西南糯红高粱抗炭疽病资源筛选及病情危害研究

明确西南高粱炭疽病病级与为害程度的关系,筛选出高粱抗炭疽病种质资源,为抗炭疽病育种奠定材料基础。通过人工培养炭疽病菌强致病力菌株ZG-FS-1进行大田喷雾接种,按病害分级标准进行分级以确定抗性等级。再与未接种组进行比对分析,得出粒重损失率以及发芽损失率。92份高粱资源中,有高抗(HR)资源10份,抗病(R)资源10份,中抗(MR)资源5份,感病(S)资源20份,高感(HS)资源47份。高抗(HR)资源、抗病(R)资源、中抗(MR)资源、感病(S)资源、高感(HS)资源穗粒重平均损失率分别为4.37%、6.69%、8.89%、34.12%和52.50%,千粒重平均损失率分别为1.81%、2.98%、5.59%、14.56%和28.89%,发芽率平均损失率分别为0.97%、5.40%、5.76%、11.11%和20.46%。高粱炭疽病不仅导致高粱大幅减产,还导致高粱种子发芽率降低。高粱炭疽病抗性可通过人工接种准确鉴定,筛选出的抗性资源可作为抗性遗传改良的育种材料。

Gn1a基因靶向敲除对粳稻产量构成因素的影响

【目的】我国多数人口以稻米为主食,稻米产量关系国家粮食安全,提高单产仍然是目前水稻育种最重要的目标。水稻中OsGn1a/OsCKX2基因失活被报道可提高穗粒数从而提高产量。拟通过CRISPR/Cas9技术在粳稻品种“晚粳34”中对该基因进行靶向敲除,从而快速提高其产量。【方法】通过基因编辑技术对OsGn1a基因进行定点突变,在成功获得OsGn1a基因功能缺失突变体后,利用获得的同时包含野生型和突变型的3个独立突变株系衍生的不含转基因成分的纯合突变株(突变组)和非突变株(野生型对照组)姊妹系(T3代)进行试验,同株系突变组和对照组不同重复(3个重复)田间排布采用完全随机设计,不同株系独立排布,通过比较3个株系各自突变组和对照组间产量构成因素之间的差异,探究Gn1a基因功能缺失对“晚粳34”产量构成因素的影响。【结果】3个株系(编号分别为#01、#06和#16)突变组与对照组相比,每穗粒数均显著增加,增幅分别为26.2%、19.8%和19.0%,均值21.67%;对于千粒质量,其中两个株系(#06和#16)突变组也显著增加,增幅分别为8.0%和8.8%,而另一个株系则无显著差异;而对于有效分蘖数,从均值上看3个株系均不同程度降低,不过只有#06和#16两个株系差异显著,降幅分别为9.8%和15.7%,另外一个株系降幅虽然高达13.4%,但统计上差异并不显著;对于结实率,3个株系均无显著差异。依据产量构成因素数据计算单株理论产量,突变组与对照组相比,3个株系的单株理论产量变化并不一致,从均值上看,2个突变体株系(编号分别为#01和#06)增产(增幅35.1%和18.5%),但统计上差异并不显著,另外1个突变体株系(编号为#16)减产(减幅27.3%),统计上差异显著。【结论】在粳稻中敲除OsGn1a基因可有效提高穗粒数,但可能伴随千粒质量和有效分蘖数的变化,在某些环境下可使千粒质量增加同时导致分蘖数减少,最终单株产量也发生变化,不同条件下可能获得不同结果,提示育种中仅仅通过应用Gn1a无功能等位基因并不一定能提高水稻产量。

不同植物激素对油菜角果生长和结实的影响

利用不同植物激素溶液在结角期间处理油菜角果,结果对油菜角果生长和结实均有较好影响,其中1.5mg/L激动素+1mg/L萘乙酸混合液处理1次,对角果增长增粗和每角粒数增加作用较大,1.5mg/L激动素处理2次和3次对粒重增长作用较大,1mg/L萘乙酸处理2～3次对提高种子含油量作用较大。

坡向对暗紫贝母生长和繁殖特征的影响

在青藏高原东部的牛牛山和卡卡山,在其东、南、西、北4个坡面各设置一个海拔相同(3800m)的样地,每个样地中随机选择30株同龄级的暗紫贝母植株作为研究对象,然后比较各坡面的生态因子以及暗紫贝母的生长和繁殖特征。结果表明:1融雪时间、气温、土壤含水量在南北坡面间有显著的差异,但土壤p H在各坡面间无明显差异。2开始生长期、始花期和盛花期等物候阶段都是北坡最迟,南坡最早,而枯黄期在各坡面间无显著差异。3单叶面积、比叶面积和植株株高以北坡最大,南坡最小。4鳞茎生物量以南坡最大,北坡最小,东、西坡面的值介于南、北坡之间。5单粒果实的生物量在各坡面之间无明显的差异,果实生物量在地上部分中所占的比例以南坡最大,北坡最小。6单粒果实平均种子数以北坡最多,南坡最少;而种子千粒重则以南坡最重,北坡最轻。可见,坡面对暗紫贝母的生长和繁殖特征有显著的影响,尤其是在南北坡面之间大多数性状差异显著。

2008-2019年中国油菜生产性状变化趋势

为了研判中国油菜的未来变化趋势,分析我国近12年的油菜生产趋势,为品种选育提供借鉴。基于2008-2019年国家油菜产业技术体系农户固定观察点18省份7916个样本的油菜成熟期田间测产数据,使用描述性统计方法汇报和分析了我国油菜的播栽方式、种植密度、株高、分枝、结实、单位面积产量和灾害情况等生产性状在12年间的变化趋势。结果显示,12年间,油菜直播比例上升30.74个百分点,种植密度上升56.66%,有效分枝数下降16.05%,分枝部位高度上升50.20%,株高上升8.82%,全株有效角果数下降22.14%,每角粒数上升3.02%,千粒重下降0.62%,单株平均产量下降22.38%,理论单产上升15.00%,实际单产上升14.03%,冻害指数下降13.57个百分点,菌核病指数下降0.83个百分点,其它病虫害发病率上升2.34个百分点。建议未来在着力选育高产油菜优良品种的基础上,继续加强耐密植、有效分枝多、全株角果数多以及更适应环境的油菜品种选育,同时结合各地实际情况对农户油菜栽培方式进行宣传引导,合理确定种植密度。

油菜开花期QTL定位及与粒重的遗传关联性

【目的】明确中国和欧洲油菜开花期主控位点及其对粒重的影响,为早熟油菜品种选育提供科学依据。【方法】以欧洲冬油菜Sollux和中国品种高油605的选系(Gaoyou)杂交F1经小孢子培养产生的DH群体为材料,采用7年9种环境下的开花期表型数据和新版SG图谱定位开花期QTL,并采用条件遗传学和QTL分析相结合的条件QTL定位方法,解析开花期对千粒重QTL的影响,最后对各20个极端开花期株系的基因型和表现型进行性状-标记的符合度测定,为标记筛选用于辅助选育提供依据。【结果】应用WinQTLCart 2.5复合区间作图法,共检测到7个在3种以上环境中稳定表达的控制开花QTL,加性效应值在0.58—3.85 d,解释了表型总变异的84%。8对上位性QTL效应总和为加性总效应的41.8%。QTL与环境互作效应只在少数位点和个别环境中显著。在3个主效QTL峰值或相近位置上定位了4个在拟南芥中调控开花的关键基因FT、API、FLC和FY的6个同源拷贝,为发掘控制这些QTL的候选基因提供了有价值的参考信息。条件QTL分析表明,在4个增重效应均来自Gaoyou的千粒重QTL位点(qSWA2、qSWA3、qSWA4和qSWC2),大粒等位基因效应可能与开花早、籽粒灌浆期长有关。通过选择这些位点的早开花标记基因型有望同时提高种子千粒重,这也部分给出了开花期与千粒重之间极显著负相关的遗传解释,但2个粒重主效位点(qSWA7和qSWC8)的遗传效应不受开花期影响。根据SG群体极端开花期株系在3个效应值最大的QTL(qFTA2、qFTC2和qFTC6)区域标记基因型和开花期表现型的关联分析,筛选获得6个高质量、高吻合度的共显性标记推荐育种应用。qFTA2位点,标记辅助准确率为70%-80%;qFTC2和qFTC6位点的选择效率达到80%-100%。基因型组配分析显示,聚合qFTA2、qFTC2和qFTC6的早开花等位基因,可显著提早开花期,同步增加千粒重但不影响含油量和角果粒数。【结论】7个QTL均显示早开花等位基因来自中国亲本。拟南芥中调控开花关键基因FT、API、FLC和FY的6个同源拷贝定位到3个主效QTL峰值位置。开花迟、早显著影响4个千粒重QTL位点,但2个最重要的粒重位点(qSWA7和qSWC8)不受影响;3个主效QTL(qFTA2、qFTC2和qFTC6)的6个共显性标记可用于早熟基因的转育和早熟材料的筛选。

油菜种子成熟度对千粒重和含油量性状的影响

2007—2008年以德国高含油量油菜品种‘Sollux’和中国高油分自交系‘Gaoyou’杂交F1组合构建的含有282个株系的DH群体为研究材料,于油菜收获季节分别以早熟和迟熟株系达"黄熟"为标准,间隔7 d(5月19日和5月26日)进行2次取样,将所有株系按照不同初花期分成4组,分析各组材料在不同成熟度下收获种子千粒重和含油量的变化以及千粒重、含油量和初花期三者之间的关系。结果表明:(1)油菜植株黄熟后延迟1周收割(枯熟期),千粒重平均下降约0.198 g,差异达显著(P=0.027),相当于单产减产5%左右;而油菜若在正常成熟前1周收割,亦可使千粒重极显著降低0.162 g(P=0.001),相当于减产约4%;(2)黄熟期前后1周取样对4组不同初花期材料含油量性状均未有显著影响;(3)在浙江省海宁种植环境下,油菜千粒重和初花期呈极显著负相关(r=-0.643),开花期平均相差4 d左右即可导致千粒重显著增减。

小麦白粉病生防菌株的筛选及其防效的初步研究

自2009年以来,从山东、甘肃等11省采集土样74份,通过稀释平板法共分离菌株198株,其中真菌46株,细菌68株,放线菌84株。通过小麦白粉菌孢子萌发抑制试验和小麦离体叶药效试验的初步筛选,共得到3株防效较好的菌株。将所筛选的3个菌株进行田间防效试验,结果表明:放线菌DL26和PJ2对小麦白粉病抑制能力较强,病情指数与三唑酮处理差异不显著,防治效果分别达74.43%和70.01%。并对不同处理的小麦株高和千粒重进行方差分析,菌株DL26和PJ2处理的小麦株高分别为76.39 cm、74.65 cm,千粒重为41.21 g、40.69 g,与清水对照株高(67.73 cm)和千粒重(32.55 g)的差异均达极显著水平。与三唑酮处理(株高73.11 cm,千粒重39.41 g)相比,DL26处理的小麦株高显著增加,2个菌株处理的小麦千粒重均显著提高。

去枝、疏花对甘蓝型杂交油菜苏优3号千粒重及产量的影响

以杂交油菜苏优 3号为材料 ,研究去枝、疏花处理对千粒重及单株产量的影响。结果表明 ,去枝、疏花后 ,主轴、一次分枝和二次分枝的千粒重显著增加 ,角果宽度和长度亦增加 ;去枝后单株千粒重增加 16 .6 1% ,疏花后单株千粒重增加 14.0 5 % ,均达极显著水平。去枝后单株产量下降 ,下降幅度最高为 9.77% ,达极显著水平 ;每个花序疏花 5朵 ,单株产量增加 0 .38% ,增产不显著 ,疏花 10朵以上则单株产量逐渐下降。

甘蓝型油菜千粒重性状的QTL初步定位研究

千粒重是油菜重要的产量相关性状之一,构建油菜遗传连锁图谱是研究其产量性状基因的前提。本研究利用小孢子培养技术,选育出了甘蓝型油菜大粒品系(G-42)和小粒品系(7-9)的纯合DH系DH-G-42和DH-7-9,其千粒重分别为6.24 g和2.42 g,二者比值达2.58。以DH-G-42为母本、DH-7-9为父本,构建了含190个单株的F2遗传作图群体,利用SSR和SRAP标记技术绘制遗传连锁图谱,该图谱共包含20个连锁群,涉及128个SSR标记和100个SRAP标记,图谱总长1546.6cM,标记间平均图距为6.78cM。本研究共检测到3个与千粒重性状相关的QTL,分别位于A9和C1连锁群,其中qSW-A9-1和qSW-A9-2贡献率分别达到10.98%和27.45%,均可视为控制粒重的主效QTL。本研究为后续进行油菜千粒重性状QTL的精细定位分析、分子标记辅助选择育种及新基因的克隆等奠定了基础。

东北草原区豆科、莎草科习见植物籽实千粒重的多样性分析

５０种豆科植物隶属于２３个属，其中，木本植物９种，多年生草本植物３６种，一年生草本植物５种．３０种莎草种植物隶属于６个属，其中多年生植物２３种，一年生植物７种．采用Ｓｉｍｐｓｏｎ多样性指数比较的结果表明，籽实重的多样性以莎草科植物高于豆科植物，而籽实重等级的多样性豆科植物高于莎草科植物．

18种苔草属植物种子生物学特性的比较

对从北京山区采集及外地引种驯化的扁杆苔草(Carex planiculmis)、尖嘴苔草(C.leiorhyncha)、披针苔草(C.lanceolata)、青绿苔草(C.breviculmis)、涝峪苔草(C.giraldiana)等18种苔草种子的形态特征、千粒重、发芽率进行研究。结果表明,18种苔草种子形态特征、千粒重、发芽率差异较大。翼果苔草(C.neurocarpa)、溪水苔草(C.forficula)、疏穗苔草(C.remotiuscula)种子明显小于其他种子,涝峪苔草种子体积最大,千粒重最高,达3.3g;KT种子较大,发芽率最高,达94%;长嘴苔草(C.longerostrata)始发芽时间最早,但其持续发芽时间最长,发芽率63%;短鳞苔草(C.augustinowiczii)始发芽时间较早,持续发芽时间较短,但其发芽率较低;涝峪苔草、披针苔草、脚苔草(C.pediformis)、尖嘴苔草发芽率较高,均超过55%,但持续发芽时间较长;麻根苔草(C.arnellii)始终未发芽,异鳞苔草(C.heterolepis)、溪水苔草分别在第25天、第46天发芽后,发芽数一直没有增加,发芽极其困难。本研究结果可为鉴别苔草种类提供科学依据,并为研究种子的萌发特性、选育优良苔草种质资源、提高推广应用力度提供基础资料。

5种龙胆属植物种子生物学特性比较

以六盘水采集的红花龙胆(Gentiana rhodantha)、云南龙胆(G.yunnanensis)、头花龙胆(G.cephalantha)、滇龙胆(G.rigescens)、灰绿龙胆(G.yokusai)为试验材料,对其种子的形态特征、长短径、千粒重及发芽率等进行研究。结果表明,5种龙胆种子的形态特征、长短径、千粒重、发芽率差异较大。红花龙胆种子呈圆盘状,灰绿龙胆种子呈梭形或卵圆形,其它3种龙胆种子呈圆球形、矩圆形或椭圆形。红花龙胆种子千粒重[(0.126 6±0.001 8)g]及长短径[长径(1.849±0.187)mm,短径(1.572±0.199)mm]最大,灰绿龙胆的千粒重[(0.016 3±0.000 5)g]、短径[(0.29 8±0.022)mm]最小,云南龙胆的长径[(0.513±0.067)mm]最小;萌发率最高的为灰绿龙胆[(87.33±5.03)%],最低的为云南龙胆[(33.33±7.02)%]。5种龙胆可以根据种子的形状、颜色、网纹等性状进行区分。

冬瓜种子千粒重主基因+多基因混合遗传分析

利用主基因+多基因混合遗传模型对冬瓜组合B214(小籽粒)×B227(大籽粒)的6世代群体(P1、P2、F1、B1、B2及F2)种子千粒重进行遗传分析。结果表明,冬瓜组合B214×B227种子千粒重性状为1对加性主基因+加性-显性多基因遗传,主要受主基因和多基因的加性效应控制,不存在杂种优势。主基因+多基因在B1、B2及F2群体的遗传率分别为68.82%、75.70%和76.29%。因此,可通过选择较高千粒重的材料为亲本,利用加性效应对冬瓜种子千粒重性状进行品种改良。

苔草种子生物学特性和主要内含物与萌发关系研究

研究了4种苔草种子生物学特性(千粒重、生活力、含水量)和种子主要内含物(淀粉、粗脂肪、粗蛋白质、纤维素、半纤维素和矿质元素)含量与发芽的关系。结果表明:生活力与种子发芽率、发芽指数正相关,千粒重、含水量与发芽率、发芽指数负相关;粗蛋白、粗脂肪、纤维素和矿物质含量对种子发芽率、发芽指数影响较小,淀粉含量与种子的发芽显著正相关,半纤维素与种子发芽负相关。

利用非条件和条件QTL解析油菜产量相关性状的遗传关系

基于前期研究中构建的Sollux/GaoyouDH群体在9个环境中的表型数据和新版遗传图谱,对油菜角果长度进行QTL定位,估测QTL的加性、上位性和环境互作效应。并通过条件QTL方法,解析角果长度与角果粒数和粒重之间的遗传关系,以期利用标记辅助,探讨通过选择角果长度基因型以增加角果粒数、提高千粒重,最终达到增加产量的可能性。结果共检测到在3个环境以上稳定表达的控制角果长度QTL8个,加性效应值在0.09-0.26cm之间,效应总和解释群体遗传总变异的60%。8对上位性QTL效应值在0.035-0.075cm之间,效应总和为加性总效应的38%。QTL与环境互作效应只在少数位点和个别环境中显著。条件QTL研究表明,qSLA2、qSLC1-2和qSLC8-1位点,角果长度的变化对角果粒数影响较大；而通过选择qSLA7、qSLC1-2、qSLC8-1和qSLC8-2长角果标记基因型,可望同时提高角果粒数和千粒重。6个主效QTL11个连锁标记基因型和表现型的关联分析,验证了条件QTL分析结果,表明通过对qSLA2、qSLA7、qSLC8-1和qSLC8-2位点6个连锁标记（ZAAS423、SUC1-3、ZAAS12a、ZAASA7-28、ZAAS433和ZAAS437）长角果基因型的聚合,可增长角果约2cm,间接增加角果粒数2粒,同时提高千粒重0.4g,从而可望实质性地提高油菜产量水平。

南阳彩色小麦籽粒性状分析初报

为给小麦新品种的种植、加工和开发利用提供科学依据,以南阳灰麦、蓝麦、普通紫麦和硬质紫麦为材料,对南阳彩色小麦品种中的籽粒形状、千粒重、容重、比重等性状指标进行了测定。结果表明,南阳彩色小麦尤其是灰麦、蓝麦和硬质紫麦籽粒较长,属于瘦长型籽粒品种。千粒重属中等水平;容重除蓝麦外,其余都达不到一等小麦的要求;比重也比普通小麦偏低,因而这些性状限制了南阳彩色小麦在食品加工上的某些应用,但综合其营养价值和保健功能,这些品种在我国传统食品和功能食品上仍有较大的开发前景。

利用IF_2群体定位油菜含油量和产量相关性状QTL

为探明甘蓝型油菜含油量和产量相关性状的遗传机理,利用Sollux/Gaoyou DH群体株系间随机交配构建了包括134个组合的永久F2群体(immortalized F2population)。采用QTL Network 2.0软件对含油量、千粒重和角果粒数进行了4个环境下的联合QTL定位,分析QTL的加性、显性以及相关的上位性效应。结果在7条连锁群上检测到控制上述3个性状相关QTL共8个。除qSWC6和qSPA2,1个含油量,4个千粒重和1个角果粒数QTL与多环境下SG-DH群体定位结果区间重叠,加性效应方向一致,效应值相仿;主效含油量QTL qOILA7和3个千粒重QTL qSWA7,qSWC2,qSWC4无显性效应;qSWC6兼具加性和显性效应,qSWC8加性为主,微效显性,显性效应均呈负向;但两个角果粒数QTL qSPA2和qSPA6除加性主效外,还存在正向显性效应;4对上位互作QTL中,除qOILA7,其余7个位点均只有微弱互作效应。并对qOILA7和qSWA7/qSWC8连锁标记辅助选育提高油菜含油量和千粒重的育种策略进行了探讨。结果表明:油菜种子含油量和千粒重性状的遗传控制体系以加性效应为主,F1代无杂种优势,因而欲提高杂交油菜种子含油量和增加千粒重,需要培育高含油量和大粒亲本材料;而控制角果粒数基因同时具有较强的加性和正向显性效应,利用F1杂交种可望获得超双亲的杂种优势。

大麦籽粒大小的差异性及相关性分析

本文对1994～1997四个年份收获的18个大麦品种的72个样品的种子粒形的研究，结果表明：大麦种子粒形既受遗传因素的控制，又受环境因素的影响。对大麦籽粒选种,应选择籽粒宽度较大而长宽比较小的品系，这样既可改变种子的粒型又可以提高种子的千粒重。