BNS小麦穗分化进程与其雄性不育性的表现

本研究以BNS小麦为试材,采用分期播种和春季播种试验,研究BNS不同播期的幼穗分化进程及其温光与育性的关系,旨在进一步明确BNS育性转化的穗分化敏感时期。结果表明:(1)随播期推迟,BNS二棱期至药隔期的穗分化天数和不育度均逐渐减小,且二者呈极显著正相关(r=0.940～0.942>r0.05/0.01=0.658/0.765)。10月1日～10月9日播种,穗分化天数为52～59d,不育度99%～100%。春播试验天数为19～22d,自交结实率为63%～78%。(2)BNS温度敏感期为雌雄蕊原基分化期和药隔期,日均温与不育度相关密切(r=-0.915～-0.818>r0.05/0.01=0.658/0.765),高度不育时平均温度为8.4～12.6℃。(3)BNS光照敏感期为药隔期,日均光长和总光照与不育度相关极显著(r为-0.799,-0.784,0.854,0.954>r0.05/0.01=0.658/0.765),高度不育时日均光照长度为6.6～6.8h。(4)春播试验中雌雄蕊分化期和药隔期的日均温、光(14.2～16.0℃、7～8h)高于诱导高度不育的温光条件,故表现可育。因此BNS温度敏感期为雌雄蕊原基分化至药隔期,光照敏感期为药隔期,是温敏为主的低温短日生态雄性不育小麦。

小麦BNS雄性不育系及其转换系花药差异蛋白鉴定与分析

BNS是一个新发现的温敏核型小麦雄性不育系,它有良好的不育性和转换性,被认为在小麦杂种优势利用上有重要价值。为探讨BNS的不育机制,以不育系及其转换系的单核早期、单核晚期到二核期花药为材料,用2-DE和MALDI-TOF-MS方法分离鉴定2个系的差异蛋白。结果发现,在转换系中,ATP合酶α和β亚基、胞质苹果酸脱氢酶、线粒体醛脱氢酶亚基、Rubisco亚基等呼吸、光合能量代谢蛋白表达丰富,但在不育系中这些蛋白缺失或下调。在不育系中还分离出山梨醇脱氢酶、组蛋白H2B.2、Harpin诱导子1、延伸因子TU等非小麦正常代谢蛋白。根据这些差异蛋白的功能,推测ATP合酶α、β亚基蛋白最可能是BNS不育的源头蛋白,它的表达可能受其上游的温度感应子调控。BNS的温度感应子隐性突变后转录启动温度阈值上调,在较低温下,α、β亚基基因不表达或表达量小,导致ATP合酶数量减少,继而影响ATP合成。ATP数量减少,使小孢子ATP供应短缺,进一步影响到小孢子的发育,使代谢异常,花粉败育。

小麦温敏雄性不育系BNS的遗传稳定性及恢复性

【目的】研究小麦温敏雄性不育系BNS的遗传稳定性和恢复性。【方法】采用BNS分期播种(2011-10-08、10-28、11-11及2012-02-13、03-12)、BNS与常规品种(680个)测交、BNS与YS型温敏雄性不育系732A正反交等方法,研究BNS的遗传稳定性、可恢复性及其与其他温敏不育系的关系。【结果】(1)随播期的延迟BNS自交结实率逐渐提高,国际法、国内法计算的自交结实率分别为18%~126%和7%~79%,但晚春播(2012-03-12)小麦育性较早春播(2012-02-13)下降;不同播期的自交种正常秋播,自交结实率均很低且保持稳定,国际法、国内法计算的自交结实率分别为11%~18%和3%~6%;随着播期的延后,孕穗期至抽穗期缩短明显,由19d缩短为9d。(2)在正常秋播的BNS小麦中发现的3株完全可育株(BNSB1、BNSB2和BNSB6),单株收获并正常秋播,各群体均为完全可育株,自交结实率与小偃22接近。(3)测交的680个组合的杂种F1中,16个组合自交结实率(国际法)达到90%以上,占总组合的2.35%,其中7个组合自交结实率达到100%(国际法)以上,且超过对应父本的自交结实率。(4)BNS与732A的正反交F1均自交可育,自交结实率(国际法)分别为38.89%和40.63%,且732A的强恢复系均不能成为BNS的恢复系。【结论】小麦的温敏雄性不育系BNS的温敏不育特性可稳定遗传,是非K型细胞质的不育类型小麦。

播期、密度和行距对BNS型杂交小麦光合及产量的影响

为筛选BNS型杂交小麦的适宜播期、密度和行距配置,设置了3个播期[10月5号(A1)、10月15号(A2)、10月25号(A3)]、3个密度[基本苗150×104株·hm^(-2)(B1)、225×104株·hm^(-2)(B2)、300×104株·hm^(-2)(B3)]和3个行距[18.3cm(C1)、23cm(C2)、宽窄行13.3/23cm(C3)],研究了播期、密度和行距配置对小麦光合特性及产量的影响。结果表明,杂交小麦旗叶净光合速率在所有测定时期均以A2B1C2处理最高,A2B3C1处理次之;通过极差分析可知,旗叶叶绿素a和叶绿素b含量的最佳处理为A2B3C2;三因素对小麦冠层透光率的影响程度因时期和部位而不同;A2B3C1和A3B3C2处理的产量显著高于其余处理。因此,在本试验条件下,杂交小麦适宜的播期、基本苗和行距分别为10月15号、300×104株·hm^(-2)和18.3cm。

播量对BNS型杂交小麦群体光合特性、物质积累和产量的影响

为给BNS型杂交小麦生产应用提供最佳的种植密度,在大田条件下,研究了播量对BNS型杂交小麦群体光合特性、物质积累和产量的影响。结果表明:播量对BNS型杂交小麦群体光合速率、透光率以及群体光能吸收利用能力具有一定的调控效应。其中S3(270×10^4株/hm^2)处理在花后灌浆期光合特性表现出显著优势,小麦群体透光率态势良好,光反射率较低,光合速率降幅较小,光能吸收利用能力较强,最终使得群体干物质积累量和产量显著高于其他处理。S1(180×10^4株/hm^2)和S2(225×10^4株/hm^2)处理的群体中部和底端透光率在整个生育期均表现出明显优势,但群体较小,漏光严重,群体光合速率较低,干物质积累量和实测产量显著低于其他处理。S4(315×10^4株/hm^2)和S5(360×10^4株/hm^2)处理群体相对较大,在整个生育期群体光合速率较高,但群体中部和底端透光率较小,光反射率较强,光能利用率较低,穗粒数和千粒质量明显低于其他处理,最终导致了群体干物质积累量和产量的降低。综合以上结果可知,BNS杂交小麦在播量为S3(270×10^4株/hm^2)时冠层结构最优,产量最高,为BNS杂交小麦的推广应用提供了理论基础。

BNS型杂交小麦主要品质性状杂种优势分析

以小麦低温敏感雄性不育系BNS衍生的两个杂交种为材料,对其主要品质性状杂种优势进行分析.结果表明:除蛋白质含量、湿面筋含量和沉淀值的中亲优势为负值,其他品质性状均具有正向中亲优势,优势大小顺序为面团形成时间>面团稳定时间>弱化度>干面筋含量>白度>硬度>吸水率>蛋白质含量>湿面筋含量>沉淀值,其中面团形成时间和稳定时间的中亲优势最强,分别为48.04%和15.70%;品质性状的超亲优势不明显,但大多数性状存在显著的超标优势;同时,不同组合间的杂种优势存在一定差异,有的达极显著水平,说明BNS型杂交小麦的品质性状可以通过选配优良父本、配制强优势组合进行改良.研究结果为杂交小麦品质性状改良以及BNS杂交小麦的推广应用提供一定的理论参考依据.

BNS杂交小麦品质性状的杂种优势研究

为研究BNS杂交小麦品质性状的杂种优势,为其品质改良及进一步推广应用提供理论参考依据,本试验以2个常规小麦品种和2个BNS杂交小麦品系为材料,对其品质性状的杂种优势进行分析。结果表明,BNS杂交小麦直链淀粉含量低,蛋白质、湿面筋、沉降值、吸水率、弱化度和粉质质量等性状高于两个普通小麦品种,品质性状的优势多数表现为正向中亲优势,超亲优势不明显,但大多数性状存在显著的超标优势。

收获期对BNS杂交小麦面粉和馒头品质的影响

以BNS低温敏感雄性不育系衍生的3个杂交种为材料,设置5月27日、5月31日和6月4日3个收获期,分析了不同收获时期对小麦面筋含量、面团流变学特性、淀粉糊化特性以及馒头加工品质的影响.结果表明:收获时期对BNS杂交小麦的面粉白度、蛋白质和干湿面筋含量均有一定影响.最佳收获期因品种而异,百杂1号和百杂2号的最佳收获期为5月27日,百杂3号的最佳收获期为6月4日,此时期收获的小麦面粉品质最好,馒头综合评分和口感也均最好.其中百杂2号于5月27日收获的小麦同时适合馒头和面条的加工.