稞是青藏高原藏族聚居区主要的粮食作物、酿造作物和牲畜饲料,是广适性、抗逆性最强的粮食作物之一。为了充分利用西藏青稞种质资源,构建西藏青稞种质资源核心种质库,揭示高原青裸农艺性状与品质性状之间内在联系,本研究以1164份青稞种质资源为实验材料,对农艺性状和品质性状进行了研究。结果表明,西藏青稞种质资源农艺与品质性状存在较广泛的遗传多样性,种质品种多、类型丰富多样,在不同的地区每个性状的变异也相当丰富。

浅谈青稞病虫害防治及其分子机理研究进展

青稞作为藏区群众的基本口粮,其高产稳产优质对于整个藏区的人民生活幸福和社会稳定具有重要意义。但是病虫害的发生一方面导致青稞产量下降,另一方面对青裸的品质也造成影响。本文对青稞常见病虫害进行介绍并简述防治措施,并对当前关于病虫害的相关分子机理研究进行了简单的阐述,为青稞病虫害的防治提出一些建议。

青稞品种籽粒品质性状研究

为了探究不同品种青稞的籽粒品质的差异,本文对200份不同来源的青稞品种进行了研究。结果显示,营养品质研究中,200份青稞品种的总淀粉含量差异较小,在对直链淀粉和支链淀粉的比例研究时,发现了特异性C2品种,其支链淀粉含量达到100%。在对淀粉的糊化特性进行研究,发现各个品种间的衰减值差异最大,变异系数高达22.33%,这也是所有研究的性状中变异系数最大的一组。在对蛋白质含量研究时发现,不同品种间的蛋白质含量差异较大,变化范围在6. 65%-19.65%,差异系数达到17. 16%。对于β-葡聚糖的研究,发现其含量在3.04%～11.23%,平均数为5.91%,与以往研究一致。本次实验为青稞籽粒的加工应用、品质的改良、培育新品种、以及对青稞的籽粒品质形成的分子机理研究提供了良好的理论依据和数据支持,对青稞的探究和应用具有十分重要的意义。

西藏青稞抗旱研究进展

干旱胁迫是作物生产的主要非生物逆境之一,严重阻碍了作物的生产和可持续发展。青藏高原气候非常恶劣,西藏青稞种植区约有3/4为旱地,该地区年降水分配不均,干旱胁迫严重影响高原青稞正常的生长发育。开展青稞抗旱育种研究,可以有效地确保稳产目标的实现,为粮食安全和农牧民生活水平的逐步提高提供保证。近年来,关于干旱胁迫的分子调节及青稞抗旱相关的研究取得了长足的进展。本文结合植物抗旱胁迫响应和青稞抗旱研究,综述了青稞耐旱性遗传学和基因组学的最新进展,并将其作为重新审视青稞耐旱性分析方法的基础。

干旱胁迫下青稞全基因组可变剪切分析

为阐明青稞在旱胁迫下基因发生可变剪切的规律,本研究以抗旱的“喜拉16号”和旱敏感的“迪庆黑元桂”为试验材料,分别对对照和21%PEG浓度下处理的样本进行多时间点的全转录组测序。结果表明,利用LeafCutter软件在所有的样品中共检测到了22181个可变剪切事件;通过PCA分析发现,可变剪切具有明显的品种间特异性;另外,通过与抗旱基因数据库比对分析发现,在干旱胁迫处理下2个类型品种间有多个抗旱相关的基因发生了显著的差异可变剪切,分别是HVUL1H16429(AtrbohF)、HVUL1H12808(HAB1)、HVUL4H58649(ABF4)、HVUL4H35985(AtrbohD)、HVUL7H07799(LOS5)、HVUL3H43774(CLCc)、HVUL3H23631(ABCG40)、HVUL1H16840(MYB60)和HVUL6H08236(AREB1);对2个品种各自在对照与旱胁迫条件下的差异可变剪切基因进行pathway分析,发现了抗旱品种的差异可变剪切基因参与了更多的pathway,并且鉴别出Fatty acid degradation、Inositol phosphate metabolism、alpha-Linolenic acid metabolism和Fatty acid metabolism这4条通路显著富集。为解析青稞抗旱分子机理与培育青稞抗旱新品种奠定了理论基础。

西藏青稞品系藏青13氮胁迫的蛋白组学分析

氮元素过多过少都可能导致植株表型发生明显变化,甚至影响植株的正常生长发育。为了探究西藏青稞对不同氮浓度的响应,本研究采用藏青13作为材料,利用同位素相对标记与绝对定量技术(isobaric tags for relative and absolute quantitation, Itraq)标记联合液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)技术并结合生物信息学和分子生物学技术对适氮、缺氮、低氮和高氮处理样品的蛋白谱进行分析。iTRAQ测序结果表明,在根组织共鉴定得到8589个蛋白质,肽链长度主要分布在6～18个氨基酸之间;在叶组织中鉴定得到4608个蛋白质,肽链长度主要分布在6～16个氨基酸之间。COG分析显示,R类蛋白数量最多,同时鉴定的蛋白涉及次生代谢生物合成、信号转导、防御机制等多个方面。在不同氮素浓度处理下,其中缺氮处理与对照(适氮处理)相比,所筛选到的差异蛋白最多,有1518个蛋白,其中810个上调,708个下调。四个处理共同筛选到的差异蛋白共富集到47个功能项中,包含20个生物过程GO功能项,15个细胞组分GO功能项,12个分子功能GO功能项。

西藏青稞品系藏青148响应低温的蛋白组学分析

为进一步了解冷驯化后的青稞苗对低温胁迫的响应机制,本研究采用藏青148作为材料,利用同位素相对标记与绝对定量技术(isobaric tags for relative and absolute quantitation, iTRAQ)标记联合液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)技术并结合生物信息学和分子生物学技术对青稞低温诱导的蛋白组差异蛋白谱进行分析。结果表明,在iTRAQ测序分析的常温及冷驯化后低温处理的样品肽段图谱中,共鉴定出5111个蛋白质,肽链长度主要分布在6-24个氨基酸之间。通路分析显示,鉴定到的蛋白质被富集到126个通路。COG分析显示,R类蛋白数量最多,同时鉴定的蛋白涉及能量代谢、信号转导、防御机制等多个方面。对照常温和低温处理18h筛选到的差异蛋白有886个,存在499个上调,387个下调,且在代谢通路、乙醛酸代谢、三羧酸循环、糖酵解四条通路显著富集。

Cosmic—Ray Deficit from the Directions of the moon and the Sun Detected with the Tibet Air Shower Array

本文主要讨论西藏羊八井用来检测太阳与月亮宇宙射线阴影的空气簇射阵列及太阳与地球之间磁场的作用。

不同抗性青稞品种接种BYDV-GAV后病毒含量的变化研究

本研究以抗黄矮病青稞品系C280和感病品种康青3号为供试材料,人工接种BYDV-GAV病毒,采用TAS-ELISA方法,监测供试材料叶片和根系中的病毒含量的动态变化。研究结果表明,抗、感病材料叶片和根系中的BYDV-GAV含量均呈现出先上升后下降的变化趋势;病毒首先在新叶中被检测到,之后移动到根系中。接种10-30 d,抗病品系C280根系中的病毒含量明显低于感病品种康青3号;在测定时间内,抗、感病品种叶片中的病毒含量无明显差异。以上结果为进一步探索青稞黄矮病侵染机制和抗病机制提供依据。

藏青690幼穗分化特点研究

培育高产、早熟品种是西藏地区青稞育种的重要目标之一。培育西藏地区种植的高产早熟品种,除了关注穗分化各个阶段都表现出较快的速度外,应重视加快穗分化中后期的发育速度。"藏青690"是高产早熟品种。本研究通过对"藏青690"穗分化的观察,并与不同熟期的代表性品种"藏青2000"和"藏青85"进行比较分析,发现"藏青690"除表现在各个穗分化阶段都比晚熟品种发育快以外,主要表现在穗分化的中后期发育速度较快。