科研产出
小麦远缘杂交现状、抗病基因转移及利用研究进展
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：小麦近缘植物中含有丰富的抗病、抗逆和抗虫等基因,是小麦育种的优异基因源。通过远缘杂交可以将近缘植物优异基因转移给小麦,创制包括双二倍体或部分双二倍体、附加系、代换系和易位系等在内的小麦-近缘植物异染色体系。这些含小麦近缘植物血缘的异染色体系是研究物种染色体行为与进化、基因定位与作图的重要素材,也是拓宽小麦的遗传基础、抵御小麦重要病虫害、增加小麦产量和提升小麦品质的重要物质基础。为了更加清晰地了解小麦远缘杂交概况及小麦近缘植物抗病基因向小麦的转移,也为今后小麦远缘杂交研究和种质资源的开发利用提供参考,文中对小麦族物种分类、小麦远缘杂交的定义与意义、小麦族山羊草属、黑麦属、偃麦草属、簇毛麦属、冰草属、大麦属、披碱草属、赖草属、新麦草属以及旱麦草属物种与小麦远缘杂交现状和异染色体系创制情况进行了概括,并对来源于小麦近缘植物被正式命名的17个抗条锈病基因、35个抗叶锈病基因、30个抗秆锈病基因、41个抗白粉病基因、3个抗赤霉病基因、1个抗麦瘟病基因、1个抗叶枯病基因、1个抗颖枯病基因、4个抗褐斑病基因、2个抗眼斑病基因、1个抗梭条花叶病基因、2个抗线条花叶病基因和2个抗禾谷类黄矮病基因向小麦的转移情况及其所在染色体的位置信息进行了归纳。小麦-黑麦1RS·1BL易位系、1RS·1AL易位系和小麦-偏凸山羊草2NS/2AS易位系等抗病优良种质的育成与利用在世界小麦育种史上做出了突出贡献,然而,这仅仅得益于对少数抗病基因的利用。与目前已经被命名的基因数量相比,被利用到小麦育种中的抗病基因相对较少。文中分析了当前已命名抗病基因利用情况比例偏低的原因,并对今后如何利用这些抗病基因提出了建议。同时,还列举了已克隆的源自小麦近缘植物的抗病基因,并对克隆这些基因的方法以及今后可能的研究热点进行了分析,认为加强无遗传累赘的小麦-近缘植物易位系的创制与应用仍可能是今后小麦育种材料创新与新品种培育的一个重要发力点。
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抗旱制剂浸种对干旱胁迫下小麦幼苗SOD活性和形态指标的影响
《山东农业科学 》 2020
摘要：为了提高小麦苗的抗旱能力,用自制的抗旱剂进行浸种后模拟干旱试验。结果表明:制剂2浸种后进行干旱胁迫处理,小麦幼苗SOD活性比清水+胁迫处理提高40. 9%～60. 0%,提高的原因是能诱导出新的同工酶,活性维持时间为35天;抗旱剂处理后再进行干旱胁迫,小麦幼苗根系活力明显增强,根长和根干重都有不同程度的增加,其中制剂2和制剂3处理,根长比清水浸种后胁迫处理提高1. 0倍和69. 8%,根干重提高1. 5倍和85. 7%,根数提高1. 3倍和1. 0倍。制剂2处理茎叶干重最大,比清水+胁迫处理增加70. 4%,根冠比增加48. 1%。综上,本试验条件下制剂2是缓解麦苗干旱胁迫效果较理想的制剂。
关键词： 小麦幼苗 抗旱制剂 浸种 SOD活性 干旱胁迫 形态指标
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不同耕种模式对小麦群体光合和氮肥利用的影响
《山东农业科学 》 2020
摘要：为解决山东省小麦播种作业环节多、肥料利用率低等问题,本研究在济南、淄博设置小麦振动深松免耕施肥播种(MT处理:使用2BMZS-12-6振动深松免耕施肥播种机)、深翻播种(DT处理)、旋耕播种(RT处理) 3个单环节对比试验,研究不同耕种模式对土壤理化性状、小麦光合生产和氮肥利用效率的影响.结果表明:小麦振动深松免耕施肥播种可显著降低20~40 cm土层土壤容重,显著提高籽粒氮素含量,较深翻播种、旋耕播种提高氮素收获率和氮肥偏生产效率,显著提高小麦群体透光性和群体光合特性,两试点MT处理小麦产量较RT、DT分别增产7.4%、1.4%和4.4%、2.7%.
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小麦籽粒PPO活性检测方法改良与应用
《麦类作物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：小麦籽粒多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性是造成面粉及其制品酶促褐变的最主要原因.为快速、准确地检测小麦籽粒PPO活性,将酶标仪应用于PPO活性测定,对小麦籽粒PPO活性传统检测方法(AACC 22-85.01)进行了改良,并利用改良方法测定了283份国内外小麦品种PPO活性.结果 表明,改良方法与传统方法所测PPO活性呈极显著正相关,相关系数达0.982.应用改良方法对144份小麦品种PPO活性进行重复测定,三次重复间的相关系数高达0.993~0.994.283份国内外小麦品种PPO活性变异范围为1.12 U· g-1·min-1~10.95 U· g-1·min-1,筛选到34份PPO活性较低的品种,可作为亲本材料用于低籽粒PPO活性小麦品种选育.与传统方法相比,改良方法大大减少了工作量,缩短了检测时间,效率提高约12~15倍.因此,本研究中改良的AACC 22-85.01法是一个操作简便、准确可靠、稳定高效的小麦籽粒PPO活性检测方法,可代替传统AACC 22-85.01法用于PPO活性大规模测定,为面制品色泽性状遗传改良提供技术支撑.
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小麦Pinb基因启动子区CRISPR/Cas9基因编辑载体的构建
《山东农业科学 》 2020
摘要：CRISPR/Cas9介导的基因组编辑技术已经逐渐成熟并在多种植物中得到成功应用,促进了基因功能的研究。小麦籽粒硬度是决定小麦加工品质的重要性状,Pinb是控制籽粒硬度的关键基因之一。本研究以小麦Pinb基因为对象,联合采用常规PCR和Golden Gate cloning技术,构建了包含小麦Pinb基因启动子区双靶点的CRISPR/Cas9基因编辑载体。将重组载体转入小麦原生质体中进行sgRNA活性的检测,在两个靶点位置均发生了突变,编辑效率分别为4. 57%和4. 37%,基因编辑类型包括碱基替换和碱基缺失。该研究为在小麦中实现Pinb基因的定点突变奠定了基础,对其功能研究和小麦品质改良均具有重要意义。
关键词： 小麦 CRISPR/Cas9 基因编辑 Pinb基因
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施氮量对花后高温胁迫后小麦同化物积累、转运及产量的影响
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]明确不同施氮量对高温胁迫后小麦同化物积累和转运的影响及其生理基础,以期为小麦抗逆稳产栽培提供技术和理论依据.[方法]于2018-2019年在济南和济阳两地进行,以济麦44为材料,田间搭建高温棚进行高温胁迫处理,设置2个温度处理(CK:未胁迫,H:花后高温胁迫),3个氮肥水平(低氮N1: 180 kg·hm-2,常规氮N2:240 kg·hm-2,高氮N3:300 kg·hm-2).通过分析小麦花前同化物质的转运、成熟期同化物质的积累与分配、叶片与籽粒中蔗糖合成酶在同化物转运中的作用,阐明了不同施氮量对花后高温胁迫后小麦籽粒产量形成的影响机制.[结果]不同施氮量对高温胁迫后小麦的减产率影响不同,N1处理减产率为54.78%(济南)和50.19%(济阳),N2处理为24.05%(济南)和25.29%(济阳),N3处理为54.49%(济南)和44.13%(济阳).高温胁迫后,与N1和N3处理相比,N2处理成熟期同化物积累量、花前营养器官同化物向籽粒中转运量和转运率、花后同化物积累量和积累率、同化物向籽粒中的分配比例均显著增加;N2处理旗叶SPAD值、蔗糖合成酶SS-Ⅱ合成方向活性和籽粒蔗糖合成酶SS-I分解方向活性增加.[结论]本试验条件下,施氮量为240 kg·hm2可以显著减缓高温胁迫后旗叶衰老,维持旗叶中SS-Ⅱ和籽粒中SS-Ⅱ较高的酶活性,保持较高的同化物合成能力和向籽粒中的转运能力,提高同化物向籽粒中的积累量和分配比例,降低高温胁迫后小麦籽粒产量的损失率.
关键词： 小麦 施氮量 高温胁迫 同化物质积累 同化物质转运 籽粒产量
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小麦重要生育期和入仓阶段籽粒真菌污染及呕吐毒素积累情况分析
《农产品质量与安全 》 2020
摘要：调查分析了济麦22、 济麦23、 济麦229、 济麦44和济糯麦1号等5个山东省主要栽培小麦品种生长发育和采后入仓期间籽粒的真菌污染以及呕吐毒素积累情况,分别在小麦籽粒灌浆期、 成熟期和采后入仓3个阶段进行采样,对污染真菌进行分离、 纯化,并进行形态学鉴定和基于18S核糖体DNA的ITS序列的分子鉴定,测定小麦籽粒生长发育期呕吐毒素积累情况.试验共分离到603株真菌,分属9个属,分别是镰孢属、 曲霉属、 青霉属、 交链孢属、 毛霉属、 根霉属、 毛壳菌属、 篮状菌属和黑孢霉属;小麦籽粒成熟期真菌污染和呕吐毒素积累最严重;济麦22和济麦23受真菌污染最轻,其次是济麦44和济糯麦1号,济麦229污染最重.结果表明,小麦受真菌和毒素污染的程度与籽粒生育期和品种相关;小麦籽粒成熟期前是小麦病害与呕吐毒素污染防控的关键阶段,可以在小麦成熟期前采取措施对真菌污染和呕吐毒素积累进行防控;采收时避免交叉感染,防止入仓时小麦携带大量病原菌加重污染,这些均可作为小麦真菌病害防治的理论依据.
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干旱胁迫对冬小麦水分关键期的生理特性和物质生产影响
《沙漠与绿洲气象 》 2019
摘要：试验于2016—2017年和2017—2018年连续2个冬小麦生长季在自动控制遮雨棚内的水分控制场进行,以"齐麦2号"为试材,在水分关键期(拔节期—扬花期)设计5个梯度水分处理(T1处于适宜水平,T2、T3、T4、T5分别按照水分关键期常年降水量减少20%、50%、75%、100%进行一次性补水)和1个雨养对照的水分控制试验,模拟研究不同程度干旱胁迫对水分关键期冬小麦叶片光合生理特性、抗氧化酶活性及产量结构的影响。结果表明:轻度干旱胁迫会造成冬小麦叶片P_(max)、Gs、Ci降低,Ls升高,气孔因素是导致冬小麦叶片光合速率降低的主要原因;而重度干旱胁迫下冬小麦叶片Ci升高,Ls降低,非气孔因素是导致冬小麦叶片光合速率降低的主要原因。轻度干旱胁迫会迫使冬小麦叶片SOD酶、POD酶、CAT酶活性显著升高,从而减轻MDA含量升高对冬小麦叶片膜系统的损伤,复水后抗氧化酶活性和MDA含量均可恢复至正常水平,而重度干旱胁迫下冬小麦叶片SOD酶、POD酶、CAT酶活性受到抑制,无法清除叶片内过多的MDA,复水后抗氧化酶活性和MDA含量均无法恢复至正常水平,叶片膜系统遭受不可逆的破坏。此外,水分关键期干旱胁迫还导致冬小麦灌浆速率、千粒重、穗粒数显著降低、不孕穗率升高,理论产量大幅降低。
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低温冷害下播期对不同小麦品种抗寒特性及产量的影响
《山东农业科学 》 2019
摘要：为了研究低温冷害下播期对不同小麦品种抗寒特性及产量的影响,本研究以高产品种济麦22和强筋品种济麦229为材料,于2017-2018年小麦生长季,在监测试验点低温冷害发生过程中气温变化前提下,比较低温冷害下4个播期(10月1日、12日、20日、28日)处理小麦叶片的饱和渗透势和SPAD值、开花期和灌浆期旗叶净光合速率(Pn)和SPAD值、小穗结实率及籽粒产量.结果表明,济麦22播期推迟至10月20日时,受低温冷害影响,上述指标及叶片饱和渗透势与10月12日播种处理均无显著差异,播期推迟至10月28日,小麦叶片抗冻能力显著提高,但籽粒产量显著下降.济麦229的10月12日播种处理,上述指标与10月1日播种处理均无显著差异,播期推迟至10月20日,叶片抗冻能力及籽粒产量均显著下降,开花期和灌浆期旗叶Pn、SPAD值也出现不同程度的下降.因此,综合考虑上述各生理指标及籽粒产量,本试验条件下,济麦22可适期晚播至10月20日,济麦229可适期晚播至10月12日.
关键词： 小麦 品种 播期 低温冷害 抗寒特性 光合速率 产量
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冬前镇压和灌溉对冬小麦植株形态和产量的影响
《中国农业大学学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为明确冬前镇压和灌溉对山东省冬小麦生长发育的影响,在2016-2017年小麦生长季,以‘济麦22’为材料,利用大田随机区组试验,分析冬前镇压+灌溉(C+I)、单独灌溉(I)和单独镇压(C)处理对冬小麦植株形态和产量的影响.结果 表明,1)与对照(常规种植管理,CK)相比,冬前镇压+灌溉、单独灌溉或镇压都可提高分蘖数、分蘖成穗率和成熟期株高,其中镇压+灌溉处理提高值最大,其次是单独镇压或灌溉处理;2)冬前镇压+灌溉、单独镇压和单独灌溉处理均可降低灌浆期小麦基部第一和二节间长度,增加其比茎重、茎粗以及壁厚,镇压+灌溉处理作用最大,其次是单独镇压和灌溉处理;3)冬前镇压+灌溉、单独灌溉和镇压处理可降低小麦花前贮藏物质的转运量、转移率以及对籽粒的贡献率,却可显著提高花后干物质的积累、转运量、转运率及其对籽粒的贡献率,其中冬前镇压+灌溉处理对物质转运影响最大;4)冬前镇压+灌溉、单独灌溉和镇压处理显著提高小麦单位面积穗数、产量和收获指数,其中最大值出现在镇压+灌溉处理,其次是灌溉和镇压处理.本研究表明,镇压+灌溉(C+I)或单独灌溉(I)或镇压(C)都可以促进小麦生长,提高小麦抗倒伏性和最终产量,其中镇压和灌溉相结合作用要大于单独措施,所以山东省小麦生产中冬前镇压+灌溉措施最佳,但即使在无灌溉条件下,镇压措施仍有利于小麦生产.
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