Cytological Correlation Between Flower and Vegetative Shoot Development from Immature Embryo-Derived Calli in Wheat

In this paper, the traits of immature embryo culture from 45 genotypes of bread wheat were investigated in detail, and trait correlation analysis in combination with histomorphological examination was used to study the cytological origin of flower as well as the correlation between it and vegetative shoot development from the calli. The rate of floral development in the subculture was highly significantly and positively related to that of the differentiation culture, which reveals that the genetic system of floral development from immature embryo-derived calli in wheat was highly correspondent and stable. The rate of floral development was related neither to the traits in the dedifferentiation culture, nor to the vegetative shoot formation from the total induced calli, but significantly and positively related to that of the calli without leaf-like green spots in the differentiation culture. These findings indicate the partial correlation as well as differentiation between flower and vegetative shoot development. The floral development might only be associated with the genetic system controlling organ regeneration, while vegetative shoots formed from the two ways, including somatic embryogenesis and organ regeneration.

Heterogeneous Expression and Purification of the Wheat VRN1 K-Box Domain Suggest the Formation of a Tetramer of the VRN1 Protein

In cereal species such as wheat (Ttiticum aestivum) and barley (Hordeum vulgare), many studies have indicated that VERNALIZATION 1 (VRN1) functions as a flowering promoter, which activates florigen gene expression. The wheat florigen gene Wheat FLOWERING LOCUS T (WFT, which is identical to VRN3) is an integrator of the vernalization, photoperiod and autonomous pathways in wheat flowering, and the WFT expression is correlated with the VRN1 expression. VRN1 encodes an APETALA1/FRUITFULL-like MADS-box transcription factor which expression is induced by vernalization, leading to flowering thorough up-regulation of WFT. In Arabidopsis, it has been reported that protein-protein interactions are keys for MADS-box protein function and MADS-box transcription factors must dimerize to bind to the target gene. In this study, by using gel permeation chromatography (GPC) with purified VRN1 protein, we indicated the possibility that VRN1 protein exists as tetramer-like as flowering homeotic MADS-box proteins in Arabidopsis.

麦穗干插花加工型小麦种质资源的筛选

本研究以麦穗干插花(以下简称麦穗花)加工企业认可的云生1号、云麦53号品种为对照,采用芒长、穗长和茎秆强度3个加工企业认为影响麦穗花加工和销售的重要指标,对42份长芒小麦种质资源进行性状筛选与评价,并利用文献报道的与小麦茎秆强度相关的SSR分子标记对参试资源进行茎秆强度辅助选择,挑选出在农艺性状和分子遗传学上都适合加工麦穗花的优异种质资源,为云南干花产业发展提供新的原材料。结果表明,通过两年的田间种植观测与数据分析,未发现3个性状都较两个对照优异的资源。其中,C6(小黑麦)两年的芒长都较两对照显著优异且穗长和茎秆强度差异不明显或也显著优异,是比两个对照更适合加工麦穗花的优异资源;其次是C3和C9,两年的穗长和茎秆强度都显著优于或与两个对照差异不显著,也是加工麦穗花的较理想资源;C4、C5、C7和C8的穗长较云麦53号显著优异,芒长和茎秆强度则差异不显著或也显著优异。对茎秆强度的SSR分子标记辅助选择结果表明,C4、C6可能携带有与云麦53号相同的BARC59、BARC134和WMC48位点以及与云生1号相同的BARC59位点,C3、C5、C8也可能携带与云麦53号相同的BARC59、BARC134和WMC48位点以及与云生1号相同的BARC59、BARC358位点,C9可能携带有与云麦53号相同的BARC59、BARC134位点以及与云生1号相同的BARC59、WMC48位点。但是,用这些引物获得的分子标记结果与表型评价结果之间的一致性都在50%及以下,可能这些分子标记都不适宜用作供试小麦材料茎秆强度的辅助筛选。今后还需进一步筛选适合评价麦穗花加工型小麦种质资源的指标及分子标记,为选育满足生产需求的优良小麦品种提供技术支持。

BS型小麦光温敏雄性不育系柱头外露规律研究

BS型小麦光温敏雄性不育系的开花习性影响其异交性能,进而影响杂交小麦制种产量。为了明确柱头外露对不育系异交结实的影响,以15个不育系为材料,同时选取3个配合力好、制种性状优良的恢复系作为父本,研究不育系从始花期开始连续10 d柱头外露率的变化规律及其与异交结实的相关性。结果表明,不育系在开花过程中柱头外露率基本呈先升后降的变化趋势。在盛花期,柱头外露主要集中在中部穗位。柱头外露性状较好的不育系为BS278-2、BS163、BS366、BS210。相关性分析结果表明,柱头外露率与柱头外露小花异交结实率呈极显著正相关。综上说明,柱头外露是影响不育系异交结实的重要因素之一,在制种时选择具有柱头外露性状的不育系可提升制种产量。以上研究结果为高异交光温敏不育系的选育提供了科学依据。

BS型小麦光温敏雄性不育系开颖规律研究

BS型小麦光温敏雄性不育系的异交性能直接影响杂交小麦的制种产量,而开花习性是衡量不育系异交性能的重要指标。为了明确开颖率、开颖角度对不育系异交结实率的影响,本研究以15个不育系为材料,同时选取3个配合力好、制种性状优良的恢复系作为父本,分析了不育系在开花过程中开颖率和开颖角度的变化规律及其与异交结实率的相关性。结果表明,在开花过程中,不育系开颖率基本都呈先升后降的变化趋势,且中部和上部穗位开颖较早,但在盛花期,下部穗位开颖角度较大且开颖主要集中在中部穗位,开颖性状较好的不育系为BS278-2、BS185、BS126、BS163、BS136。相关性分析表明,开颖率与开颖小花异交结实率呈极显著正相关,开颖角度与异交结实率呈显著正相关。这说明开颖性状是影响不育系异交结实率的重要因素之一,选育开颖性状好的不育系对提高杂交小麦制种产量具有重要意义。

基于EAMnet的小麦开花期品种识别研究

为解决传统识别方法效率低、准确率不佳、相关研究不足等问题,提出一种基于改进Resnet34的小麦开花期品种识别模型。首先,针对现有农业识别模型参数量较多,不利于在移动端部署的问题,使用改进Inceptionv1模块替代Resnet34网络基本残差块的第2个卷积块,使模型参数量降低了一半左右;其次,针对模型参数量减少后识别准确率下降的问题,在模型中加入ECA与simAM注意力机制,以期通过对小麦特征的有效提取提升小麦开花期品种识别准确率。实验结果表明,所提模型在小麦开花期数据集上的平均识别准确率达95.7%,相较原始Resnet34模型提高了2.1%,相较efficientnetv2_s、MobileNet-v2、GoogLeNet模型准确率分别提高了2.4%、3.2%、5.0%。所提模型具有更好的特征提取能力,为小麦开花期品种识别提供了一种有效方法。

季节性因素调控小麦开花时间的分子与表观遗传机制

小麦(Triticum aestivum,AABBDD)是全球范围内重要的粮食作物之一,也是我国仅次于水稻的第二大粮食作物。小麦的广适性和生态类型多样性与其开花时间密切相关,而开花时间也是决定小麦产量及品质的一个重要的农艺性状。冬季的持续低温和春夏的长日照是确保冬小麦适时开花结实的两个关键季节性因素,小麦分别通过春化作用路径和光周期调控路径来感知并响应这两种环境信号,从而适时开花结实。本文分别对小麦春化途径和光周期调控途径进行了概述,对目前研究不足进行了分析,并对今后的研究方向进行了展望。

施磷量和扬花期灌水量对小麦灌浆特性及产量的影响

为探求冀南地区中低产田施磷量和扬花期灌水量对小麦灌浆特性及产量的影响,于2020-2021年进行田间试验,设置施磷量和扬花期灌水量2个因素,其中施磷量设P1(P_(2)O_(5):112.5kg/hm^(2))和P2(P_(2)O_(5):168.75 kg/hm^(2))2个水平,扬花期灌水量设W0(不灌水)、W1(50%灌水:375 m^(3)/hm^(2)),W3(常规灌水:750 m^(3)/hm^(2))3个水平,分析了不同施磷量和扬花期灌水量对冬小麦灌浆特性及产量的影响。结果表明,增加施磷量显著提高小麦穗数和产量;增加扬花期灌水量可以显著提高小麦旗叶后期叶功能、籽粒最大生长量、穗粒数和产量;施磷量和扬花期灌水量之间有一定的交互作用,水多磷少,磷多水少条件下的小麦旗叶性状、灌浆特性及产量差异不显著。综合分析本研究结果,P2W2(施磷168.75 kg/hm^(2),扬花期灌水750 m^(3)/hm^(2))可作为本地区中低产田小麦高产栽培的水磷管理参考措施;P2W1(施磷168.75 kg/hm^(2),扬花期灌水375 m^(3)/hm^(2))可作为本地区中低产田小麦节水稳产栽培的水磷管理参考措施。

小麦扬花到成熟期管理措施

结合生产实际和笔者多年的工作实践经验,从灌浆水浇灌、倒伏预防、根外追肥、病虫害防治、干热风预防、适时收获等方面对小麦扬花到成熟期的管理措施进行了论述,旨在为农业科技工作者和农业种植专业户提供借鉴与参考。

稻麦秸秆源基质在长春花盆栽生产中的应用效果研究

为了探讨稻麦秸秆源基质在花卉盆栽生产中的应用效果,以草本花卉长春花为试验对象,以生产上常用的草炭基质栽培为对照,以自制的秸秆源基质栽培为处理,开展了盆栽试验。结果表明:秸秆源基质持水率显著低于草炭基质(P<0.05),EC值及碱解氮、有效磷、速效钾含量均显著高于草炭基质(P<0.05);与对照相比,秸秆源基质栽培可以显著促进长春花株高提升、主茎直径增粗、花朵数增加、花瓣直径增大、叶片SPAD值提高和干物质积累(P<0.05)。研究中秸秆源基质较草炭基质可以促进长春花生长发育,原因可能是其碱解氮、有效磷、速效钾含量均显著高于草炭基质。

不同生育时期渍水对小麦旗叶光合特性及产量的影响

为给小麦耐渍品种选育以及抗逆栽培提供理论依据,以鄂麦006为材料,研究不同生育期(包括拔节期、孕穗期、开花期和灌浆中期)渍水对小麦旗叶光合特性和产量的影响。结果表明,小麦各生育期渍水均导致小麦旗叶叶绿素含量和净光合速率降低,丙二醛含量升高。不同时期渍水对小麦产量的影响程度不一,其中开花期渍水影响最为严重,与其他处理差异极显著。渍水还导致了小麦干物质积累速率和灌浆速率低于不渍水对照,穗粒数和千粒重降低,影响最为明显的也是开花期渍水处理。由此可以看出,小麦在不同的生育时期渍水均导致其旗叶光合作用降低,衰老加快,干物质积累减少,造成小麦产量下降。开花期为小麦水分敏感期,这一时期渍水,小麦减产53.62%,产量损失严重。

开花后水分胁迫对冬小麦旗叶光合作用和保护酶活性的影响

为了解干旱对冬小麦光能利用与耗散机制的影响,研究了花后水分胁迫对冬小麦光合作用参数、叶绿素荧光参数及保护酶与光合作用相关酶活性的影响。结果表明,水分胁迫增加了旗叶可溶性糖和丙二醛含量,提高了叶片的渗透调节和抗氧化能力。中度水分胁迫下旗叶的光合速率和蒸腾速率与充分供水处理的相近,而重度胁迫处理的光合速率和蒸腾速率则降低较为明显。适度的水分胁迫可诱导叶片保护酶活性升高,从而减轻干旱伤害。适度的水分胁迫可增强PSⅡ反应中心的电子捕获效率,增强光呼吸作用,较好的保护光合机构。水分胁迫促进了冬小麦灌浆前期的蔗糖合成能力,但同时也导致灌浆中后期旗叶衰老的加剧,使得叶片的蔗糖合成能力急剧下降。水分胁迫降低了旗叶的RuBP羧化酶活性,除非受旱严重,否则RuBP羧化酶活性的降低不会限制叶片的光合作用。

荞麦花叶黄酮对2型糖尿病大鼠肝损伤及IRS-2、PI3K、NF-κB表达的影响

目的观察荞麦花叶黄酮(FBFL)对2型糖尿病大鼠肝损伤和IRS-2、PI3K及NF-κB表达的影响,并探讨其可能机制。方法用高脂饲料和链脲佐菌素建立大鼠2型糖尿病模型,以FBFL为干预因素,动态观察随机血糖(PBG)、空腹血糖(FBG)、空腹血胰岛素(FINS)、血ALT、AST,光镜和电镜观察肝脏病理改变,免疫组化和Western blot检测肝IRS-2和PI3K蛋白表达。ELISA法检测肝组织NF-κB含量。结果与正常组比较,模型组大鼠血中PBG、FBG、FINS、HOMA-IR(胰岛素抵抗指数)、ALT、AST均明显升高(P<0.05,P<0.01),肝病理损伤明显,同时IRS-2、PI3K蛋白表达减少,NF-κB含量增加;FBFL治疗组能明显改善上述指标的变化,增加胰岛素敏感性,使肝组织损伤减轻和上调IRS-2、PI3K蛋白表达及减少NF-κB含量,且FBFL高剂量作用更明显。结论 FBFL对糖尿病肝损伤有抑制作用,其机制可能是通过降低血糖、改善胰岛素抵抗,上调IRS-2、PI3K蛋白表达及下调NF-κB蛋白表达等多途径实现的。

长期土壤干旱下扬花期冬小麦部分生理生化反应及抗旱性分析

为明确冬小麦在扬花期对长期土壤干旱的生理生化响应及其与抗旱性的关系,以西农979等7个品种为材料,测定和分析了干旱胁迫条件下小麦扬花期功能叶部分生理生化指标和根系活力,并利用主成分分析、聚类分析对其抗旱性进行综合评价。结果表明,长期中度和严重干旱下,扬花期小麦功能叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、质膜相对透性、可溶性糖含量、脯氨酸含量和胞间CO2浓度均不同程度上升,根系活力、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均不同程度下降,可溶性蛋白含量的变化则因品种不同表现不一。通过综合分析,7个品种中,晋麦47和小偃22抗旱性较强,矮抗58、西农979、西农509抗旱性中等,郑麦9023和郑麦36抗旱性较弱。

冬小麦开花期光合源构成及其对穗粒重的贡献

采用剪摘叶片、包穗方法研究了4个冬小麦品种开花期不同光合源构成及其对穗粒重的影响。结果表明，开花期不同光合器官占总绿色面积的比例为：叶片49．82％～55．27％，茎鞘24．76％～30．83％，穗部19．11％～21．68％；4个品种非叶器官绿色面积与叶片面积的比例依次为1．00：1，1．01：1，0．81：1和0．96：1，且随着时间的推移逐渐增大。不同光合器官对穗粒重的贡献率分别为：叶片37．62％～55．49％、茎鞘23．78％～31．72％、穗部20．73％～30．65％，不同穗型品种比较，大穗型品种的茎鞘和穗部贡献率均大于多穗型品种，而叶片的贡献率则相反；不同叶位叶片的贡献率为：旗叶〉倒二叶〉倒三叶〉倒四叶，4个品种一致。当某一叶片损失后，剩余邻近叶片的光合速率有明显的补偿效应。

冬小麦花期生理形态指标与卫星遥感光谱特征的相关性分析

为提高冬小麦花期长势遥感监测的精确性与普适性,在集丘陵地、河滩地及平原地为一体的冬小麦种植区域设计了田间试验,利用卫星影像信息结合地面GPS定点试验数据,在分析利用遥感技术监测冬小麦花期LAI和生物量两个主要群体长势指标可行的基础上,对卫星遥感光谱信息与冬小麦花期的主要生理生化指标(叶片叶绿素含量、叶片类胡萝卜素含量、叶片水分含量和叶片氮素含量)进行了综合分析。结果表明,NDVI(归一化植被指数)与LAI、叶片氮素含量和叶片水分含量的相关性较好,RVI(比值植被指数)与生物量和叶片类胡萝卜素含量的相关性较好,GVI(绿度植被指数)与叶片叶绿素含量的相关性较好,且均达到显著水平。说明NDVI、RVI及GVI是较为理想的可用于监测冬小麦花期生理形态指标的敏感遥感指数。进一步以这些敏感遥感指数作为因变量建立了冬小麦花期生理形态指标的遥感监测模型。利用本模型可以反演多个生理形态指标,便于对冬小麦花期的长势情况进行综合分析与判断。

土壤肥力对小麦开花后各器官游离氨基酸和籽粒蛋白质含量变化的影响

通过随机区组试验和相关分析的方法 ,研究了两种土壤肥力条件下小麦开花后植株体内游离氨基酸含量的变化动态及其与籽粒蛋白质含量的关系。结果表明 ,开花后小麦植株各器官游离氨基酸含量均与籽粒蛋白质含量呈显著或极显著正相关 ,土壤肥力高能够显著提高各器官中的游离氨基酸含量 ,并延长维持高水平的时间 ,进而促进籽粒蛋白质合成 ,提高籽粒蛋白质含量和改善品质。

土壤盐分对小麦扬花期农艺性状的影响

通过对生长于盐渍化土壤中的小麦在扬花期的农艺性状及土壤pH值、电导率的测定分析,研究了土壤电导率与小麦生长性状的相关性以及土壤的盐渍化程度对以上性状的影响。结果表明,土壤电导率与单位面积小麦穗数、旗叶叶片SPAD值、小麦株高、旗叶叶面积、穗表面积、地上部干物质生物量、根系干物质生物量之间呈负相关,其中与单位面积的穗数、株高的相关性较好,且随着土壤盐渍化程度加重,以上指标值都有降低趋势。综上分析,土壤电导率和pH值可作为田间判断土壤盐渍化程度的参考指标,单位面积小麦穗数、株高可以作为鉴定扬花期小麦受盐害程度和耐盐性大小的指标。研究结果还表明,土壤盐害不仅对小麦苗期生长产生抑制作用,在小麦的后期生长过程中,土壤盐害也会不同程度地影响相应的生理代谢过程,最终影响小麦产量。

紫外线UV-B增加对小麦开花及结实率的影响

采用田间试验方法 ,研究了在自然紫外光强基础上人工增加紫外线UV -B强度照射对小麦开花及结实的影响。结果表明 ,UV -B增加能显著降低小麦的每穗粒数 ;显著影响小麦的开花过程 ,表现为开花推迟 ,每日开花数大幅度下降 ,可孕小花数下降。而可孕小花数下降并非发育小花退化百分率下降所致 ,而是发育小花数下降造成。UV -B增加对小麦的结实率无显著影响。

温光条件对光不敏感春性小麦穗发育的影响

为了解温光条件对光不敏感春性小麦穗分化的影响,在生长箱的可控试验条件下,调查了小麦开花期,并对幼穗发育的解剖学结构进行了观察。结果表明,在24℃和15℃的高、低生长温度下,16 h长日照均显著促进小麦的穗分化发育,8 h短日照则严重抑制穗发育,且高温进一步加剧短日照的抑制效应。在满足春化作用的前提下,日照长度是影响穗分化发育的主要因素。长日照下高温对小麦穗分化启动以后的穗发育速度有较强的促进作用,但品种间开花对温度的敏感性存在明显差异。川育12穗分化对温度的敏感性更强,在不同温光处理条件下穗发育进度均明显快于对照新春9号。