河南省中部地区优质小麦品种比较研究

[目的]大力发展优质专用小麦对满足市场需求,提高小麦市场竞争力具有重要意义。[方法]该研究对河南省小麦产业技术体系提供的12个优质小麦品种的产量和品质进行比较并对其抗逆性等进行鉴定。[结果]所有参试品种的越冬性较好,均无明显冻害发生。参试品种中,除师栾02-1和宿553的植株较高,部分发生倒伏外,其余品种均未发生倒伏现象。参试品种中只有宿553和矮抗58的均产高于对照(周麦18),增产率分别为10.97%和1.57%,其中宿553分蘖较强,较耐后期高温,生育期偏长,成穗率、穗粒数和千粒重均较高,产量三要素协调,均产达到7 075.5 kg/hm2,但植株偏高,易发生倒伏。DA7200型近红外分析表明,郑麦366、师栾02-1、新麦26、丰德存麦1号和郑麦3596等品种的品质指标均达到优质强筋标准。[结论]参试品种中丰德存麦1号、郑麦366和郑麦3596等品种综合性状表现较好,适宜在河南省中部地区推广种植。

河南省小麦新品种(系)籽粒硬度等位变异检测

为了解河南省最新培育的小麦品种(系)的籽粒硬度概况和Puroindoline等位变异类型及其分布,以参加河南省小麦预试及区域试验的145份小麦新品种(系)为材料,采用单籽粒谷物特性测定仪(SKCS)、分子标记技术、限制性内切酶技术以及DNA测序技术,对其SKCS硬度表型及Puroindo1ine的不同等位变异类型进行了测试和鉴定。结果表明,参试材料中硬质麦比例较高,为64.1%,而混合型和软质麦比例较低,分别为18.9%和20.0%,SKCS硬度指数范围较宽,为13.0～75.9。在硬质麦的Puroindo1ine基因型检测中,共检测到Pina-D1b、Pinb-D1b和Pinb-D1p3种类型,其中Pinb-D1b所占比例最高,占87.1%,而Pina-D1b和Pinb-D1p则分别为4.3%和8.6%。不同Puroindoline基因型的籽粒硬度也存在差异,其中Pina-D1b突变型的硬度值最高,为72.3,Pinb-D1a(野生型)最低,为62.3,并且Pina-D1b与Pinb-D1b2种硬质类型的籽粒硬度呈显著性差异,而Pina-D1b与Pinb-D1p的籽粒硬度无显著性差异。

搭载实践十号卫星的不同小麦品种突变体鉴定与分析

为探讨卫星搭载对小麦农艺性状、高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)和分子水平变异的影响,本研究利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)技术、简单重复序列(SSR)标记技术对实践十号返回式科学实验卫星搭载周麦18、周麦22和汶农14小麦品种干种子的SP3代农艺性状变异和SP5代突变系的HMW-GS和SSR分子标记多态性进行鉴定与分析。结果发现,航天诱变SP3代农艺性状与其野生型存在明显差异,且不同小麦品种对太空环境的敏感性不同。航天搭载能够诱发高分子量麦谷蛋白亚基和基因组DNA发生变异,发现3个小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基的变异频率分别为2.15%、3.66%和5.21%,其中汶农14突变体HMW-GS亚基变异频率最高。21个SSR分子标记检测结果显示,周麦18和周麦22的航天诱变突变体与其野生型差异标记数量均不超过2个,而汶农14航天诱变的部分突变体与其野生型间差异标记数量较多,且株高和穗型等性状发生了遗传分离。综上,航天诱变使小麦基因组和蛋白组发生变异,所创制的优异特色突变体可为小麦育种的遗传改良和功能基因的研究利用提供丰富的材料基础。

小麦茎部镉积累性状全基因组关联分析及优异位点挖掘

小麦镉(Cd)污染日益加重,严重威胁食品安全和人类健康,培育和应用低镉积累品种是降低镉污染小麦风险的最有效途径之一,通过分子标记辅助手段可加快低镉积累特性小麦的筛选和培育。本研究选用175份小麦种质材料,种植于陕西省镉中度污染农田,对灌浆初期小麦茎部镉含量、镉富集系数和转运系数进行聚类分析,筛选出10个低镉积累特性种质。同时利用小麦660K单核苷酸多态性(SNP)芯片,通过3种模型对茎部镉含量、生物富集系数和转运系数进行全基因组关联分析,共鉴定到33个相关遗传位点,其中28个是新的SNP位点。针对茎部镉含量和转运系数3A上的2个主效QTL,开发了KASP标记,并在验证群体中明确了其准确性和实用性。基于基因注释和同源基因比对,预测了10个基因可能直接参与小麦镉积累转运相关生物过程;其中TraesCS3A02G289200基因是一个热休克转录因子,它在水稻中的同源基因(OsHsfA4a)被验证能够提高水稻对镉的耐受性。10个低镉积累特性种质及相关基因可用于小麦耐镉污染育种及有效分子标记开发。

中国冬小麦微核心种质遗传多样性分析

为了明确中国冬小麦的遗传多样性,为育种工作提供有益信息,以90份具有广泛代表性的中国冬小麦核心种质为材料,通过连续2年度的水、旱处理,分析了其形态、光合生理及苗期根部共21个性状的遗传变异及广义遗传力;同时利用269对均匀分布于小麦21条染色体的SSR标记对供试材料进行遗传多样性分析。结果表明:除穗长、小穗数、净光合速率、胞间CO2浓度和叶绿素含量5个性状外,其他16个性状均具有比较丰富的遗传变异;以形态性状为主的简单性状(穗叶距、穗下节长、株高、胚芽鞘长、根直径、千粒质量、穗长、叶绿素含量、穗粒数、小穗数、根长、旗叶长)具有较高的遗传力,适宜早代选择;产量性状(单株籽粒产量和单株生物学产量)遗传力中等,但考虑产量是育种改良的核心目标,也可作为早代选择指标;光合生理及复合性状(萌发期根表面积、根体积、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率和净光合速率)遗传力最低,尤其是光合生理性状易受外界环境的影响且不容易准确测量,不适宜作为早代选择的指标。SSR多样性分析表明,中国冬小麦遗传多样性较差;不同基因组间差异显著,其中B基因组多样性最丰富,D基因组多样性最差。

小麦杂种优势利用研究进展

杂种优势是生物界的一种普遍现象,利用杂种优势大幅度提高作物产量是现代农业科学技术的一项重大成就。小麦是重要的粮食作物,也是唯一尚未实现大面积利用杂种优势的粮食作物,推进小麦杂种优势利用技术研究对保障国家粮食安全具有重大意义。本文综述了小麦杂种优势的表现、论述了小麦杂种优势利用途径、研究进展和取得的成就,并对杂交小麦研究应用中存在的问题与对策进行了探讨。

电子束辐照对桃仁和杏仁脂肪酸的影响研究

以杏仁和桃仁为原料,采用0、1、3、5、7 k Gy剂量的电子束对样品进行辐照,分别于辐照后0个月、6个月分析杏仁、桃仁的粗脂肪、脂肪酸组成、酸价和过氧化值,研究电子束辐照对富油中药材脂肪酸的影响。结果表明:不同辐照剂量对粗脂肪含量几乎无影响;酸价、过氧化值随辐照剂量增加和贮藏时间延长均增加;脂肪酸组成随辐照剂量增加变化不明显,但随贮藏时间延长不饱和脂肪酸总体呈下降趋势,其中,桃仁贮藏6个月后0 k Gy剂量山嵛酸未检出,但辐照样品均有检出,桃仁中的亚麻酸辐照后均未检出。本研究可为富油中药材电子束辐照加工提供依据。

杂交与辐射诱变相结合选育高产优质小麦新品种的研究

为了培育优质高产小麦新品种,研究提出用^(60)Co-γ射线辐照杂交F0或F1干种子,并从早期分离世代开始对重要品质指标进行连续定向跟踪检测的育种技术路线。利用该育种体系从高产中筋组合矮抗58/周麦18、周麦18/豫同198中分别成功选育出2个高产、强筋小麦新品种郑品麦8号、豫丰11。在2年区试中,郑品麦8号比周麦18(CK)增产4.15%、3.95%,达显著、极显著水平;豫丰11比周麦18(CK)增产5.4%、5.17%,均达到极显著水平。2013年、2014年郑品麦8号品质检测结果为容重799g/L、816g/L,蛋白质(干基)含量15.13%、14.32%,湿面筋含量32.0%、30.2%,稳定时间8.0min、7.9min;2015年、2016年豫丰11品质检测结果为容重814g/L、808g/L,蛋白质(干基)含量15.06%、13.90%,湿面筋含量30.9%、29.7%,稳定时间8.0min、9.7min;2个品种品质指标均达强筋小麦品质标准。实践表明杂交与辐射诱变相结合对重要品质指标的连续定向跟踪检测的育种体系是可行的,为加快选育优良高产小麦新品种提供了一种有效途径。

2017-2018年度郑州市优质小麦新品种比较试验研究

为发展优质小麦产业,增加农民种粮收益,提高郑州市优质小麦供给质量和水平,同时为加快郑州市优质小麦产业发展提供一定的技术依据。依托河南省小麦产业技术体系郑州市小麦综合试验站开展2017-2018年度在郑州市优质小麦新品种比较试验。结果表明:优质小麦品种平均亩产450.6 kg,产量水平在338.0~546.3 kg/亩之间,不同优质小麦品种的产量水平差异较为显著。同时发现比对照品种矮抗58增产显著的品种有6个,分别是丰德存麦8号、周麦36、豫丰11、郑麦158、郑麦7698和中麦578。鉴于本年度不利气候条件对部分优质小麦品种的影响较大,有5个品种的产量较低,亩产水平在400 kg左右。经过客观公正地对不同优质小麦的丰产性、抗逆性、生育期等性状进行综合评价,笔者认为丰德存麦8号、豫丰11、周麦36、郑麦158、中麦578、郑麦369等优质小麦品种在郑州市及周边地区综合表现较为突出,适宜在当地农技部门大力推广。

不同播期、播量对国审麦富麦2008产量及品质的影响研究

研究了不同播期、播量对富麦2008产量水平、容重、千粒重、蛋白质含量、沉降值、面团形成时间、面团稳定时间以及湿面筋含量等的影响。结果表明,适宜播种期以10月10~20日为宜,播量以7~10 kg/亩为宜。适播期内精量播种有利于兼顾小麦产量和品质的统一,而其他情况则会不同程度地影响其产量水平与品质指标的协调一致。

小麦新品种郑品麦24号适宜播期播量的研究

为了明确不同地区郑品麦24号的适宜播期和播量,分析了3个不同地区播期、播量对郑品麦24号产量的影响。结果表明,随地理纬度增加1°,郑品麦24号适宜播期提前3~5d。郑品麦24号在泌阳地区的适宜播期为10月15-25日,适宜播量为11~13kg/667m^2;新郑地区适宜播期为10月10-20日,适宜播量为9~13kg/667m^2;延津地区适宜播期为10月10-15日,适宜播量为11kg/667m^2。在确定具体的适宜播期时,还应根据地块的整地质量、水肥水平、播期早晚等具体情况进行调整。

电子束辐照对乙酰甲胺磷的降解效果研究

为考察乙酰甲胺磷的辐照降解效果,以乙酰甲胺磷溶液和添加了乙酰甲胺磷的玉米糁为试验对象,研究了电子束辐照剂量、溶液初始浓度、pH值、KMnO4用量对乙酰甲胺磷的降解效果及辐照剂量对玉米糁中乙酰甲胺磷的降解效果。结果表明,乙酰甲胺磷的降解率随着辐照剂量的增加而升高;同一辐照剂量下,降解率随着乙酰甲胺磷溶液初始浓度的增大而降低;辐照剂量为9 kGy时,乙酰甲胺磷的降解率达到最大值,初始浓度为25、50、100、150 mg·L-1水溶液中的乙酰甲胺磷降解率分别为95.76%、94.32%、90.40%、65.60%,玉米糁中的降解率为44.05%;溶液pH值为中性条件时,乙酰甲胺磷的辐照降解效果优于酸性;KMnO4对溶液中乙酰甲胺磷的辐照降解率具有明显影响,当辐照剂量为7 kGy时,8×10-4 mol·L-1的KMnO4可使初始浓度为100 mg·L-1的乙酰甲胺磷溶液降解率达到94.10%。本研究结果为电子束辐照降解乙酰甲胺磷等有机磷类农药残留提供了理论参考和科学依据。

豆茬晚播小麦新品种豫丰11高产高效栽培示范研究

结合生产实际,调查研究新郑地区豆茬晚播小麦的生育特性。以2018年国审中强筋小麦新品种豫丰11为材料,从播量、播种深度等播种技术,施肥、浇水等肥水运筹以及除草剂、杀虫剂等农药制剂施用等田间管理方面的内容有针对性地开展豆茬晚播小麦的高产高效栽培技术示范,从而为新郑地区豆茬晚播小麦实现高产优质提供参考与技术支撑。

槟榔芋萌发早期的营养物质及激素水平变化研究

为探究槟榔芋苯点部位萌发早期的营养物质与激素水平变化规律,以槟榔芋为研究对象,测定不同发芽程度槟榔芋芽点部位淀粉、蛋白质、水分等营养物质含量的变化,并基于低场核磁共振(LF-NMR)技术探究槟榔芋萌发早期的水分迁移分布状况,同时测定脱落酸(ABA)及赤霉素(GA_(3))等激素水平的变化。结果表明,距球茎顶端越远,发芽槟榔芋的淀粉含量越高;发芽程度越高,芋头球茎顶端蛋白质含量越低;3种发芽长度槟榔芋距球茎顶端2 cm处的水分含量最低;经过低场核磁共振检测发现,越靠近芋头球茎中心,水分活跃度越高,且随着槟榔芋萌芽长度的增加,结合水逐渐向半结合水转变;核磁共振成像结果显示,短芽芋头含水率最高,长芽芋头最低;短芽及中芽芋头的3个部位(块茎、芽、根须)中根须部位ABA含量最高,而长芽芋头3个部位的ABA含量均无显著差异(P>0.05);短芽芋头的GA_(3)含量在3个部位无显著差异(P>0.05),中芽及长芽芋头芽部位GA_(3)含量最高。本研究结果为探索槟榔芋休眠及贮藏后的萌发规律提供了理论支持。

不同播期和密度对小麦新品种航宇19产量及其构成要素的影响

为确定航天诱变小麦新品种航宇19高产高效栽培措施,采用二因素互作裂区试验设计,研究不同播期和密度对其产量及构成要素的影响,以明确该品种在豫中北部生态条件下的最优栽培措施。结果表明,播期、密度和播期×密度互作对航宇19产量及其构成要素均具有显著影响,且播期效应大于密度效应。播期对航宇19穗粒数的影响不明显,播期延迟后,单位面积成穗数和千粒重显著降低。密度增加后,成穗数相应增加,但穗粒数和千粒重降低。本试验条件下,航宇19的适宜播期为10月20日前后,且150~195 kg/hm2的播种密度可使航宇19达到更高的产量水平。说明通过调整播期与密度,可使该品种的单位面积成穗数和穗粒数显著响应,进而达到提高产量的目的。

航天诱变小麦突变体籽粒表型分析和真实性鉴定

为探究航天诱变小麦突变体的真伪,以实践十号卫星搭载创制的周麦18 SP5突变群体为材料,对其籽粒表型进行分析,同时采用42对SSR标记和55K SNP芯片技术对籽粒表型差异较为显著的4个突变体进行真实性鉴定。籽粒表型分析发现,突变群体的千粒质量、粒长差异显著,其中千粒质量变异最为丰富,粒宽差异不显著,且突变群体的平均粒长、粒宽和千粒质量均显著高于野生型,说明航天诱变的有益突变频率较高。SSR标记鉴定发现,突变体ZM18-112与野生型的差异标记为18个,多态性比例高达42.85%,而ZM18-105、ZM18-26和ZM18-7与其野生型的差异标记均不超过3个。SNP芯片鉴定发现,ZM18-112与野生型的差异SNP位点所占比例高达13.3012%,而其他3个突变体与野生型的差异SNP位点所占比例不超过0.7689%。认为突变体ZM18-112是由于异花授粉或机械混杂产生的假突变体,而ZM18-105、ZM18-26和ZM18-7与野生型的遗传背景基本一致,是经过航天诱变而产生的真实突变体。

高产优质中强筋小麦新品种豫丰11的遗传构成及其特异区段解析

为解析高产优质中强筋小麦新品种豫丰11的分子遗传学基础,本研究利用覆盖小麦全基因组的小麦16K液相芯片对豫丰11及其亲本进行分子标记检测。结果表明,母本周麦18和父本豫同198对豫丰11的遗传贡献率分别为55.97%和43.72%。在基因组水平,双亲对豫丰11的贡献率差异较大;在A基因组,周麦18对豫丰11的遗传贡献率远大于豫同198,达76.69%;在B、D基因组,豫同198对豫丰11的遗传贡献率超过了周麦18,分别达57.34%和57.50%。在染色体水平,双亲对豫丰11的遗传贡献率差异巨大,周麦18在4B、3D、6D染色体上对豫丰11的贡献率为100%,在2A、3A、5A、6A、5B染色体上的贡献率超过了70%;而豫同198在6B、7B、4D上对豫丰11的贡献率超过了95%,在7A、2B、2D、5D、7D染色体上的贡献率超过了70%。此外,豫丰11存在与双亲均不相同的突变位点(0.31%),占总突变位点数的73.17%富集在3个染色体区段(2B 654.53~664.41 Mb、2B 677.79~680.01 Mb和3B 796.01~810.73 Mb)。本研究解析了双亲及钴60诱变对豫丰11的遗传贡献率,明确了豫丰11的遗传构成并绘制了基因型图谱。

航天诱变技术在小麦育种上的应用

航天诱变是利用微重力、强辐射、超低温等空间特殊环境诱变植物种子或离体组织,获得有益突变体,进而选育植物新品种或创制优异育种材料和基因资源的技术。本文综述了航天育种的概念、发展历程以及在小麦育种方面取得的成就,重点介绍了近年来在航天诱变对小麦重要农艺性状的影响以及航天诱变的遗传机制等方面的研究工作,并据此探讨了航天诱变研究中存在的问题及今后可能的研究方向和应用前景,旨在为我国小麦航天育种研究提供一定的理论参考。

电子束辐照对小麦营养品质和面团流变学特性的影响

采用0、0.83、1.56、2.30、4.93kGy不同剂量的电子束辐照小麦麦仁,研究其对小麦营养品质、面筋质量和面团流变学特性影响。结果表明:不同剂量的电子束辐照对小麦的粗蛋白含量、氨基酸组成与平衡性影响不显著(P>0.05),对湿面筋含量、出粉率无显著影响(P>0.05),但沉淀值、降落数值均随着辐照剂量的增加而下降(P<0.05)。电子束辐照对面团的吸水量、拉伸度影响不显著(P>0.05),但面团弱化度随着辐照剂量的增加而增加(P<0.05)。与未辐照组相比,2.30、4.93kGy剂量辐照时面团形成时间、稳定时间明显下降(P<0.05),0.83、1.56kGy剂量辐照时面团的最大拉伸阻力、50mm处最大拉伸阻力显著增强(P<0.05),0.83kGy剂量辐照时面团的拉伸能量明显提高(P<0.05)。0.83、1.56kGy的辐照剂量可使小麦粉面团筋力增强。

小麦粒重相关基因的遗传定位和分子标记辅助育种进展

粒重是小麦产量构成的三要素之一。该性状是受多基因控制的复杂数量性状,基因型和环境对其均有显著影响,但基因型是最为主要的决定因素。控制粒重及其构成要素的基因广泛分布在小麦3个基因组的各条染色体上,且已有多个可直接用于小麦粒重辅助选择的分子标记被开发。目前,国内外学者围绕粒重形成的遗传特征、基因定位、分子机理以及影响粒重高低的外界因素等进行了大量研究,并取得了一些重要的研究成果。本文综述了小麦粒重的构成因素及其影响因素,阐述了近年来粒重形成相关基因的遗传定位、克隆及其等位变异的挖掘,又系统总结了小麦粒重形成相关基因功能标记的开发及其分子标记辅助育种利用情况,同时展望了小麦粒重的下一步研究前景。