江苏小麦品质现状与提升策略

为了解江苏省目前生产上小麦的品质现状,本文以江苏省粮食局抽样统计资料为基础结合农业部抽样调查结果,对江苏省生产上小麦品质现状进行了分析,2006～2010年江苏省小麦质量等级按国家标准《小麦(GB1351—2008)》达到一等的仅为3.3%～29.8%,年度间差异较大;按优质小麦-强筋小麦(GBT17892—1999)和优质小麦-弱筋小麦(17893—1999)质量标准,达到国家认可的优质麦比例不足20.0%,小麦品质在品种、种植区域和年度间存在较大差异。通过对江苏省小麦品质与其他小麦生产省的比较,发现小麦容重、蛋白质含量和湿面筋含量等指标的变幅大于其他小麦生产省,说明江苏省生态条件和小麦类型多样。提出区域化种植、选用优质品种、采用调优栽培技术及产业化经营等提升江苏省小麦品质的策略。

江苏沿江地区弱筋小麦品质现状分析

从江苏沿江地区5个县(市)和1个农场抽取了有代表性的弱筋小麦样本14份,并进行了品质分析。所有样本都具有较高的容重(>790 g/L)。在4个弱筋小麦品种中,仅宁麦9号符合优质弱筋小麦国家标准,而宁麦13、扬麦13和扬麦15的品质指标不协调,扬麦13品质性状的稳定性较差。如东县和泰兴市弱筋小麦的品质性状优于其他县(市)。抽样材料的硬度、溶剂保持力、吹泡仪参数及粉质仪参数之间存在高度相关性。

基于移动平台的农业种质资源信息共享服务系统

为促进江苏省农业种质资源实物和信息的有效共享,满足多元化的资源共享服务方式,以江苏省农业种质资源信息共享服务系统为基础,采用ASP. NET和HTML5技术设计构建基于移动平台的农业种质资源信息共享服务系统,通过微信公众号的形式实现种质资源信息查询和实物申请服务,利用微信平台的开放性、互动性等特点,有效提高种质资源的共享服务效率。笔者主要介绍系统总体架构、核心功能设计等内容,并详细描述种质资源申请及处理的相关业务流程。

转基因植物对农业、农民和生态发展的意义

转基因植物商业化生产10年以来,尽管遇到各种各样的阻力,仍以前所未有的速度发展。长期积累的数据表明,在经济利益上,采用转基因植物的农民获得了显著的经济效益。由于采用转基因植物,农药特别是高毒农药使用量减少,减少了农田环境和水环境的化学毒素毒物的残留。由于转基因抗虫植物虫害减少,在粮食产品中有害微生物及其毒素毒物残留大大降低。这表明,在现有技术基础上,转基因植物商业化有利于农民生活质量的提高和环境的改良。

小麦抗倒性研究进展

倒伏是严重影响小麦子粒产量和品质的一个重要因素。本文系统阐述了小麦茎秆形态和结构特性、茎秆化学成分与抗倒伏关系以及抗倒性的遗传和分子标记等方面的最新研究进展。株高、基部节间长度与抗倒性呈负相关;而基部节间粗度、秆壁厚、单位长度干重与抗倒性呈正相关。茎秆机械组织细胞层数、厚度,维管束数目、面积以及髓腔大小与抗倒性密切相关。茎秆化学成分中纤维素、木质素以及碳水化合物含量和硅、钾元素含量与抗倒性呈正相关。小麦抗倒性呈数量性状遗传特征,除受多对主基因控制外,可能还受微效修饰基因作用。采用分子标记技术已将抗倒性以及与抗倒性相关的茎秆形态性状进行了QTL定位。

小麦抗倒指数遗传及其与茎秆特性的相关分析

为给小麦抗倒育种提供参考依据,利用7个茎秆抗倒指数不同的小麦品种为亲本,按Griffing双列杂交法II配制21个杂交组合,研究小麦抗倒指数的遗传及其与茎秆特性的相关。结果表明,在7个小麦品种中,扬麦9号和宁麦8号抗倒指数的一般配合力最好,能极显著地提高杂种后代的抗倒指数。小麦抗倒指数的遗传符合加性-显性模型,同时受加性和显性效应的作用,且显性效应更重要,显性程度为完全显性到超显性。控制抗倒指数遗传的增效等位基因为隐性,增、减效等位基因频率在亲本中的分配无明显差异。扬麦9号和宁麦8号具有较多控制抗倒指数遗传的隐性基因,而望水白和苏麦3号具有控制抗倒指数遗传较多的显性基因。抗倒指数可能受3～4对主效基因的控制,狭义遗传力中等。相关分析表明,抗倒指数与基部第二节间粗、基部第一、二节间充实度呈显著或极显著遗传正相关;与基部第一、二节间长、穗下节间长、株高和重心高度呈极显著遗传负相关。

以EMS诱变创制软质小麦宁麦9号高分子量谷蛋白亚基突变体

本研究旨在创制遗传背景一致的不同高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）缺失系,为小麦品质研究和育种提供材料。将软质小麦品种宁麦9号,用0.4%EMS溶液处理10 000粒种子,获得3781个M1代单株,采用＂半粒法＂对每个株系进行SDS-PAGE鉴定,从中筛选出299个（7.91%）HMW-GS突变株,包括HMW-GS缺失和分子量突变2种类型。其中,HMW-GS缺失突变176株,突变频率为4.65%,缺失亚基涉及Ax1、Bx7、By8、Dx2和Dy12,突变频率为0.24%-3.28%;分子量突变130株,突变频率为3.44%。将突变体的具胚端种子于温室中繁殖获得M2代,再次鉴定各株系的HMW-GS,并经M3代验证,最终获得Ax1、Dx2、Bx7、By8和Dy12缺失突变体,及Ax1＋By8双缺失突变体。用高效液相色谱（HPLC）分析这些突变体的谷蛋白大聚体（GMP）和谷蛋白/醇溶蛋白（GLU/GLI）比值,发现不同缺失突变体的GMP含量都有不同程度的降低,尤以Bx7亚基缺失突变体中GMP含量降幅最大,高达42%。另外,不同缺失突变体的谷蛋白总量和GLU/GLI比值也低于对照,Ax1＋By8双缺失突变体的GLU/GLI比值最小。

茉莉花粉离体培养萌发及花粉管生长特性研究

为了揭示茉莉花粉育性并为其活力检测提供一种高效方法,研究了取粉时间、基本培养基种类及不同添加物浓度、pH值、温度、光照、时间等因素对花粉离体培养萌发和花粉管生长的影响,并应用扫描电子显微镜观察了花粉在柱头上的萌发情况,以对检测方法进行验证。结果显示,早上8：00-9：00所取花粉活力最高,适宜萌发的培养基为BK（成分为100 mg/L的H3BO3、100 mg/L的KNO3、200 mg/L的MgSO4·7H2O和300 mg/L的Ca（NO3）2·4H2O）＋蔗糖80 g/L＋PEG4000 120 g/L,适宜的pH值6.0,最佳培养温度为25-30℃、光照为35-50μmol/（m2·s）、时间为3-4 h。相关性分析发现,花粉萌发和花粉管生长均与光照强度和培养时间呈极显著正相关（P〈0.01）,与培养基pH值呈正相关、与蔗糖和PEG4000浓度均呈负相关、与培养温度分别呈负相关和正相关,但相关性均未达显著水平（P〉0.05）。研究表明,茉莉花粉总体上活力较低,离体培养萌发不失为一种简单、快速、可靠的检测方法,但应注意对培养条件的选择和优化以达到最佳效果。

施氮量和种植密度对弱筋小麦宁麦18籽粒产量和蛋白质含量的影响

【目的】明确最佳施氮量和种植密度以提高弱筋小麦产量和品质。【方法】以优质高产弱筋小麦宁麦18为试验材料,在大田条件下设置4个施氮水平(120、180、240、300 kg/hm2)和4个种植密度(120、180、240、300万株/hm2),研究施氮量和种植密度对宁麦18籽粒产量与蛋白质含量的影响。【结果】施氮量和种植密度均显著影响宁麦18的产量及其产量构成因素。宁麦18的籽粒产量随施氮量和种植密度的增加而增加,但施氮量和种植密度超过适宜值(即施氮量N 180 kg/hm2、种植密度240万株/hm2)后,籽粒产量呈明显下降趋势。增施氮肥显著提高宁麦18籽粒蛋白质含量,但施氮水平为N 240和300 kg/hm2的处理间籽粒蛋白质含量差异不显著。种植密度对籽粒蛋白质含量的影响不明显。【结论】在本试验条件下,实现宁麦18高产与优质相结合的适宜施氮量为N 180 kg/hm2,种植密度为240万株/hm2。

植物体内钙信号及其在调节干旱胁迫中的作用

钙作为植物体内第二信使广泛参与了植物响应的各种非生物和生物胁迫的信号传导。胁迫信号通过激活位于细胞质膜上的钙离子通道,产生胞质内特异性的钙信号,传递至钙信号感受蛋白,如钙调素(calmodulin,CaM)、钙依赖蛋白激酶(Ca2+-dependent protein kinases,CDPK)和类钙调磷酸酶B蛋白(calcineurin B-like protein,CBL)等,进而引起胞内一系列生理生化变化,最终对胁迫做出响应。钙信号在植物响应干旱胁迫信号系统中起枢纽作用,主要通过调节气孔运动,水通道蛋白(aquaporin,AQP)和抗氧化酶活性来减少水分流失,提高水分利用率,最终降低干旱对植物细胞的伤害,并具有一定的生态学功能。该文对近年来国内外有关植物体内钙信号的研究进展以及在干旱逆境中的调节作用进行综述,并对今后的研究做了展望。

藜麦EST-SSR的开发及通用性分析

藜麦因营养均衡受到越来越多的关注,但尚未深入开展其基础研究。开发微卫星序列重复SSR分子标记将为藜麦的遗传分析提供重要资源。本研究利用NCBI数据库中藜麦RNA测序RNA-Seq及表达序列标签EST数据挖掘、验证及评价藜麦EST-SSR,共发现1862个藜麦非单核苷酸EST-SSR。其中,二核苷酸重复最多(38.3%),六核苷酸重复最少(11.7%)。不同重复类型SSR的数量随着核苷酸数目的增加呈下降趋势。在随机选取验证的119个EST-SSR标记中,66(55.9%)个能够扩增出清晰条带,39个在4份藜麦资源中具有多态性,且其多态性与重复序列长度不具有显著相关性。t测验显示,多态性EST-SSR在藜麦与其他藜科种质间不存在显著差异,说明其具有良好的通用性,可用于藜科物种的遗传关系分析。

宁麦9号对其衍生品种的遗传贡献

宁麦9号是江苏省农业科学院选育的优质弱筋专用小麦品种,具有高产、稳产和广泛的适应性及抗小麦黄花叶病、赤霉病等特点,近年来已成为江苏淮南麦区小麦育种的重要亲本。为了解宁麦9号对新育成小麦品种的遗传贡献,利用170对SSR引物,对宁麦9号及其9个衍生品种进行全基因组扫描分析。共检测到471个等位变异位点,每对引物可检测1～6个,平均2.8个。UPGMA聚类分析表明,扬麦18与宁麦9号遗传距离最小,扬辐麦4与宁麦9号遗传距离最大。遗传相似系数表明,在人工选择的作用下,这些以宁麦9号为亲本育成品种的遗传背景一半以上来自宁麦9号。宁麦9号等位变异在其衍生材料中的分布比例因品种而异,且不同染色体间差异较大,但相同位点的等位变异比例在A、B、D染色体组间相近。全基因组SSR扫描分析发现,10个标记位点在宁麦9号和由其选育的9个新品种具有完全相同的扩增带型,其中9个位点与重要农艺性状相关,或与控制优良性状的基因紧密连锁。将宁麦9号与主要弱筋小麦生产品种宁麦13(宁麦9号系选)进行基因组比较,两者遗传相似系数达0.732,说明宁麦13与宁麦9号遗传背景高度相似,而且两品种在蛋白质含量和抗赤霉病位点相关标记位点高度一致,这一结果可以部分解释宁麦13同样具有的抗赤霉病与优质弱筋的优点。

播期和密度对小麦生选6号产量和品质的影响

在江苏六合研究了播期和密度对小麦品种生选6号产量和品质性状的影响。结果显示：产量随播期的推迟而降低，随密度的增加而升高；产量与群体大小呈极显著正相关，与籽粒容重、籽粒蛋白含量、出粉率、面粉蛋白含量、饼干延展系数呈显著负相关；播期和密度对小麦群体大小、面团软化度和公差指数影响显著，但对饼干加工品质影响不显著。生选6号应在10月底至11月10日播种，适宜密度为240万～300万/hm2。

小麦优良亲本宁麦9号的研究与利用

宁麦9号是高产稳产、适应性广、中抗赤霉病、高抗梭条花叶病的优质弱筋小麦品种,由该品种衍生的10个品种已成为或即将成为长江中下游麦区的主推品种。为探讨宁麦9号作为亲本在小麦育种上的利用价值,本文分析了该品种的高产生理基础,产量、品质和抗病性状的遗传以及其衍生品种的主要特点。结果表明,宁麦9号光合优势明显,后期叶片不易早衰,水分利用率高、抗旱性强,其高产优势表现为成穗数和穗粒数多。遗传分析表明,该品种穗粒数、收获指数、蛋白质含量、碱水保持力以及抗病性等性状的配合力高,易于传递给后代。以宁麦9号为亲本,通过不同育种方法,育种工作者先后育成了宁麦13、宁麦14、宁麦16、生选4号、生选6号、扬麦18、扬辐麦4号、镇麦5号、镇麦8号、南农0686等10个小麦新品种,这些衍生品种都保持了宁麦9号高产稳产、中抗赤霉病、抗梭条花叶病等优良特性。因此,认为:宁麦9号是一个一般配合力较高的优良亲本,对选育高产、优质、抗病小麦新品种有重要利用价值。

弱筋小麦宁麦9号及其衍生系的蛋白质含量遗传多样性及关联分析

优质弱筋专用小麦品种宁麦9号是江苏淮南麦区小麦育种的重要亲本,以其为亲本已育成15个新品种。研究宁麦9号遗传信息的传递特点及蛋白质含量的数量性状位点,对进一步利用其进行优质弱筋小麦育种具有重要意义。以宁麦9号及其117个衍生品种（系）为材料,利用覆盖小麦全基因组的185对SSR引物对其进行基因组扫描,解析宁麦9号遗传信息在其衍生品种（系）中的分布特点,同时于2009—2010、2010—2011连续2个生长季测定宁麦9号及其衍生品种（系）的籽粒及面粉蛋白质含量,应用全基因组关联作图发掘与其相关联的分子标记位点。结果显示,宁麦9号与其衍生品种（系）的遗传相似系数为0.55-0.88;在Neighbor-Joining聚类图中,大部分衍生一代品种首先与宁麦9号聚类,其次是衍生二代,衍生一代品种扬辐麦4号最后聚类。宁麦9号与其衍生一代和衍生二代相同等位变异频率分别为75.60%和67.81%。籽粒及面粉蛋白含量在宁麦9号衍生品种（系）中均呈现较大变异,变异系数为5.07%-7.28%。共检测到6个与籽粒蛋白质含量关联的标记位点,其中3个连续两年均检测到;面粉蛋白质含量共有5个关联位点,其中2个连续两年检测到,包括1个同时与籽粒和面粉蛋白质含量关联。在这4个稳定的关联位点中,Xgwm539、Xwmc397和Xwmc468对籽粒及面粉蛋白质含量起负向调控作用,可以降低籽粒或面粉蛋白质含量。

北方麦区小麦品种高分子量谷蛋白亚基组成及其与品质性状的关系

为了解北方麦区小麦品种的遗传多样性,挖掘可供利用的优异高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)类型,为品质改良提供基础材料,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳方法(SDS-PAGE),分析了172份北方麦区部分小麦品种的HMW-GS组成,并对其与蛋白质含量和沉降值之间的关系进行了研究。结果表明:Glu-A1、Glu-B1和Glu-D1分别具有3种、6种和3种不同的亚基类型。亚基1、7+9和5+10在各自位点上出现的频率最高,分别达到了54.07%、48.26%和49.42%。3个位点亚基对蛋白质含量的效应可分别表示为:1≥2*>Null,13+16≥14+15≥17+18≥7+8>7+9>6+8,5+10>2+12>4+12;对沉降值的作用可分别表示为:2*≥1>Null,14+15≥17+18>7+8≥13+16>7+9>6+8,5+10>2+12>4+12。亚基组成类型共有24种,在蛋白质含量水平上,亚基组成1/14+15/5+10、1/14+15/2+12、1/7+8/5+10、1/17+18/5+10和1/7+9/5+10相对较高;在沉降值水平上,亚基组成1/14+15/5+10、1/17+18/5+10、1/7+8/5+10、2*/7+9/5+10和1/14+15/2+12相对较高。综上所述,在24种亚基组成类型中没有发现明显优势的组合类型,优质亚基2*、17+18和14+15出现的频率较低。江苏省中筋和弱筋小麦品种选育,应结合蛋白质含量、沉降值和亚基组成进行改良。

喷施微肥对小麦产量、品质及籽粒微量元素含量的影响

以宁麦13为材料,在拔节孕穗期叶面喷施锌、铁和硒肥。喷施3种微肥对小麦产量结构、品质性状和铁含量均无显著影响,但显著提高了籽粒的锌和硒含量,锌含量提高了24.6%,硒含量提高了43倍。

农杆菌介导转化大丽轮枝菌的体系优化

为了揭示大丽轮枝菌的遗传变异和致病机理,以含潮霉素为抗性筛选标记、绿色荧光蛋白GFP为报告基因载体,优化了农杆菌介导转化大丽轮枝菌的遗传转化体系,获得了大丽轮枝菌菌株V991和BP2含绿色荧光蛋白GFP的转化子,转化率达到100×10-6～550×10-6。优化的转化条件为:农杆菌以IM液体培养基调节浓度至OD600=0.2并预培养4 h,然后与等体积的浓度为106个.mL-1的大丽轮枝菌孢子混匀,每皿取200μL混合液涂于固体IM共培养基的纤维素膜上,25℃共培养60 h,转移至固体PDA培养基上以头孢噻肟钠500mg.L-1+潮霉素B 50 mg.L-1进行筛选。研究发现农杆菌LBA4404和AGL-1比农杆菌SK1044和EHA105更适用于大丽轮枝菌转化。对转化子观察和鉴定发现:从表型上,70.8%转化子保持野生型形态,29.2%转化子发生了形态变化;从致病力上,81%转化子的致病力相对于野生型没有发生显著变化,19%转化子的致病力或增强或减弱。

棉花黄萎病菌致病力分化与ISSR遗传变异分析

从新疆北部石河子棉区分离纯化得到15个棉花黄萎病菌菌系,对其生物学培养特征、致病力、致病类型以及ISSR遗传变异进行了分析。菌株培养特征表明,在供试15个菌株中,菌丝型菌株最多,其次是菌核型,中间型最少,3种类型分别占60%,26.7%,13.3%。以2个棉花品种为寄主,室温人工接种鉴定菌株的致病力,结果表明,供试菌株存在明显的致病力分化,按照平均病情指数将供试菌株划分为强、中、弱3个类型,分别占73.3%,26.7%,0%。特异性引物(ND1/ND2和D1/D2)PCR检测结果显示,供试菌系中落叶型菌系有5个,占33.3%,非落叶型菌系有10个,占66.7%,其中落叶型菌株的平均致病力高于非落叶型。菌株ISSR指纹分析表明供试菌株间遗传变异较大,进一步分析发现,ISSR遗传分化与致病力具有一定的相关性。研究结果还发现,菌株XJ-1和XJ-6遗传相似系数在99%以上,但其致病力存在明显差异;同一病株上存在不同菌落形态和致病力的2个菌株XJ-8-1和XJ-8-2,但遗传相似系数在95%以上,这都充分表明了新疆石河子棉花黄萎病菌致病力分化与遗传变异关系的复杂性,为棉花黄萎病抗病育种以及综合防治提供了重要的理论参考。

新疆北部棉花黄萎病菌培养特性、致病型、致病性分化及ISSR遗传变异研究

【目的】明确当前新疆北部棉区黄萎病菌菌系变异和致病力分析情况。【方法】从新疆北部植棉区获得17个棉花黄萎病菌单孢菌系,对其培养特性、致病型、致病力以及ISSR遗传变异进行了研究。【结果】供试17个菌株全部为菌核型,其中落叶型菌系(Defoliating type,D型)有13个,占76.5%;非落叶型菌系(Non-defoliating type,ND型)有4个,占23.5%;D型平均病指(58.72)略高于ND型平均病指(52.7)。在泗棉3号上D型平均病指高于ND型,而在奥3503上D型平均致病力低于ND型。供试菌株按强、中、弱三个致病力类型划分,分别占94.12%、5.88%和0%。ISSR遗传分化与致病型具有一定的相关性,大部分的D型和ND型处于各自不同分支。研究结果还发现,同一地块分离的菌株xj13-3(1)、xj13-3(2)和xj13-3(3)虽同为D型,但ISSR标记可将3个菌株分到不同的亚群上。【结论】试验结果表明了新疆北部棉花黄萎病菌遗传变异关系的复杂性。