Physiological Mechanism of Thermotolerance in Wheat (<i>Triticum aestivum</i>Lin.) Seedlings

A research work was performed under sub-tropical condition (24&deg;8'N, 90&deg;0'E) at Bangabandhu Sheikh Mujibur Rahman Agricultural University with three wheat genotypes (BARI Gom 25, BARI Gom 26 and Pavon 76) to observe the mobilization of seed reserve and seedling growth under normal (15&deg;C/25&deg;C) and elevated (25&deg;C/35&deg;C) temperature in growth chamber. The effect of high temperature on wheat seedling was observed in terms of mobilized seed reserve, respiration and transpiration efficiency and seedling growth. At 35&deg;C temperature, maximum mobilization of seed reserve was observed in BARI Gom varieties (BARI Gom 25 and 26) but the respiration efficiency was higher in Pavon 76 in comparison to other genotypes. Maximum loss of respiration and transpiration at 35&deg;C temperature was found to produce low seedling growth in Pavon 76. It appeared from the result that at high temperature the maximum mobilized seed reserve and subsequently minimum loss of respiration and transpiration collectively contributed a positive role for better seedling growth in BARI Gom 25 and BARI Gom 26. Therefore the better mobilized seed reserve and subsequently minimum loss of respiration and transpiration during seedling development are indicators of the thermo tolerance in growing wheat seedling.

小麦光温敏核雄性不育系BS366和BS1086杂种一代结实率研究

为了解小麦光温敏核雄性不育系BS366和BS1086的育性恢复状况,评估恢复系人工定向改良对其恢复能力的效果,在不育生态区对以55份定向改良的恢复系和33份非改良恢复系(常规小麦)为父本配制的杂种一代的结实率进行了分析。结果表明,BS366和BS1086杂种一代结实率变化范围为15.42%~140.34%和20.28%~119.07%(国际法),平均结实率分别为73.02%和72.21%,二者差异不显著,说明2份母本的育性恢复能力差异不显著。BS366和BS1086杂种一代结实率主要分布于40%~110%和60%~100%间,BS1086杂种一代结实率分布更为集中。BS366和BS1086与改良父本的杂种一代平均结实率分别为84.45%和78.97%,与非改良父本的杂种一代平均结实率分别为53.97%和60.95%,改良父本的平均恢复力高于非改良父本,表明定向改良有利于提高恢复系的恢复力。BS366和BS1086与相同父本的杂种一代结实率差异在-41.66%~61.93%之间,表明相同父本对不同母本的育性恢复力存在差异。BS366和BS1086与相同改良父本的杂种一代中有61.82%的结实率差异分布于-10%~20%之间,与相同非改良父本的杂种一代中有51.52%的结实率差异在-30%~0%之间,表明同一改良父本对不同母本的育性恢复力差异小于非改良父本。BS366与14份父本、BS1086与7份父本的杂种一代结实率高于对照,其中父本14YH261、14YH551、SD036与2份母本杂种一代的结实率均高于对照,说明具有可用恢复力的父本不仅数量极少,而且对不同母本的恢复力存在较大差异。杂种一代主茎穗的平均结实率极显著大于分蘖穗。因此,建议对不同母本分别开展强恢复力的恢复系筛选,并以中选强恢复系为亲本进行定向改良,有效增加杂种一代结实率达对照水平的组合数量,为获得更多强优势杂交组合奠定基础。

外源茉莉酸甲酯对BNS366雄性育性的影响

为探究外源茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)对小麦温敏雄性不育系BNS366雄性育性的影响,以BNS366及其近等基因系郑麦366为试验材料,在正常秋季播种(2020年10月12日)和晚播(2020年12月2日)条件下,分别于2021年3月22日和3月31日开始至开花期前,设置0(清水,对照)、50、100、200、300、400和500μmol·L^(-1) MeJA(水溶液,喷施)7个处理,比较分析了不同处理间花粉可育率和自交结实率的差异。结果表明:在正常秋季播种条件下,郑麦366花粉可育率、国内法自交结实率和国际法自交结实率分别为86.31%、70.36%和112.22%,在晚播条件下分别为82.53%、92.53%和166.18%,均正常可育;在正常秋季播种条件下,200μmol·L^(-1) MeJA处理的国际法自交结实率为70.15%,比对照显著降低了42.07个百分点;在晚播条件下,200、300和500μmol·L^(-1) MeJA处理的国内法自交结实率分别为74.71%、74.01%和73.45%,比对照显著降低了17.82、18.52和19.08个百分点;在两个播期下,郑麦366其他浓度MeJA处理的上述3个指标与对照差异均不显著。在正常秋季播种条件下,BNS366花粉可育率为零,达到全不育水平,国内法自交结实率和国际法自交结实率均为0.24%,100μmol·L^(-1) MeJA处理的花粉可育率为88.25%,达到正常可育水平,国内法自交结实率和国际法自交结实率分别为56.41%和94.01%,能正常结实,与对照差异达到显著水平;在晚播条件下,BNS366的上述3个指标分别为51.72%、41.23%和93.08%,正常可育,100μmol·L^(-1) MeJA处理的国际法自交结实率为39.72%,比对照显著降低了53.36个百分点;在两个播期下,BNS366其他浓度MeJA处理的上述3个指标与对照差异均不显著。由此说明,在2020-2021年,外源MeJA对郑麦366和BNS366可育植株的雄性育性可能具有降低效应,对BNS366不育植株的雄性不育性具有较强恢复效应。

阿魏酸对全麦面团热机械特性及全麦馒头质构品质的改善作用

研究阿魏酸(feuric acid,FA)对全麦面团结构和热机械特性影响,探讨添加FA对全麦馒头的质构特性和气孔分布影响规律。通过将不同比例(0.5%、1.0%、1.5%)FA添加到全麦面粉中制成面团,并利用Mixolab混合试验仪测定FA对全麦面团中面筋蛋白的弱化程度、淀粉的糊化特性以及酶降解速率等特性。同时,通过扫描电子显微镜分析面团的微观结构,并通过研究全麦馒头的质构特性和气孔分布等指标评估全麦馒头的品质变化情况。结果表明,与对照组相比,添加FA显著缩短了全麦面团的形成时间与稳定时间(P<0.05),其中,0.5%FA全麦面团的形成时间和稳定时间较对照组分别缩短21.02%和42.41%,添加FA能够促进面筋蛋白连续、均匀网状结构的形成,显著提高全麦面团的持水能力,有效减缓贮藏期间全麦馒头芯中的水分损失,使全麦馒头比容提高20.26%,从而显著改善全麦馒头微观结构以及弹性、内聚性等质构特性。然而,高添加量的FA(1.0%~1.5%)会导致面筋网络结构的断裂,对全麦面团流变特性和质构品质产生负面影响。该研究为解决传统全麦馒头口感粗糙、质地干硬等关键问题提出了新的解决方案,并为改善全麦面团流变特性与全麦馒头的质构品质提供理论依据。

小麦温光发育及相关基因研究进展

春化作用和光周期现象是影响小麦抽穗、成花转变的重要因素,与小麦的适应性密切相关。温光发育特性是决定小麦适应性的重要生态因素,其影响小麦种植区域分布、引种以及栽培措施的选择。小麦温光发育受4个春化主效基因 Vrn-1、 Vrn-2、 Vrn-3和 Vrn-4及3个光周期基因 Ppd-D1、 Ppd-B1和 Ppd-A1的调控。丰富的春化、光周期基因等位变异,可提高小麦的遗传多样性和广泛适应性。本文综述了近年来小麦温光发育与分子基础研究进展,主要包括小麦春化发育特性、光周期发育与温光互作效应、春化和光周期基因的分子机理以及等位变异类型与地理分布,并分析了小麦冬春性与温光互作分子机理研究中存在的问题,以期为小麦温光发育的分子研究、品种遗传改良和引种提供理论依据。

杂交小麦研究进展与展望

【目的】为了解杂交小麦研究进展,进一步为小麦杂种优势利用奠定理论基础。【方法】通过查阅国内外与杂交小麦研究的相关文献资料,总结杂交小麦的基础和应用研究进展。【结果】通过对杂交小麦多年的研究与应用,取得了一系列的研究成果。同时利用形成的三系法、化杀法、两系法和核不育法杂交小麦生产体系,选育和审定了一系列的杂交小麦品种,特别是两系法杂交小麦,得到了推广应用。【结论】虽然杂交小麦的应用研究取得了一些进展,但在基因发掘和机制解析方面仍存在明显不足。在生产应用上,也与水稻和玉米存在较大差距。因此,加强杂交小麦研究对基础和应用研究具有十分重要的意义。

干燥方式对青麦仁营养成分及理化特性的影响

采用真空冷冻干燥、热风干燥和真空干燥3种方式干燥青麦仁,研究不同干燥方式下青麦仁粉营养成分和理化特性的差异性。研究表明:真空冷冻干燥的青麦仁粉除水分含量较低外,灰分、蛋白质、VC等营养成分含量均高于其他2种干燥方式;表观色泽中亮度L*值为86.50,均显著高于热风干燥和真空干燥,样品原有色泽可得到较好保留;真空冷冻干燥的青麦仁粉在面团形成时间、回生值、蒸煮稳定性等方面均有较好的热机械性能;真空冷冻干燥青麦仁粉搅拌值SN为98,均高于其他2种干燥方式,表明其酶活性更低。真空冷冻干燥处理的青麦仁淀粉中抗性淀粉RS质量分数最高,为45.28%;相同时间内,其青麦仁淀粉水解率最低,其他2种干燥方式相差不大,可知其具有更好的抗消化特性。

小麦温敏雄性不育系BNY的花粉育性及自交结实性研究

BNY是新发现的小麦温敏雄性不育两用系。为了进一步确定BNY的育性敏感时期,对BNY和CK(温麦6号)的花粉育性及自交结实性进行了系统调查,结果表明,BNY不同蘖位、穗位、花位的花粉败育率存在差异,小分蘖败育率高于大分蘖,大分蘖高于主茎;同一穗不同部位的小穗花粉败育率差异不明显;同一小穗不同花位花粉败育率差异明显,下位小花败育率显著高于上位小花。自交结实率主茎穗高于大分蘖穗,大分蘖穗高于小分蘖穗,但均显著低于CK;主茎穗与大分蘖穗的自交结实率差异不显著,而小分蘖穗与主茎穗及小分蘖穗与大分蘖穗的自交结实率差异显著。

小麦温光敏雄性核不育系K78S在云南的生态适应性研究

自1992年我国育成C49S和ES系列小麦温光敏雄性核不育系以来，温光敏两系法杂交小麦即成为我国小麦杂种优势研究与利用的主要途径之一。利用C49S-87组配的云杂3号（C49S-87／98YR5）2002年首先在云南通过审定并投入生产应用，2001年育成了改良的第二代温光敏雄性核不育系K78S，以其组配的云杂5号于2004年通过审定，云杂6号正进入大面积生产示范。为确定K78S的安全制种范围，2001--2004年在云南不同海拔的5个生态区对K78S的育性进行了研究，结果表明，K78S在上述5个生态区均可安全制种，10月中旬至11月上旬播种，其套袋不育度均达98％以上，不育期18～43d，较C49S-87至少长18d，育性稳定。初步研究表明，K78S的不育临界温度和临界光长分别比C49S-87高2．1qC和长0．93h，因此K78S的安全制种区域比C49S-87更广，适应性更好。

小麦雄性不育系BNS及其杂种F_1的育性分析

为探讨小麦雄性不育系BNS在小麦杂种优势利用中的应用价值,采用BNS分期播种、F1正常秋播的方法,对其育性表现进行了分析研究。结果表明：（1）正常或稍早秋播时BNS表现高度不育,国内、国际法自交结实率分别为0.23%-1.77%、0.27%-4.06%,晚播时不育转换成可育,临界播期为10月17日;（2）BNS年际间不育性遗传稳定,且雌蕊活性正常,极易接受外来花粉,国内、国际法饱和授粉结实率分别为79.94%-85.26%、93.58%-100.20%;（3）BNS花粉碘染为圆败型,F1花粉碘染有典败、染败和正常三种类型;（4）BNS不育系具有可恢复性。32个F1代中,有3个组合的国际法结实率〈5%,花粉败育率达96%以上,29个的自交结实率为6.28%-156.57%（国际法）,其中BNS/SN055525的恢复度最高,国内、国际法结实率分别为95.85%、156.57%,花粉败育率仅为2.02%,结实正常。综上所述,BNS具有早播或正常播不育、晚播可育的特性,且不育性能够稳定遗传,在常规品种（系）中可筛选出高恢复度的恢复系用于杂交制种。

YS型小麦温敏雄性不育系A3017育性相关基因的SSH分析

以人工气候箱控温条件下YS型小麦温敏不育系A3017的不育幼穗和可育幼穗为材料,分别构建了不育和可育条件下基因特异表达的抑制消减杂交cDNA文库.在两个库中分别随机挑选100个阳性克隆进行测序,经BLAST序列比对分析,共获功能已知的EST 78条.比较发现,不育条件下与细胞质相关的基因表达数量(63.4%)远高于可育条件下的基因数量(35.1%),参与蛋白质合成、蛋白质修饰/加工/储藏、转运和信号传递过程基因的比例也均高于可育条件下的,而参与能量代谢过程基因的比例则明显偏低.分析认为,在不育和可育条件下的基因表达差异可能是导致温敏雄性不育系育性变化的关键,这为进一步从分子基础上揭示YS型小麦温敏雄性不育系育性转换机制奠定了基础.

抗条锈温光敏核不育小麦MTS-1的选育及利用初报

为了改良温光敏核不育小麦C49S对条锈病的抗性,以贵农21为抗锈亲本进行杂交,经过数代选择,培育出了抗条锈温光敏核不育小麦MTS-1。经套袋和花粉育性观察,2000年10月20日前播种的套袋结实率为0,2001年10月20日前播种的花粉育性为0,说明MTS-1不育特性稳定,适应性强。对MTS-1及其所配组合的抗条锈性及杂种优势进行研究,结果表明,MTS-1对当前条锈病小种免疫,抗锈性遗传力强;杂种F1抗条锈性大多较好,杂种F1代优势较强。

普通小麦PTS光温敏雄性不育的遗传分析

以 PTS和常规品种 (系 )小偃 6号、西农 872 7、小偃 2 2、陕 2 2 9、陕 785 9、周麦 1 1等互为父母本进行杂交 ,分期播种 F1 和 F2 ,田间考察自交结实率和育性分离情况。结果表明 :F1 正反交组合的结实率不受细胞质影响 ,说明 PTS系的育性遗传为核基因控制。同时 ,F2 代育性变化是一个连续的过程 ,以结实率 70 %为界划分可育与不育及半不育时 ,出现 3∶ 1的分离比 ,因此认为 PTS系的不育表达是一主效隐性基因和多个微效 (修饰 )

小麦温光型两系恢复系MR168的选育与利用初报

利用不同生态区冬、春小麦地理远缘杂交,育成适应西南冬麦区生态条件的温光型两系恢复系材料MR168。其主要特点是早熟,分蘖力较强,成穗率高;株高适中,穗大粒多,穗层整齐,穗子方正,开花期较集中,花药较大且外露率高;后期落黄好,灌浆速度快;高抗条锈病和白粉病。经初步利用表明,MR168所配组合对早春低温具有较强的抵抗力,不同年份其杂种一代结实正常,丰产性好,适应性广,抗病力强,兼抗条锈病和白粉病,具有较好的应用前景。

温光敏雄性不育小麦BNS育性的遗传效应分析

【目的】探究新型生态型雄性不育系BNS的遗传特点,为不育系的转育与改良提出理论指导,并为BNS败育机制的进一步研究奠定基础。【方法】利用7个品种(系)与BNS的正反交组合,判断BNS雄性不育的胞质效应,并利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型,连续3年对BNS/山农055525 F1、F2的育性表现进行分析,判别其最佳模型,并估计遗传参数。【结果】BNS雄性不育性主要受核基因的控制,部分品种(系)表现胞质效应。BNS/山农055525 F2育性呈现连续分布状态,具有明显的多峰或偏态现象,遗传符合E_1,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型。主基因遗传率为72.5%—79.7%,多基因遗传率为4%—11.6%,环境方差占表型方差的比例为8.8%—23.6%。BNS雄性不育基因的表达受温度因子的影响较大,F2自交结实率及遗传参数因年度间的温度不同而异。【结论】BNS的雄性不育性受2对主基因和多基因的共同控制,并初步发现存在一定的胞质效应。2对主基因对育性的遗传影响较大,其加性效应远远大于显性效应。因此,在不育系的转育与改良过程中可以进行早代选择,以提高育种效率。

YS型小麦温敏雄性不育系A3017控温条件下的花粉育性比较

为了研究温敏不育系在可育和不育温度条件下的花粉发育情况，通过人工控温的方法对YS型小麦温敏不育系A3017-310和A3017-312减数分裂期分别处在不育和可育温度条件下的花粉育性进行了分析．结果表明，不育温度条件（12～16℃）下，花粉粒多数败育，I2-KI染色不着色，染色不均匀，约1／3花粉粒发育至单核中后期或双核早期发生败育，大部分花粉粒发育到二核后期或三核期发生败育（染败），两个系的花粉粒碘染败育率分别为98．7％和99．0％，花粉萌发势分别为0．7％和0．5％，花药不开裂、不散粉，自交结实率均为0；可育温度条件下（正常分蘖穗为18～22℃，再生分蘖穗为20～25℃），花粉粒多数正常，花药能正常开裂、散粉，花粉粒在这两种可育温度条件下碘染的败育率无差异，均约为20％．花粉萌发势随温度升高而增加，A3017—310由60．7％增为71.5％。A3017-312由27．4％提高为63．1％;自交结实率（国际法）为34．6％～113．7％。A3017—310和A3017—312株系来源于同一组合的F6代，它们在不同的可育条件下，育性恢复程度有所不同，表明YS型温敏不育系在育性转换为可育后控制自交结实的遗传机制较为复杂。

温敏雄性不育小麦BNS366花粉败育的细胞学观察

为了明确温敏雄性不育小麦BNS366雄性败育的细胞学机理,采用醋酸洋红染色法观察减数分裂和小孢子发育过程,用1%I2-KI溶液染色进行花粉育性统计;以温敏不育系BNS和常规品种扬麦13作为对照。结果表明,BNS366的减数分裂和小孢子发育过程与BNS完全一致,即:在减数分裂过程中,中期Ⅰ染色体出现滞后现象,在形成二分体和四分体时细胞质分裂不均匀,出现三孢现象;小孢子发育过程中,只观察到单核靠边期,最后核物质解体出现空孢现象。而扬麦13在减数分裂过程中染色体表现正常,小孢子发育过程中,观察到单核期→双核期→三核期。开花期,BNS366和BNS花粉均表现典败和圆败,扬麦13可育。减数分裂表现出的异常行为是导致BNS366花粉败育的原因之一,单核靠边期是其败育的关键时期。

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。

冬小麦温敏型雄性不育系LT-1-3A选育及育性转换与遗传研究

连续 9年对冬小麦“津丰 1号 济南 1 3 矮秆早 济面小佛手”F0 代60 Co辐射处理后代选系LT 1 3A进行研究 ,结果表明 :( 1 )基因型LT 1 3A属于温敏型雄性不育系 ,具有低温不育、高温可育的特性。 ( 2 )雌雄蕊分化期———花粉粒成熟期是该不育系育性反应敏感期。 ( 3 )敏感期内 ,日平均温度是影响育性变化的主要因素 ,1 8℃为该不育系育性转换起点温度。日均温度 <1 8℃ ,表现不育 ;日均温度 >1 8℃ ,表现可育。 ( 4)不育系的不育性受 1对隐性基因遗传控制。 ( 5 )在衡水 (东经 1 1 5°42′、北纬 3 7°44′,海拔 3 1 7m ,小麦适宜播期为 1 0月 1日～ 1 0月 1 0日 ) ,1 1月 5日及以前播种表现不育 ;1 1月 1 5日至早春顶凌晚播 。

YM型小麦温敏雄性不育系不育基因的QTL定位

YM型小麦温敏雄性不育系的不育基因被定位在1Bs染色体片段上,但已发现的相邻分子标记与该基因的遗传距离较大,达10 cM以上。为寻找与该基因连锁更紧密的分子标记,以YM型温敏雄性不育系ATM3314与恢复系中国春杂交的F2代200株为作图群体,从1Bs的22个SSR引物中筛选出5个在亲本和F2代中分离的SSR引物,构建了1个包含5个标记的1Bs局部遗传连锁图谱。结合F2代个体的育性调查,采用复合区间作图法在YM型温敏雄性不育系的1Bs染色体上检测到不育基因的1个主效QTL rfv1-1和1个微效QTL rfv1-2。rfv1-1位于SSR标记Xgwm18和Xwmc406之间,与两标记的遗传距离分别为6.0 cM和4.6 cM,LOD值为8.80,加性效应23.87,显性效应10.44,可解释表型变异的23.91%;rfv1-2位于Xwmc406和Xbarc8之间,与两标记的遗传距离分别为4.0 cM和3.4 cM,LOD值为3.10,加性效应17.59,显性效应5.99,可解释表型变异的7.78%。本研究初步定位了YM型小麦温敏雄性不育系1Bs染色体片段上不育基因的QTL,为进一步准确定位该基因奠定了基础。