CuFe_(2)O_(4)氧载体与小麦秆-煤化学链共气化研究

以小麦秆与印尼褐煤为原料,制备具有尖晶石结构的CuFe_(2)O_(4)复合氧载体,在自制多功能反应器上,系统研究了CuFe_(2)O_(4)氧载体反应活性及小麦秆和印尼褐煤化学链共气化特性,重点关注小麦秆和煤不同掺混比、气化温度、氧载体过量系数和水蒸气输入量这4个关键运行参数的影响。结果表明:CuFe_(2)O_(4)复合氧载体中Cu-Fe的协同作用有助于晶格氧的有效传递和反应活性的提升,而小麦秆和印尼褐煤化学链共气化时碳转化率及冷煤气效率比单一燃料的大,促进了高品质合成气的形成;小麦秆和褐煤在与CuFe_(2)O_(4)化学链气化过程中的最优运行参数为共气化温度950℃、氧载体过量系数0.2、水蒸气通入体积流量0.125 mL/min、小麦秆-印尼褐煤掺混质量比1∶1,在此最优条件下,合成气产量高达1.262 m^(3)/kg,H_(2)与CO体积比为1.69,碳转化率为89.7%,合成气选择性为63.2%。

南阳市小麦秆黑粉病的发生及小麦品种的抗病性鉴定

为了解河南省南阳市小麦秆黑粉病的发生状况及河南省主要小麦品种对秆黑粉病的抗性,于2011年4-5月份在南阳市各县区随机选取1～3个乡镇对小麦秆黑粉病的发生状况进行调查,并于同年10月至次年5月对河南省广泛种植的15个小麦品种进行秆黑粉病抗性鉴定。调查结果表明,除宛城区、西峡县和社旗县没有发现小麦秆黑粉病外,其他县区均有不同程度发生,病茎率为0～10.7%,发病田块占总调查田块的41.5%,推测全市发病小麦面积约75万hm2。抗性鉴定结果表明,小麦对该病的抗性在不同品种间差异甚大,豫麦57属免疫品种,运旱618、漯麦4-168、豫农001、偃展4410、04中36、百农矮抗58为高抗品种,开麦20、濮麦9、郑麦9023为中抗品种,豫农202、豫宝1、金博士1为感病品种,豫麦012和豫农-416为高感品种。

2007-2008年我国小麦秆锈菌小种种群结构及其对Ug99抗性新种质的毒性分析

为明确我国目前小麦秆锈菌小种种群结构,利用复合鉴别寄主体系对2007-2008年采于黑龙江、四川和云南等地的59个菌株进行了小种鉴定,共鉴定出21C3CTH、21C3CFH、21C3CPH和34MKG四个小种。其中21C3CTH为优势小种,出现频率为72.9%,未发现新的小种和Ug99。利用47个Sr单基因系测定了21C3CTH和21C3CFH等的毒力谱,将我国优势小种与Ug99的毒力谱进行了比较。结果表明,Ug99能够克服Sr5、Sr9 e、Sr11、Sr21、Sr30、Sr31、Sr38等我国大多数有效抗秆锈病基因,对我国小麦生产具有潜在威胁。利用我国优势小种21C3CTH、21C3CFH和34MKG对从CIMMYT引入的131份抗Ug99的小麦材料进行了成株期抗性鉴定。结果表明,有近30%的材料只对其中一个或两个小种具有抗性或者全无抗性;有92份材料对全部供试小种具有良好的抗性,可做为今后育种的抗源材料。

小麦秆锈抗性遗传及抗性基因研究进展

目前国际上已发现近80个小麦抗秆锈基因,其中45个抗秆锈基因已被正式定名,58个抗秆锈基因已定位在小麦特定染色体上,其中12个基因被标记。本文对小麦抗秆锈病基因抗源、抗秆锈性遗传、分子标记研究现状及存在问题加以综述,并对抗秆锈分子遗传前景进行展望。

小麦/小麦秆锈菌亲和性互作的组织病理学及超微结构研究

利用化学显微技术和生物电镜技术,系统地研究了小麦秆锈菌在感病寄主上发育过程的组织学及超微结构特征。结果表明:小麦秆锈菌的发育过程可分为几个明显的阶段:孢子萌发和芽管形成,附着胞的形成和气孔下囊的分化,初生侵染菌丝和次生侵染菌丝的形成和生长,吸器母细胞和吸器的形成,夏孢子床和夏孢子堆的产生。小麦秆锈菌菌丝沿着细胞壁生长和蔓延,菌丝顶端细胞原生质稠密,代谢旺盛;吸器母细胞形成在细胞壁周围,吸器产生在细胞里面,呈指状,吸器外围和细胞膜区域有吸器外间质的存在。小麦秆锈菌发育早期,小麦细胞一直保持正常;而在发育后期,小麦细胞发生了质壁分离,叶绿体片层受到破坏。

小麦秆锈菌不同小种间相对生存能力研究

将我国小麦秆锈菌优势小种21C3分别与历年来出现频率很低的34C1或116小种的夏孢子等量混合,在不同温度条件下,转接于八个来自次要越冬区长江中下游感病的生产品种上。经几个夏孢子世代的继代转接结果表明:21C3小种的毒力虽弱但与34C2或116种相比,其相对生存能力强;而34C2和116小种的毒力虽强,但相对生存能力却弱。小种间毒力强弱与其生存能力强弱呈负相关的现象,可能是我国小麦秆锈菌21C3小种在相当长的时期处于优势的原因之一。在一定高温条件下,虽能影响小种频率上升或下降的速度,但未能左右其总的趋势。试验应用的继代品种对不同小种的感病性没有显著差别。

小麦秆锈病流行的简要模拟模型研究(Ⅰ)一日传染率、潜育期和显症率子模型的建立

通过定量研究和统计分析，找出了影响日传染率和潜育期（显症率）的主导因子。经多元逐步回归建立了日传染率的回归方程，Ｒ１＝０．５０４８＋０．０３４３７ＤＴｉ＋１．９８９＊１０３'ＤＰｉ＊ＤＴｉ＋０．４８５９Ｌｎ（Ｗｌｉ）；Ｒ２＝０．０３６０＋０．２７９９ｓｑｒ（ＤＰｉ）＋０．０３８４ＤＴｉ＋０．７６８０Ｌｎ（ＷＩｉ）；Ｒ３＝－０．９０２７＋０．２５６７ｓｑｒ（ＤＰｉ）＋０．０３９３４ＤＴｉ＋０．８８１２Ｌｎ（ＷＩｉ）。其中，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３分别代表病茎秆、茎秆病斑和叶片病斑的日传染率；ＤＰｉ，ＤＴｉ，ＷＩｉ分别代表露时、露温和风速。显症率采用了方程ＰＰ＝ｓｉｎ２（－１１８．６５＋１．２０８９ＴＴ）进行拟合，ＰＰ为累积显症率，ＴＴ为累积有效积温。

小麦秆锈病细胞间隙液的提取及注射技术研究

通过真空渗入离心法提取小麦秆锈病病组织的细胞间隙液,并采用注入法将细胞间隙液注入到健康的小麦细胞,研究了小麦秆锈病细胞间隙液对小麦叶片细胞HR的诱导作用,明确了细胞间隙液的提取和注射技术在小麦秆锈病细胞间隙液研究中利用的可行性。

小麦秆锈菌生理小种21C3CTH SCAR标记的建立

为了建立中国小麦秆锈菌流行小种的分子检测标记,利用RAPD(Random amplified polymorphic DNA)技术对我国小麦秆锈菌6个主要生理小种21C3CTH、21C3CPH、21C3CFH、34MKG、34C2MKK和34C2MKR进行了分析,筛选特异性片段并将其转化为SCAR(Sequence-characterized amplified region)标记。在156条10碱基随机引物中,引物S92(5′-CAGCTCACGA-3′)在小麦秆锈菌生理小种21C3CTH中扩增出一条782bp的特异片段,回收、克隆和测序该特异片段,根据特异片段的核苷酸序列设计了1对SCAR特异引物,经验证,该引物特异性良好。结果表明,小麦秆锈菌生理小种21C3CTH的RAPD标记被成功地转化为SCAR标记,这为该生理小种的分子鉴定和监测奠定了基础。

小麦秆腐的病原与危害调查

对2008年陕西关中部分地区小麦田发生的小麦穗下第1、2茎节以上部位死亡症状进行了调查,对其病原菌进行了镜检,初步认为该症状系由禾谷镰孢(Fusarium graminearumSchw.)所引起的小麦秆腐。对秆腐症状进行了描述,分析了发生该症状的原因及其危害,提出了相应的防治方法。

小麦秆锈菌生理小种鉴别寄主及命名方法的演变

为了监测小麦秆锈菌生理小种变化动态及其毒力变异规律,为预防Ug99入侵并开展相应抗源筛选创新提供参考,全面介绍了国内外不同时期小麦秆锈菌生理小种的鉴别寄主及相应的小种命名法的演变情况:(1)Stakman′s标准鉴别寄主与小种命名;(2)Roelfs单基因鉴定法的鉴别寄主与小种命名;(3)中国当前和以后拟采用的小麦秆锈菌小种鉴定的鉴别寄主名称与小种命名。这些介绍将有助于小麦秆锈病研究者与育种学家间的信息交流。

小麦秆锈菌夏孢子DNA提取方法的比较研究

试验分析比较了3种破壁法和4种提取液法对小麦秆锈菌夏孢子DNA的提取效果。结果表明,玻璃珠液氮振荡法获得的DNA纯度及浓度最高,RAPD扩增条带清晰,为提取DNA的最佳破壁法;CTAB法获得的DNA纯度及浓度最高,满足RAPD扩增条件,条带清晰,为最佳提取液法。适合于小麦秆锈菌RAPD分子标记研究的DNA提取方法的最佳体系为玻璃珠液氮振荡法+CTAB提取液法。

小麦秆锈菌RAPD扩增体系的正交优化

针对RAPD扩增技术在小麦秆锈菌遗传多样性的分析研究中重复性较低的不足,对小麦秆锈菌RAPD扩增体系进行优化。以小麦秆锈菌不同的生理小种为材料,采用L16(45)正交试验设计,考察模板DNA、Mg2+、TaqDNA聚合酶、dNTPs和随机引物浓度5个因素的影响,并对退火温度和循环次数进行优化。结果表明:小麦秆锈菌RAPD扩增的较优体系为25μL体系中含1×Buffer,40ng·μL-1模板DNA,1.5mmol·L-1Mg2+,2.0U TaqDNA聚合酶,0.25mmol·L-1dNTPs,0.40μmol·L-1随机引物;适宜的退火温度为36℃,适宜的循环次数为43次。该反应体系检测多态性能力强、反应系统稳定且重复性好,可以较好地应用于小麦秆锈菌的遗传多样性分析研究。

小麦秆锈菌单小种与混合小种侵染的流行学研究

以小麦秆锈菌的3个生理小种与感病品种浙麦1号为试材,进行了小麦秆锈菌单小种与混合小种侵染的流行学初步研究,结果表明:小种混合接种较同期的单小种接种的普遍率和严重度高;不同处理的流行曲线为近似的S形,曲线方程为Y=1[1-M×exp(-N×t)],流行曲线下面积为nA=∑i=112(yi+yi-1)(xi-xi-1),且小种混合接种对小麦千粒重的影响最大;小种之间在流行学上存在着互补和拮抗的作用。

小麦秆锈菌新小种Ug99及其抗病育种研究进展

对中国Ug99小种的变异、致病力、分布扩散以及小麦和亲缘种属的抗病基因进行发掘、连锁分子标记筛选、抗性育种策略与进展进行总结,以帮助中国小麦研究人员全面了解秆锈菌新小种——Ug99及其对中国小麦生产的潜在威胁,呼吁加强Ug99及其变异小种传播与扩散的监控,加强抗病种质创新和持久性耐病新品种选育,提前预防Ug99的危害。Ug99是容易发生小种变异、毒力极强、扩展速度较快的秆锈菌新小种,极有可能对世界小麦生产带来全球性危害。应该加强小麦和亲缘种属新抗病基因的发掘与利用和持久性耐病新品种的培育,以便控制和预防Ug99及其变异小种的危害。

小麦秆黑粉病持续控制技术研究

小麦秆黑粉病曾是中国北方麦区主要病害,近年病情回升、局部为害严重。为持续控制该病严重流行造成的毁灭性灾害,本研究采用品种抗病性鉴定和药剂多点试验结果多重比较的方法,从目前推广品种(系)资源207份材料中,鉴选出高抗和中抗品种,‘晋麦31’、‘晋麦32’、‘晋麦33’、‘临优145’、‘临抗20’、‘运旱618’、‘运94-32’、‘豫麦57’、‘烟农19’、‘郑麦9023’、‘冀麦32’等11个;利用3地区不同生态条件多重复鉴定分析方法,试验出可替代五氯硝基苯的拌种药剂类型有三唑醇、粉锈宁、多菌灵、甲基硫菌灵、安克锰锌等5种。研究结果证明,采用药剂拌种和选用抗病品种相结合的防治措施,可持续控制小麦秆黑粉病的流行为害。

小麦秆制备糠醛的工艺研究

研究了小麦秆制备糠醛的可行性。分别对干燥时间、氯化铵浓度、反应时间进行糠醛收率进行对比研究,采用紫外分光光度法进行测定。经过反复试验,得到小麦秆制备糠醛的最佳工艺参数:干燥时间为6h(100℃)、氯化铵浓度为20%,反应时间为5h。糠醛收率达到理论值的65%,比玉米芯生产糠醛收率提高了15%。

里氏木酶利用预处理小麦秆生产纤维素酶的应用研究

为了降低里氏木霉生产纤维素酶的成本,研究了小麦秸秆经白腐菌和酸处理后主要成分如纤维素、木聚糖、木质素含量的变化,采用正交实验考察了里氏木霉菌发酵小麦秆生产纤维素酶的最佳条件,研究得到的最佳条件为:小麦秆∶麸皮=2∶3,培养温度30℃,起始pH 5.0,发酵时间48 h。通过对正交实验条件的优化,发酵液滤纸酶活(FPA)为6.11 IU.mL-1,羧甲基纤维素酶活(CMCase)为29.11 IU.mL-1,纤维二糖酶活(CBA)为16.11 IU.mL-1。和原工艺相比FPA、CMCase和CBA分别提高了30.78%、26.82%和37.11%。

我国小麦秆锈菌的毒性分析

用40个近等基因系(near-isogenic line)对我国小麦秆锈菌的毒性进行了测定。按照美国禾谷类锈病室(Cereal Rust Laboratory)规定的密码(Code)命名的系统,小种HKR是最普通的毒力组合;占全部70个标样、127份菌株的33.1%。第二个优势小种是RKR,占全部菌株的24.4%。没有发现对Sr9e,11、38,Gt和Tmp有毒力的菌株。对Sr13,22,24,26,29,30,37的毒力频率较低、均在10%以下。毒力频率值在90%以上者(接近90%)的有Sr6,7a、7b、8a、9a、9d、9f、9g、10、12、14、15、16、18、20、28、34、36、dp-2和H。我国小麦秆锈菌无论是毒力组合或毒力频率都与北美的有很大区别。

小麦秆锈菌新小种Ug99及其抗病育种研究进展(英文)

为帮助我国小麦研究人员全面了解秆锈菌新小种-Ug99 及其对我国小麦生产的潜在威胁,呼吁加强 Ug99 及其变异小种传播与扩散的监控,加强抗病种质创新和持久性耐病新品种选育,提前预防 Ug99 的危害。对 Ug99 小种变异、致病力、分布扩散以及小麦及其亲缘种属抗病基因发掘、连锁分子标记筛选,抗性育种策略与进展,中国 Ug99 研究现状进行了总结,由此不难看出,Ug99 是容易发生小种变异、毒力极强、扩展速度较快的秆锈菌新小种,极有可能对世界小麦生产带来的全球性危害。应该加强小麦及其亲缘种属新抗病基因的发掘与利用和持久性耐病新品种的培育,控制和预防 Ug99 及其变异小种的危害。