苦荞遗传多样性分析与核心种质筛选

利用SSR分子标记技术,对来自西藏、陕西、四川、贵州等4省区的210份苦荞品种进行遗传多样性研究。结果表明,所选用的50对SSR引物中,有16对引物多态性良好,共扩增出178个条带,其中多态性条带达118个,占总数的66.3%;210份苦荞种质的遗传变幅为0.62~0.98,平均值为0.80,在遗传相似系数为0.88处可划分为5大类。聚类结果显示,来自同一地区的苦荞品种显示出聚为一类的趋势,表明苦荞的遗传信息受地理分布的影响较大;第V类所聚的41份分别来自西藏(27份)、陕西(8份)和贵州(6份)的品种表现出较为丰富的遗传多样性,与其他种质相比,这41份材料不仅遗传差异较大,而且遗传来源广泛,可作为苦荞核心种质筛选的基础。     

孕穗期不同渍害时长对小麦生理特性及产量的影响

[目的]小麦渍害是长江中下游小麦生产中的主要非生物胁迫因素,研究孕穗期不同渍害时长对小麦生理特性及产量的影响,为小麦孕穗期的耐渍性机理研究和生产提供理论依据.[方法]以小麦品种扬麦16和中麦895为供试材料,采用盆栽控水方法,研究孕穗期渍害时长对小麦生长及产量的影响.[结果](1)孕穗期发生渍害,小麦叶片的叶绿素含量显...     

Wx-1基因变异和优质HMW-GS组合对中筋小麦品质的影响

高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)和Wx蛋白是两个影响小麦理化品质和制成品品质的重要因素。为研究HMW-GS和Wx基因变异对小麦理化品质、面条感官评分和质构特性的影响,以镇麦9号和扬糯麦1号为亲本的2个高代系为试验材料,研究了优质HMW-GS 5+10及Wx基因缺失对小麦理化品质及面条加工品质的效应。结果表明,品系1与品系2的湿面筋含量和SDS沉淀值与镇麦9号相近,但显著好于扬糯麦1号。相较于镇麦9号,品系1与品系2的直链淀粉含量分别降低了1.5%和2.5%,其峰值黏度和稀懈值均显著高于镇麦9号,膨胀势也高于镇麦9号。5+10亚基显著提高了面条质构参数中的硬度和咀嚼性,而Wx基因缺失显著提高了面条的软硬度评分和光滑性评分。综合来看,具有5+10亚基和 Wx-D1缺失型的品系2具有较高的SDS沉淀值、面团形成时间和稳定时间、较低的直链淀粉含量、较高的峰值黏度、稀懈值和膨胀势,蛋白质和淀粉综合品质表现较好。品系2面条总评分最高,显著高于镇麦9号和扬糯麦1号,其主要体现在适中的面条软硬度和较好的光滑性。推测Wx基因缺失和优质HMW-GS聚合可显著提高小麦淀粉品质和蛋白质品质,有效改善面条的蒸煮品质和感官评分。     

小麦小花细胞核蛋白质双向电泳体系的优化

为建立适用于小麦小花细胞核的分离及其蛋白质双向电泳（two-dimensional electrophoresis, 2-DE）体系,以小麦品种西农1376三核期小花为供试材料,采用叶绿素含量测定、荧光显微镜观察和组蛋白免疫印迹检测等方法对分离和富集到的细胞核进行了纯度评价,并在SDS-PAGE胶浓度和蛋白质上样量等方面对细胞核蛋白质双向电泳体系进行了探索和优化,确立了一套适用于小麦小花细胞核的分离及其蛋白质双向电泳的技术方法。结果表明,获得的细胞核完整且纯度较高;经TCA/丙酮法提取其蛋白质,采用17 cm、pH 4~7 IPG胶条和12%SDS-PAGE分离胶,上样量为230 μg的双向电泳体系,更适合于小麦小花细胞核蛋白质组分离,经PDQuest 2DE 8.0.1软件统计分析,可在2-DE图谱上分辨出约264个蛋白点,蛋白点清晰呈圆形,无横条纹干扰。     

小麦TaPAT1-2D基因的克隆与表达分析

GRAS(GIBBERELLIN-INSENSITIVE, repressor of ga1-3 and SCARECROW)基因家族作为重要的植物转录因子在调控植物生长发育、抵抗逆境胁迫的各种信号转导途径中发挥重要作用。为进一步挖掘该家族小麦抗赤霉病相关基因,从禾谷镰刀菌诱导的小麦转录组测序数据筛选出差异表达基因TaPAT1-2D(TraesCS2D02G198200.1),克隆该基因的全长序列,并对其进行生物信息学和表达模式分析,以及亚细胞定位和酵母转录激活活性研究。生物信息学分析结果表明：TaPAT1-2D序列全长1 668 bp,编码555个氨基酸,分子量约为61.34 ku; TaPAT1-2D蛋白含有典型GRAS功能结构域,在进化关系上与水稻OsCIGR2(LOC＿Os07g39470.1)关系较近;TaPAT1-2D启动子区包含茉莉酸甲酯、脱落酸、生长素等植物激素响应元件与光应答元件等。实时荧光定量PCR结果显示,接种禾谷镰刀菌孢子液72 h后,TaPAT1-2D基因在4个不同赤霉病抗性小麦品种中的相对表达水平明显上调,表明该基因参与赤霉病的响应过程。农杆菌介导的烟草中瞬...     

甜荞FeSGT1基因克隆及抗旱功能解析

SGT1 (suppressor of the G2 allele of skp1)作为skp1-4的抑制因子,在植物的非生物胁迫响应中具有重要作用。根据甜荞干旱胁迫下的转录组学和蛋白质组学分析,我们克隆出一个与甜荞耐旱性状相关的候选基因Fe SGT1。生物信息学分析表明Fe SGT1包含一个1086 bp开放阅读框(ORF),编码361个氨基酸,具有3个(TPR、CS和SGS)保守结构域。进化分析表明,Fe SGT1与藜麦Cq SGT1 (XP＿021726759.1)、甜菜Bv SGT1 (XP＿010671588.1)和菠菜So SGT1 (XP＿021839743.1)亲缘关系较近。亚细胞定位初步显示Fe SGT1蛋白定位于细胞膜上。q RT-PCR分析发现Fe SGT1在干旱胁迫24 h内表达呈现上调趋势。在盐、低温(4℃)胁迫和ABA处理下,Fe SGT1基因表达在12 h达到高峰,24 h后开始下降。在拟南芥中过表达Fe SGT1基因发现,在干旱和盐胁迫下,转基因植株的发芽率、根长、鲜重和存活率显著提高,丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量明显降低,而过氧化氢酶(C...     

小麦幼苗活性LTR反转录转座子筛选及其对非生物胁迫的响应

LTR (长末端重复, long terminal repeat)反转录转座子占小麦基因组的60%以上,筛选小麦基因组中具有转座活性的LTR反转录转座子,并分析其在非生物胁迫下的响应,对研究反转录转座子在小麦抗逆境胁迫中的作用具有重要意义。本研究通过生物信息学分析,从转座子数据库(TREP database)中筛选出4个具有完整结构的LTR反转录转座子Fatima、Wis、Angela和Babara;同时利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)、甲基化特异PCR (methylmion specific PCR, MSP)和转座子展示(transposon display, TD)技术分别分析了它们在盐、ABA、H₂O₂和干旱等处理的小麦幼苗期(二叶一心)叶和根中的表达水平、甲基化水平和转座活性变化。结果表明,这4个反转录转座子在正常条件下均存在基础水平的转录,并且能够响应上述4种胁迫而发生转录水平的变化,且在相同胁迫条件下表达水平变化趋势一致。Fatima、Angela和Babara在非生物胁迫处理下表达水平的提高与其甲基化水平的降低有关...     

小麦NPR1基因家族鉴定及其表达分析

【目的】对小麦NPR1基因家族成员进行鉴定及表达分析,为探究该家族基因的作用机制及小麦遗传改良提供理论参考。【方法】以拟南芥NPR1家族蛋白序列为参考序列,从小麦基因组中鉴定出小麦NPR1基因家族成员,利用生物信息学软件对其序列特征进行分析,并分别利用RNA-Seq原始数据和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析小麦NPR1家族基因在不同组织及不同胁迫下的表达水平。通过STRING在线网站构建TaNPR1s蛋白的互作网络。【结果】共鉴定获得20个小麦NPR1基因家族成员,其编码蛋白的不稳定指数均大于40,为不稳定蛋白;平均总亲水性值（GRAVY）均为负值（除TaNPR5-D为正值外）,为亲水蛋白;主要分布于细胞核内,在叶绿体、线粒体、内质网和细胞质等部位也有分布;二级结构均由α-螺旋、延伸链、β-转角和无规卷曲组成,以α-螺旋和无规则卷曲为主;对应的三级结构模型有10种。20个TaNPR1s蛋白均可与转录因子HBP-1b及未知蛋白A、B、C、D发生相互作用,这5种蛋白均含有bZIP结构域（含TGACG基序）和种子休眠特异基因结构域（DOG1）。TaNPR1s基因在不同组织中的表达模式不同,可分为在多个组织中表达、在特定的组织或发育阶段表达和在不同组织发育阶段均低表达或不表达,共三大类。随机挑选的8个TaNPR1s基因中,有3个基因在禾谷镰刀菌胁迫下表达量降低,但在白粉病菌胁迫下表达量升高;有2个基因在这两种菌胁迫下表达量均升高,有2个基因在两种菌胁迫下表达量均下降。TaNPR1s基因对6种非生物胁迫处理均有响应,但表达模式存在差异。【结论】小麦NPR1基因家族成员在不同组织生长发育过程和生物和非生物胁迫响应中发挥重要调控作用,且基因的可变剪接体也表现出不同组织表达特性,丰富了NPR1s蛋白功能。TaNPR1s蛋白可能通过与bZIP和DOG1结构域结合发挥其生物学功能。     

氮密互作对弱筋小麦长麦8号产量和品质的影响

为研究弱筋小麦产量和品质协同提高的最佳施氮量和种植密度,以优质高产弱筋小麦长麦8号为试材,设计大田双因素裂区试验,设置120kg/hm²(N₁)、180kg/hm²(N₂)和300 kg/hm²(N₃)3个施氮水平以及180万株/hm²(D₁)、270万株/hm²(D₂)和360万株/hm²(D₃)3个种植密度,分别调查氮密互作对小麦物候期、株高、穗长、穗数、穗粒数、千粒重及产量的影响,并系统分析氮密互作对籽粒蛋白质含量和湿面筋含量的影响。结果表明：种植密度和施氮量对弱筋小麦长麦8号的生长发育、产量及其构成因素、籽粒外观性状与品质性状均造成了不同程度的影响,在该条件下,实现长麦8号产量和品质协同提高的最适氮密组合为180kg/hm²施氮量和360万株/hm²种植密度。     

小麦抗赤霉病遗传与机理研究现状与展望

小麦赤霉病是一种世界性的真菌病害,研究小麦的遗传与机理能为小麦抗赤霉病研究提供理论依据.小麦赤霉病抗性类型可以分为抗侵染(TypeⅠ)、抗扩展(TypeⅡ)、抗脱氧雪镰刀菌烯醇毒素(DON)积累(TypeⅢ)、籽粒抗性(TypeⅣ)、耐病性(TypeⅤ)5种,前两者是目前小麦抗赤霉病研究的主要途径.迄今为止,已定名的抗性基因有7个,为Fhb1～Fhb7,但仅Fhb1和Fhb7被克隆,正在被逐渐应用在小麦抗赤霉病育种中.小麦赤霉病的抗性机理分为被动抗性(形态抗性)和主动抗性(生理抗性)2种.本文主要从小麦赤霉病危害、抗赤霉病主效基因和其他抗赤霉病QTL定位、生理和形态抗性机制研究进展等方面对小麦抗赤霉病的部分研究现状进行总结.提出在抗性基因克隆的基础上,结合细胞生物学、分子生物学,利用基因沉默、基因编辑等方法更进一步地对抗病遗传机制和机理进行研究,为小麦抗赤霉病遗传育种奠定基础.