干旱生境对不同酿酒葡萄品种越冬发芽及生理指标的影响

以15个酿酒葡萄及砧木品种为试验材料,采用田间统计及生理生化指标测定的方法对干旱生境下不同酿酒葡萄品种的抗逆性进行研究。结果表明:在干旱生境下,各参试品种的越冬平均发芽率依次为‘SO4’>‘520A’>‘Ln33’>‘5BB’=‘山河系’>‘贝达’>‘101-14’>‘品丽珠’>‘110-R’>‘黑比诺’>‘凤凰51’>‘LDP294’>‘威戴尔’=‘梅鹿辄184’>‘梅鹿辄347’;可溶性糖和脯氨酸含量的大小顺序基本一致,并且与越冬发芽率顺序相近;SOD活性与可溶性糖和脯氨酸含量大小及越冬发芽率顺序差异较为明显。研究认为,通过统计越冬发芽率、生长状况及测定可溶性糖、脯氨酸含量,可以有效地筛选抗逆性较好的酿酒葡萄优良品种。

干旱胁迫对小麦花后不同器官果聚糖代谢和转运的影响

为探索干旱胁迫对小麦花后不同器官果聚糖生理代谢和转运的影响,以抗旱性有显著差异的两个冬小麦品种为材料,在干旱胁迫（drought stress,DS）和正常灌溉（well watered,WW）条件下,研究了小麦花后主穗颖壳和主茎不同节位果聚糖代谢转运动态规律及其与籽粒灌浆的相关性。结果表明,小麦灌浆期不同器官果聚糖代谢转运受基因型、器官、花后天数和水分环境以及各因子互作显著影响;器官、花后天数和花后天数与水分互作是调控小麦花后果聚糖代谢转运的主要影响因子。小麦花后不同器官果聚糖含量均呈先升后降趋势。与正常灌溉处理相比,干旱胁迫缩短了果聚糖含量峰值出现的时间（提前5d）,对果聚糖代谢的影响表现为＂先促积累、后促降解＂效应,此效应在抗旱品种陇鉴19和小麦颖壳、穗下节和倒二节等器官中更显著。干旱胁迫显著抑制了小麦花后蔗糖：蔗糖果糖基转移酶（1-SST）活性,提高了果聚糖外水解酶（FEH）活性;果聚糖含量与FEH酶活性正相关。小麦粒重与不同器官的1-SST活性、倒二节和倒三节的FEH活性呈显著或极显著负相关;灌浆速率与不同器官的果聚糖含量、颖壳和穗下节的FEH活性呈显著或极显著正相关。干旱胁迫显著促进了小麦不同器官果聚糖的转运和再分配,其转运率和对籽粒粒重的贡献率分别达6.86%~70.52%和0.07%~4.93%,其中,花前显著高于花后,陇鉴19高于Q 9086,穗下节和倒二节高于颖壳和倒三节。

干旱胁迫条件下小麦RILs群体花后旗叶持绿性遗传特性及其与千粒重的相关性

利用抗旱性强的冬小麦品种“陇鉴19”（较低叶绿素含量（SPAD ））与水地高产品种“Q9086”（较高SPAD ）杂交构建的F8重组近交系（RILs ）群体120个株系及其亲本为供试材料，研究雨养和正常灌溉条件下，不同地点花后旗叶SPAD与千粒重（TGW ）相关性及数量遗传特点，评价该群体目标性状遗传变异。结果表明：在不同处理条件下，小麦RILs群体旗叶SPAD和TGW表型变异广泛，多样性指数高，且有超亲分离，存在显著的基因型和水分条件以及基因型×水分条件互作效应。小麦RILs群体花后不同发育时期旗叶SPAD和TGW之间均呈现显著的正相关，其中灌浆期旗叶SPAD （SPADg ）与TGW相关性更高（ r＝0．59＊＊～0．69＊＊）。SPADg对TGW有极显著的正向直接作用，而开花期SPAD （SPADf ）相反。干旱胁迫条件下旗叶SPAD对TGW总效应显著高于正常灌溉，SPADg对TGW总效应显著高于SPADf。不同处理旗叶SPAD和TGW遗传力普遍较低（hB2＝0．15～0．44）；在干旱胁迫和正常灌溉条件下，控制SPADf的基因对数分别为22～36和50～59，控制SPADg 的基因对数分别为24～25和31～33，控制TGW的平均基因对数分别为10～11和13～14。该小麦群体花后旗叶SPAD和TGW表型，及其对水分敏感程度变异丰富，适合进行小麦抗旱性状数量遗传研究。

干旱胁迫条件下小麦各器官可溶性碳水化合物积累转运相关性状遗传分析

以小麦自然群体196个品种(系)为研究材料,研究了干旱胁迫(DS)和正常灌溉(WW)条件下,小麦不同发育阶段各器官可溶性碳水化合物(WSC)含量、转运率及其对籽粒贡献率,以及主穗粒重的遗传特性及各目标性状之间的相关性。结果表明:在两种水分条件下,小麦自然群体各目标性状表型变异广泛,变异系数在7.11%~68.55%(DS)和9.50%~57.37%(WW),多样性指数在0.61~0.93(DS)和0.62~0.88(WW),遗传力在0.24~0.53。各目标性状表型受发育阶段、器官和水分环境的显著影响(F=1.95^(**)~32 775.74^(**))。其中,WSC含量受发育阶段和器官的影响显著(F=32 775.74^(**),11 223.18^(**)),WSC转运率受水分环境的影响显著(F=245.07^(**),274.61^(**)),而WSC转运对籽粒的贡献率受器官显著影响(F=1 482.96^(**),390.15^(**))。灌浆中期WSC含量与主茎穗粒重之间均表现出显著或极显著正相关(r=0.15^(**)~0.36^(**)),且干旱胁迫条件下相关系数更高(r=0.21^(**)~0.36^(**))。倒二节WSC相关性状表型变异系数、多样性指数,以及与其他性状表型的相关系数均达到最高。通过对灌浆期倒二节WSC积累转运相关性状表型值聚类分析,得到15个灌浆期WSC含量、花前转运率及贡献率较高的品种(系)。

温度对贯叶连翘挥发性有机化合物合成积累的影响

探明温度对贯叶连翘挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)合成积累的影响,更加有效地调控活性组分的生物合成。以不同温度(15、22、30℃)处理的贯叶连翘组培苗为材料,对地上部分无水乙醇提取液进行气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)分离鉴定。3个温度共分离鉴定81个挥发性组分,其中15、22、30℃下分别鉴定出37、39、43种化合物;总峰面积比较后发现,随着温度升高总挥发性组分相对含量显著降低,22、30℃相对15℃分别降低约7%和21%;各挥发性组分相对含量比较后发现,23个化合物的相对含量随温度升高而逐渐降低或仅存于15℃。温度对贯叶连翘中VOCs的种类和积累量具有显著影响,相对低温有利于总VOCs的合成积累。

覆盖栽培模式对冬小麦花后旗叶光合特性及产量的影响

为探究旱地小麦秸秆带状覆盖栽培增产的光合特性和干物质积累转运的特征,在甘肃省半干旱雨养农业区以“陇中2号”为材料,研究了秸秆带状覆盖栽培(BS)、地膜覆盖栽培(PF)和无覆盖露地栽培(CK)3种栽培模式下冬小麦花后旗叶光合特征、叶绿素荧光动力参数、干物质积累转运及产量的差异。结果表明:与CK相比,BS和PF显著提高了花后旗叶光合势、叶绿素和类胡萝卜素含量及叶绿素/类胡萝卜素比率,且BS在生育后期优于PF。BS整个生育期的净光合速率、气孔导度均高于CK,而PF仅生育前期发挥正效应,生育中、后期出现了负效应。BS生育前中期胞间CO 2 浓度、生育中后期旗叶瞬时水分利用效率均高于PF和CK,前者分别高出2.8%~8.2%和 6.7%~11.3%,后者分别高出30.3%~44.8%和27.5%~39.3%。PF在灌浆中期以前,BS在整个花后生育期显著提高了小麦花后旗叶 F v/F m、F′ v/F′ m、ΦPSⅡ、qP、ETR,降低了NPQ。BS较PF和CK显著提高了花后干物质输入籽粒量和对籽粒粒重的贡献率,2个指标分别增加2.6%、1.0%和14.2%、8.6%。BS显著增加了单位面积穗数,提高了产量,较CK增产 35.4%。说明秸秆带状覆盖能显著改善旱地冬小麦花后光合效率,促进干物质积累转运,从而达到增产的效果。

小麦籽粒WSC含量QTL的整合与元分析

在干旱胁迫条件下,小麦营养器官暂贮性可溶性碳水化合物(Water-soluble carbohydrates,WSC)是小麦籽粒灌浆所需的重要碳源。为发掘控制小麦籽粒WSC含量的真实主效数量性状位点(Quantitative trait loci,QTL),利用生物信息学方法,借助小麦高密度分子标记遗传图谱,对来自不同遗传作图群体的控制小麦籽粒WSC含量的168个QTL位点进行图谱映射和元分析。结果发现,142个QTL定位区间与参考图谱有共有标记,其中92个QTL对籽粒WSC含量的表型变异具有增效效应,50个QTL具有减效效应。建立控制小麦籽粒WSC含量的QTL一致性图谱,获得16个"一致性"QTL(Meta quantitative trait loci,MQTL)位点及其连锁标记,MQTL置信区间最小达到0.77cM。

不同水分条件下小麦ILs群体花后不同器官蔗糖积累与转运的遗传特性

为了探索干旱调控小麦花后不同器官蔗糖积累和转运的遗传特性,以抗旱性有显著差异的西峰20和鲁麦14杂交创建的小麦回交导入系(introgression lines,ILs)群体为供试材料,对正常灌溉(WW)和干旱胁迫(DS)条件下该群体花后不同器官蔗糖积累和转运的相关性状进行数量遗传分析,评价该群体目标性状的遗传变异特点和相互关系。结果表明,小麦ILs群体及其双亲的被测性状指标均表现为SCg(灌浆期蔗糖含量)显著高于SCf(开花期蔗糖含量)和SCm(成熟期蔗糖含量),主茎穗下节和倒二节的蔗糖含量高于旗叶,花前高于花后,干旱胁迫显著高于正常灌溉。在两种水分条件下,小麦ILs群体各被测性状平均表型值均介于双亲之间,且偏向于轮回亲本鲁麦14;群体内表型变异广泛,且存在超亲分离,变异系数为14.29%~57.98%(DS)和20.87%~63.75%(WW),多样性指数为0.63~0.89(DS)和0.57~0.79(WW)。各目标性状表型受水分和发育阶段/器官的影响达显著水平,遗传力较低,为0.27~0.51(DS)和0.30~0.62(WW)。各器官的SCf、SCg和SCm间均有不同程度的正相关(r=0.17~0.56**)关系,SCf与花前蔗糖转运率和花后蔗糖贡献率(r=0.32**~0.94**)、SCg与花前蔗糖转运率和花后蔗糖贡献率(r=0.29*~0.72**)、主穗粒重与花前蔗糖转运率和CRSpr(r=0.13~0.43**)具有较高正相关性,且各目标性状间DS条件下相关系数普遍高于WW。说明小麦花后不同器官蔗糖积累和转运相关性状属于典型的数量性状,其表型变异具有显著的时空特异性。

陆地棉MADS-box家族基因鉴定及组织特异性表达分析

【目的】MADS-box蛋白是1种重要的转录因子,参与调控棉花生长发育进程。鉴定分析陆地棉MADS-box家族基因,可为研究其生物学功能奠定基础。【方法】基于2019年最新组装的陆地棉TM-1参考基因组,通过HMMER 3.0软件鉴定陆地棉TypeⅠ型及MIKC型MADS-box基因。利用MapInspect、MEGA7.0、MEME和TBtools软件以及omicshare网站进行染色体定位、多序列比对聚类分析、Motif预测、基因结构鉴定以及组织特异性表达分析。【结果】从全基因组水平上鉴定出181个陆地棉MADS-box基因(66个TypeⅠ型和115个MIKC型),染色体定位发现该181个基因在陆地棉26条染色体上均有分布,其中A组染色体上分布有78个基因、D组上分布有103个基因。系统进化分析显示TypeⅠ型MADS-box蛋白有3个亚家族,MIKC型蛋白包括MIKC*型和含有10个亚家族的MIKCC型;motif预测结果显示所有MADS-box蛋白均含有MADS结构域,基因结构分析结果显示,外显子、内含子结构和长度在各亚家族内具有同一性;组织特异性表达分析发现MADS-box家族基因中有33个在纤维组织中优势表达,103个在花器官中优势表达,41个基因在根茎中优势表达。【结论】本研究通过生物信息学方法,鉴定并获得了与陆地棉开花调控和纤维发育相关的MADS-box基因,对于揭示棉花纤维品质等重要性状的遗传调控机制及分子育种具有一定的理论意义和应用价值。

珍稀中药材白芨组培快繁体系的建立

为建立珍稀中药材白芨的组培快繁体系,以成熟种子为外植体,筛选适于萌发生长的蔗糖、外源激素(6-BA、IBA、IAA和NAA)和活性炭的浓度、光照时间以及炼苗基质配比。结果发现:在MS+4 g/L琼脂+20 g/L蔗糖+光照(200 lx) 24 h/d的基础上,培养7天后种子均可发芽;添加1.5 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+1.0 g/L活性炭,叶片数达5枚;添加1.5 mg/L IBA+1.0 g/L活性炭,根数和根长分别达到3条和4 cm;蛭石:泥炭=1:2的基质配比下,炼苗成活率达100%。该研究结果可为白芨的大规模种植、相关药物生产以及野生资源保护等方面提供理论基础与技术支撑。

干旱调控下小麦RIL群体灌浆期茎秆可溶性碳水化合物积累与转运的遗传分析

以小麦RIL群体（陇鉴19×Q9086，F8）120个株系及其亲本为供试材料，研究雨养（DS）和正常灌溉（WW）条件下，小麦灌浆期不同发育阶段主茎不同节位可溶性碳水化合物（WSC）含量、转运率及其对籽粒的贡献率，以及穗粒重的遗传特点及各目标性状间的相关性．结果表明：在两种水分条件下，小麦RIL群体各目标性状变异广泛，变异系数在2．7％～62．1％（DS）和1．9％-52．1％（WW），多样性指数在0．61—0．90（DS）和0．64～0．89（WW），且存在超亲分离．各目标性状表型受基因型、水分环境、节位和发育时期的显著影响．其中，WSC含量受发育时期的影响较大，WSC转运率具有显著的水分和节位主导效应，而WSC转运对籽粒的贡献率受基因型、节位和水分的共同作用．开花初期和灌浆中期WSC含量、花前WSC转运率对籽粒的贡献率之间普遍表现为显著或极显著正相关，且干旱条件下其相关系数更高．各目标性状的遗传力较低（hB^2在干旱条件下为0．31～0．56，灌溉条件下为0．44～0．67），控制各目标性状的遗传基因对数在6—29对（DS）和3～19对（WW）．表明该群体对所考察性状有贡献的等位基因在其后代群体中得到广泛分离，其表达易受水分环境的影响，符合典型数量性状特点．

不同水分条件下源库调节对小麦营养器官可溶性碳水化合物和籽粒千粒重的影响

以抗旱性有显著差异的两个冬小麦品种为材料,在干旱胁迫(DS)和正常灌溉(WW)条件下,研究了源库调节对小麦营养器官中可溶性碳水化合物(WSC)和籽粒千粒重(TGM)的影响.结果表明:缩库处理显著增加了小麦各营养器官WSC含量,且正向促进WSC的相对转运;减源处理反之.源库调节WSC含量及其相对转运量/率的效应为:干旱胁迫显著高于正常灌溉,抗旱品种(陇鉴19)显著高于水分敏感品种(Q9086),缩库处理对WSC含量的影响强度显著高于减源处理,穗下节和倒二节普遍高于倒三节、叶鞘和叶.减源处理下,陇鉴19的总WSC相对转运率的强势器官主要为叶鞘、穗下节和倒二节,而Q9086主要表现在倒二节和倒三节;两小麦品种果聚糖相对转运率的强势器官均为叶鞘、穗下节和倒二节.减源处理使陇鉴19和Q9086的TGM在干旱胁迫下分别下降27.3%和31.7%,在正常灌溉下分别下降25.3%和12.1%.缩库处理的WSC含量及其相对转运与TGM的相关系数显著大于减源处理;干旱胁迫处理显著高于正常灌溉处理,不同器官中WSC总含量和果聚糖含量与TGM普遍表现出较高的相关系数(r2>0.900);小麦WSC含量及其相对转运与TGM关联度较为密切的器官主要集中在叶鞘和穗下节.在干旱胁迫条件下,WSC总含量有关性状与TGM表现出较高关联度,而在正常灌溉条件下,蔗糖和葡聚糖有关性状与TGM普遍表现出较高关联度.源库关系对小麦不同营养器官WSC及籽粒千粒重的调节易受水分环境、基因型和营养器官位置的显著影响.

狭叶红景天引种驯化后抗氧化能力、主要活性物质含量及挥发性组分的变化

以甘肃省甘南藏族自治州碌曲县栽培和野生狭叶红景天为材料,分别对根茎(主根和侧根)的抗氧化能力、可溶性糖、总黄酮、酚类和红景天苷含量,以及挥发性组分进行研究.结果表明:狭叶红景天栽培根茎的自由基抑制率(I)、铁离子还原/氧化能力(FRAP),以及可溶性糖、总黄酮、酚类和红景天苷含量均显著大于野生根茎;栽培和野生根茎中均含有21种挥发性组分,相对含量较高的为苯乙酮、2-糠醛、棕榈酸等;与野生根茎相比,栽培根茎有15种组分的相对含量增加,主根中相对变化量较大的为3-羟基月桂酸、2,4-二叔丁基苯酚、亚麻酰氯等,侧根为2-乙酰呋喃、对羟苯基乙醇、丁子香酚等.栽培和野生侧根的I、FRAP值,以及总黄酮、酚类和红景天苷含量均显著大于主根.与主根相比,侧根有12种挥发性组分相对含量增加,变化量较大的为3-羟基月桂酸、10,13-十八碳二炔酸甲酯、对羟苯基乙醇等.栽培驯化后狭叶红景天根茎的抗氧化能力、主要活性物质含量及挥发性组分相对含量高于野生狭叶红景天,且侧根的品质更佳.