科研产出
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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NO_3~–缓解小麦根部NH_4~+毒性机理
《植物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：该研究探讨了小麦(Triticum aestivum)根系NH_4~+毒性以及NO_3~–缓解其毒性机理。与7.5 mmol·L~(–1) NO_3~–处理(CK)相比,7.5 mmol·L~(–1) NH_4~+处理(SA)抑制小麦根系生长,添加1 mmol·L~(–1) NO_3~–(AN)后缓解了对根系生长的抑制。转录组分析表明,与CK相比,SA处理下,编码糖酵解途径酶、发酵关键酶、呼吸爆发性氧化酶同源物(Rbohs)、交替氧化酶(AOX)和双加氧酶相关基因显著上调表达;编码TCA循环酶、ATP合酶和水通道蛋白(AQPs)相关基因显著下调表达。与SA相比,AN处理下,糖酵解、发酵途径、Rbohs、AOX和双加氧酶相关基因的表达下调,编码TCA循环酶、ATP合酶和AQPs的基因表达上调。蛋白质组分析表明,SA处理下,糖酵解与发酵相关酶以及AOX相关基因表达上调,而AQPs相关基因表达下调。AN处理下,糖酵解与发酵相关酶以及AOX相关基因表达下调,AQPs相关基因表达上调。综上所述,单独NH_4~+处理促进糖酵解和发酵途径,抑制TCA循环,能量生成减少,最终抑制小麦根系生长,这可能与NH_4~+处理引起根系缺O_2胁迫有关。添加NO_3~–后抑制了糖酵解和发酵途径,促进TCA循环和能量产生,显著缓解了根系缺O_2胁迫以及NH_4~+对根系生长的抑制。
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田间管理措施对滨海盐渍地区中低产田生产力的影响
《中国农业科技导报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究提高滨海盐渍化农田农业生产力的集约化种植方案,从2015年开始在山东省垦利区开展田间定位试验,综合考虑施肥量、施肥时期、种植密度、土壤改良剂等措施,试验设置农户习惯(farmer's practice,FP)、土壤改良(improved soil management,ISM)、作物调控(improved crops management,ICM)和土壤作物综合调控(integrated soil crop management,ISCM)4个处理,追踪小麦关键生育期的群体动态变化,分析小麦、玉米收获期干物质积累量和植株的氮磷钾养分吸收量,调查小麦、玉米产量及产量构成因素的变化,比较作物生产净收益、收获期0-20 cm土层的土壤脱钠率和钠吸附比.结果表明,相较于FP处理,ISM显著增加了小麦和玉米收获期穗数,最终产量分别提高25.2%和10.0%,净收入提高7.8%.此外,ISM处理土壤脱钠率达78.6%;ICM处理显著提高了小麦和玉米的群体干物质积累量,相较FP处理产量分别提高17.8%和10.7%,净收入增加19.3%;ISCM处理获得试验条件下小麦、玉米最大产量,分别为11.96和10.83 t·hm-2,净收入比FP处理提升20.8%,土壤脱钠率达82.9%.ISM处理能显著降低滨海盐渍土的钠离子含量,提高小麦玉米养分吸收能力并增加产量;ICM处理虽然增产效果低于ISM处理,但较低的投入成本能够获得更高的净效益.综合来看,ISCM处理能够协同实现土壤质量提升、作物增产和经济效益增加,是该研究条件下最优管理实践方案.研究结果可为区域中低产田产能提升提供技术理论支撑和示范样板.
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济麦44/济麦229重组自交系群体籽粒蛋白质含量QTL分析
《山东农业科学 》 2024
摘要：小麦籽粒蛋白质含量与面团流变学特性及加工特性的关系密不可分。本研究在2020—2021年济南试验基地（E1）及2021—2022年济南试验基地（E2）和济阳试验基地（E3）三个环境下，以“济麦44×济麦229”构建的包含285个家系的重组自交系群体(F2∶6 RILs)为材料，利用小麦55K SNP芯片构建高密度遗传连锁图谱，对籽粒蛋白质含量进行QTL分析。结果共筛选到2 344个SNP标记用于构建遗传连锁图谱，图谱总长度3 349.95 cM,平均标记密度为1.43 cM/标记。通过对籽粒蛋白质含量的QTL分析，共检测到18个籽粒蛋白质含量相关QTL,分布在1A、1B、2B、3D、4B、4D、5A、5B、5D、7A、7B共11条染色体上。Qpc.saas.4B-1在E1、E2和E3三个环境和BLUE（最佳线性无偏估计）值中均被稳定检测到，可以解释3.26%～23.79%的表型变异。Qpc.saas.4D和Qpc.saas.5A在两个环境和BLUE值中被检测到，分别解释2.42%～11.18%和2.48%～5.47%的表型变异，且Qpc.saas.4D与小麦矮秆基因Rht-D1b物理位置重合。本研究中检测到的QTL新位点Qpc.saas.4B-1、Qpc.saas.4D和Qpc.saas.5A是控制籽粒蛋白质含量的主效基因，具有高表型变异解释率。本研究结果可为小麦品质育种提供分子标记及理论参考。
关键词： 小麦 籽粒蛋白质含量 QTL分析 重组自交系 55K SNP芯片
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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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基于Sentinel-2影像的冬小麦种植面积早期提取研究
《中国农业信息 》 2024
摘要：【目的】文章旨在探讨基于高分辨率多光谱遥感影像进行冬小麦种植面积早期快速提取、冬小麦空间分布情况快速制图与精度验证的方法，为山东省冬小麦高产、优质种植和农艺肥水的处方决策提供全局性信息。【方法】（1）对Sentinel-2遥感影像数据进行预处理，然后采用历史种植分布数据自动提取与人工选取相结合方式构建冬小麦识别样本库，将样本分为小麦、林地、水体、建筑和道路及其他作物五大类；（2）采用随机森林算法计算机自动分类与影像人工解译相结合的方式，提取研究区冬小麦种植面积，绘制冬小麦种植空间分布图，并进行精度验证。【结果】（1）解译得到研究区冬小麦种植面积为54.41万hm~2，冬小麦种植面积的总体分布精度为97.05%,kappa系数为0.94，解译效果良好；（2）该文提出的方法可实现冬小麦种植面积高精度提取以及快速制图。【结论】早期精准掌握冬小麦种植面积及空间分布信息，能够为地方政府和农业部门指导农事活动提供科学依据。
关键词： Sentinel-2 冬小麦 种植面积 快速提取
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山东省典型污灌区土壤-小麦重金属健康风险评估
《环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探讨污灌区农田土壤-小麦体系中重金属的富集特征和潜在健康风险，选取山东省龙口市北部平原为典型区，系统采集了小麦籽粒和对应点表层土壤样品各63个，测定Cr、 Cu、 Ni、 Pb、 Zn、 As、 Cd和Hg的含量，对土壤和小麦籽粒的重金属含量水平、富集能力和健康风险进行研究.结果表明，土壤中8种重金属的含量均值超出山东省东部元素背景值，由Cd元素造成的土壤污染比较明显.小麦籽粒中Ni和Pb元素的样品超标率偏高，分别为100%和96.8%.小麦籽粒与土壤重金属含量间的相关性并不显著，总体上小麦籽粒对Zn、 Hg、 Cd和Cu的富集能力较强.以本地小麦面粉为食源时，健康风险评价结果显示，在当前食用量下，成人和儿童摄入的Ni元素分别占日允许摄入量的28.278%和131.980%,潜在威胁性较大.As和Pb的风险指数（HQ）超过1,是威胁研究区成人和儿童健康的主要物质，约占总风险的80%. 8种重金属的HQ总和虽低于安全值，但儿童的总风险值为成人的1.245倍，儿童的食品安全问题应引起足够重视.从空间分布来看，研究区南部的健康风险高于北部，今后应加强对南部地区的重金属污染防治工作力度.
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