大麦耐湿性鉴定指标和评价方法研究

【目的】湿害是大麦生产的主要问题之一,培育耐湿性品种是最经济有效的方法,筛选和鉴定大麦耐湿性资源非常必要。【方法】以大麦(Yerong×Franklin)加倍单倍体(DH)群体165个系为材料,考查湿害处理和对照的株高(PH)、穗长(SL)、穗下节长(TFIL)、单株穗数(SPP)、主穗粒数(GPS)、单株粒重(GWPP)、单株粒数(GPP)、单株干重(DWPP)、千粒重(WTG)、绿叶数(NGL)和叶绿素含量(Chl)。以各性状的耐湿系数作为衡量DH系耐湿性的指标,应用主成分分析法、动态聚类分析和隶属函数法,从样本相关矩阵出发,对大麦DH群体165个系的主要性状进行综合分析。【结果】提出了3个反映大麦主要耐湿性状的主成分及函数式,前两个为穗粒因子,第3个为绿叶数因子;对165个系的耐湿性能力进行基于3个主成分的三维空间下的动态聚类分析和综合评价,将其分成高度耐湿、中度耐湿和极不耐湿3类,数目各为42、93和30。【结论】本研究用新的耐湿性指标和综合评价方法对165个系的耐湿性能力进行了分类、筛选和评价,为进一步的耐湿性QTL研究和大麦耐湿性育种奠定了基础。

大麦黄花叶病抗性遗传与育种研究进展

大麦黄花叶病是欧亚冬大麦区的主要病害之一。随着国内外对大麦黄花叶病抗病品种培育的重视,大麦黄花叶病抗性遗传与育种研究也在不断深入。本文综述了国内外大麦黄花叶病病毒株系的分类、病害的发生与传播、抗性遗传、抗病基因的定位以及抗黄花叶病育种等方面的研究进展,同时就大麦黄花叶病遗传育种中存在的一些问题及今后的育种策略进行了探讨,以期为今后我国大麦黄花叶病抗病育种提供参考。

大麦品种扬农啤4号优质高产栽培技术研究

通过密度、播期、肥料用量及肥料运筹方式对啤用大麦新品种扬农啤4号主要性状影响程度的分析结果表明:扬农啤4号的适宜播期在10月底,适宜基本苗为15万/667m2左右,纯氮用量为12 kg/667m2,氮肥运筹方式以基肥∶拔节孕穗肥=8∶2较为合理,既有利于获得高产,又能确保扬农啤4号的优良啤用品质。

大麦淀粉胚乳发育期间程序性细胞死亡的研究

【目的】大麦胚乳发育过程中,淀粉胚乳细胞变成死细胞,本研究阐明这种死亡方式是一种特殊形式的程序性细胞死亡(PCD)。【方法】利用透射电镜和荧光显微镜观察淀粉胚乳细胞核的结构变化,利用琼脂糖凝胶电泳和TUNEL检测DNA断裂,并对抗氧化酶活性动态和籽粒灌浆速率进行测量。【结果】伴随淀粉胚乳发育进程,大麦淀粉胚乳细胞核呈现出核变形、染色质凝集、核膜破裂和核瓦解形成核残体等一系列PCD过程中核的变化特征。琼脂糖凝胶电泳和TUNEL结果都表明,核DNA发生了有规律的断裂,但DAPI染色结果却表明,核残体并没有从死亡的淀粉胚乳细胞中消失,而是分散存在于淀粉粒之间。Evan’sblue染色表明,死亡的淀粉胚乳细胞在胚乳组织中是随机发生的。在淀粉胚乳细胞核衰退解体和无核的胞质发育过程中,胚乳内抗氧化酶都存在一定的活性,籽粒的粒重也在不断增加。【结论】大麦淀粉胚乳在核衰退解体和无核化的胞质发育时期,胚乳细胞维持较高的代谢活性,没有表现衰退解体特征,直到被贮藏物质所充实才死亡,淀粉胚乳细胞的发育是一种特殊形式的PCD过程。

大麦杂种F_1的表现及其与亲本的相关性研究

2001年以大麦的7个细胞质雄性不育系的保持系、4个恢复系及其28个杂种F1为材料,2002年以5个细胞质雄性不育系的保持系、5个恢复系及其25个杂种F1为材料,研究杂种F1株高、穗长、穗下节间长、每株穗数、每穗粒数、每株粒数、千粒重、每株粒重、每株干重、籽粒蛋白质含量和赖氨酸含量11个数量性状的表现及其与亲本的相关关系。结果表明:所用亲本在多数性状上都存在显著的遗传差异;除营养品质性状外,杂种F1主要的农艺性状和产量性状普遍存在超高亲优势;多数性状的F1平均值与雌、雄亲本平均值的复相关程度小于疏远程度,表明难以从雌、雄亲本的表现准确预测F1的表现。对相关和疏远的遗传学意义以及改进从亲本预测杂种精度的方法作了简要的讨论。

大麦开颖角度的差异性研究

本文以4个开颖大麦品种(系)为材料,测定参试材料两年各3点开颖角度,分析参试材料开颖角度的遗传差异及环境对大麦开颖角度的影响。结果表明,开颖角度在品种间、地点间及地点、品种、年份互作间的差异均达到极显著水平;地点间开颖角度差异为上海农场>扬大实验农场>方强农场;参试品种开颖角度的大小为沪1154>扬0187>黄长芒>1430R。参试材料开颖角度的稳定性存在一定差异,沪1154的开颖效应最大且稳定性最好,其开颖基因育种利用价值较大;扬0187和黄长芒的开颖效应较大,易受环境影响,其开颖基因育种利用价值受到环境限制;1430R开颖效应最小,且易受环境影响,其开颖基因育种利用价值较小。

啤用大麦品种扬农啤10号高产栽培技术研究

以扬农啤10号为材料,设计了氮肥用量和密度2个单因素试验,同时根据生产实践设计播期与密度的双因素协同试验,分析密度、氮肥用量及播期与密度协同等处理对扬农啤10号茎蘖动态和产量结构的影响。结果表明,扬农啤10号随着施氮水平的增加,其穗数、千粒重和产量均有所提高,在基本苗15万/667 m^2、纯氮用量18.0 kg/667 m^2下,产量最高为486.44 kg/667 m^2。在施N量为14 kg/667 m^2、基肥∶蘖肥∶拔节穗肥为7∶1∶2条件下,11月2日播种,以基本苗16万/667 m^2的产量最高;在随播期推迟适当增加基本苗的情况下,10月20日—11月14日期间播种,以10月25日播种、基本苗15万/667 m^2的产量最高,为444.23 kg/667 m^2;低密度早播或高密度迟播均不易获得高产。

大麦标记基因系籽粒营养品质性状及胚大小的差异性研究

为了筛选适合不同用途大麦营养品质基因定位的成套标记基因系,对23个大麦标记基因系的籽粒蛋白质含量、赖氨酸含量、胚比、千粒胚重的差异性及各性状之间的相关性进行了分析。结果表明,被研究的23个标记基因系籽粒蛋白质、赖氨酸含量、胚比及千粒胚重间均存在着极显著差异,可从中选择成套的标记基因系对大麦营养品质基因进行定位;除胚比与千粒胚重之间存在显著性正相关外,蛋白质与赖氨酸、胚比之间的正相关、蛋白质与千粒胚重、赖氨酸与胚比、千粒胚重之间的负相关均不显著,笼统地讲有关大麦籽粒赖氨酸含量与蛋白质含量之间呈负相关的结论是不确切的,大胚能否作为高赖氨酸的间接选择指标尚需进一步研究。

倒伏对大麦种子发芽影响的研究

为了研究倒伏对大麦种子发芽的影响,以7个来源不同的大麦品种倒伏株与正常株的籽粒为材料,测定种子发芽率、生活力、发芽3天、7天幼苗的芽长、根长、根数及10株苗的鲜、干重,分析倒伏对大麦种子发芽的影响,研究结果表明:倒伏对大麦种子发芽率和生活力的影响虽达显著水平,但影响程度基本上在5%的范围内.倒伏对大麦幼苗的生长和形态建成有明显的影响.除发芽3天芽长外,倒伏对芽长、根长、根数和10株苗鲜重、干重均产生了极显著的影响,倒伏种子对大麦芽生长的影响小于对根生长的影响.倒伏对不同品种发芽的影响存在一定的差异.

大麦发芽期的耐盐性研究

通过对 7个大麦品种在不同盐 (NaCl)浓度条件下发芽率、苗高和相对生长率的比较分析。结果表明 :1 大麦发芽率同时受种子原始活力和盐浓度的影响 ,在盐碱土的种植大麦 ,应选择高活力种子种植 ;2 大麦苗高既受品种本身遗传因素的影响又受品种盐浓度的影响 ,应根据土壤盐浓度选择适宜的品种种植 ;3 发芽率和幼苗的相对生长率应同时作为衡量品种是否耐盐的指标 ,被研究品种发芽期最大耐盐 (NaCl)的浓度为 0 5 %。

大麦黄花叶病抗性及其对农艺性状的影响研究

以抗病品种泰兴9425与感病品种NasoNijo杂种F_1花药培养构建的188个加倍单倍体(doubled haploid,DH)及其亲本为材料,在拔节期进行大麦黄花叶病抗性鉴定,在大麦成熟后考查株高、主穗长、穗下节间长、单株穗数、单株粒数、单株产量及千粒质量共7个农艺性状,并对群体的黄花叶病抗性及其对大麦农艺性状的影响进行分析。结果表明:不同参试材料间黄花叶病抗性存在显著的遗传差异。以病害流行梯度下面积(AUDPS)为指标进行聚类分析,将参试材料分为抗病、中抗、中感和感病4个类群。研究发现AUDPS与大麦株高、单株穗数、千粒质量及单株产量间均呈极显著负相关,相关系数分别为-0.70、-0.38、-0.62和-0.65,表明黄花叶病对参试材料的株高、单株穗数、千粒质量和单株产量等农艺性状有较大的影响。本研究结果可为大麦黄花叶病抗性品种选育提供理论基础。

啤用大麦新品种扬农啤13的选育及高产栽培技术

扬农啤13(原苏B1306)是扬州大学大麦研究所、江苏大中农场集团有限公司以扬州大学大麦研究所自育品系(扬农啤2号/甘木二条)为母本、苏引麦2号/浙95-28为父本配制杂交组合,采用系谱法育成的啤酒大麦新品种。2022年通过农业农村部非主要农作物品种登记,登记号:GPD大麦(青稞)(2022)320018。扬农啤13于2014—2016年连续2年度参加江苏省大麦多点试验,2年度平均产量为456.44 kg/667 m^(2),比对照扬农啤5号增产4.76%。该品种株高85 cm左右,千粒质量40 g左右,实粒数25粒/穗左右,全生育期190 d左右。主要麦芽指标达到国标优级麦芽标准(QB/T 1686—2008《啤酒麦芽》)。为充分发挥该品种在江苏啤酒大麦生产中的作用,本文系统介绍了扬农啤13的选育过程、中间试验产量表现、品种特征特性及麦芽品质,同时,根据栽培试验结果提出扬农啤13相应的高产优质栽培技术。

大麦种质资源的SSR遗传多样性分析

为研究不同来源大麦品种资源的亲缘关系,利用107对多态性好的SSR引物对不同来源的96份大麦品种资源的遗传多样性进行了分析。结果表明,107对SSR引物共检测出470个位点,每个引物可检测出2~10个位点,平均每个引物4.4个位点,剔除部分等位性位点,共有319个多态性位点,占总检测位点的67.8%。引物的多态性信息含量PIC最高为0.75,最低为0.04,平均为0.42。聚类结果表明,参试品种的遗传相似系数（GS）分布在0.5480~0.9195之间。在GS值为0.674水平时,可将参试品种聚为4大类,其中42份来自我国不同地区及日本引进的冬大麦品种（系）和另外2份美国引进品种（系）被聚为同一亚类;45份美国引进品种（系）和2份国内品种（系）被聚为同一亚类,即本研究材料的SSR遗传差异主要与材料的来源有关,但也出现了少量材料的交叉分类,说明国内外大麦育种均存在遗传基础较狭窄的问题,需加强外来种质的引进与利用。

二棱大麦与六棱大麦籽粒性状的差异性及其相关性

为了解不同棱型大麦籽粒性状的差异性及其千粒重与粒型性状的相关性,对98份二棱大麦和89份六棱大麦品种(系)在不同试点的千粒重、粒长、粒宽进行测定和分析。结果表明,二棱大麦千粒重、粒长和粒宽普遍高于六棱大麦,不同棱型大麦千粒重、粒长和粒宽在基因型间及环境间差异均达到显著或极显著水平。经过聚类分析,依据千粒重将二棱大麦和六棱大麦聚为高、中、低粒重3类。随着千粒重的减小,二棱大麦千粒重与粒长之间由显著正相关变为不显著负相关,六棱大麦则由不显著正相关变为显著正相关。二棱大麦和六棱大麦各类品种(系)的平均千粒重与粒宽均呈极显著正相关,而且相关系数均高于千粒重与粒长的相关系数。

二棱啤酒大麦籽粒大小的差异性及相关性分析

为给二棱啤酒大麦品种籽粒性状的改良和优质啤酒大麦原料适宜生产区的选择提供参考依据,研究了10个二棱大麦品种(系)粒长、粒宽、粒厚及千粒重4个籽粒性状在品种(系)及试点间的差异和各性状间的相关性。结果表明:(1)大麦粒长、粒厚及千粒重在品种(系)及地点间的差异均达显著或极显著水平;粒宽在品种(系)及地点间的差异均不显著;粒厚在地点间的差异(F=25.02**)显著大于品种(系)间的差异(F=3.69**),千粒重在地点间的差异(F=340.74**)亦显著大于品种(系)间的差异(F=26.30**);品种(系)与地点互作对大麦千粒重的影响极显著;千粒重在品种(系)间的显著差异大于其余3个性状。(2)扬州和南通的粒长显著大于连云港点;连云港和南通的粒厚显著大于扬州点;千粒重在3试点间的差异均达到显著水平,以南通最高,连云港次之,扬州最低。(3)除籽粒厚度与千粒重呈极显著正相关(r=0.8011**)外,其余各籽粒大小性状间均呈不显著的正相关或负相关。

大麦ARF基因家族的全基因组分析

生长素响应因子（auxinresponsefactor，ARF）基因家族是植物特有的转录因子家族，在调控植物生长发育过程中起到重要作用。而关于大麦ARF基因家族全基因组分析的研究尚未见报道。为进一步探讨大麦ARF基因的功能，以公布的大麦栽培品种Morex的基因组数据为基础，采用生物信息学方法鉴定了大麦ARF基因，并对其结构、染色体分布、蛋白保守结构域、系统进化树及表达谱进行了分析。结果表明，共鉴定出了17个大麦ARF基因，除4号染色体外，其余6条染色体上均有分布，片段复制事件是大麦ARF基因家族的主要扩张方式；HvARF蛋白均具有保守的B3结构域和Auxin_resp结构域，而Aux／IAA结构域仅存在于12个HvARF蛋白中，且不同蛋白所舍该结构域1～2个不等；不同植物中ARF基因在功能上具有保守性；不同组织器官中HvARF基因的表达存在明显的差异。

大麦籽粒淀粉含量的主基因＋多基因遗传模型分析

为了解大麦籽粒淀粉含量的遗传规律,以Noso Nijo×泰兴9425杂种F1花药培养的191个DH系及其亲本为材料,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分析大麦籽粒淀粉含量的遗传规律。结果表明,2010和2012年大麦直链淀粉含量分别符合两对连锁抑制作用主基因模型(B-2-9)和两对连锁互补作用主基因+加性多基因遗传模型(E-2-7),支链淀粉含量分别符合两对抑制作用主基因+加性多基因遗传模型(E-1-9)和两对连锁显性-上位性作用主基因+加性多基因遗传模型(E-2-4),支/直比均符合两对抑制作用主基因模型(B-1-9),总淀粉含量均符合三对等比例加性作用主基因+加性多基因遗传模型(G-2)。

不同冬割方式对大麦主要性状的影响

为了解冬割对不同春化特性大麦品种主要性状的影响,以春性大麦品种(六恢)和半冬性品种(扬饲麦1号)为试验材料,在越冬始期,以留茬2 cm、5 cm、留茬2 cm+施肥、留茬5 cm+施肥4种不同方式进行冬割处理,以不割为对照,研究不同冬割方式对大麦鲜草重及成熟株高、穗下节间长、穗长、主穗粒数、单株穗数、单株粒数、单株粒重、单株干重、千粒重、穗数、产量等12个性状的影响,结果表明:(1)鲜草重因品种及留茬高度不同而异。(2)冬割降低了大麦株高,增加了单株穗数、单株干重、单株粒重及单株粒数。相同留茬高度,施肥能提高麦茬再生能力。(3)割后大麦的抗寒性降低,部分植株被冻死,单位面积的植株减少,单株穗数的增加不足以补充基本植株的减少,单位面积的穗数变少。春性品种尤为明显。在保证一定留茬高度并及时追肥的条件下,半冬性品种比较适宜冬割,并可获得较高籽粒产量。

大麦DH群体若干数量性状的遗传分析

以大麦品种Y erong与F rank lin进行杂交,对其F1代通过花药培养构建DH群体,利用该群体估测株高(PH)、穗长(SL)、穗下节间长(TF IL)、单株穗数(SPP)、主穗粒数(GPS)、单株秆重(SW PP)、单株粒重(GW PP)、单株粒数(GPP)和千粒重(W TG)9个数量性状的遗传力和基因数目,并通过估算各性状的偏度和峰度系数分析影响各性状的基因间的作用方式。结果表明:①上述各性状的遗传力分别为0.79、0.67、0.54、0.31、0.90、0.30、0.20、0.41和0.77;控制各性状的基因数目分别为8.76、9.30、5.30、24.67、3.63、14.59、14.90、12.36和6.81对。遗传力(Y)依基因对数(X)线性回归方程为Y=-0.029 6X+0.878 5(r=-0.780 0*),回归系数-0.029 6与0的差异显著(t=-3.30*,d f=7),表明多基因性状易受环境影响,同时也佐证了多基因遗传学说。②控制SL、TF IL、GW PP和W TG的多基因间存在互补作用,控制PH、SW PP和SPP各性状的多基因间存在重叠作用,而控制GPS和GPP的多基因间无互作效应。

大麦农艺性状与产量性状的杂种优势分析

为进一步了解杂交大麦主要农艺性状和产量性状的杂种优势,本研究以8个保持系、9个恢复系及由其配制的72个杂交大麦为材料,分析了杂交大麦株高、穗下节间长、穗长、单株穗数、千粒重、单株粒重、单株干重等7个性状的中亲优势与超优亲优势表现以及杂交亲本棱型与杂种优势表现的关系。结果表明,72个杂交大麦的7个性状共出现365次显著中亲优势,其中正向显著组合出现348次,负向显著组合出现17次,显著优势组合出现率为72.4%;不同性状的中亲优势出现率差异较大,中亲优势出现率由大到小依次为株高、穗长、穗下节间长、千粒重、单株干重、单株粒重和单株穗数,其中株高、穗下节间长和穗长3个性状的显著中亲优势组合出现率分别达到98.6%、90.3%和91.7%,株高均表现为正向中亲优势,穗长、单株穗数、单株粒重和单株干重均出现负向显著中亲优势;显著超优亲优势组合共出现99次,组合出现率为19.6%,超优亲优势出现率由大到小依次为穗下节间长、千粒重、穗长、单株干重和单株粒重,其中穗下节间长、千粒重和穗长的显著优势组合出现率较高,分别为59.7%、43.1%和20.8%,株高和单株穗数未出现显著的超优亲优势组合;异棱型杂交种的显著超优亲优势组合出现率高于同棱型杂交种。