科研产出
旱地小麦区试品系中抗旱高产相关基因的KASP标记检测
《山西农业科学 》 2024
摘要：利用分子标记检测小麦区试品系，明确其优异等位基因组成，有利于进一步精准改良利用。分析KASP标记检测中存在的问题，有助于促进分子育种应用。以山东省2021—2022年小麦旱地区试24份参试品系为材料，利用32个抗旱高产相关基因的KASP标记，分析KASP标记检测中存在的异常结果和材料的优异等位基因利用情况。结果表明，未知基因型产生的主要原因是KASP反应失败或非特异扩增。混合DNA样品检测结果为杂合的主要原因是单株间基因型不一致，次要原因是错误分型。32个KASP标记中，14个标记的优异等位基因检出率超过83%，表明这些基因在育种中已经得到有效利用；17个标记的优异等位基因检出率低于50%，其中，WRKY51-2B、AX-95025477-7B、SnRK2.4A3、TaMoc-2433和NCED1 5个标记的优异等位基因未检出，表明这些基因在育种中利用较少，可通过分子标记辅助选择开展遗传改良。24份材料中，HQ04携带20个优异等位基因，是数量最多的，可作为基因供体用于育种。利用KASP标记开展辅助选择定向精准提高优异等位基因在小麦育种中的利用率仍有可为。
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叶黄素合成关键基因及小麦生物强化研究展望
《分子植物育种 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：全球超过22亿人具有视力障碍，人们的视力健康面临着新的威胁。叶黄素是构成视网膜的黄斑色素，能够滤过蓝光，增强免疫力，是最有效、最有潜力的维护视力的物质。中国北方的人们主要以面食为主，叶黄素小麦能够让人们在吃主食的同时摄入叶黄素，免去单独补充保健品的昂贵费用，而且生物强化也是解决人类微量元素短缺问题的重要手段，所以选育富含叶黄素的小麦品种和提高小麦中叶黄素的含量显得尤为重要。本综述回顾了叶黄素的发现、结构以及功能，综述了叶黄素的测定方法、合成关键酶和基因及叶黄素小麦的选育，探讨了小麦叶黄素生物强化存在的问题及发展趋势，为今后叶黄素小麦产业发展提供参考，助力农业高质量发展。
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小麦四个抗白粉病基因的KASP标记检测
《山东农业科学 》 2024 北大核心
摘要：为提高Pm13的检测效率,了解Pm21、PmV、Pm12和Pm13共4个小麦抗白粉病基因在山东小麦育种中的利用情况,本研究通过测序和引物设计成功转化了Pm13的KASP标记,并采用4个基因的KASP标记对2022-2023年山东省小麦高产区试组和强筋区试组的140份参试品系和2份区试对照品种进行检测,结果显示140份材料均不含上述4个基因,表明它们在山东小麦育种中应用较少.本研究可为利用KASP标记开展小麦抗白粉病基因的分子标记辅助选择提供参考,促进其育种应用.
关键词： 小麦 抗白粉病基因 Pm13 KASP标记 分子标记辅助选择
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小麦大、小粒材料的细胞学鉴定及其粒重相关基因表达研究
《山东农业科学 》 2024
摘要：籽粒大小是影响小麦产量的重要农艺性状，开展控制籽粒大小相关基因的筛选鉴定和表达研究对小麦高产育种具有借鉴意义。本研究利用染色体计数和荧光原位杂交(FISH)的方法对15份大粒材料(千粒重高于50 g)和15份小粒材料(千粒重低于21 g)进行鉴定，结果显示，京5044、京5085、藏1783、黑72-0484、LJ15鉴010共5份大粒材料的染色体条数为28,为四倍体小麦；其余材料染色体条数均为42,为六倍体小麦。选取六倍体的大粒和小粒材料各3份作为试验材料，用水稻和拟南芥的64个粒重相关基因在小麦基因组中筛选同源基因，对其进行qRT-PCR分析，选出6个在大、小粒材料中表达量存在显著差异的基因进行对比分析。结果表明，基因RiGSK2、RiGW8和RiGGC2在大粒材料HR2015-1-1-2-9中表达量较高，RiGS3和RiD11在小粒材料红秃头3中表达量较高，ArTTG2在3份小粒材料中表达量均较高，推测这6个基因可能是控制小麦粒重的关键基因，在后续研究中将进一步验证它们对小麦产量的贡献。
关键词： 小麦 籽粒大小 荧光原位杂交(FISH) 粒重相关基因 表达分析
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ICARDA引进-小麦苗期抗旱性的全基因组关联分析
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】干旱是限制小麦生产最主要的逆境因子之一。挖掘、鉴定优异抗旱新种质、克隆抗旱新基因，以期丰富我国小麦抗旱遗传基础，为小麦抗旱遗传改良提供材料。【方法】以198份从国际干旱地区农业研究中心（ICARDA）引进的抗旱种质为材料，采用PEG-6000模拟干旱方法，通过调查苗期干旱和正常条件下的地上部鲜重、地下部鲜重、生物量和根冠比4个性状，鉴定、评价其抗旱性，结合660K SNP芯片对其抗旱性进行全基因组关联分析，发掘抗旱性相关染色体区间及关联位点，结合干旱胁迫下根等多组织的表达量数据，筛选抗旱性相关基因，最后以强抗旱性品系IR214和干旱敏感品系IR36为材料，利用qRT-PCR方法对候选基因进行验证，并分析关键候选基因的优异单倍型。【结果】干旱胁迫下，小麦的生长发育受到显著抑制，各性状表型均显著低于正常对照，不同小麦品系间也表现出显著差异，4个性状在2种处理下均呈现正态分布，变异系数为0.363—0.760，多样性指数为0.310—0.400；基于加权隶属函数值（D值）综合评价各个品种的抗旱性，发现品系IR214的D值最大，为0.851，其次为IR92、IR213、IR235和IR218等，它们可作为新的优异抗旱种质；在此基础上，通过全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS），共检测到102个与4个性状抗旱系数显著关联的SNP位点，表型变异解释率范围为1.07%—38.70%，其中，与地上部鲜重相关的位点60个、地下部鲜重相关位点1个、生物量相关位点36个以及根冠比相关位点5个；基于基因组注释信息，筛选到31个抗旱相关基因，结合根等不同组织的RNA-seq数据，筛选出4个抗旱候选基因，对差异表达的候选基因进行qRT-PCR验证，鉴定到2个关键抗旱候选基因；最后，分析候选基因的单倍型效应，发现TraesCS6A02G048600的AX-86174509位点，2种基因型在抗旱性状上具有显著差异，是潜在的功能位点。【结论】共检测到102个与苗期抗旱性显著关联的位点，筛选出TraesCS5B02G053500和TraesCS6A02G048600 2个关键候选基因，TraesCS6A02G048600的AX-86174509位点是潜在的抗旱性功能位点。
关键词： 小麦 干旱胁迫 660K SNP芯片 全基因组关联分析 候选基因
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小麦TaHKT家族基因的生物信息学分析
《麦类作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：高亲和性钾离子转运蛋白（high-affinity K+ transporter, HKT）是植物体内一种非常重要的离子转运蛋白，具有运输Na+/K+的能力，在植物响应盐胁迫过程中发挥重要作用。为系统了解小麦TaHKT家族基因，挖掘有效的小麦耐盐基因，本研究采用生物信息学的方法，对小麦TaHKT家族基因进行了全基因组分析，鉴定了家族成员，构建了系统进化树，并对其跨膜结构域、染色体定位、基因结构、Motif、上游顺式作用元件、共线性以及表达谱等进行了分析。结果鉴定出23个TaHKT基因，其编码蛋白质长度为443～590 aa,等电点范围8.2～10.4,跨膜结构域为6～8个。23个基因分布于小麦的2、4、6、7号染色体上，根据亲缘关系可将其分为3个亚族，同一亚族的成员具有较为相似的Motif组成和基因结构。23个基因中，发现了4对串联重复基因，10对大片段复制基因，具有良好的共线性。顺式作用元件分析发现，大部分TaHKT成员含有盐胁迫响应元件MYB、G-box、ABRE和DRE。表达谱分析发现，TaHKT基因在小麦的16种组织中均有表达，在根、茎中的表达量较高，其中TraesCS4D02G361300（ID,下同）在根中的表达量最高。在盐胁迫处理后，不同成员对盐胁迫响应程度不同，TraesCS7B02G318400在盐胁迫处理后表达量逐渐降低；TraesCS2B02G451400和TraesCS2D02G428200在盐胁迫处理后的表达量也明显降低；TraesCS2B02G451800在根部几乎不表达，但在受到盐胁迫处理后表达量逐渐提高，推测它们在小麦抵御盐胁迫过程中发挥不同作用。
关键词： 小麦 TaHKT 生物信息学 基因家族分析 盐胁迫
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小麦ERF亚族转录因子参与逆境胁迫的研究进展
《山东农业科学 》 2024 北大核心
摘要：小麦是中国三大粮食作物之一,其生长发育过程中会受到多种逆境胁迫的影响.AP2/EREBP是植物特有的一个庞大的转录因子超家族,普遍参与生长发育和逆境胁迫应答等生物学进程.ERF类转录因子是AP2/EREBP转录因子超家族的一个亚族.本研究结合国内外相关研究进展,简要综述了小麦ERF亚族转录因子的结构特征与分布,重点阐述近年来小麦ERF亚族转录因子响应高盐、干旱、低温、重金属、病原菌侵染等逆境胁迫的功能和机制研究进展,最后展望了ERF亚族转录因子的研究方向和应用前景.
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烯效唑处理对甘薯产量、土壤残留和后茬小麦生长的影响
《江苏师范大学学报（自然科学版） 》 2024
摘要：在甘薯膨大初期设置叶面喷施和随水根部滴灌烯效唑的施用方式,研究烯效唑对甘薯块根产量、土壤残留和后茬小麦生长的影响.结果表明,适当的烯效唑处理能抑制甘薯地上部的生长,促进块根膨大,提高块根产量,其中叶面喷施的增产效果优于随水根部滴灌.高效液相色谱检测表明,各处理组土壤中烯效唑残留浓度均低于0.1 mg/kg,但是后茬土壤的生物效应试验显示,烯效唑有效成分施用量≥10 g/666.7 m2时,土壤中的残留有可能对后茬作物产生影响.后茬小麦田间试验结果发现,随着甘薯生产中烯效唑施用期延后和剂量的增加,后茬小麦的株高和产量显著下降.因此,北方薯区春薯栽后67 d左右,进行<10 g/666.7 m2烯效唑叶面喷施可以提高甘薯产量,同时对后茬小麦没有不良影响.
关键词： 甘薯 烯效唑 产量 叶面喷施 滴灌 土壤残留 小麦
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引进美国小麦种质资源抗病性及品质性状鉴定
《核农学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为了挖掘新的种质资源,本研究对引自美国的442份小麦材料对白粉病和条锈病的抗病性、蛋白含量以及高分子量麦谷蛋白(HMW-GS)亚基组成进行了鉴定分析.抗病性鉴定结果显示,153份材料抗白粉病,27份抗条锈病,6份兼抗两种病害.蛋白质含量达到GB/T 17892-1999《优质小麦 强筋小麦》一等(粗蛋白质含量≥15.0%)的样品有143份.高分子量麦谷蛋白检测发现,供试材料共含18种HMW-GS亚基和100种不同亚基组合类型,其中N,7+9,5+10出现次数最多,优质亚基1、2*、7oe、17+18、5+10的材料分别占总材料数的25.6%、5.2%、27.8%、7.7%和25.6%,含7oe,5+10亚基的有36份,含2*,5+10亚基的有1份,含2*,7oe亚基的有7份.综合抗病性及品质分析结果显示,PI 17738等11份材料至少抗1种病害,且蛋白含量≥15.0%,湿面筋含量≥35.0%,同时含有稀有优质亚基.以上11份材料可作为我国优质、抗病小麦培育亲本,为我国小麦抗病和品质遗传改良提供优异基因源.
关键词： 小麦 白粉病 条锈病 蛋白质含量 高分子量麦谷蛋白(HMW-GS)
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不同品质类型小麦淀粉积累动态及其面包、面条加工品质研究
《中国种业 》 2024
摘要：面食在食品工业中占有重要地位，面包和面条主要由小麦粉制成，因其感官吸引力、适口性、低成本和储存稳定性而在世界各地广受欢迎。淀粉在决定小麦的理化性质和蒸煮品质方面起着非常重要的作用，其含量及积累动态对小麦的加工品质有重要影响。以6类12个不同面包和面条品质的小麦为试验材料，测定不同时期各品种籽粒中的总淀粉含量、直链淀粉含量、支链淀粉含量的变化，对11个淀粉合成酶相关基因进行表达量的测定。结果表明，开花24d后优质品种的直链淀粉含量明显低于劣质品种；面条优质小麦花后24d支链淀粉含量迅速增加，开花后36d优质品种的支链淀粉较高；开花24d后面包劣质小麦总淀粉含量最高，面包优质品种最低，其他类型品种的平均总淀粉含量差异不大；面包优质和面包面条兼优小麦的SBEI在灌浆后期表达量较高，面包优质小麦SBEIIb在灌浆中期的表达量较高，与优质小麦支链淀粉含量较高相吻合；直链淀粉含量及直支比低的小麦品种面粉的面包、面条品质较好。在面包、面条加工过程中，通过降低淀粉中直链淀粉的含量能有效提高加工品质，直链淀粉含量/支链淀粉含量比值可以作为评价面包、面条品质的指标，为今后的品质改良提供参考。
关键词： 小麦 面包 面条 品质 淀粉含量 淀粉合成基因 直支比
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