天津市不同地域九个粳稻品种种子的耐贮藏性分析

对9个水稻(Oryza sativa L.)品种在天津市11个地区收获的种子进行自然老化试验,分析不同地区不同品种水稻种子相同储存条件下的发芽率、根长和芽长。结果表明,同一地区的不同品种间差异明显;天津市不同地区收获的同一水稻品种,自然老化后发芽率差异明显,其中津南生长的水稻品种的耐贮藏性普遍优于其他地区。

天津市冬小麦品质育种研究进展

本文介绍了天津市强筋冬小麦育种方法,筛选Glu-1携带优质蛋白亚基的种质资源进行优优配组,对低世代材料田间农艺性状和品质性状同步选择,稳定世代进行品质综合评价,及利用该方法选育出强筋冬小麦品种‘津农6号’和‘津农7号’。针对目前天津市强筋冬小麦生产现状,提出未来强筋冬小麦育种方向和育种思路。

2007~2020年天津市冬小麦审定品种产量及主要农艺性状综合分析

为进一步了解天津市冬小麦品种产量及主要农艺性状的演变规律,为天津冬小麦育种及生产提供借鉴,对2007~2020年天津市审定的34个冬小麦品种进行了产量、品质、抗病性分析。研究发现:天津市审定的冬小麦品种产量呈逐渐上升态势,但年际间有波动;主要农艺性状与产量的关系为,穗数、穗粒数和千粒重都与产量呈正相关,相关性大小依次为穗数>穗粒数>千粒重;穗数与产量高度相关,且达极显著水平,穗粒数和千粒重与穗数呈负相关关系,即穗数与二者有相互制约关系。冬小麦34个品种中4个为强筋小麦,占比11.76%;小麦品种的粗蛋白和湿面筋含量最大值分别为15.35%、32.6%,变异幅度分别为5.95%和5.85%,有较大的提升空间,稳定时间变异幅度高达68.05%,改良空间更广阔。审定品种中,白粉病、叶锈病、条锈病感病品种占比分别为76.47%、70.59%和50%;兼抗3种病害的品种有津农5号、津麦0158和华麦18;兼抗白粉病和条锈病的品种有津麦0108、石麦15、金麦26、良星66,兼抗条锈病和叶锈病的品种有津农6号、中麦629、乐土808、乐土T70。由此,天津市冬小麦品种产量潜力的进一步提高,应在保持一定穗数的前提下,协调提高穗粒数和千粒重,通过利用优异的品质、抗病基因,培育高产、优质、多抗型小麦新品种。

天津春季马铃薯引种比较试验

为筛选出适宜天津种植的优质、高产、抗病马铃薯品种,满足市场消费者和种植户需求,从华中农业大学引进13个马铃薯品种(系),以荷兰十五为对照开展田间比较试验,对其主要生育进程、植株性状、块茎外观性状、病害发生情况和产量等进行调查和分析。结果表明,华薯1号和F04007产量较高、商品性较好、抗病性好,可在天津作为搭配品种进一步试验示范。华薯4号产量略低于前2个品种(系),薯皮颜色特别,可进一步试种作为特色食品开发。

Bx7^(OE)及Dx5+Dy10优质亚基在小麦品质育种中的应用

为了研究小麦优质亚基导入效率,进一步提升小麦品质,实现小麦高产、优质性状同步提升,保证国家粮食安全,通过将优质、强筋春小麦‘津强1号’与高产冬小麦‘济麦22’进行人工杂交,将‘津强1号’与品质密切相关的Bx7^(OE)及Dx5+Dy10优质亚基转入‘济麦22’中,筛选农艺性状优良同时利用STS标记筛选含有Bx7^(OE)及Dx5+Dy10优质亚基的后代,结果表明,在经过初步农艺性状筛选出的59个F_(3)代株系中,33份材料含有Bx7^(OE)优质亚基、41份材料含有Dx5+Dy10优质亚基,27份材料既含有Bx7^(OE)又含有Dx5+Dy10优质亚基。Bx7^(OE)及Dx5+Dy10优质亚基导入冬小麦‘济麦22’的难度较小,但是结合农艺性状后,兼具Bx7^(OE)及Dx5+Dy10优质亚基及优异农艺性状的难度较大,在提升小麦品质时,杂交F1代应扩大群体量,并在育种低世代引入优质亚基分子标记辅助育种技术,降低育种工作量,同时可对含有目标品质性状的品系进行连续回交,在保证主栽品种的优良农艺性状下提高其品质。本研究为通过Bx7^(OE)及Dx5+Dy10优质亚基提升冬小麦品质提供了新的思路。

谷栗立体套种下谷子耐荫性评价方法的建立及应用

【目的】开展谷栗等立体套种模式下谷子耐荫性评价方法研究,以利于挖掘耐荫谷子种质资源,培育耐荫型谷子新品种。【方法】通过连续多年遮荫条件下的种植鉴定,挖掘耐荫材料;通过耐荫概念的剖析,确定耐荫直接性状;通过耐荫材料、非耐荫材料各性状耐荫系数与耐荫直接性状耐荫系数的相关性分析及各性状的遗传力分析,确定耐荫相关性状;通过耐荫相关性状耐荫系数间的相关性分析,确定耐荫标志性状;通过耐荫材料在遮荫、非遮荫条件下各耐荫性状的对比分析,确定耐荫性评价标准。【结果】挖掘出耐荫性较好的谷子育种材料206058,在10年林龄和15年林龄板栗园立体套种,分别较大田减产1.23%~4.28%和4.43%~6.96%。确定了谷子耐荫直接性状为产量,5个耐荫相关性状分别为株高、出谷率、根轮数、光合耐荫系数和光合耐荫指数,耐荫标志性状为光合耐荫系数。确定了谷子耐荫材料性状特征,并建立了谷子耐荫资源鉴定标准:根轮数10年林龄和15年林龄板栗园立体套种均为不育材料≥4轮、恢复(常规)材料≥5轮;株高增量10年林龄板栗园下≤3 cm、15年林龄板栗园下≤4 cm;出谷率增量10年林龄板栗园下≥-2%、15年林龄板栗园下≥-4%;光合耐荫系数10年林龄板栗园下≥0.35、15年林龄板栗园下≥0.20;光合耐荫指数10年林龄和15年林龄板栗园下均≥1.0,满足上述5个特征的材料为耐荫材料,满足上述2~4个特征的材料为中度耐荫材料,其他为非耐荫材料。【结论】提出了“耐荫标志性状初筛、耐荫相关性状系统鉴定”的谷子耐荫性鉴定方法,利用该方法鉴定筛选出谷子耐荫材料6份,分别为206058、201094、JK4-95、JK4-227、谷56A和谷51A。

优质强筋春小麦种质筛选及高分子量谷蛋白序列分析

小麦是重要的口粮作物,加工品质的遗传改良是小麦育种的重要目标之一。为了丰富小麦加工品质育种的基因资源,本研究在收集的种质资源中筛选出农艺性状优良的SG-1、SG-2和SG-3,并对其进行加工品质分析和籽粒储藏蛋白组成分析,并评估它们在育种上的利用价值和方式,使用SDS-PAGE、A-PAGE、高分子量谷蛋白亚基编码基因测序、SDS沉降值分析等技术,对这些小麦品种的籽粒储藏蛋白亚基组成进行分析。研究发现,SG-1携带非优质的高分子量谷蛋白亚基Dx2+Dy12,而SG-2和SG-3携带优质的高分子量谷蛋白亚基Dx5+Dy10。在醇溶蛋白方面,3份资源都检测到了γ-1型醇溶蛋白,但只有SG-3检测到了γ-2型醇溶蛋白。加工品质分析显示,SG-1的加工品质优于天津推广的优质强筋春小麦品种津强6号。高分子量谷蛋白亚基序列分析发现,SG-1和SG-3在By8亚基存在序列变异,表明尽管它们在SDS-PAGE水平上亚基类型一致,但在DNA序列上仍然存在变异。本研究结果初步解释了携带优质亚基的小麦品种在加工品质上表现不佳的原因可能是DNA序列存在差异。同时,研究人员还发现携带非优质亚基但具有优良加工品质的SG-1,说明SG-1可能存在其他能够提升小麦加工品质的机制。本研究拓宽了小麦加工品质育种的基因资源,并为加工品质形成机制的解析提供了新的资源和理论依据。

糯玉米和普通玉米籽粒蛋白差异分析

为了探讨玉米糯性是否会影响籽粒储藏蛋白组成及含量,明确糯玉米与普通玉米在基因表达上的差异,为糯玉米育种提供更多的基因资源,通过使用A-PAGE和转录组测序分析等技术,对普通玉米和糯玉米的籽粒储藏蛋白组成及基因表达模式进行了分析。结果表明:糯玉米在籽粒储藏蛋白组成上与普通玉米接近,同时糯玉米和普通玉米的醇溶蛋白迁移速率明显快于小麦籽粒醇溶蛋白。基因表达上,玉米醇溶蛋白Zm00001d005793(mc1)在糯玉米和普通玉米上的表达模式上基本吻合,未见明显差异;玉米醇溶蛋白Zm00001d049243(fl2)和Zm00001d048851(fl4)在糯玉米中表达丰度显著低于普通玉米。以上结果说明,玉米糯性所在的调控通路可能影响籽粒储藏蛋白编码基因的表达。在育种过程中,应关注糯性和籽粒储藏蛋白的变化,从而提升育种产品的多样化,提高市场竞争力。

玉米甜糯双隐自交系穗部性状配合力分析及鲜食育种价值评价

穗部性状对于鲜食玉米育种具有重要意义,尤其是秃尖长度和籽粒大小。本研究采用不完全双列杂交NCⅡ设计,对5个甜糯双隐自交系17HN79、17HN84、17HN88、17HN97、17HN98的穗行数、穗行粒数、穗长、穗粗、秃尖长度及籽粒大小等6个穗部性状的一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)及遗传率参数进行分析。结果表明:6个穗部性状的广义遗传率在65.5%~97.0%之间,狭义遗传率在29.3%~64.0%之间,穗长和籽粒大小主要由非加性基因作用为主,而穗粗、穗行数、穗行粒数和秃尖长度受加性基因作用为主。甜糯双隐自交系17HN98在穗长、穗行粒数、籽粒大小和减少秃尖长度方面表现较高的一般配合力相对效应,是具有较好鲜食玉米育种应用价值的甜糯双隐自交系。结合一般配合力、特殊配合力及穗部性状综合表现,筛选出17HN98/100、17HN98/107和17HN98/109三个表现突出的鲜食玉米杂交组合。

津强系列小麦系谱分析及高效育种体系研究

小麦品种‘津强7号’,‘津强8号’,‘津强10号’春小麦品种是由天津市农业科学院农作物研究所选育的系列强筋、早熟、多抗小麦新品种。通过对‘津强7号’,‘津强8号’,‘津强10号’系普分析及育种手段研究,结果表明,以表型清晰,遗传背景明确的种质资源为基础,注重亲本的选配,结合蛋白标记、分子标记等多种育种方法结合的育种体系可以快速实现优质小麦新品种的高效选育。

直播稻金粳818成熟胚遗传转化体系的建立

[目的]建立高效的金粳818成熟胚遗传转化体系。[方法]以直播稻品种金粳818成熟胚为外植体,设计4种诱导培养基,筛选适合金粳818的诱导条件;设计5种分化培养基,筛选适合金粳818的分化条件;获得的愈伤组织用农杆菌介导法进行转基因再生。[结果]最佳诱导培养基为4.10 g/L NB+2 mg/L 2,4-D,诱导率为89.3%;最佳分化培养基为MS+5.0 mg/L KT+0.5 mg/L NAA,分化率为81.1%,成苗率为52.1%;经PCR分子检测,再生幼苗100%为转基因阳性植株。[结论]该研究建立了金粳818成熟胚遗传转化体系,为品种定向改良奠定了技术基础。

高温和干旱对水稻的影响及其机制的研究进展

高温和干旱是影响水稻生长、发育、产量和品质的两个最重要的环境因子,全面理解高温和干旱胁迫对评价气候变化对水稻生产的影响至关重要。概述了高温、干旱及其复合胁迫对水稻生长发育、产量形成和稻米品质的影响;从光合作用、抗氧化系统、内源激素、蔗糖-淀粉代谢途径关键酶活性、分子机制等方面阐述其生理机制;提出减轻水稻高温干旱胁迫的调控措施;对未来深入开展水稻高温干旱逆境的研究提出建议。

谷子、小麦籽粒蛋白、淀粉构成及结构差异分析

为了研究谷子和小麦的淀粉、蛋白质结构、性状的差异,探索改良谷子品质的新思路,通过籽粒总蛋白提取法提取小麦与谷子的总蛋白,通过小麦谷蛋白提取方法提取小麦与谷子的谷蛋白,通过醇类物质提取小麦和谷子中的醇溶蛋白,并通过SDS-PAGE对总蛋白及谷蛋白条带进行鉴定、A-PAGE对醇溶蛋白带谱进行鉴定,并通过扫描电镜观察籽粒内部结构,分析小麦与谷子蛋白和淀粉的结构差异。结果表明,谷子谷蛋白含量低,存在一定量的醇溶蛋白,且存在一定的多态性;小麦淀粉包含A、B、C 3种淀粉粒,淀粉体间隙紧密填充蛋白体,谷子淀粉体呈多边形,体积小于小麦淀粉体,且仅含有2种类型的淀粉粒。谷子、小麦的淀粉类型、谷蛋白含量存在明显差异,醇溶蛋白具有品种间特异性,谷子的醇溶蛋白带谱数量明显低于小麦,为从淀粉发育、蛋白质含量等方面改良谷子品质提供了新的思路。

玉米叶向值的全基因组关联分析

叶向值是反映叶片"直"和"立"两个特性的综合指标。叶向值高的品种,叶片直而不弯,叶夹角小,有利于群体通风透光,在群体密度较高时比平展型更容易获得高产。阐明叶向值的遗传基础,对玉米理想株型分子设计育种具有重要的意义。本研究以285份多样性玉米自交系为材料,利用Illumina的maizeSNP50芯片基因分型结合连续2年的叶向值表型鉴定,通过全基因组关联分析方法挖掘玉米叶向值显著关联的SNP位点。方差分析表明,不同自交系的叶向值差异达到极显著水平(P<0.01)。在最优模型选择时,发现Q+K模型最适合本研究的叶向值关联分析。在2个年份下,共检测到15个与叶向值显著关联的位点(P<4.05E-5),包括27个SNP,解释5.54%~8.73%的表型变异,并挖掘了15个候选基因。其中1.07 bin上的位点2是本研究发现的重要位点,其候选基因可能是编码细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶的Zm00001d032050,有待进一步图位克隆工作验证。

植物褪黑素研究进展

褪黑素最初是在动物中发现的一种吲哚类小分子,具有昼夜节律调节、清除自由基等多种生理功能,还具有改善睡眠的保健作用。后来在植物中也检测到了褪黑素,这表明植物也能合成褪黑素。随着对植物褪黑素的深入研究,发现褪黑素在调控植物生长发育、耐受干旱、高温、低温、高盐、重金属等非生物胁迫、抵御细菌和真菌病害方面具有重要作用。从植物褪黑素合成途径、生长发育调控和胁迫应答反应方面的研究进展进行了综述,以期为植物褪黑素研究提供参考。

植物β-半乳糖苷酶研究进展

植物β-半乳糖苷酶是一类糖苷水解酶,能够从β-D-半乳聚糖或寡聚糖支链非还原末端切除β-D-半乳糖残基。β-半乳糖苷酶广泛分布于各种植物中,通过对细胞壁的重塑参与植物生长发育过程。总结了植物β-半乳糖苷酶生化与分子生物学方面的最新研究进展,并就其结构域及催化机制、生化特性、亚细胞定位和表达模式、生理功能等方面展开详述。

离体条件下马铃薯抗旱资源的评价和筛选

研究离体条件下聚乙二醇(PEG-6000)渗透胁迫对马铃薯组培苗生长指标的影响,为马铃薯抗旱能力的评价以及抗旱马铃薯种质资源的培育提供理论依据。以本实验室培育的17份高代品系为试验材料,采用浓度为8%的PEG-6000处理,研究模拟干旱胁迫下各品系株高、茎粗、根长、根数、茎鲜质量、根鲜质量的变化,并对这些指标相对值进行主成分和隶属函数分析。结果表明:在8%PEG-6000胁迫下,各指标值总体上均呈现降低趋势;主成分分析法提取的2个主成分及3个生长指标的隶属函数分析表明:17份高代品系中5份为高度抗旱,5份为中度抗旱,5份低度抗旱,2份不抗旱。

早熟高产抗逆玉米新品种邯玉396的选育

为培育高产玉米品种,提高玉米种植效益,邯郸市农业科学院通过多年优良自交系筛选和杂交组合测配,以自交系H33为母本、LH196为父本杂交选育出玉米新品种邯玉396。该品种在2017年冀中南早熟组区域试验和生产试验中产量分别为10051.5 kg/hm^2和9591.61 kg/hm^2,分别比对照(郑单958)增产2.1%和3.3%,增产水平显著。2018年4月通过河北省农作物品种审定委员会审定(冀审玉20180025)。邯玉396综合抗性好,早熟,丰产稳产性好,适宜在河北省夏播玉米区种植。

紧凑型糯玉米种质资源的创制与评价

为创制紧凑型糯玉米种质,本研究以紧凑型普通玉米自交系郑58为供体亲本,以平展型糯玉米自交系通759为轮回亲本,通过标记辅助回交结合叶夹角表型选择的方法,转移玉米叶夹角主效QTL(qLA5)有利等位基因,创制了29份紧凑型BC_(2)F_(2)单株。48个标记背景选择及高密度下株型、抗逆性、产量、品质等18个性状综合鉴定,筛选出株型紧凑、产量高、抗逆性强、品质优良的糯玉米新种质4份,使轮回亲本平均基因组含量由78.48%提高到88.67%,可作为紧凑型糯玉米育种的亲本材料。本研究结果为利用普通玉米改良糯玉米种质,选育紧凑型优质鲜食糯玉米新品种提供了理论参考。

水稻OsBGAL1基因的亚细胞定位分析

植物β-半乳糖苷酶是一类与细胞壁重塑相关的糖苷水解酶,广泛分布于植物组织,参与多种生理生化过程,但水稻BGALs基因家族的亚细胞定位及其生物学功能尚不清楚。根据NCBI公布的水稻OsBGAL1的ORF序列设计引物,从日本晴叶片c DNA中扩增得到目的基因片段,构建了OsBGAL1-GFP融合表达载体,然后通过农杆菌介导的烟草瞬时表达系统对其进行亚细胞定位分析。激光共聚焦观察结果表明,与空载对照相比,水稻Os BGAL1蛋白主要定位于细胞壁,结合其生化活性,揭示其可能参与细胞壁多糖重塑。研究结果可为进一步研究其生物功能奠定基础。