小麦面粉及面制品白度是影响小麦商品品质的重要指标,以94份小麦品种为试验材料,研究不同品种小麦面粉及面制品白度的差异及其影响因素。结果表明,小麦品种间白度差异显著,但同一材料的面粉和鲜面片色泽相关性分析表现一致;面粉白度与籽粒硬度、籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间和稳定时间呈极显著负相关,与低谷黏度、最终黏度和回生值呈显著负相关,与面筋指数、稀懈值和糊化温度正相关;籽粒硬度、籽粒蛋白质含量、沉降值、糊化温度和稀懈值可解释面粉白度80.9%的变异,面筋指数、沉降值、糊化温度和稀懈值对面粉白度产生显著正向影响,籽粒蛋白质含量和籽粒硬度对面粉白度产生显著负向影响。面粉白度与硬度的负相关性最强(r = -0.83),硬度是影响小麦白度色泽的关键因素,软质小麦的面粉和鲜面片白度色泽整体高于硬质小麦。品质相关基因的变异位点Pinb-D1b、Pina-D1b、Ppo-A1b、Ppo-D1a、TaPod-A1b、Lox-B1a、Psy-A1b、Psy-B1a/b、Psy-D1a、TaPds-B1b、TaZds-A1a和TaLyc-B1b分布频率分别为54.7%、2.2%、21.3%、3.9%、8.0%、0.0%、0.0%、98.9%、96.6%、78.5%、5.3%和53.8%。筛选出扬麦15、扬麦25、川麦93、绵麦902和扬麦45等13个高白度软质小麦品种,以及周麦36、淮麦33、扬辐麦15和宁麦资218等高白度硬质小麦品种。高白度软质小麦品种白度均高于硬质小麦,且其优异色泽基因等位变异的比率高于整体材料。通过加强优良亲本的利用同时注重色泽优异基因的聚合和相关表型的筛选,可逐步改良小麦品种的白度色泽。
为筛选出适宜甘肃省种植的高抗裂角冬油菜品系,推动油菜机械化收获,提高油菜产量,选用随机碰撞法对43份冬油菜品系进行抗裂角性鉴定,并结合相关农艺性状对鉴定结果进行系统聚类和相关性分析。聚类分析显示,43份材料被分为四大类,第Ⅰ类群抗裂角指数(SRI)平均值为0.861,表现为中抗;第Ⅱ类群SRI平均值为0.958,表现为高抗;第Ⅲ类群SRI平均值为0.722,表现为低抗;第Ⅳ类群SRI平均值为0.621,表现为易裂。相关性分析显示,SRI与果皮厚度呈极显著正相关,且相关系数大,其他农艺性状与SRI无显著相关性,说明果皮厚度显著影响冬油菜的抗裂角性,可作为抗裂角冬油菜初步筛选的形态指标。结合43份强冬性油菜品系的产量、品质性状与SRI进行综合分析,共筛选出17份冬油菜品系,其中M-8和M-14兼具高抗裂角、高产及优质性状。
为了解不同遗传背景玉米自交系的气生根特性及其与抗倒伏性的关系,以56份玉米自交系为试验材料,运用相关性分析、通径分析和聚类分析等方法对8个气生根性状进行综合分析。利用植物茎秆强度测定仪测定植株的茎秆抗推力大小,并以此作为自交系抗倒伏性的评价指标,分析气生根性状与抗倒伏性的关系。结果表明,各气生根性状的变异系数均较大,其中气生根角度的变异系数最大(31.70%),气生根发生时间的变异系数最小(10.77%);气生根性状之间除气生根发生时间和抗穿刺强度与其他性状无显著相关性外,其余性状均存在显著相关性;气生根条数、气生根抓地半径与茎秆抗推力呈极显著正相关,相关系数分别为0.560和0.522;气生根抗穿刺强度、气生根层数与茎秆抗推力也存在显著正相关关系;通径分析结果显示,气生根条数和气生根抓地半径对抗倒伏性评价指标的直接作用和间接作用均较大,在抗倒伏育种中加强对气生根条数和气生根抓地半径的选择与改良有助于提高品种的抗倒伏能力;聚类分析将供试自交系分为4个类群,其中类群Ⅱ的浚M6968和LH190等自交系具有茎秆抗推力和气生根性状均值较大的特点,可为抗倒伏新品种选育提供种质基础。
为明确马铃薯应答疮痂病致病毒素Thaxtomin A的蛋白质组学响应机制,以马铃薯品种克新19号为试验材料,采用TMT标记定量蛋白质组学技术,对经毒素处理和对照的马铃薯叶片进行差异蛋白质组学分析。共鉴定出差异表达蛋白(DEPs)130个,其中上调表达80个,下调表达50个。GO和KEGG富集分析表明,差异蛋白显著富集于防御反应、植物MAPK信号通路、S-腺苷甲硫氨酸生物合成和内质网蛋白质加工等生物学过程,揭示马铃薯对疮痂病致病毒素的响应涉及复杂的生理生化调控网络。通过蛋白互作网络分析筛选出连接度最高的核心蛋白M1ASG7,并在其代谢通路上发现2个上调表达的差异蛋白M02PK2和M1A0Y3,三者均与细胞代谢调控密切相关。
为了解近年(2020-2024)黄淮麦区强筋和中强筋国审小麦品种的品质状况及育种策略,基于品种间亲缘系数进行聚类分析,并结合系谱信息和品质性状进行综合分析。结果表明,2020-2024年黄淮麦区审定的强筋和中强筋小麦品种数量呈逐年增加的趋势。企业与科研单位的强筋小麦育种能力相当,育成品种分别占品种总数的43.3%和45.0%。品种间亲缘系数总体不高,平均为0.0640,但亲本利用较为集中,主要由10个强筋核心亲本衍生,不同亲本对品质指标的提升有所侧重。强筋小麦品种的选育主要采用“优质品种/优质品种”的单交育种方式。未来强筋小麦育种应重视利用国外优质品种及小麦近缘属植物创制优异种质,短期内可更多地利用中麦578和济麦44等新创制的优异强筋种质拓宽遗传基础。
黄芪作为我国常用的大宗中药材,需求量逐年增加,但其良种选育和繁育工作相对薄弱,目前栽培的黄芪品种良莠不齐,种质退化严重。因此,开展蒙古黄芪优良品种(系)选育对推动黄芪产业高质量可持续发展至关重要。以大田栽培蒙古黄芪为材料,2013-2023年间,根据黄芪茎秆颜色、果荚特性、种子特性和小叶数等农艺性状,采用系统育种程序的“混合选择法”选育出3个黄芪新品系,并对其农艺性状和活性药物成分进行比较分析。结果表明,品系13-1、13-2茎秆和果荚均为绿色,13-3茎秆为花青苷紫色,果荚为浅红色;13-2小叶数(27.9)和种子数(4.5)最多;品系13-2在渭河延川和北山生态区域的产量均高于13-1和13-3;品系13-3在南部二阴山产量高于13-2和13-1;品系13-2在3个生态区域的病株率均低于其他2个品系。13-2浸出物和黄芪甲苷含量最高,其中毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量是《中华人民共和国药典》规定含量的2.6倍。综合分析,品系13-2在农艺性状、活性药物成分含量、产量及其抗病性等方面表现更优,具有潜在的应用推广价值,同时为黄芪优良新品种选育奠定了种质材料基础。
为明确黄淮南片麦区新育小麦品种(系)高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的组成与品质性状的关系,以该区近年育成的93份小麦品种(系)为材料,采用SDS-PAGE方法鉴定HMW-GS组成,并结合籽粒品质性状系统分析其HMW-GS分布及品质特征。结果表明,共检测到Glu-1 3个位点上共9种亚基类型,分别为Glu-A1位点的1(72.04%)和Null(27.96%)亚基,Glu-B1位点的7+9(64.52%)、7+8(30.11%)和14+15(5.38%)亚基,以及Glu-D1位点的2+12(37.63%)、5+12(32.26%)、5+10(29.03%)和2+10(1.08%)亚基。15种亚基组合类型中出现频率最高的是1/7+9/2+12(19.35%),组合1/7+8/5+10的分布频率为8.60%。依据品质性状将参试材料聚类为3个类群,类群Ⅰ、类群Ⅱ和类群Ⅲ分别占比47.3%、17.2%和35.5%。类群Ⅲ材料的蛋白质含量、吸水率和湿面筋含量等品质指标均表现最优,该类群中14+15、7+8和5+10亚基出现的频率分别为6.06%、36.36%和30.30%。参试材料中含有豫麦2号和周8425B两个骨干亲本血缘的品种(系)占比达70.96%。筛选出郑麦366、新麦26、济麦44和富麦916等8个品种携带优质亚基及组合。研究结果为黄淮南片麦区小麦品质育种的亲本选配提供了理论依据,对进一步优化HMW-GS组成和改良小麦品质具有重要参考价值。
马铃薯转录因子对花青素的影响主要体现在对马铃薯花青素合成途径相关转录因子的调控作用上。通过RT-PCR从马铃薯品种夏坡蒂(薯肉为白色)、万紫千红(薯肉为浅紫色)和2013-89-61(薯肉为深紫色)中克隆出马铃薯StMYB3基因,对其进行生物信息学分析和差异表达分析。结果表明,马铃薯StMYB3基因目的片段长度为710 bp,编码的蛋白分子质量20.71 kDa,等电点9.14,属于亲水性蛋白。马铃薯StMYB3基因含有R2R3-MYB结构域和bHLH转录因子,不含跨膜结构域,系统进化分析表明马铃薯StMYB3基因与辣椒ScMYB序列相似度最高。经半定量PCR发现,马铃薯StMYB3基因在不同部位表达量为嫩叶>老叶>茎>块茎>根,2013-89-61品种在各部位均属于高表达。
为筛选适宜不同区域种植的优良小豆品种,于2022-2023年在全国范围内18个试验点对27个小豆新品种(系)开展多环境联合鉴定,系统分析不同生态区间小豆品种(系)的主要农艺性状变异及产量。结果表明,不同试点和生态区间的小豆新品种(系)农艺性状和产量均存在显著差异,其中主茎分枝数、株高和单株荚数等性状的环境互作效应较强(变异系数>30.0%),而生育期、荚长和百粒重等性状遗传稳定性较高(变异系数<15.0%)。保红201429-8、赤红3号和唐红201301-2等9个品种较对照平均增产0.29%~8.79%。保红201429-8和唐红201509-12兼具高产性与广适性。
为了解甘肃陇南小麦育成品种和后备品种对当前流行小种和新菌系的抗性水平及其抗条锈基因的分布情况,利用当前流行小种CYR32、CYR34及ZS无性菌系、ZS有性菌系对甘肃陇南73份小麦品种(系)进行苗期抗病性鉴定,并利用已知的全生育期抗条锈病基因Yr5、Yr9、Yr10、Yr15、Yr26和成株期抗条锈病基因Yr18的分子标记对其进行分子检测。结果表明,73份供试小麦品种(系)中,对CYR32、CYR34、ZS无性菌系及ZS有性菌系表现苗期抗性的分别有11(15.07%)、11(15.07%)、13(17.81%)和9份(12.33%),所有供试品种(系)中,仅有中梁14号对提供的所有条锈菌表现苗期抗性。分子检测结果表明,供试材料中携带Yr5、Yr9、Yr10、Yr18和Yr26的小麦品种(系)分别有1、27、3、3和16份,分别占供试材料总数的1.37%、36.99%、4.11%、4.11%和21.92%;有3份材料携带2个抗性基因,中梁14号携带3个抗性基因;所有供试品种(系)中均未检测到Yr15基因,有28份材料未检测到供测的6个抗条锈病基因。