宁春4号与河东乌麦杂交F_2代穗部性状分析及其重要QTL发掘

【目的】分析宁春4号与河东乌麦杂交F_2代的穗部性状,并利用SSR分子标记发掘其重要QTL,为宁夏小麦穗部性状改良提供理论参考。【方法】以宁春4号与河东乌麦杂交F_2代的331个单株为材料,利用方差分析、相关性分析、聚类分析和单标记回归分析等方法对5个穗部性状及其重要QTL进行定位研究。【结果】5个穗部性状在F_2代呈连续正态分布,符合多基因控制的数量性状的遗传特点。F_2代出现许多具有超亲性状的单株,穗长、总小穗数、结实小穗数、穗粒数和穗粒重的平均值分别为8.69 cm、18.01个、16.71个、33.07粒和1.19 g,超中亲比例分别达20.24%、44.71%、41.99%、34.14%和33.84%,超高亲比例依次为6.64%、18.73%、17.22%、34.14%和26.88%。5个穗部性状间均呈极显著正相关(P<0.01),表明这些性状对产量的贡献均较大。基于穗部性状测定结果,在遗传距离为5 c M时,可将F_2代331个单株分为八大类群,其中,类群Ⅰ平均穗长最长(为9.96 cm)、穗粒数最多(49.25粒)、穗粒重最重(1.61 g),类群Ⅷ平均总小穗数和结实小穗数最多,分别为21.40和19.57个,表明类群Ⅰ和Ⅷ为穗部性状优异类群。利用19个SSR分子标记共发掘出36个与穗部性状相关的QTL,其中,穗长、总小穗数、结实小穗数、穗粒数和穗粒重QTL数量分别有15、6、6、5和4个,分布在2A、4A、5A、1B、2B、3B、5B、7B、5D、6D和7D等11条染色体上,加性效应为-0.72～1.57,表型贡献率为2%～9%,LOD最大值为23.90,其中,4A染色体上检测到穗长、穗粒数和穗粒重QTL,5A染色体上检测到穗长、总小穗数和结实小穗数QTL,1B和5D染色体上均检测到穗长、总小穗数、结实小穗数、穗粒数和穗粒重QTL,2B染色体上检测到穗长、总小穗数、结实小穗数和穗粒重QTL,7B染色体上检测到穗长和总小穗数QTL,表明4A、5A、1B、2B、7B和5D等6条染色体存在QTL富集区。【结论】小麦杂交F_2代遗传性状处于高度分离,蕴藏着最大的数量遗传信息,为相关穗部性状分析及QTL发掘提供了可靠的遗传群体,检测到的36个QTL可用于小麦穗部性状的遗传改良。

致敏蛋白α亚基缺失型大豆氨基酸组成及营养评价

结合模糊识别方法评价的数学模型法和联合国粮农组织/世界卫生组织（Food and Agriculture Organiz ation/World Health Organization,FAO/WHO）、鸡蛋蛋白两种模式下的化学分析法评价两个致敏蛋白α亚基缺失型大豆蛋白质氨基酸营养价值,解析α亚基缺失特性对大豆氨基酸组分及营养品质的影响。用氨基酸分析仪测定氨基酸的组分和含量,α亚基缺失特性用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（sodium dodecylsulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE）确认,蛋白和脂肪含量用Perten 8620近红外谷物分析仪测定。结果表明：1）致敏蛋白α亚基缺失型大豆的氨基酸总量、必需氨基酸总量、蛋白质、油分含量不因α亚基的缺失而降低;2）致敏蛋白α亚基缺失型大豆的11S/7S比值在4.65以上,高于目前普遍报道的2.0~3.0;3）致敏蛋白α亚基缺失型大豆必需氨基酸含量接近或高于FAO/WHO标准;两种模式下,α亚基缺失型大豆的5种化学评分及贴进度值都很高,接近标准蛋白。致敏蛋白α亚基缺失型大豆蛋白质氨基酸组分平衡,11S/7S比值更优,营养品质更高。

SSR标记辅助回交转育大豆7S球蛋白α-亚基致敏蛋白缺失新品系

为快速培育7S球蛋白致敏蛋白α-亚基缺失的优质大豆新品系,以(α'+α)-亚基双缺失型材料日B为供体亲本,东农47为受体亲本,以杂交-回交转育方法为基础,结合SSR标记辅助遗传背景选择与主要农艺性状鉴定及品质分析,在BC2F4选育到7S球蛋白α-亚基缺失新品系Cb80。Cb80综合农艺性状优良,遗传背景回复率大于90%,其蛋白质及氨基酸总量为44.1%、41.95%,分别比轮回亲本东农47提高3.5和3.76个百分点。

宁春4号与河东乌麦杂交F_2代抗病性及分子标记鉴定

为给宁夏小麦抗病育种提供优异资源,以宁春4号、河东乌麦及其杂交F_2代331个单株为材料,进行了群体抗病性与分子标记鉴定。结果表明:宁春4号中感白粉病、条锈病和叶锈病,河东乌麦中抗至高抗白粉病、中抗条锈病和叶锈病。在F_2代分别鉴定出68、54、52个单株抗白粉病、条锈病、叶锈病,比例依次为20.54%、16.32%、15.71%,其中,50个单株同时抗白粉病和条锈病,44个抗白粉病和叶锈病,32个抗条锈病和叶锈病,29个抗白粉病、条锈病和叶锈病。在F_2代群体中检测到239个单株携带Pm16基因,22.59%携带该基因的单株表现田间抗白粉病;202个携带Yr2基因,16.83%携带该基因的单株抗条锈病;246个携带Lr24,17.07%携带该基因的单株抗条锈病;148个单株同时携带基因Pm16和Yr2,185个单株同时携带基因Pm16和Lr24,155个单株同时携带基因Yr2和Lr24,119个单株同时携带基因Pm16、Yr2和Lr24。新开发的6个SSR标记共检测到10个抗病性数量性状基因座(QTL),涉及2A、5A、3B、5D等4条染色体,加性效应为-0.15～0.08,对表型贡献率为2%～4%,连锁系数(LOD值)最大为10.40,其中,5A、3B和5D染色体存在抗病的QTL富集区。

宁春4号与河东乌麦杂交F2产量相关性状和抗病性及其QTL分析

在明确宁春4号与河东乌麦各自遗传性状的基础上,以宁春4号与河东乌麦杂交F2群体的331个单株为材料,进行产量相关性状、抗病性及其QTL分析,以期为宁夏回族自治区小麦遗传改良提供基因资源。结果表明,产量相关性状在F2群体均出现较大分离,有效分蘖数、经济系数的群体平均值分别为7.05个、0.37,均超过高亲亲本(分别为6.31个、0.31),超高亲比例分别达57.40%、75.23%;穗粒数、穗粒质量的群体平均值分别为33.07粒、1.19g,均低于低亲亲本(36.49粒、1.22g),超中亲比例分别达34.14%、33.84%,超高亲比例分别达34.14%、26.88%。类群Ⅰ的平均穗粒数最多(49.25粒)、穗粒质量最高(1.61g),类群Ⅴ的有效分蘖数最多(14.50个),类群Ⅶ的经济系数最高(0.46),为优异产量相关性状类群。有效分蘖数与穗粒数、穗粒质量,穗粒数与穗粒质量、经济系数,穗粒质量与经济系数均呈极显著正相关。分别有9.97%、0.91%、0.60%的单株表现为高抗白粉病(1~2级)、条锈病(1级)、叶锈病(1级),10.57%、15.41%、15.11%的单株表现为中抗白粉病(3~4级)、条锈病(2级)、叶锈病(2级),79.46%、83.69%、84.29%的单株表现为感白粉病(5~8级)、条锈病(3~4级)、叶锈病(3~4级)。有15.11%的单株同时抗白粉病、条锈病,13.29%的单株同时抗白粉病和叶锈病,9.67%的单株同时抗条锈病、叶锈病,8.76%的单株同时抗白粉病、条锈病、叶锈病。利用新开发的13个SSR标记共发掘出25个产量相关性状和抗病性相关QTL,涉及2A、4A、5A、1B、2B、3B、5D、6D、7D等9条染色体,加性效应为-0.19~1.57,表型贡献率为2%~9%,LOD值最大为23.40。其中,4A、5A、1B、3B、5D、6D染色体存在产量相关性状和抗病性QTL富集区。

玉米自交系响应高温、干旱胁迫的关键基因及通路

以4个不同的玉米自交系为材料,对高温、干旱处理后的苗期植株进行转录组测序。玉米自交系响应高温和干旱胁迫的差异表达基因(DEGs)分别为6966和6272个,在高温和干旱胁迫下4个玉米自交系相同的DEGs分别是705和871个。同时响应高温和干旱的DEGs有100个。在耐旱、耐热性强的玉米自交系中鉴定出18个特异的DEGs,其中锌指转录因子、WRKY转录因子、GT转录因子和B2热激转录因子在胁迫响应中发挥关键的调控作用。KEGG通路分析结果表明,耐旱、耐热性强玉米自交响应高温干旱胁迫的DEGs富集在生物学过程、分子功能、代谢过程、遍在蛋白代谢和氮代谢途径5条通路。热带、亚热带玉米种质的耐旱、耐热性强于温带玉米种质,可在热带、亚热带玉米种质中有效筛选耐旱、耐热基因。

生长调节剂吨田宝对新疆南部滴灌冬小麦生长发育的影响

为了促进小麦的高产稳产,以小麦品种新冬20为供试材料,于2014-2015年在新疆泽普县小麦育种家基地研究了不同生育时期喷施不同浓度吨田宝氨基酸水溶性化控叶面肥,研究其对冬小麦生育进程、叶绿素含量、农艺性状、产量等主要指标的影响。结果表明:喷施吨田宝均能提高叶片叶绿素含量,较对照显著提高了4.14%~11.59%,其中,起身期、灌浆前期分别喷施吨田宝750mL·hm^(-2)、750mL·hm^(-2)处理(即750+750)叶绿素含量最高,为53.9mg·kg^(-1);不同浓度吨田宝处理均能降低植株高度,增强作物抗倒伏能力;能提高次生根数、穗长及小麦群体总茎数,各处理产量较对照增加5.27%~14.56%,其中,450+450处理产量最高,为8 227.2kg·hm^(-2)。综合分析小麦农艺性状、叶绿素含量、干物质累积量、产量构成因子及产量后确定,起身期、灌浆前期分别喷施吨田宝450mL·hm^(-2)、450mL·hm^(-2)处理(即450+450)最佳。

微肥的施用方法

微肥是指土壤中或作物体内含量很低的元素，一般不超过0．1％。作物对微肥的需要量虽然很少，但不可相互代替。土壤中任何有效态微量元素供应不足，作物都会出现特殊的症状，如产量减少，品质下降，甚至收成无望。如果土壤中有效微量元素供应过量，也会导致作物中毒，生长不良，产量降低。

提高玉米杂交种质量的措施

在种子检验工作中,判定种子质量的4项重要指标是纯度、净度、发芽率、水分。其中纯度为质量的主要因子,发芽率是售种时的焦点,同时这2项指标主要靠田间综合控制,具有不可加工性。对于种子生产,田间质量管理工作尤为重要。因此,在种子生产过程中,要强化管理措施,严把田间监督检验关,千方百计提高杂交种质量。具体措施如下。