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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不同高低畦种植模式对冬小麦干物质积累和产量的影响
《江苏农业科学 》 2024 北大核心
摘要：为明确黄淮海流域不同种植模式下冬小麦产量、干物质积累、分配和转运的响应及其生理机制，筛选适宜的种植模式以实现小麦高产稳产。于2020—2022年冬小麦生长季，采用衡观35小麦品种为材料，设置小畦平作(SFP)、两高四低(THFLP)、四高两低(FHTLP)3种种植模式，分析不同种植模式下产量、干物质积累量、干物质转运量和叶面积指数等指标差异，并对其进行相关性分析。结果表明，THFLP处理下小麦产量、穗数和成熟期干物质积累量均最高，较SFP和FHTLP,2020—2021年产量分别提高23.65%、13.20%,穗数分别提高34.78%、18.83%,成熟期干物质总积累量分别提高45.89%、14.66%,叶面积指数分别提高66.69%、16.94%;2021—2022年产量分别提高24.21%、10.13%,穗数分别提高38.55%、21.38%,成熟期干物质总积累量分别提高47.57%、13.64%,叶面积指数分别提高75.30%、14.74%。3种种植模式花后干物质同化量对籽粒贡献率均高于花前营养器官转运量对籽粒贡献率，且2年花后干物质同化量对籽粒贡献率均以THFLP最高，与SFP、 FHTLP的差异均达到显著水平。综上，THFLP通过合理调整农田微地形优化小麦群体结构，达到增大种植密度、叶面积指数和加强花后干物质同化量的目的，以提高小麦干物质积累量，最终显著提高小麦产量，是井灌区较为理想的高产栽培模式。
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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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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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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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冠层活性相关性状全基因组关联分析及其对产量性状遗传效应的解析
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]冠层活性是反映作物生长发育的重要指标,发掘小麦冠层活性相关基因并分析其与产量性状的关系,为解析产量遗传结构和辅助育种提供理论支撑.[方法]以 166 份国内外小麦品种为材料,将其种植于河南安阳和安徽濉溪,结合已构建的包含326 570个来源于小麦90K和660K SNP芯片标记的高密度整合物理图谱,对苗期和花后10 d归一化植被指数(NDVI-S和NDVI-10)及花后 10 d旗叶叶绿素含量(Chl-10)进行关联分析,并与前期利用相同材料得到的产量相关性状结果进行比较.[结果]NDVI-S、NDVI-10和Chl-10在基因型、环境及基因型×环境互作间变异方差均达极显著(P<0.01)差异,广义遗传力(h2 b)分别为 0.81、0.81 和 0.91.分别检测到 13、12 和 15 个与NDVI-S、NDVI-10 和Chl-10 显著相关的位点,其中,有12、11和12 个为新位点,5个位点与2个以上性状有关.166份小麦品种含有NDVI-S、NDVI-10和Chl-10优异等位基因数变幅分别为4-11、3-11和4-12,且随着优异等位基因数目增加其对应表型值呈递增趋势.NDVI-S与千粒重、粒长和粒宽显著正相关(P<0.01);Chl-10 与产量和旗叶宽显著正相关(P<0.01),与单位面积穗数、株高和穗下节长显著负相关(P<0.01).检测到7个同时与产量和冠层活性相关的多效性位点.[结论]NDVI-S可用于品种产量性状的选择,检测到的稳定位点和多效性位点可在开发标记后用于育种材料的检测.
关键词： 小麦 冠层活性 产量 归一化植被指数 叶绿素含量 关联分析
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31份小麦材料中抗旱基因的KASP检测
《麦类作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为明确小麦材料中抗旱相关基因的组成,利用已报道的29个标记(11个新转化的KASP标记以及已报道的18个KASP标记),对16份抗旱小麦品种和15份高产小麦品种进行KASP检测.结果表明,多数基因位点在抗旱小麦品种和高产小麦品种间的优异等位基因数目无明显差别;TaPYL1-1B、Wcor14-2B、TaSRL1-4A、TaSnRK2.3-1A、QTDW.caas-6BL位点的优异等位基因在旱地品种中占比较高,而TaWRKY512B和TaSnRK2.4-3A位点的优异等位基因仅存在于抗旱品种中,前者的供体材料为晋麦47、晋麦92和晋麦101,后者的供体材料为济麦379.
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施氮量对花后高温胁迫下冬小麦籽粒淀粉合成的影响
《作物学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探明氮肥对花后高温胁迫下小麦籽粒淀粉合成的响应机制,明确氮肥缓解高温胁迫危害的生理机理及适宜运筹措施,本研究于2018-2019年和2019-2020年在山东济南、济阳试验基地进行,以不同耐热性小麦品种济麦44(耐热型)和新麦26(敏感型)为材料,设2个温度水平(对照:CK;花后10~16 d高温:H)和3个施氮量(N1:180 kg hm-2;N2:240 kg hm-2;N3:300 kg hm-2),研究了施氮量对花后高温胁迫后粒重、灌浆特性、蔗糖与淀粉合成及其相关酶活性影响.结果表明,花后高温显著缩短2个品种各施氮处理的灌浆天数,显著降低了籽粒最大灌浆速率、支链淀粉含量、总淀粉含量及支/直比值.花后高温胁迫下,与180 kg hm-2和300 kg hm-2处理相比,240 kg hm-2处理2个品种旗叶中蔗糖含量最高;同时籽粒中直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量和粒重最高;籽粒中蔗糖合成酶分解方向(SS-I)活性、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性和淀粉分支酶(SBE)活性最高.花后高温胁迫和240 kg hm-2施氮量处理下,济麦44旗叶中蔗糖合成酶合成方向(SS-II)和籽粒中蔗糖合成酶分解方向(SS-I)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)活性均显著高于新麦26;济麦44旗叶中蔗糖含量、籽粒中淀粉含量和粒重显著高于新麦26.研究表明耐热性不同品种在适宜施氮量(240 kg hm-2)下能保持高温胁迫后较高的旗叶合成蔗糖能力和籽粒分解蔗糖能力,维持高温胁迫下籽粒较高的淀粉合成底物供给能力,适宜施氮量可以缓解高温胁迫对籽粒淀粉合成的抑制作用.合理施氮和选择耐热性强的品种是提高冬小麦花后高温胁迫后籽粒淀粉含量和缓解高温胁迫危害的一项应对措施.
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灌水量对不同需水型冬小麦产量建成及水分利用效率的影响
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：为明确灌水量对不同需水型冬小麦产量建成及水分利用特征的影响,以协同提升黄淮海平原冬小麦产量和水分利用效率(WUE),本试验以高肥水冬小麦品种济麦 22 和耐旱冬小麦品种山农 25 为材料,研究不同灌水处理(W0:全生育期不灌水;W1:拔节期和开花期分别灌水 60 mm;W2:越冬期、返青期、拔节期和开花期分别灌水60 mm)对不同需水型冬小麦干物质积累、灌浆特性、光合特性、产量及水分利用效率的影响,分析不同灌水量与品种间的互作效应.结果表明,适宜灌水量可显著提高不同需水型冬小麦品种的旗叶净光合速率(Pn)、籽粒灌浆活跃期(P)和平均灌浆速率(V),进而提高产量.济麦 22 在W2 处理下两年平均产量比W0 和W1 处理分别显著提高 32.70%和 9.03%;山农 25 在W1 处理下两年平均产量比W0 处理显著提高23.70%,与W2 处理无显著差异.W1 处理下,济麦 22 和山农 25 两年度平均水分利用效率分别比W2 处理显著增加 17.97%和 39.84%.互作效应分析表明,品种和灌水量的交互作用对冬小麦产量建成和水分利用效率影响显著.综上,灌水量、品种及其互作效应通过增加穗数、延长籽粒灌浆活跃期和提高平均灌浆速率来提高冬小麦产量和水分利用效率,优化灌水量与品种匹配可实现冬小麦产量与水分利用效率的协同提升.
关键词： 冬小麦 灌水量 品种 灌浆特性 产量 水分利用效率
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