小麦芒长近等基因系的表型及遗传分析

以一对芒长存在差异的小麦(Triticum aestivum L.)近等基因系CSAM1(长芒)和CSAM2(短芒)为研究材料,对其农艺性状、光合作用能力进行了调查,并对芒长性状进行了初步的遗传分析。结果表明,CSAM1(长芒)与CSAM2(短芒)在株高、株型、穗长、抽穗期、开花期、小穗数、穗粒数等性状方面均无明显差异,而芒长差异极显著(P<0.01);CSAM1(长芒)穗部的光合能力和千粒重都高于CSAM2(短芒);遗传分析表明芒长性状的遗传由单基因控制,短芒为显性,长芒为隐性。

小麦穗内芒长与粒重关系的粒位效应

为了探索有芒小麦穗内芒长与粒重的关系,本试验选取两个小麦品种‘煤生0308’和‘煤生5号’,对其不同粒位的芒长和粒重进行了研究。结果表明,芒长与粒重呈显著正相关,相关系数分别为0.373(P=0.0046)和0.267(P=0.0256)。然而,在相同粒位不同小穗位,芒长与粒重的相关程度是不同的。在第一粒位,芒长和粒重相关性不显著;在第二粒位,芒长和粒重呈显著正相关,相关系数分别为0.3814(P=0.0454)和0.4802(P=0.0170);在第三粒位,芒长和粒重呈极显著正相关,相关系数分别为0.8455(P=0.0003)和0.8516(P=0.0001)。

水稻芒长及其分布特征相关QTL的定位

水稻芒的性状与驯化过程密切相关，具体表现为芒长短和芒的分布等．利用一个无芒品种越光（轮回亲本）和一个有芒品种Kasalath杂交产生的回交重组自交系群体，在上海、海南两地对芒长和芒的分布（芒出现比例）进行了相关分析及其相关基因（QTL）定位，结果发现这两个性状间存在显著的正相关．共检测到影响这两个性状的12个QTL，分布在6条染色体上的7个区域，贡献率介于2．90％-53．24％，其正效应大多来自有芒亲本Kasalath，但也有3个QTL正效应来自无芒亲本越光，并对这个现象产生的原因进行了讨论．本研究检测到的QTL及其两侧的分子标记可以用于水稻驯化的研究和理想型无芒品种分子辅助育种．

利用普通六倍体小麦和西藏半野生小麦杂交衍生的重组自交系定位小麦芒长QTL

芒长是普通小麦的重要农艺性状,受多个基因控制。本研究利用长芒的普通小麦郑麦9023与无芒的西藏半野生小麦Q1028构建一个重组自交系群体(186个株系);采用SSR和DAr T分子标记,构建覆盖小麦全基因组的遗传图谱(2597 cM)。基于重组自交系群体两年芒长表型数据,采用ICIM作图法对小麦芒长性状进行QTL定位分析。共检测到2个与芒长相关的QTL,即Qwa.sau-4AS和Qwa.sau-5AL。它们分别位于4AS和5AL染色体上,可分别解释7.4%和27.3%的表型变异。这2个QTL效应可能分别来源于钩芒基因Hd与抑芒基因B1。利用连锁标记进行基因型分析,表明Qwa.sau-4AS与Qwa.sau-5AL对芒长的抑制效果具有累加效应,且Qwa.sau-5AL效应强于Qwa.sau-4AS。本研究将为精细定位及克隆这2个QTL奠定基础。

基于90K芯片标记的小麦芒长QTL定位

【目的】麦芒对小麦的抗逆性以及穗部光合等方面具有重要影响。研究旨在挖掘控制芒长的主效QTL及与其紧密连锁或共分离的分子标记,为全基因组分子标记辅助选择育种、近等基因系的构建、候选基因的筛选以及基因克隆提供依据。【方法】以小偃81/周8425B、小偃81/西农1376这2个组合的F9代RIL群体(分别含有102个和120个家系)为作图群体,利用覆盖小麦21条染色体组的90K标记构建2个遗传连锁图谱,于2016年10月至2017年6月将这2个F_9群体衍生的F_(9﹕10)群体分别种植在陕西杨凌、河南南阳和河南驻马店,小麦蜡熟期对芒长进行表型鉴定,用完备区间模型和多环境的联合分析对此性状进行QTL定位。【结果】构建了覆盖小麦21条染色体的2张遗传图谱,图谱长度分别为4 412.14和4 281.67 cM,平均遗传距离为分别为2.65和2.31 cM。2个连锁图谱的连锁标记数表明,90K标记在小麦基因组A、B和D间分布不均衡,但均表现为B基因组的标记数>A基因组的标记数>D基因组的标记数。对于2个连锁图谱的公共标记而言D基因组公共标记最少,从侧面反映出D基因组具有较高的保守性。2个RIL群体在陕西杨凌、河南南阳和河南驻马店3个环境下共检测到6个控制芒长的QTL。其中主效位点Qal5A-1在2个群体3种环境下都能被检测到,属于环境钝感QTL,表型变异贡献率变幅为46.01%—79.82%,对芒长具有强烈的抑制作用,加性效应来自短芒亲本小偃81,该主效QTL位点被定位在5A染色体末端,与分子标记RAC875_c8121_1147紧密连锁。另外Qal6B-1、Qal1B-1、Qal3B-1、Qal2D-1和Qal2D-2这5个QTL,分别被定位在6B、1B、3B、和2D染色体上,其表型变异的贡献率分别为1.39%、3.66%、3.93%、5.53%和3.51%,为微效QTL。小偃81/周8425B组合的RIL群体共检测的2个QTL,其中1个主效位点Qal5A-1和1个微效QTL位点Qal6B-1,2个QTL表型变异的贡献率总和为79.91%。小偃81/西农1376组合的RIL群体检测出5个QTL,1个主效位点Qal5A-1和4个微效位点Qal1B-1、Qal3B-1、Qal2D-1和Qal2D-2,5个QTL表型变异的贡献率总和为63.96%。多环境的联合分析得到了6个QTL,其互作效应的表型变异贡献率都远低于加性效应的表型变异贡献率,说明QTL与环境间的互作不是影响芒长的主要因素;加性效应值在不同的环境下近似相等,进一步表明这6个QTL在3个环境间有着稳定的遗传效应。【结论】2个群体检测到1个主效位点Qal5A-1,此位点能够稳定表达且与分子标记RAC875_c8121_1147紧密连锁,表型变异贡献率46.01%—79.82%,对芒长具有较强的抑制作用。

长芒苋防控技术指导意见

长芒苋隶属于苋科苋属,原产北美洲,是当地具有多种除草剂抗性的恶性“超级杂草”。由于具有生长速度快、环境适应性广、竞争力强、繁殖量大等特性,且具有多种除草剂抗性,还能富集亚硝酸盐,它一旦入侵,极易形成单优群落从而威胁人侵地的生物多样性。

基于4种生态位模型的长芒苋潜在适生区预测

恶性入侵杂草长芒苋Amaranthus palmeri S.Watson对农业生产和生物多样性造成严重威胁。预测其潜在适生区对粮食安全和生物多样性保护至关重要。不同模型由于算法不同对长芒苋潜在适生区的预测结果存在差异。本研究综合4种生态位模型(MaxEnt、GARP、BIOCLIM和DOMAIN)预测长芒苋在我国的潜在适生区以提高预测准确性。结果表明,4种模型的平均AUC值均大于0.85。MaxEnt和DOMAIN的平均Kappa值大于0.81;BIOCLIM和GARP的平均Kappa值大于0.69。MaxEnt的预测精度和稳定性要略胜一筹。BIOCLIM和MaxEnt的预测结果较为收敛,DOMAIN和GARP预测的适生区范围较广,由此预测的长芒苋潜在适生区分别占我国陆地总面积的20.66%和32.38%,48.39%和49.76%。综合预测结果,长芒苋在我国的适生区主要集中在中东部地区,西北和东北地区则是长芒苋存在的边缘环境地区。

长芒苋入侵对弃耕地土壤种子库群落特征的影响

为阐明外来入侵植物长芒苋(Amaranthus palmeri)对土壤种子库群落特征的影响,选取长芒苋不同入侵压力下的弃耕地土壤种子库为研究对象,通过野外调查和萌发试验,揭示弃耕地土壤种子库群落对长芒苋入侵的响应,旨在为入侵植物的科学防控提供依据。结果表明:(1)土壤种子库共计出现30种植物,隶属于17科30属,以一年生草本为主。与轻度入侵区组相比,重度入侵区组土壤种子库物种多样性指数和种子密度都显著降低;土壤种子库物种多样性指数对土层深度的响应不明显,且入侵压力与土层深度之间无交互作用。(2)土壤种子库NMDS排序及PERMANOVA分析结果进一步表明,轻度入侵区组与重度入侵区组群落结构差异显著;重度入侵区组长芒苋已在该地建立长久性土壤种子库,影响本地生态系统的稳定性。(3)种间相关分析结果表明,轻度入侵压力和重度入侵压力均会对大豆(Glycine max)、狗尾草(Setaria viridis)和碱蓬(Suaeda glauca)3种植物产生负面效应。

东乡野生稻芒长的QTL定位

为了揭示东乡野生稻芒长的遗传规律。本研究以"东乡野生稻/93-11"F_1、F_2和F_(2:3)群体为遗传材料,构建了1张含163个SSR标记的遗传连锁图谱。考查2群体各株系芒长性状值,利用SPSS 19.0、Mapmaker/Exp 3.0和WinQTLCart 2.50软件进行数据统计分析、遗传图谱绘制和QTL定位。结果表明,有芒对无芒在F_1植株呈显性遗传,稻芒的长短在F_2和F_(2:3)群体中呈连续正态分布,表现为数量性状遗传。在F_2和F_(2:3)群体中共检测到7个芒长QTLs,分布在第3、第4、第5、第8、第10和第11号染色体上,贡献率介于1.93%~56.68%。其中,第4号染色体RM5687标记附近两群体均检测到1个芒长QTL(qAL4a和qAL4b)。在F_2和F_(2:3)群体中共检测到3对芒长上位性QTLs。芒长以加/显/上位性效应遗传模式共同作用,遗传基础较复杂。本研究所检测到的QTL为揭示东乡野生稻芒长进化的遗传机理奠定基础。

旱稻(Oryza sativa)×长芒稗(Echinochloa caudata)远缘杂交后代结实率及杂种优势分析

以旱稻基因型旱 65(OryzasativaL .)为母本 ,稗草长芒稗 (Echinochloacaudata)为父本进行远缘杂交 ,获得实粒种子。连续 5年试验结果表明 :( 1 )F0 高度不孕 ,并伴有杂交种发育夭折现象。去雄 82 4朵小花 ,结实率为 1 2 1‰。 ( 2 )F1杂种优势明显 ,育性正常 ,结实率 92 2 6% ,单株产量超母本 80 3 9%。 ( 3 )F2 农艺性状分离严重 ,但育性无分离。群体 40 5株无不育株出现。选育出的优良变异单株“远F2 1” ,超亲优势为 55 64%。 ( 4)对“远F2 1”衍生F3株系 1 60株考种株穗数、株高、穗长、主茎穗一级枝梗数、穗总粒数、穗实粒数诸性状 ,平均超亲优势分别为 2 3 2 %、1 5 1 8%、47 2 6%、3 3 84%、2 4 2 6%及 2 1 62 % ,差异显著。 ( 5)F5光合速率测定 ,超母本2 9 72 %。远缘杂交对不同属间引入目的基因 ,非常有效。

莫莫格扁秆藨草恢复湿地土壤种子库对长芒稗入侵的响应

湿地恢复过程中,时常有外来种或本地杂草入侵。土壤种子库作为未来植被的潜在种源,对湿地恢复效果具有重要的指示意义。在莫莫格国家级自然保护区,以恢复白鹤栖息地(扁秆藨草(Scirpus planiculmis)沼泽)为目的,进行了退化湿地的水文恢复;但退化湿地恢复2a后,一年生杂草长芒稗(Echinochloa caudata)在大部分区域成为建群种。以长芒稗入侵湿地和扁秆藨草自然湿地为研究对象,对比分析了长芒稗和扁秆藨草的土壤种子库及生长结实特征。结果表明,在自然湿地扁秆藨草种子库规模是长芒稗的18.42倍,而在恢复湿地长芒稗种子库大小是扁秆藨草的5.04倍。与自然湿地相比,扁秆藨草种子库密度在入侵湿地明显减少,但仍保留了一定量具有活力的种子(664.32±105.98)粒/m^2,这与研究区扁秆藨草较高的种子生产力(9210.4±1513.4)粒/m^2及种子较强的浮力(FP50=39.7d)有关,说明扁秆藨草具备通过种子库或水传播恢复的潜力。长芒稗土壤种子库密度在入侵湿地高达(3345.9±520.3)粒/m^2,明显高于自然湿地种子库规模(P<0.01),说明恢复湿地受长芒稗入侵影响严重,这与长芒稗较高的种子生产力(7621.4±376.25)粒/m^2及较弱的种子浮力(FP0=5d)有关,同时也表明长芒稗通过水传播扩散的能力较弱。另外,研究区长芒稗平均高度超过1m,且盖度较大,不仅阻碍扁秆藨草种子的水播,也降低了到达地表的光照水平,从而抑制扁秆藨草更新。因此,在莫莫格受长芒稗入侵湿地,于开花结实前收获长芒稗地上植物体及凋落物应是限制长芒稗扩展、同时促进扁秆藨草恢复的有效措施。

长芒猬草与华山新麦草属间杂种的形态学和细胞学研究

为研究长芒猬草Hystrixduthieissp .longearistata的染色体组成 ,将其与华山新麦草Psathyrostachyshuashanica进行了人工杂交 ,获得杂种F1 。对亲本及杂种F1 花粉母细胞减数分裂染色体配对行为、繁育特性和形态特征进行了比较分析。结果表明 :杂种F1 的许多形态特征介于父母本之间 ,花粉完全不育 ,结实率为 0 ;杂种F1 花粉母细胞减数分裂中期I染色体配对较高 ,5 5 .1 2 %的细胞形成 5个或 6个二价体 ,其构型为 :9.83Ⅰ + 5 .46Ⅱ + 0 .0 7Ⅲ ,C_值为 0 .5 7。以上结果表明H .duthieissp.longearistata含有Ns染色体组。本文还讨论了Hystrix与Leymus的关系。

入侵植物长芒苋在中国的潜在分布

为了合理分析入侵植物长芒苋(Amaranthuspalmeri)在中国的潜在分布情况,进而阻断其传播扩散,首先对长芒苋在美洲地区、欧洲地区和亚洲地区的气候生态空间进行比较,然后运用生态位模型对其潜在分布进行分析.结果表明:长芒苋在美洲、欧洲和亚洲地区所占有的生态空间存在差别,但在入侵过程中其在各地区间的生态位是保守的.在全球尺度下,气候和人类活动共同影响长芒苋的扩散和蔓延,主要的潜在入侵地区包括南美洲的东南地区、非洲南部地区、欧洲中部地区、印度西北地区以及中东、亚洲东部和澳大利亚东部及西南地区.长芒苋在中国的潜在分布集中在华北平原地区,这些区域为重要的粮食产区,同时受人类活动影响强烈,因此建议监控这些地区的长芒苋分布和扩散.

ITS序列及其SNP位点在外来入侵杂草长芒苋、西部苋和糙果苋物种鉴定中的应用

对于以种子形态为物种主要识别依据的口岸部门,外来入侵杂草长芒苋、西部苋和糙果苋一直是鉴定的难点。本文对34种苋属植物的ITS序列和26SrDNA进行分析,通过SNP变异位点及特异性引物,借助PCR-RFLP方法,对长芒苋、西部苋与糙果苋进行快速、准确的分类鉴定。ITS序列分析表明,长芒苋种内变异小,种间变异显著,可与其他苋属植物明显区分。西部苋与糙果苋之间ITS序列差异小,需依据SNP位点来区别。

长芒刺电除尘器性能研究

提出一种新型长芒刺电除尘器，理论与实验研究结果表明，长芒刺电除尘器的场强、伏安特性和除尘效率等性能均高于普通线板式电除尘器。

长芒刺电除尘器收尘性能及离子风效应研究

通过长芒刺电除尘器与普通线板式电除尘器的收尘性能比较,认为长芒刺电晕极所产生的较强离子风是导致长芒刺电除尘器除尘效率提高的主要原因。在建立芒刺尖到接地极板间的电场分布模型基础上,提出了悬挂小球法测定离子风的试验方法。通过采用滑石粉、石膏和塑料3种材料的小球对离子风的测定,结果表明,在芒刺尖到收尘极板中部场强为2～4kV/cm范围内,离子风速约为2～6m/s。

辽宁省长芒稗对二氯喹啉酸的抗药性研究

对辽宁省稻区长芒稗对二氯喹啉酸的抗药性进行了研究,结果表明:辽宁省稻区的长芒稗对二氯喹啉酸产生了一定程度的抗性,但抗性水平不高,抗性比值小于2的敏感性生物型19个,占51.35%,抗药性生物型18个,占48.65%,其中相对抗性比大于3的有5个,占13.51%,高抗生物型的1个,占2.7%。这些研究有助于弄清辽宁省稻田稗草对二氯喹啉酸抗药性现状,也有助于对抗性生物型的治理,并对进一步进行抗性机制研究有着重大的意义。

基于CSSLs群体定位和图位克隆水稻长芒基因GAD1-2

水稻是世界上最早驯化的重要粮食作物之一。水稻芒可以保护水稻种子不被鸟琢食,是水稻重要的驯化性状之一。芒在野生稻中普遍存在,对野生稻的生存和传播至关重要,然而在驯化和人工选择过程中该性状逐渐被淘汰。定位和克隆水稻长芒相关基因是研究水稻芒驯化遗传机制的基础。本研究以籼稻恢复系东南恢810为受体、漳浦野生稻为供体构建的146个染色体片段置换系(chromosome segment substitution lines, CSSLs)为研究材料,调查了146个CSSLs株系和双亲的芒长,结果表明在4个置换系中检测到1个控制水稻芒长主效基因GAD1-2,位于水稻第8号染色体;利用重叠代换作图法,将GAD1-2定位在Ind8-10和RM4936标记之间,遗传距离约为4.75 Mb。选择分离群体中的显性单株,利用开发的标记,最终将GAD1-2基因定位在两个Indel标记之间,两者间的物理距离约为27kb,该区域内只有两个候选基因Os08g0485500和Os08g0485400。经测序和分析表明,Os08g0485500是GAD1-2的候选基因,GAD1-2在保守的ORF区域存在6个碱基缺失,导致丝氨酸和半胱氨酸这两个氨基酸缺失,从而表现长芒的性状;在Os08g0485500基因位点已克隆了1个控制水稻芒长的GAD1基因,推测GAD1-2与GAD1为等位基因。本研究为进一步理解水稻起源演化和水稻芒长发育基因的遗传机制奠定了基础。

旱稻、长芒稗、高粱属间杂交后代幼苗对干旱胁迫的生理反应特点研究

研究不同程度干旱胁迫下,旱稻、长芒稗、高粱属间杂交后代幼苗生理反应特点。试验结果表明,随干旱程度的增大,幼苗光合速率、蒸腾速率均呈下降趋势,但水分利用率提高,丙二醛含量逐渐上升,脯氨酸含量上升,POD活性也呈上升趋势,但SOD活性在轻度干旱胁迫下下降,重度干旱胁迫下活性增大。相比之下,父本高粱有较高的适应干旱的能力。旱稻/长芒稗//高粱三属杂交后代的表现优于旱稻/长芒稗属间杂种后代。