普通小麦(Taestivum)ph1b、ph2a、ph2b基因系与黑麦(Secale cereale)的杂交及回交研究

利用中国春ph1b、ph2a、ph2b基因系及对照中国春分别与甘肃黑麦杂交,结实率分别为94.0％、87.9％、93.8％和90.8％,其F_1减数分裂中期Ⅰ染色体配对交叉数分别为9.748、2.968、5.000和1.376,ph1b、ph2a、ph2b基因诱导小麦与黑麦F_1部分同源染色体配对顺序是ph1b>ph2b>ph2a。用中国春回交F_1取得了成功,回交结实率分别为1.06％、0.73％、2.52％和11.40％。利用ph1b、ph2b基因可以将黑麦中有益基因直接遗传转移给小麦,ph2a在导入黑麦有益基因方面不宜利用,或其效果不及ph1b、ph2b,回交结实率与染色体配对有关。

Effect of Two Herbicides on the Growth of Early Seedlings of Rye(Secale cereale)

[Objective]The aim was to study the effect of herbicide on the growth of early seedlings of rye（Secale cereale）.[Method]Effect of two kinds of herbicide（Atrazine and APM）on seedling growth of rye was investigated at the physiological,biochemical and cellular level.[Result]The Atrazin significantly decreased the contents of chlorophyll a,b and soluble proteins.Rye seeds were treated with 0.01-1 mg/L Atrazine for 16 h,the contents of chlorophyll a and b decreased from 1.26（a）,0.49（b）mg/g FW（control）to 1.15（a）,0.46（b）mg/g FW（0.1 mg/L）and 0.81（a）,0.33（b）mg/g FW（1.0 mg/L）.The content of soluble protein decreased with the increasing concentration of Atrazin.Atrazin had no significant influence on the cell division and chromosome structure variation.The contents of chlorophyll a,b and soluble proteins had no significantly change under the treatment of APM,but the number of chromosome structure variation such as chromosome bridge,multipolar division cells,lagging chromosome and unequal division cells increased significantly.[Conclusion]The critical concentration of Atrazine was 0.1-1.0 mg/L and 4 mg/L of APM in rye.

ND-FISH-positive oligonucleotide probes for detecting specific segments of rye (Secale cereale L.) chromosomes and new tandem repeats in rye

Rye(Secale cereale L.)has been widely used to improve wheat(Triticum aestivum L.)cultivars.Oligo probes combined with non-denaturing fluorescence in situ hybridization(ND-FISH)technology provide a convenient and efficient way to identify individual rye chromosomes.However,suitable ND-FISH-positive oligo probes for recognizing specific segments of rye chromosomes are lacking.Five new ND-FISH-positive oligo probes:Oligo-5BL.46,Oligo-5A8080,Oligo-5A8080.1,Oligo-1AL.73,and Oligo-0R3,combined with two previously reported oligo probes,Oligo-44 and Oligo-45,were used in this study.Probes Oligo-5BL.46,Oligo-5A8080 and Oligo-44 produced signals only in intercalary regions of arms 1RS,5RS,and 5RL,respectively.Probe Oligo-5A8080.1 combined with probe Oligo-45 distinguished the intercalary regions of arms 1RS,5RS,and 6RS simultaneously.Oligo-5A8080 and Oligo-5A8080.1 revealed variation in the distribution of 5S rDNA sequences and polymorphism among 5R chromosomes.Probe Oligo-1AL.73 produced signals only on chromosomes 4R and 7R and contributed to the construction of an improved FISH map of chromosome 4RKu and to the confirmation of 4RLKu breakpoints in wheat-rye 4RLKu translocation chromosomes.Oligo-0R3 produced signals in the telomeric and subtelomeric regions of 14 rye chromosomes.These oligo probes also revealed five new tandem repeats in rye.Using the oligo probes reported in this study,the short arms of 1R,5R,and 6R and the long arms of 4R and 7R can be easily discriminated when these chromosomes are broken.

淮河流域谷物生产水足迹及用水效率研究

为研究淮河流域水稻、小麦、玉米三大谷类粮食作物生产用水总量和用水效率,保障粮食安全,促进粮食生产可持续发展,本研究以淮河及沂-沭-泗水系的35个地级市为研究对象,基于2000-2019年谷物生产、水资源、气候等数据,采用PenmanMonteith模型、探索性空间数据分析(ESDA)模型、空间杜宾模型,对流域谷物生产水足迹强度进行测度以反映其用水效率,并分析其时空演变特征及影响因素。结果表明,2000-2019年淮河流域谷物生产水足迹逐渐趋于稳定,谷物生产水足迹强度整体下降82.86%。水足迹强度空间集聚显著,集聚状态逐渐稳定。社会经济条件、农业生产投入、农业生产条件、自然条件与资源禀赋对谷物生产水足迹强度影响显著。淮河流域谷物生产用水总量整体增加,用水效率总体不断提升。淮河流域谷物生产用水效率存在显著的空间差异,效率较高的区域为淮河干流下游及沂-沭-泗水系,效率较低的区域为淮河干流安徽段。农村经济发展水平、科技发展水平与有效灌溉面积等因素的提升能促进谷物生产用水效率的提升,城镇化水平、化肥施用量、年日照时长、年平均气温等因素的提升则会对其产生抑制作用,农村经济发展水平、城镇化水平、年平均气温等因素通过要素流动、技术转移等产生空间溢出效应。

谷物多酚提取及影响和改善其生物活性利用技术的研究进展

谷物中的多酚以游离态和结合态形式存在,具有良好的生物活性,是天然食品抗氧化剂的主要来源,可采用酸法、碱法、酶解法、超声辅助水解等方式提取。但谷物多酚在提取及加工过程中会发生降解、释放或与其他物质结合法,进而影响谷物多酚的生物活性利用,故可采用包封等技术避免谷物多酚的分解和氧化。文章综述了谷物中多酚的提取方法及加工方式对其含量、结构、稳定性、抗氧化性及抗菌性的影响,同时总结了几种改善谷物多酚活性释放和递送的途径,为多酚的有效利用和功能性产品的开发提供了参考。

品质导向的粮油食品精准加工分子基础与调控

粮油是国家最重要的战略物资,粮油食品产业在国民经济中起着基础作用,深度关系着国计民生和国民健康。粮食和油料中营养组分丰富及其多尺度结构复杂,且加工方式多变,进而影响粮油食品的感官、安全特性和消化吸收、营养健康效应。本文通过系统梳理粮油食品发展现状及产业战略意义,品质导向的粮油食品加工与制造发展现状及面临的挑战,提出从粮油食品的加工过程控制,营养组分多尺度结构变化与结构重构,多维度品质特性调控3个角度,系统解析基于品质导向的粮油食品精准加工的结构基础与调控机制,重点探讨粮油食品中主要营养组分的加工适应性、互作机制,粮油食品加工对感官品质、健康品质和安全品质等品质特性的影响,多维品质与加工过程构效关系与关联调控机制等制约粮油食品未来发展的研究方向,以期建立品质导向的粮油食品精准加工的理论基础、技术方法和新型绿色加工策略,为创制感官、安全和健康品质协同提升的营养健康粮油食品提供理论支撑,推动我国粮油食品加工产业的高质量发展。

谷子穴播机勺链式导种装置设计与试验

针对谷子播种时在导种管内弹跳严重,导致谷子落地后成穴性差的问题,设计了一种谷子穴播机勺链式导种装置。其工作原理为通过约束种子运移轨迹提高其落地后成穴性,对关键零部件进行了设计,对纳种与投种过程进行了运动分析,确定了影响导种性能的重要因素。为获得最佳参数组合,分别以圆形勺、方形勺、方形平嘴勺3种种勺型式和ABS、橡胶、亚克力3种材料为因素进行单因素试验,试验结果表明方形平嘴勺和橡胶材料效果最佳。在此基础上,以纳种角度、纳种高度和链轮转速为纳种试验因素,以纳种合格率为评价指标;以投种高度、投种角度和链轮转速为投种试验因素,以穴径合格率、穴粒数合格率及穴距变异系数为投种评价指标,通过EDEM离散元仿真软件分别进行纳种过程与投种过程的三因素五水平二次正交旋转组合仿真试验。纳种过程最佳参数组合为:纳种角度45.95°、纳种高度74.05 mm、链轮转速1.76 r/s;投种过程最佳参数组合为:投种角度53.51°、投种高度25.96 mm、链轮转速1.98 r/s。为进一步验证导种装置性能,在最佳参数组合下进行台架验证试验与对比试验,验证试验中纳种合格率为95.53%、穴径合格率为93.29%、穴粒数合格率为94.73%、穴距变异系数为7.46%,台架验证试验结果与仿真试验结果基本一致,相对差值均小于5%;对比试验结果表明,安装勺链式导种装置的播种效果明显优于安装导种管的播种效果,穴径合格率、穴粒数合格率、穴距变异系数最大可提高2.75、3.43、3.25个百分点。

速食杂粮预熟化工艺研究

旨在对耐煮杂粮进行预熟化加工来提高耐煮杂粮食用的便捷性.采用常压蒸煮预熟化工艺,研究蒸煮时间对薏仁、红豆、莲子、麦仁和糯米的复水率和糊化度的影响,对比分析预熟化前后的杂粮熬制时间和品质变化.研究结果表明:薏仁、红豆、莲子、麦仁和糯米常压蒸煮预熟化的蒸煮时间分别为110、65、40、40和35 min,预熟化薏仁、红豆、莲子、麦仁和糯米的复水率分别为171.5%、190%、170.67%、224%和182.67%,糊化度分别为90%、74.54%、80.1%、92.85%和96.97%.预熟化压片薏仁、红豆、莲子、麦仁和糯米的熬制时间分别为10、8、12、10和6 min,与未预熟化原料相比,熬制时间缩短了6.6、6.5、3、4和2.3倍,极大提高了杂粮食用的便捷性.

基于机器视觉的谷物品种识别研究进展

品种纯度是谷物种子重要的质量指标,种子质量安全直接关乎国家粮食安全。国标规定的品种纯度鉴定采用形态鉴定法和苯酚染色法,鉴定结果受制于检验人员的经验且耗时较长。近年来,机器视觉技术和机器学习、深度学习算法发展迅速,在谷物品种识别和纯度、净度检测中取得了较大进展。主要从图像采集、图像预处理以及机器学习、深度学习技术在谷物品种识别领域的应用等方面进行归纳,分析了目前取得的研究成果以及存在的问题,对该领域未来研究重点进行了展望。

从《大麦通讯》至《大麦与谷类科学》的历程——纪念创刊40周年

《大麦与谷类科学》杂志创刊于1984年12月,初定名为《大麦通讯》(江苏省期刊登记证第176号);1988年3月在中国作物学会大麦专业委员会主持下,经请示程序,期刊《大麦通讯》获准改为《大麦科学》(苏期出证字第1165号);2005年11月,在主管单位江苏省农业科学院按既定流程完成更名申请后,原国家新闻出版总署发文[新出报刊(2005)1285号]同意将《大麦科学》更名为《大麦与谷类科学》,自此《大麦与谷类科学》走上了新的征程。

Development and identification of two novel wheat-rye 6R derivative lines with adult-plant resistance to powdery mildew and high-yielding potential

Powdery mildew,caused by Blumeria graminis f.sp.tritici(Bgt),is a devastating disease that seriously threatens wheat yield and quality.To control this disease,host resistance is the most effective measure.Compared with the resistance genes from common wheat,alien resistance genes can better withstand infection of this highly variable pathogen.Development of elite alien germplasm resources with powdery mildew resistance and other key breeding traits is an attractive strategy in wheat breeding.In this study,three wheat-rye germplasm lines YT4-1,YT4-2,and YT4-3 were developed through hybridization between octoploid triticale and common wheat,out of which the lines YT4-1 and YT4-2 conferred adult-plant resistance(APR)to powdery mildew while the line YT4-3 was susceptible to powdery mildew during all of its growth stages.Using genomic in situ hybridization,multi-color fluorescence in situ hybridization,multi-color GISH,and molecular marker analysis,YT4-1,YT4-2,and YT4-3 were shown to be cytogenetically stable wheat-rye 6R addition and T1RS.1BL translocation line,6RL ditelosomic addition and T1RS.1BL translocation line,and T1RS.1BL translocation line,respectively.Compared with previously reported wheat-rye derivative lines carrying chromosome 6R,YT4-1 and YT4-2 showed stable APR without undesirable pleiotropic effects on agronomic traits.Therefore,these novel wheat-rye 6R derivative lines are expected to be promising bridge resources in wheat disease breeding.

代谢组学在谷物食品中的应用研究进展

谷物食品是人类每日能量、蛋白质和膳食纤维摄入的主要来源。随着人们生活水平的不断提升,谷物食品的营养价值、质量安全和食用品质备受关注。谷物代谢组学作为一个新兴且快速发展的“代谢组学”分支,在量化和分析各种代谢产物方面取得了快速发展。本文综述了代谢组学技术的分析流程,以及其在谷物食品成分鉴定、风味物质鉴定、产地溯源、新产品开发等方面的应用,并对代谢组学在谷物食品领域的发展趋势进行了展望,以期为谷物食品深度开发与应用提供参考。

专利视角下全球谷物副产物加工产业技术发展态势与我国发展对策研究

为给大食物观背景下我国谷物副产物加工产业的发展提供指导,通过incoPat专利数据库统计近30年全球相关专利,采用专利计量研究方法,从宏观、中观和微观层面对全球谷物副产物加工专利整体态势、技术领域、运营布局进行了解析。与发达国家相比,我国谷物副产物加工正处于快速发展期,创新优势积聚于制备技术和加工技术;技术储备主要在高校科研阶段,高价值专利相对较少,专利转化率相对较低,技术创新驱动产业发展能力尚不足。研磨、谷物膳食纤维是产业的重点发展方向。我国应积极推进高校与企业的产学研合作,大力培育在谷物副产物研磨粉碎技术、谷物膳食纤维、谷物油脂产品等方面的高价值专利,促进科技成果转化落地,助推谷物副产物增值加工产业的高质量发展。

气相离子迁移谱技术在谷物食品中的应用研究进展

作为一种新兴的检测分析技术,气相离子迁移谱兼备气相色谱的高效分离能力和离子迁移谱的快速响应能力。因检测速度快、用时短、数据可视化等优势,在食品领域中得以广泛应用,特别是在食品等级分类、掺假检测、食品新鲜度评价、食品加工过程品质监测与贮藏期间变化方面。玉米、小麦、大米、大麦、高粱、糙米等谷物是我国重要的经济作物,不仅提供机体所需的营养素和能量,同时作为重要的传统美食加工原料,在日常生活中需求量大。随着人们对于健康营养食品的消费意识增加,围绕谷物及其制品的研究成为了关注的热点。基于此,本文介绍了气相离子迁移谱的原理及特点,并系统整理了该技术在谷物食品产地溯源、香气成分分析、原料精深加工等方面的研究情况,旨在为谷物资源的开发利用和品质调控提供重要支撑。

多糖及其水解产物对谷物淀粉理化及消化特性的影响研究进展

谷物是我国重要粮食作物,淀粉作为谷物的主要成分,不仅提供膳食能量,还与食品品质紧密相关。然而,天然淀粉易老化、抗剪切能力差,糊化后的淀粉还存在析水、热不稳定等问题,限制了淀粉的应用范围。利用非淀粉多糖对淀粉进行改性处理是一种绿色环保的改良方法。多糖水解产物也表现出提升淀粉加工特性的应用潜力,对于食品加工具有重要意义。本文概述多糖添加对淀粉糊化、流变、质构和体外消化特性的影响,以及多糖水解产物对谷物淀粉品质影响的研究进展,以期为谷物淀粉基食品物性改善提供理论参考。

中国城乡成人居民谷类摄入与高血压

目的:探索中国城市和农村成年居民各类主食的摄入量与高血压关联。方法:依据中国健康与营养调查纵向队列研究,共纳入18岁及以上成人6701人。膳食信息采用连续3d24h回顾法收集。采用多元cox回归模型,分析各类主食摄入量与高血压发病风险的关系。结果:农村居民高血压发病率(38.57%)高于城市居民(27.09%)。城市居民多元cox回归分析显示,随着大米及制品摄入量增加,发生高血压的风险降低(P-趋势=0.009)。农村居民多元cox回归分析显示,随着面粉及制品摄入量增加,发生高血压的风险升高(P-趋势=0.0017)。与摄入量第1分位相比,第2~4分位水平发生高血压的风险比分别是1.201、1.422、1.534。结论:农村居民高血压发病率高于城市居民。城市居民大米及制品摄入量与高血压发生呈负相关,农村居民面粉及制品摄入量与高血压发生风险呈正相关。

粮食中主要真菌毒素及分析方法研究进展

真菌毒素是由某些真菌在适宜条件下产生的有毒次级代谢产物。在粮食中危害严重并持续引起全球食品安全问题的真菌毒素包括黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、伏马菌素、赭曲霉毒素和脱氧雪腐镰刀菌烯醇,许多国家和地区对这些毒素在粮食中的含量制定了严格的限量要求,在成分复杂的粮食样本中有效提取真菌毒素并进行灵敏准确的检测非常重要。文章介绍了粮食中污染的主要真菌毒素,归纳了粮食中真菌毒素的样本前处理方法和检测方法,并结合实际应用分析了各种方法的优劣,预测了粮食中真菌毒素分析方法的发展方向,为真菌毒素的防控提供理论参考。

生物炭和间作鲜食豌豆对氮肥减量下玉米产量的促进效应

于2022—2023年进行裂区试验,主区为玉米‖鲜食豌豆(M‖P)和单作玉米(SM),裂区为地方推荐施氮量(N1,360 kg·hm^(-2))和减量30%施氮(N2,250 kg·hm^(-2)),裂裂区为施用生物炭(C)和不施用生物炭(A),探究生物炭和间作鲜食豌豆对玉米光合源、干物质积累以及产量的影响。结果表明,在减量30%施氮水平下,间作鲜食豌豆配施生物炭可以使玉米出苗后45~90 d保持较高的叶面积指数,且较SMN1A处理有效减缓了玉米出苗后90~150 d的叶面积指数降低,显著提高了玉米全生育期叶日积(P<0.05)。M‖PN2C处理玉米干物质积累量和干物质积累速率较SMN1A处理在玉米出苗后60~90 d分别提高13.0%和15.3%,在玉米出苗后90~150 d分别提高16.2%和19.5%。M‖PN2C处理玉米籽粒产量较M‖PN1A和SMN1A处理分别显著增加6.3%和17.8%(P<0.05),与M‖PN1C处理无显著差异。间作玉米千粒重较单作玉米平均提高5.2%,且施用生物炭在减量30%施氮水平下较地方推荐施氮量不施用生物炭可提高玉米的穗粒数和千粒重,间作鲜食豌豆配施生物炭处理的玉米穗粒数和千粒重在N2与N1之间无显著差异。通径分析结果表明,间作鲜食豌豆配施生物炭通过提高玉米千粒重,使间作玉米在氮肥减量下能获得较高的籽粒产量。因此,玉米‖鲜食豌豆下减量30%施氮配施生物炭可作为干旱绿洲灌区节氮高效种植的参考技术。

主要谷类粮食作物富硒研究概述

硒元素对人和动植物都十分重要,其摄入过量或缺少都会有一定的危害。人和动物可以从植物中摄取硒元素。着重选取近年来水稻、玉米、小麦具有代表性的富硒研究成果进行总结分析,结果表明:对作物适度施硒,不仅可以间接保证人体对硒元素的需求,还可以增加作物产量、提高作物品质和籽粒饱满度、减少作物对重金属元素的吸收,硒与某些中微量元素搭配施用可相互促进吸收。通过综合分析,为人们关注和合理补充硒元素,也为贫硒缺硒、重金属含量较高地区的作物种植提供参考。

氮肥减施对玉米间作箭筈豌豆种间关系及产量的影响

通过探究氮肥减施对玉米间作箭筈豌豆种间关系的影响,为进一步发挥禾豆间作优势提供理论依据。2017年在甘肃省武威市甘肃农业大学绿洲农业综合试验站进行试验,以玉米、箭筈豌豆为试验对象,设单作箭筈豌豆(V)、单作玉米(M)、玉米间作箭筈豌豆(M/V)3个种植模式和不施氮(N0,0 kg·hm^(-2))、减量施氮(N1,240 kg·hm^(-2))、传统施氮(N2,300 kg·hm^(-2))3个施氮水平,探究河西绿洲灌区减量施氮对玉米间作箭筈豌豆种间关系及产量的影响。结果表明,箭筈豌豆干物质积累量间作较单作增加43.0%,减量施氮比传统施氮增加10.9%;玉米干物质积累量间作较单作增加26.7%,减量施氮比传统施氮增加8.5%;共生期内箭筈豌豆相对于玉米的竞争比率始终大于1,表明箭筈豌豆的种间竞争力强于玉米,且减量施氮能增强种间竞争;箭筈豌豆收获后间作和单作玉米生长速率比在不同施氮水平下均大于1,表明间作玉米有明显的恢复效应。箭筈豌豆产量间作较单作增加37.7%,减量施氮与传统施氮无显著差异;玉米产量间作较单作增加3.4%,且间作模式下减量施氮比传统施氮增加4.0%;各间作处理土地当量比无显著差异且均大于1,说明具有增产优势。因此,玉米间作箭筈豌豆氮肥减施20%可通过调控种间关系进一步挖掘间作增产潜力,是绿洲灌区玉米生产的可行措施。