藜麦种质资源萌发期抗旱性综合评价及抗旱指标筛选

为评价不同藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)种质资源的抗旱性,在25%的PEG-6000溶液干旱胁迫条件下,以发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、芽长、根长、根芽比、鲜质量8个指标为鉴定指标,通过主成分分析、聚类分析、逐步回归分析等方法,对23份藜麦种质萌发期的抗旱性进行综合评价及分类,并对其鉴定指标进行筛选。结果表明,供试藜麦种质材料的发芽势、发芽率、根长受胁迫的影响较小,而发芽指数、活力指数、芽长、鲜质量等萌发和生长指标受到的抑制作用较大。以D值为主要参考,CDC值、WDC值作为辅助,可将供试藜麦种质划分为强抗旱型、中等抗旱型、弱抗旱型3个抗旱等级,其中LL-1、S1、16ND-3、K2、D2为强抗旱型,可为藜麦抗旱新品种选育提供亲本材料。根长、活力指数、发芽率等可作为有效鉴定和预测藜麦种质萌发期抗旱性强弱的指标。

耐盐小偃麦乙烯受体基因TtETR1克隆及表达特性分析

【目的】克隆耐盐小偃麦的乙烯受体基因TtETR1,并进行表达特性分析,为TtETR1基因的功能分析和小麦耐盐遗传育种提供理论参考。【方法】以耐盐八倍体小偃麦为材料,根据小偃麦转录组数据筛选盐胁迫响应关键基因TtETR1,利用同源克隆技术获得其cDNA序列,利用生物信息学软件进行分析,并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测其在盐胁迫下的表达特性。【结果】TtETR1基因的开放阅读框(ORF)长度为2310 bp,编码769个氨基酸残基,其上游2000 bp启动子包含茉莉酸甲酯与脱落酸信号响应、干旱和厌氧诱导、分生组织表达等作用元件。TtETR1蛋白分子质量为85.76 kD,理论等电点(pI)为6.22,为含跨膜结构的分泌型蛋白,定位于细胞质膜上,二级结构主要由α-螺旋和无规卷曲构成,含有REC_ETR-like、HATPase_ETR2_ERS2-EIN4-like、cGMP磷酸二酯酶-腺苷酸环化酶-FhlA(GAF)、组氨酸激酶(HisKA)等结构域,具有丝氨酸为主、苏氨酸为辅的乙烯信号转导进行磷酸化修饰与调控的位点。盐胁迫下TtETR1基因在根中的相对表达量最高,分别是茎和叶的1.6和2.8倍,且显著高于未盐胁迫处理(对照)(P<0.05),但恢复处理后,TtETR1基因的相对表达量迅速下降至对照水平,与转录组数据分析结果一致。【结论】TtETR1基因在根系中受盐胁迫诱导高效表达,从而提高植物的耐盐性。

小偃麦衍生品系CH7086对白粉病抗性的遗传分析

CH7086是衍生于十倍体长穗偃麦草与普通小麦的八倍体"小偃7430"的小麦新品系,对小麦白粉病和条锈病均为免疫。为明确其白粉病抗性的遗传规律,用高感品种(系)绵阳11,晋太170,CH5241与CH7086杂交,将其F1,F2及其亲本分别在太原温室(用白粉病15号小种的E09菌系接种)进行了抗性基因的遗传分析。结果表明:F1对白粉病的感染为0级。F2群体中,白粉病抗感分离符合3R:1S,说明小偃麦衍生品系CH7086对白粉病的抗性受1对显性基因控制。

簇毛麦抗白粉病新种质的选育

小麦白粉病是小麦的主要病害之一。以簇毛麦为抗源,采用杂交与辐射、组织培养相结合的方法,将簇毛麦的抗白粉病基因导入小麦。经抗病鉴定、系统选育和细胞学分析,选育出农艺性状较好、抗白粉病的小麦新种质。经DNA分析,证明簇毛麦抗白粉病基因(或染色体片断)已被导入小麦品种。

抗白粉病小偃麦异附加系的选育及细胞学鉴定

以源于中间偃麦草的八倍体小偃麦TAI7047为供体、感白粉病的普通小麦优质品种晋太170为受体,通过杂交、回交,从其BC1F4杂种后代中选育出小偃麦种质系CHadd7001和CHadd7002。形态学、细胞学观察结果表明,它们的主要形态性状介于双亲之间,根尖细胞染色体数目分别为2n=44。白粉病抗性鉴定结果表明,中间偃麦草,CHadd7001,CHadd7002及其供体亲本TAI7047对白粉病均免疫,而受体亲本晋太170则高感白粉病,说明其抗性可能均来源于中间偃麦草。

二倍体长穗偃麦草E组染色体研究进展

二倍体长穗偃麦草(Thinopyrum elongatum)E组染色体是组成偃麦草属(Thinopyrum)多倍体物种的基本染色体组,携带有对小麦遗传育种有益的基因,人们已从多方面解读了E组染色体与小麦及其他近缘种属的遗传进化关系。综述了二倍体长穗偃麦草E组染色体与比萨偃麦草和小麦的亲缘关系、生化标记、分子标记和高分子量谷蛋白研究的进展。

小偃麦渗入系耐盐性鉴定及其在F_2群体中的遗传分析

小麦耐盐品种选育对于改良和利用盐碱地、增加粮食产量具有重要意义。CH7124是由小麦和中间偃麦草Z1141杂交、回交而来的高代渗入系,在苗期对盐胁迫环境表现出高度耐受性,耐盐表现与其外源亲本Z1141和小偃麦TAI8335相似。对CH7124/绵阳11的F_1及F_2群体耐盐鉴定结果表明,CH7124的耐盐性可能受2个以上QTL控制。采用分离群体分组分析法,以100个SSR标记对亲本CH7124和绵阳11以及F2群体的耐盐/敏感池进行筛选,结果获得2个多态性标记Xwmc175和Xgwm213。根据中国春缺体-四体鉴定结果,推测CH7124的2B和5B染色体上可能各存在一个耐盐相关QTL。

Establishment of 6VS Telocentric Lines of Haynaldia villosa Resistant to Powdery Mildew Induced by Immature Embryo Culture

The line of T240-6 was selected from 32 SC 2 lines of immature embryo culture of T240 (common wheat (Triticum aestivum L.)× Wheat-Haynaldia villosa (L.) Schur. 6D/6V substitution line) through powdery mildew characterization, glutamate oxaloacetate transaminase (GOT) enzyme and gliadin (Gli) analyses and in situ hybridization. All of the individual plants resistant to powdery mildew lacked the locus of GOT at 6VL arm (GOT-V 2) and had gliadin locus at 6VS arm (Gli-V 2) of Haynaldia villosa. All the plants resistant to powdery mildew had one or two telocentric chromosomes that did not pair with wheat chromosomes but paired between themselves. T240-6 was identified as a telocentric line through in situ hybridization.

抗白粉病小偃麦衍生品系高分子量麦谷蛋白亚基分析

采用聚丙烯酰胺电泳技术(SDS-PAGE)分析了64个抗白粉病八倍体小偃麦衍生品系的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成。结果表明,在供试材料中亚基组成类型极其丰富。在Glu-A1,Glu-B1和Glu-D1这3个位点上分别检测到3,5,2种不同的亚基组成类型。其中,在Glu-A1位点上大多数品种都具有null亚基,占该位点亚基的90%;在Glu-B1位点上的变异类型最丰富,7+8亚基出现频率最高,为50%;在Glu-D1位点上,劣质亚基2+12出现的频率最高,为78%,被世界公认的优质亚基5+10出现的频率为22%。这些抗白粉病小麦种质可为育种工作者提供优点突出而无突出缺点的亲本。

导入Rht10基因的八倍体小偃麦的农艺性状遗传分析

将矮秆基因Rht10导入八倍体小偃麦中获得了染色体数为 2n =56的矮秆稳定材料攀 890 74 1 1 1,其中Rht10基因表现了极强的降秆能力 ,同时攀 890 74 1 1 1的幼苗对赤霉酸反应不敏感 ,表明Rht10基因能在八倍体小偃麦遗传背景中正常表达。用该矮秆小偃麦品系与含有小麦 簇毛麦 6VS/ 6AL易位系92R137杂交 ,对F2 群体的植株株高及其它农艺性状的遗体分析表明 ,Rht10基因在杂交后代中呈显性遗传 ,从该群体中能够获得一批半矮秆、分蘖力强、抗锈病和白粉病的株系 。

簇毛麦1V染色体的传递及品质效应分析

簇毛麦是小麦的一个野生近缘种,小麦-簇毛麦1V异附加系和异代换系的蛋白质含量和沉降值均高,将簇毛麦1V染色体的优质基因导入普通小麦,进一步创造小麦-簇毛麦1V染色体易位系是小麦品质改良的有效途径。以小麦-簇毛麦1V异染色体系材料为基础,用普通小麦连续回交,结合原位杂交和PCR标记鉴定方法,分析1V染色体以及1V结构变异体通过雌、雄配子的传递行为。结果表明,簇毛麦1V染色体以及1V结构变异体在BC1,BC2,BC3的平均传递率均低于理论值,且随着回交世代的增加,传递率逐渐增大;至BC3,两种易位染色体通过雌、雄配子的传递均符合1∶1分离规律,而端体系和整条1V染色体传递率仍低于理论值50%;不同类型1V染色体通过雌配子的传递率在世代间相对大小是一致的,均为W.1VL>1VS.W>1V>Mt1VL>Mt1VS,并且高于通过雄配子的传递率。品质测试结果表明,1V异染色体系材料与中国春和硬粒小麦相比,蛋白质和湿面筋含量均高,可望成为当前小麦品质改良的优异资源。

小偃麦异附加系TaXTH基因的克隆与生物信息学分析

本研究运用Gene Fishing技术,从经过PEG-6000模拟干旱处理的小偃麦异附加系种质SN6306的c DNA中获得了一个长度为586 bp的上调表达差异片段7154。通过NCBI数据库相似性比对,预测其为木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶基因(XTH)的一段序列。经克隆和RT-PCR获得Ta XTH的全长c DNA和DNA序列,对其核酸和蛋白序列分析的结果表明,Ta XTH全长DNA序列为2 224 bp,含有3个外显子和2个内含子;其开放阅读框(ORF)长度为936 bp,编码311个氨基酸。Blast P分析结果显示,Ta XTH属于GH16蛋白家族。相似性比对分析结果表明,该蛋白与小麦近缘物种二穗短柄草中的同源蛋白一致性达到79%。从多序列联配及系统进化树分析结果中推断Ta XTH属于XTH类,具有典型的DEIDFEFLG保守基序。