小麦种间与品种间杂交种及其亲本之间基因差异表达比较研究

选用小麦种间强优势杂交种3338×Di7(杂种Ⅰ)、品种间强优势杂交种3338×6554(杂种Ⅱ)和无优势杂交种2410TD×6554(杂种Ⅲ)及其亲本斯卑尔脱小麦Di7、普通小麦品种(系)3338、2410TD和6554,采用mRNA差异显示技术分析了杂种和亲本苗期叶片的基因表达差异,以加深对小麦杂种优势形成的分子机理的认识.结果表明小麦杂交种与其亲本之间在基因表达上均存在明显差异,表现为数量水平和质量水平上的差异,且差异表达类型丰富.分析发现,强优势杂种Ⅰ和杂种Ⅱ与其双亲间展示出的差异表达条带数目基本相同,但在差异表达类型上存在明显差异,特别是种间杂种Ⅰ中存在较高比例的单亲表达一致型和偏高亲型基因,说明种间杂交种中亲本基因的表达变化方式与品种间杂交种有所不同.研究还发现,与弱优势杂种Ⅲ相比,在强优势杂种Ⅰ和杂种Ⅱ中,增强型、杂种特异表达型及单亲表达增强型比例较高,与以前的研究结果(Euphytica,1999,117～123)一致,表明杂种特异表达或增强表达基因可能与小麦杂种优势形成有重要关系.     

利用基因渗入系研究水稻杂种优势与基因差异表达的关系

根据以籼稻（Oryza sativa ssp.indica）品种IR24为遗传背景的粳稻（O.sativa ssp.japonica）品种Asominori基因渗入系与IR24回交F1在多年、多点杂种优势的表现,筛选出1个强优势组合和1个弱优势组合,其杂种优势的差异主要来源于每穗实粒数.利用cDNA-AFLP技术分析了强优势和弱优势组合在幼穗分化至抽穗的叶片基因表达差异,获得了35个差异表达片段.差异带可分为4类,即超亲或减弱表达、杂种特异表达、双亲基因沉默和单亲表达一致型,其中与单亲表达一致型占比例最大（约83%）,杂种超亲或减弱表达占比例最小（约9%）.无论是强优势组合还是弱优势组合,这4种差异表达类型均有,且出现的比例也相近,差异表达片段类型与杂种优势之间没有直接的联系.对8个差异表达片段的克隆、测序、染色体登陆和功能分析,其中2个片段登陆在亲本基因型有差异的区段,且有1个在强优势杂种中特异表达的片段登陆在每穗实粒数杂种优势的位点上.本研究首次将基因的差异表达与亲本基因型、杂种优势位点及杂种优势的表型性状联系起来,为建立表现型-基因型-QTL定位-杂种优势相关基因表达-杂种优势分子生物学机理解释的技术平台奠定了的基础.     

CHARACTERISTIC DIFFERENCES OF WHEAT 1Axl AND lAx2＂ NILS

以小麦转HMW-GSlDx5＋1Dyl0基因获得的lAxl和1Ax2＊近等基因系08K860（HWM．GS组成为l，7＋9，5＋lO）和08K871（HWM·GS亚基组成为2＊，74-9，5＋10）为材料，研究了近等基因系籽粒品质、粉质仪参数、拉伸仪参数和色度仪参数等方面的差异。研究结果表明，近等基因系08K860和08K871的上述性状差异很小，经统计分析差异未达显著水平。近等基因系08K860和08K871遗传背景相近，lAxl和1Ax2＊亚基对品质的贡献率相同。在小麦品质育种上应同样重视具有1Axl亚基后代的选择。     

不同氮、磷用量对杂种小麦旗叶光合特性的影响

在大田条件下研究了不同氮、磷用量对杂种小麦旗叶光合特性的影响。结果表明,在施N122.5～337.5kg/hm2,P2O590～270kg/hm2范围内,随肥料用量增加杂种小麦旗叶净光合速率(Pn)、叶绿素(Chl)含量、可溶蛋白(Pro)含量、气孔导度(gs)和叶肉导度(gm)均升高,光合功能期延长,叶源量增加。母本(C6-38)与杂种F1表现相同趋势,而父本(Py85-1)在中肥和高肥处理下各指标的表现与杂种小麦相反。在旗叶整个老化过程中,杂种小麦与双亲本均值相比的净光合速率和光合功能期的平均优势均随氮、磷用量的增加而增大,且各施肥水平下均以老化后期大于前、中期。     

小麦||蚕豆间作提高间作产量的优势及其氮肥响应

为探明小麦||蚕豆间作体系种间互补和竞争与产量优势的关系及其氮肥响应，为豆科禾本科间作最佳氮素管理提供指导，本研究通过为期2年（2015—2017年）的田间定位试验，在不施氮（N0）、低氮（N1，90 kg·hm^-2）、常规施氮（N2，180 kg·hm^-2）和高氮（N3，270 kg·hm^-2）4个施氮水平下，研究小麦||蚕豆间作的产量优势及其相关种间关系。结果表明，与单作相比，两年的间作小麦产量平均显著增加23.50%，单、间作蚕豆的产量均维持在4 000 kg·hm^-2左右，土地当量比均表现为N0 > N1 > N2 > N3 > 1的趋势，系统生产力平均达5 023 kg·hm^-2。与单作相比，间作小麦和蚕豆的花后干物质累积比例、干物质转移率和贡献率均不同程度增加，增幅随着施氮量增加而降低。不同施氮水平下，小麦的种间相对关系指数均表现出明显的互利效应，相对种间竞争强度在低氮水平为种内竞争，常规氮和高氮水平为种间竞争；蚕豆的种间相对关系指数则表现出竞争效应，相对种间竞争强度表现为种内竞争。较蚕豆而言，小麦的相对种间竞争力表现出不同程度的竞争优势，在种间竞争力为0.629 2时可获得最大的间作体系混合干物质量16 093 kg·hm^-2。综上，小麦||蚕豆间作降低了低氮水平下的种间竞争强度，扩大了小麦的互利效应和竞争优势，增加了间作作物的花后干物质累积比例以及干物质贡献率，表现出明显的间作产量优势。     

不同氮利用效率小麦氮代谢相关基因的表达特征

深入理解小麦氮利用效率基因型差异的分子生物学机理对于氮高效小麦的分子育种具有重要指导意义。本试验选用两个不同氮利用效率的小麦基因型,设置不同氮水平,分别在小麦的5个生育期收获采样,研究不同氮利用效率小麦基因型中5个氮代谢相关基因的表达特征。研究结果表明,在氮利用方面,无论是在低氮还是高氮条件下,氮利用高效小麦XY107的籽粒氮利用率均高于氮利用低效小麦LM1;在基因表达方面,在低氮条件下,小麦地上部谷氨酰胺合成酶基因(TaGS1c)、丙氨酸转氨酶基因(TaAlaAT)和丙酮酸磷酸双激酶基因(TaPPDK)的表达水平在抽穗期以后均显著增强,且在氮高效小麦XY107中的表达水平显著高于在氮低效小麦LM1中的表达水平;而在高氮条件下,只有基因TaPPDK的表达水平在抽穗期以后显著增强,且在氮高效小麦XY107中的表达水平显著高于在氮低效小麦LM1中的表达水平。本研究发现,TaGS1c、TaAlaAT和TaPPDK 3个基因在决定小麦氮利用效率的基因型差异方面发挥着重要作用。     

山融3号

山东大学在“八五”至“十五”期间创立了小麦体细胞杂交转移异源染色体小片段的新技术;获得转移异源染色体小片段的大量体细胞杂种新品系。其中高产、耐盐（在3％-4％盐地产量为400—450kg）的小麦体细胞杂种新品系山融3号2004年通过山东省新品种专家委员会审定,定名山融3号为新品种。（鲁农审字[2004]030号）     

水稻三系的细胞质基因和细胞核基因对杂种优势影响的比较

杂交水稻是水稻三系的细胞质基因和细胞核基因的综合体,水稻三系的性状直接影响到杂交水稻的性状,而水稻三系性状的表现是受细胞质基因和细胞核基因控制的。因此,研究水稻三系的细胞质基因和细胞核基因对杂种一代优势的影响,这对于指导杂交水稻育种工作有其重要意义。本试验对水稻三系的细胞质基因和细胞核基因对杂种一代主要经济性状的优势的影响进行了研究,其结果是:不同细胞质源基因对杂种一代优势影响的差异不显著;不育细胞质基因和可育细胞质基因对杂种一代优势影响的差异也不显著;细胞核基因对杂种一代优势的影响,要大过细胞质基因;不同细胞核基因对杂种一代优势的影响不同,而恢复系的核基因的影响,要大过不育系的核基因的影响。     

四川盆地紫色母岩中钛与母岩原始风化度关系的研究

用（NH4）2SO4-浓H2SO4-二胺替吡啉甲烷比色法和NaOH熔融-二胺替吡啉甲烷比色法，分别提取和测定了四川盆地几种主要紫色母岩和土壤中无定型TiO2和全钛。将“全TiO2／无定型TiO2”定义为“钛值”，并用钛值代替硅铝铁率衡量紫色母岩的风化程度。结果为：四川盆地的六种紫色母岩中全钛含量变化于2．95～20．0gkg^-1（TiO2）之间，属中等偏高水平；不同岩性间趋势为泥页岩〉泥岩〉粉砂岩〉砂岩；全量TiO2与岩石的总SiO2含量呈显著的负相关（r=-0．7459^＊）。钛值的大小与风化度呈反相关，按钛值的大小，各紫色母岩原始风化度大小顺序如下：三叠纪飞仙关（T1f）〈侏罗纪沙溪庙（J2s）〈侏罗纪自流井（J1-2z）〈侏罗纪蓬莱镇（J3p）〈侏罗纪遂宁组（J3s）〈白垩纪夹关组（K2j）。紫色土壤钛值所反映的风化度与硅铝铁率基本吻合，二者的相关性达到极显著水平（r=0．8615^＊＊）。而土壤胶体的钛值与硅铝铁率的相关系数r=0．8757^＊＊，达极显著相关。土壤钛值所反映的风化度水平与紫色母岩的风化度趋势一致。     

小麦D^2型细胞质长日光敏雄性不育可能分子机理的研究初报

一些D^2型细胞质的核质杂种小麦在长日下（≥15h）出现雄性不育，表现为雄蕊心皮化，在短日下（≤14．5h)则育性正常，国内外学者将这种新型不育系称之为光敏细胞质雄性不育（Photoperiod-sensitive Cytoplasmic Male Sterility PCMS)。以D^2型细胞质光敏雄性不育系农林26及其短日下可育对照为材料，对D^2型细胞质光敏雄性不育的基因表达进行了研究。研究表明：长日下小麦中与拟南芥控制花发育的B类基因AP3具有同源性的TaMADS#51在该不育系中（长日条件下）未见表达，而在短日下有表达，但只在幼穗中表达，叶片和成穗中均未见表达。初步认为该不育系在长日下出现雄蕊心皮化是由皇控制雄蕊发育的B类基因沉默所致。研究揭示了一种核质互作＋基因型环境互作的复杂交作造成类似于拟南芥中单基因突变的遗传现象。