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超高产小麦育种探讨及诱变技术在超高产小麦育种应用

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核农学报 2013年第6期27卷 736-742页

作者：张建伟杨保安范家霖张福彦李浩程仲杰河南省核农学重点实验室/河南省科学院同位素研究所有限责任公司河南郑州450015 河南省新郑市农业农村工作委员会河南新郑451150

本文就超高产小麦的概念、超高产小麦培育的理论依据以及发展超高产小麦的重要意义进行详细阐述。同时,分析了现阶段超高产小麦育种现状,提出了我国超高产小麦育种中存在的问题,阐明了人工诱变创造种质资源在超高产小麦育种进程中的重... 详细信息

本文就超高产小麦的概念、超高产小麦培育的理论依据以及发展超高产小麦的重要意义进行详细阐述。同时,分析了现阶段超高产小麦育种现状,提出了我国超高产小麦育种中存在的问题,阐明了人工诱变创造种质资源在超高产小麦育种进程中的重要作用,并根据自身多年诱变育种实践简要介绍了在超高产小麦育种以及种质资源创新方面的一些研究成果。

关键词：小麦超高产育种诱变技术富麦2008

航天诱变小麦突变体籽粒表型分析和真实性鉴定

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华北农学报 2023年第3期38卷 61-68页

作者：张福彦朱保磊陈晓杰王嘉欢程仲杰范家霖张建伟河南省科学院同位素研究所有限责任公司河南省核农学重点实验室河南郑州450015 信阳市农业科学院河南信阳464000

为探究航天诱变小麦突变体的真伪,以实践十号卫星搭载创制的周麦18 SP5突变群体为材料,对其籽粒表型进行分析,同时采用42对SSR标记和55K SNP芯片技术对籽粒表型差异较为显著的4个突变体进行真实性鉴定。籽粒表型分析发现,突变群体的千... 详细信息

为探究航天诱变小麦突变体的真伪,以实践十号卫星搭载创制的周麦18 SP5突变群体为材料,对其籽粒表型进行分析,同时采用42对SSR标记和55K SNP芯片技术对籽粒表型差异较为显著的4个突变体进行真实性鉴定。籽粒表型分析发现,突变群体的千粒质量、粒长差异显著,其中千粒质量变异最为丰富,粒宽差异不显著,且突变群体的平均粒长、粒宽和千粒质量均显著高于野生型,说明航天诱变的有益突变频率较高。SSR标记鉴定发现,突变体ZM18-112与野生型的差异标记为18个,多态性比例高达42.85%,而ZM18-105、ZM18-26和ZM18-7与其野生型的差异标记均不超过3个。SNP芯片鉴定发现,ZM18-112与野生型的差异SNP位点所占比例高达13.3012%,而其他3个突变体与野生型的差异SNP位点所占比例不超过0.7689%。认为突变体ZM18-112是由于异花授粉或机械混杂产生的假突变体,而ZM18-105、ZM18-26和ZM18-7与野生型的遗传背景基本一致,是经过航天诱变而产生的真实突变体。

关键词：小麦航天诱变籽粒表型 SSR标记 55K SNP芯片

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辐照对贮藏鱼粉品质劣变指标的影响

中国饲料 2013年第11期 13-16页

作者：范家霖李湘陈云堂商飞许勃董威杰程仲杰张秀江河南省科学院同位素研究所有限责任公司河南省核农学重点实验室河南省科学院生物研究所有限责任公司

以鱼粉为试验材料,经0、0.83、1.56、2.30、4.93、7.84 kGy电子束辐照后,研究辐照鱼粉中主要品质劣变指标在贮藏期的变化情况。结果表明:(1)电子束辐照对贮藏期微生物数量的变化无显著影响(P>0.05),贮藏末期各组微生物指标均降至卫生许... 详细信息

以鱼粉为试验材料,经0、0.83、1.56、2.30、4.93、7.84 kGy电子束辐照后,研究辐照鱼粉中主要品质劣变指标在贮藏期的变化情况。结果表明:(1)电子束辐照对贮藏期微生物数量的变化无显著影响(P>0.05),贮藏末期各组微生物指标均降至卫生许可范围内;(2)电子束辐照对贮藏期挥发性盐基氮和酸价的变化无显著影响(P>0.05);(3)贮藏期过氧化值增幅随辐照剂量的增加而显著增大(P<0.05),但各辐照组鱼粉的末期过氧化值明显低于未辐照组(P<0.05);(4)随着辐照剂量的增加,电子束辐照对鱼粉中组胺含量增加的抑制作用越强(P<0.05)。由此可见,辐照可改善鱼粉的贮藏品质。

关键词：电子束辐照贮藏鱼粉品质

黄淮麦区小麦粒重基因等位变异的分子鉴定及育种应用

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作物学报 2021年第11期47卷 2091-2098页

作者：张福彦程仲杰陈晓杰王嘉欢陈锋范家霖张建伟杨保安河南省科学院同位素研究所有限责任公司/河南省核农学重点实验室河南郑州450015 河南农业大学农学院/省部共建小麦玉米作物学国家重点实验室河南郑州450002

采用特异性引物PCR扩增方法对183份黄淮海麦区的小麦品种(系)的粒重基因TaCwi-A1、TaGw8-B1和TaGS-D1的等位变异进行分子鉴定,并结合2016—2017和2017—2018年度的千粒重表型数据,分析不同等位变异类型对小麦粒重的影响,从而找出优势基... 详细信息

采用特异性引物PCR扩增方法对183份黄淮海麦区的小麦品种(系)的粒重基因TaCwi-A1、TaGw8-B1和TaGS-D1的等位变异进行分子鉴定,并结合2016—2017和2017—2018年度的千粒重表型数据,分析不同等位变异类型对小麦粒重的影响,从而找出优势基因型组合。结果表明,不同年份间参试品种(系)的千粒重差异达到极显著水平(P<0.01);TaCwi-A1位点上发现TaCwi-A1a和TaCwi-A1b两种等位变异,其分布频率分别为66.7%和33.3%;TaGw8-B1位点上TaGw8-B1a等位变异分布频率较高,为94.5%,而TaGw8-B1b等位变异分布频率极低,仅为5.5%;TaGS-D1位点上发现TaGS-D1a和TaGS-D1b两种等位变异,其分布频率分别为79.8%和20.2%。不同等位变异组合的品种千粒重存在显著差异(P<0.05),其中具有3个高千粒重等位变异组合TaCwi-A1a/TaGS-D1a/TaGw8-B1a品种的平均千粒重最高,与具有TaCwi-A1b/TaGS-D1a/TaGw8-B1a品种的平均千粒重差异不显著,但是显著高于其他组合(P<0.05)。TaCwi-A1a/TaGS-D1a/TaGw8-B1b基因型组合小麦品种(系)的平均千粒重最低。TaCwi-A1、TaGw8-B1和TaGS-D1位点上的不同等位变异均会导致小麦千粒重的显著变化,其中TaGw8-B1和TaGS-D1位点上的等位变异对小麦粒重的影响更为重要。在参试材料中没有发现具有3个低千粒重等位变异组合TaCwi-A1b/TaGS-D1b/TaGw8-B1b的品种,在7种不同等位变异组合中,具有3个高千粒重等位变异组合TaCwi-A1a/TaGS-D1a/TaGw8-B1a品种的平均千粒重最高,是优势基因型组合。

关键词：小麦粒重基因功能标记等位变异千粒重

高分子量麦谷蛋白亚基组成及其与小麦品质性状的关系分析

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麦类作物学报 2021年第5期41卷 544-552页

作者：范家霖陈晓杰张建伟程仲杰王嘉欢张福彦杨保安河南省科学院同位素研究所有限责任公司/河南省核农学重点实验室河南郑州450015

为进一步明确小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)与小麦品质性状的关系,以黄淮麦区的127份小麦品种(系)为材料,利用SDS-PAGE技术、近红外谷物分析仪、粉质仪和拉伸仪等对其进行HMW-GS鉴定和品质检测。结果表明,参试材料在 Glu-A1、 Glu-B... 详细信息

为进一步明确小麦高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)与小麦品质性状的关系,以黄淮麦区的127份小麦品种(系)为材料,利用SDS-PAGE技术、近红外谷物分析仪、粉质仪和拉伸仪等对其进行HMW-GS鉴定和品质检测。结果表明,参试材料在 Glu-A1、 Glu-B1和 Glu-D1 3个位点上分别检测到2(x1、x-null)、4(x7+y8、x7+y9、x14+y15、x17+y18)、2(x5+y10、x2+y12)种不同的亚基类型,其中x1、x7+y9、x5+y10在各自位点上出现的频率均最高,分别为70.1%、42.5%和51.2%;共发现有14种HMW-GS组合类型,其中1Ax1/1Bx7+1By8/1Dx5+1Dy10和1Ax1/1Bx7+1By9/1Dx2+1Dy12出现的频率较高,分别为18.9%和17.3%。1Ax1、1Bx7+1By8、1Bx17+1By18、Dx5+1Dy10亚基对蛋白质、沉降值、稳定时间、最大抗延阻力和拉伸面积等品质性状有显著的正向效应,而1Bx14+1By15亚基对除蛋白质和湿面筋以外的其他品质性状有负向效应。携带1Ax1/1Bx7+1By8/1Dx5+1Dy10品种(系)的被测品质性状显著高于携带其他组合类型的品种(系),其次是携带1Ax1/1Bx17+1By18/1Dx5+1Dy10的品种(系),而携带1Ax-null/1Bx7+1By9/1Dx2+1Dy12和1Ax-null/1Bx14+1By15/1Dx5+1Dy10品种(系)的各个品质性状显著低于携带其他组合类型的品种(系)。该结果可为进一步提高优质亚基的育种利用率和我国小麦品质的遗传改良提供参考依据。

关键词：普通小麦高分子量麦谷蛋白亚基品质性状

冬小麦碳同位素分辨率与产量、旗叶光合性状的关系

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干旱地区农业研究 2016年第1期34卷 166-172页

作者：陈晓杰张建伟杨保安张福彦程仲杰胡银岗河南省核农学重点实验室河南省科学院同位素研究所有限责任公司河南郑州450015 西北农林科技大学农学院陕西杨凌712100

为了明确不同水分环境下冬小麦碳同位素分辨率(Δ13C)与产量、光合相关性状之间的关系,研究以12份不同时期育成的主栽冬小麦品种为材料,在水(WW)、旱(WS)两种条件下研究碳同位素分辨率、籽粒产量、光合性状及旗叶气孔密度之间的相互关... 详细信息

为了明确不同水分环境下冬小麦碳同位素分辨率(Δ13C)与产量、光合相关性状之间的关系,研究以12份不同时期育成的主栽冬小麦品种为材料,在水(WW)、旱(WS)两种条件下研究碳同位素分辨率、籽粒产量、光合性状及旗叶气孔密度之间的相互关系。结果发现:光合速率、Δ13C、气孔导度、旗叶叶绿素含量、籽粒产量5个性状在干旱胁迫下表现为下降趋势,且与正常灌溉差异极显著;在两种水分条件下,气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率和Ci/Ca间均呈现极显著的正相关,籽粒Δ13C与籽粒产量均呈正相关,且正常灌溉条件下Δ13C与籽粒产量具有更高的相关性(0.27 WS;0.51 WW);干旱胁迫条件下,Δ13C与光合速率、气孔导度、E、胞间CO2浓度和Ci/Ca均呈正相关,其中与Ci/Ca显著相关;灌溉条件下,Δ13C与光合速率呈负相关(-0.42),与其它4个光合性状无显著相关性;Δ13C与旗叶表皮气孔密度均呈负相关(-0.49,-0.21 WS;-0.56,-0.61WW),其中在灌溉条件下与旗叶下表皮气孔密度呈显著负相关,旗叶表皮气孔密度受开花、灌浆期干旱胁迫影响小,稳定性好。研究表明,灌浆初期的旗叶气孔密度可以作为Δ13C的潜在替代指标。

关键词：冬小麦碳同位素分辨率产量光合性状气孔密度

小麦TaLox-B等位变异对脂肪氧化酶活性和面粉色泽的影响

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中国农业科学 2017年第8期50卷 1370-1377页

作者：张福彦陈锋程仲杰杨保安范家霖陈晓杰张建伟陈云堂崔龙河南省科学院同位素研究所有限责任公司/河南省核农学重点实验室河南农业大学农学院/河南省粮食作物协同创新中心

【目的】小麦籽粒脂肪氧化酶(Lox)与面粉色泽密切相关,研究TaLox-B位点上的不同等位变异类型对Lox活性和面粉色泽的影响,为面粉色泽的改良和相关的品质育种工作提供参考依据。【方法】选用122份河南小麦品种(系)为试验材料,用紫外分光... 详细信息

【目的】小麦籽粒脂肪氧化酶(Lox)与面粉色泽密切相关,研究TaLox-B位点上的不同等位变异类型对Lox活性和面粉色泽的影响,为面粉色泽的改良和相关的品质育种工作提供参考依据。【方法】选用122份河南小麦品种(系)为试验材料,用紫外分光光度计和色差仪分别测定其Lox活性和面粉色泽,并利用控制脂肪氧化酶活性位于4BS上的TaLox-B1、TaLox-B2和TaLox-B3位点上的功能标记Lox16、Lox18和Lox-B23对参试材料的Lox基因型进行鉴定。【结果】不同品种间Lox活性及其色泽性状差异达到极显著水平。基因型鉴定结果表明,参试材料的TaLox-B1位点存在TaLox-B1a和TaLox-B1b两种等位变异,所占比例分别为63.9%和39.1%,TaLox-B2位点存在TaLox-B2a和TaLox-B2b两种等位变异,所占比例分别为57.4%和42.6%,TaLox-B3位点也存在TaLox-B3a和TaLox-B3b两种等位变异,所占比例分别为41.8%和48.2%。分析其基因型组合发现,参试材料中共有6种基因型组合类型,依次为TaLox-B1a/TaLox-B2a/TaLox-B3a、TaLox-B1a/TaLox-B2a/TaLox-B3b、TaLox-B1a/TaLox-B2b/TaLox-B3b、TaLox-B1b/TaLox-B2a/TaLox-B3a、TaLox-B1b/TaLox-B2a/TaLox-B3b和TaLox-B1b/TaLox-B2b/TaLox-B3b,所占比例分别为41.8%、15.6%、6.6%、28.7%、5.7%和1.6%。分析不同TaLox-B位点基因与Lox活性及红度(a*值)、黄度(b*值)、亮度(L*值)、白度(Wht值)等面粉色泽性状的关系表明,单基因等位变异对Lox活性和面粉色泽的影响不同,3个基因等位变异a*值差异均不显著,对Lox活性的效应,TaLox-B2a高于TaLox-B2b(P<0.05),TaLox-B3a高于TaLox-B3b(P<0.01),TaLox-B2a基因型的Wht值低于TaLox-B2b基因型(P<0.01),TaLox-B3a基因型的Wht值也低于TaLox-B3b基因型(P<0.05)。说明TaLox-B2和TaLox-B3对Lox活性和面粉色泽具有重要影响。进一步分析发现,拥有TaLox-B1a/TaLox-B2a/TaLox-B3a基因型组合的小麦品种(系)的Lox活性和b*值最高,a*值和Wht值最低,而TaLox-B1b/TaLox-B2b/TaLox-B3b基因型组合的小麦品种(系)的L*值、a*值和Wht值最高,其Lox活性和b*值最低。【结论】河南小麦中所发现的6种不同Lox基因型组合中,拥有TaLox-B1a/TaLox-B2a/TaLox-B3a基因型组合的小麦品种(系)的Lox活性相对较高,Wht值相对较低(P<0.05),而拥有TaLox-B1b/TaLox-B2b/TaLox-B3b基因型组合的小麦品种(系)的Lox活性相对较低,Wht值相对较高(P<0.05)。Lox活性的遗传控制在面粉色泽品质改良进程中发挥着关键作用。

关键词：普通小麦脂肪氧化酶基因功能标记面粉色泽河南

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五个小麦品种麸皮脂质成分分析

麦类作物学报 2024年第7期44卷 871-877页

作者：王嘉欢陈晓杰张福彦范家霖程仲杰赵婉李好海孔凡彬张建伟河南省科学院同位素研究所有限责任公司/河南省核农重点实验室河南郑州450052 河南省植物保护植物检疫站河南郑州450002 河南科技学院河南新乡453003

小麦麸皮中有一定量对人体健康有益的脂质成分,这些脂质可以作为优质植物原材料应用于食品或工业生产。为了解不同小麦品种麸皮的脂质组成,用乙酸乙酯萃取法提取脂质,并进行硅烷化衍生处理,建立气相色谱-质谱(GC-MS)联用法测定了5个小... 详细信息

小麦麸皮中有一定量对人体健康有益的脂质成分,这些脂质可以作为优质植物原材料应用于食品或工业生产。为了解不同小麦品种麸皮的脂质组成,用乙酸乙酯萃取法提取脂质,并进行硅烷化衍生处理,建立气相色谱-质谱(GC-MS)联用法测定了5个小麦品种的麸皮脂质成分及含量。结果表明,从麸皮脂质中共鉴定出20种化合物,可归纳为游离脂肪酸、烷基间苯二酚(ARs)、甾醇(β-谷甾醇、菜油甾醇、豆甾烷醇)、单酰基甘油酯、甲基烷基间苯二酚和烷烃等六大类。ARs(相对含量31.8%~41.7%)和游离脂肪酸(相对含量24.0%~31.3%)在总脂质中占比较高,甾醇含量次之,其他化合物含量较少。ARs由侧链长度为17~25奇数链烷烃组成,二十一烷基间苯二酚含量(732.7~1158.4μg·g^(-1))显著高于ARs其他同系物(P<0.05)。不同小麦品种麸皮的脂质各组分含量不同,且品种之间存在显著差异,西农979和淮麦21中的ARs含量最高。

关键词：小麦麸皮气相色谱-质谱烷基间苯二酚游离脂肪酸甾醇

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河南省小麦诱变育种进展与分析

麦类作物学报 2013年第1期33卷 195-199页

作者：范家霖张建伟杨保安张福彦胡秀菊程仲杰河南省科学院同位素研究所/河南省核农学重点实验室/河南省农业辐射生物学重点实验室河南郑州450015

作物诱变育种是仅次于常规杂交育种的一个重要育种途径。河南省小麦诱变育种开始于20世纪60年代初,通过诱变先后培育出16个小麦新品种,利用突变体杂交育成17个新品种,为小麦生产做出了重要贡献。本文详细地论述了河南省小麦诱变育种的... 详细信息

作物诱变育种是仅次于常规杂交育种的一个重要育种途径。河南省小麦诱变育种开始于20世纪60年代初,通过诱变先后培育出16个小麦新品种,利用突变体杂交育成17个新品种,为小麦生产做出了重要贡献。本文详细地论述了河南省小麦诱变育种的发展历程、取得的成绩,分析了存在的问题,并提出了今后的发展对策和建议。

关键词：小麦诱变育种河南省