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480份小麦种质条锈病抗性鉴定与评价

河南农业科学 2024年

作者：代资举李文旭杨会民朱秀华王亚欢徐福新柳东阳侯锦娜秦毛毛吴政卿周正富雷振生河南省作物分子育种研究院河南省许科种业有限公司

为了解现有小麦品种（系）对条锈病的抗性水平和条锈病抗性基因的利用情况，寻找新的条锈病抗源，收集不同生态区小麦品种（系）480份，田间接种当前流行生理小种（CYR32、CYR33和CYR34）混合菌种进行成株期条锈病抗性鉴定，同时调查叶... 详细信息

为了解现有小麦品种（系）对条锈病的抗性水平和条锈病抗性基因的利用情况，寻找新的条锈病抗源，收集不同生态区小麦品种（系）480份，田间接种当前流行生理小种（CYR32、CYR33和CYR34）混合菌种进行成株期条锈病抗性鉴定，同时调查叶锈病和白粉病田间自然发病情况，并利用已知小麦多效抗病基因位点Yr18/Lr34/Sr57/Pm38（7DS）、Yr29/Lr46/Pm39/Sr58（1BL）和Yr30/Lr27/Sr2/Sb3（3BS）的KASP标记进行抗条锈病基因检测。结果表明，供试的小麦种质中，有35份种质接种后对条锈病表现免疫，占参试种质的7.29％；69份种质表现高抗，占14.38％；79份种质表现中抗，占16.46％；其他297份种质表现中感或高感，占61.88％；含有Yr18基因抗性条带的种质有13份，含有Yr29基因抗性条带的种质有10份，含有Yr30基因抗性条带的种质有7份，同时携带2个抗性基因的种质有3份，没有同时携带3个抗性基因的种质。综上，480份小麦种质成株期条锈病抗性表现为抗病的有183份，占比38.12％，携带多效抗病基因的种质30份。携带Yr18或Yr30基因的种质对现有条锈病生理小种具有抗性，而Yr29基因的抗性水平已部分丧失。

关键词：小麦条锈病成株期抗性抗性鉴定多效抗病基因 KASP标记检测

强光胁迫对转玉米C_(4)型ZmPEPC+ZmPPDK基因小麦光合和生理特性的影响

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作物学报 2024年第7期50卷 1647-1657页

作者：方宇辉齐学礼李艳张煜彭超军华夏陈艳艳郭瑞胡琳许为钢河南省作物分子育种研究院/河南省小麦生物学重点实验室/神农种业实验室河南郑州450002

为研究转玉米C_(4)型PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因)和PPDK(丙酮酸磷酸双激酶基因)双基因小麦对强光胁迫的光合和生理响应,以转ZmPEPC+ZmPPDK基因小麦株系PCK30和PCK60及其野生型对照材料(WT)为试验材料,鉴定了外源基因在转基因小麦... 详细信息

为研究转玉米C_(4)型PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因)和PPDK(丙酮酸磷酸双激酶基因)双基因小麦对强光胁迫的光合和生理响应,以转ZmPEPC+ZmPPDK基因小麦株系PCK30和PCK60及其野生型对照材料(WT)为试验材料,鉴定了外源基因在转基因小麦中的表达量,在抽穗期和灌浆期测定正常光强(NL)和强光胁迫(HL)处理下转基因小麦的光合酶活性、叶绿素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数、活性氧物质含量和抗氧化酶活性。结果表明,2个转基因株系在转录水平上高效表达了PEPC和PPDK基因。在不同时期NL和HL处理下,转基因小麦的PEPC、PPDK、NADP-ME和Rubisco的酶活均显著高于WT,且HL处理下高出WT的幅度更明显。与NL处理相比,转基因小麦和WT的叶绿素含量在HL处理下显著降低,但转基因株系的下降幅度更小,且HL处理下转基因株系的叶绿素含量显著高于WT。两种水平处理下,转基因小麦PCK30、PCK60的净光合速率(P_(n))均显著高于WT,且HL处理下高出幅度更明显,抽穗期增幅分别为15.26%和17.57%,灌浆期为13.41%和15.82%。气孔导度、F_(v)/F_(m)、q_(p)的变化趋势与P_(n)一致,胞间二氧化碳浓度的变化趋势与P_(n)相反。转基因株系在HL处理下产生的活性氧物质和丙二醛含量显著低于WT,而抗氧化酶变化趋势与之相反。连续2年田间小区产量试验,转基因小麦PCK30和PCK60平均比WT高8.37%和10.16%。PEPC和PPDK在小麦中的过表达增强了小麦内源的光合酶、光化学效率和抗氧化酶活性,增强了强光下的叶片细胞膜的稳定性,保护了光合机构,维持了较高的光合效率,从而提高了转基因小麦的耐强光胁迫能力。

关键词：小麦玉米C_(4)光合基因强光胁迫光合生理特性

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中国作物育种先进技术的研发现状与发展建议

分子植物育种 2024年

作者：齐学礼陈艳艳王永霞赵明忠董海滨河南省作物分子育种研究院小麦国家工程实验室

作物育种技术是保障国家粮食安全的核心，为了加快中国在作物育种领域的发展，本综述深入分析了中国作物育种先进技术发展现状，提出加快中国在该领域的发展建议，对实现种业科技自立自强具有重要意义。本研究分析了国内外在转基因、基... 详细信息

作物育种技术是保障国家粮食安全的核心，为了加快中国在作物育种领域的发展，本综述深入分析了中国作物育种先进技术发展现状，提出加快中国在该领域的发展建议，对实现种业科技自立自强具有重要意义。本研究分析了国内外在转基因、基因编辑、全基因组选择和智能设计育种技术等作物育种先进技术的研发现状，以及中国在这些先进育种技术上存在的差距，提出强化政策保障，深化体制机制创新；加强平台管理，推进公益平台共建共享；发挥体制优势，开展作物育种联合攻关；注重人才引育，打造国家种业战略科技力量；提升企业创新能力，培育科技引领型种业企业等五项加快作物育种先进技术发展的建议。这些建议涵盖了加快作物育种先进技术发展的关键领域。通过落实这些建议，将有助于推动中国作物育种技术的发展，为国家粮食安全做出积极贡献。

关键词：作物育种技术发展建议种业科技政策保障

不同磷胁迫处理转OsPHR2小麦的转录组学分析

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作物学报 2024年第2期50卷 340-353页

作者：李艳方宇辉王永霞彭超军华夏齐学礼胡琳许为钢河南省作物分子育种研究院/河南省麦类种质资源创新与改良重点实验室/神农种业实验室河南郑州450002

PHR基因是磷信号调控体系的核心转录因子,负责启动下游部分应对磷饥饿的适应性反应。本课题前期获得了磷高效转OsPHR2小麦纯系,但OsPHR2提高小麦磷吸收利用效率的分子机制尚不清楚。为揭示该机制,本研究以前期获得的磷高效转OsPHR2小麦... 详细信息

PHR基因是磷信号调控体系的核心转录因子,负责启动下游部分应对磷饥饿的适应性反应。本课题前期获得了磷高效转OsPHR2小麦纯系,但OsPHR2提高小麦磷吸收利用效率的分子机制尚不清楚。为揭示该机制,本研究以前期获得的磷高效转OsPHR2小麦纯系为研究材料,采用水培试验,小麦长至四叶一心时进行低磷胁迫处理,分别在低磷胁迫0、6、24和72 h,利用RNA-Seq进行转录组测定,分析转基因小麦与对照之间根部和叶片的差异表达基因(differentially expression gene, DEG),并分别对根部和叶片DEG进行GO和KEGG功能富集分析。结果显示:低磷胁迫处理0、6、24和72 h转基因系与对照根部有22个共同的DEG,叶片有9个共同的DEG。转基因小麦与对照根部DEG数量在低磷胁迫处理0 h最多,其次为6 h。GO和KEGG富集分析显示,低磷胁迫0 h和6 h,根部DEG主要富集在糖代谢、苯丙素生物合成等生物学过程,以及养分贮存器活性、ATP酶活性等分子功能。转基因小麦与对照叶片DEG数量在低磷胁迫72 h最多,主要富集在糖代谢、有机酸生物合成等生物学过程,以及与糖基转移酶活性、纤维素合酶活性等有关的分子功能。与对照相比,转基因系OsT5-28根部血红素过氧化物酶、谷胱甘肽S-转移酶等防御系统关键酶基因,以及叶片磷酸丙糖转运体家族基因在低磷胁迫前后均上调表达。转OsPHR2小麦与对照对低磷胁迫的响应程度具有一定的差异性,低磷胁迫下转基因小麦较对照具有较强的磷素吸收利用能力,主要是OsPHR2调控了小麦中相关基因表达。

关键词：低磷胁迫转基因小麦转录组磷素吸收利用效率差异表达基因

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不同储藏方式对花生种子萌发的影响

中国油料作物学报 2024年第3期46卷 498-506页

作者：张俊崔亚男张朋磊张曼高伟刘娟郝西刘梦雅董文召臧秀旺河南省农业科学院经济作物研究所河南郑州450002 河南省作物分子育种研究院河南郑州450002

为探明不同储藏方式对花生萌发的影响,以高油酸花生品种豫花37号和开农1715、高油花生品种远杂9102和豫花9326为试验材料,选用不同储藏温度和包装方式,研究不同储藏方式对种子发芽能力、氧化程度、内源激素含量的影响。结果表明,花生类... 详细信息

为探明不同储藏方式对花生萌发的影响,以高油酸花生品种豫花37号和开农1715、高油花生品种远杂9102和豫花9326为试验材料,选用不同储藏温度和包装方式,研究不同储藏方式对种子发芽能力、氧化程度、内源激素含量的影响。结果表明,花生类型、储藏温度和包装方式均对花生种子的耐储性有显著影响,较高的油酸含量、低温和自封袋储藏条件,可有效减缓种子氧化进程,维持种子内源激素含量在相对较高水平,从而保证种子活力及发芽能力。相较常温储藏,低温储藏可较好地保持种子活力,低温储藏39个月后,四品种平均发芽率在82%以上,而常温储藏四品种平均发芽率不足32%;包装方式以自封袋优于塑料袋优于网袋,低温储藏39月后,自封袋、塑料袋、网袋发芽率分别保持在85%、83%、80%左右,常温储藏39月后,自封袋、塑料袋、网袋发芽率仅38%、33%、24%左右;高油酸花生品种比普通花生品种更耐储藏,储藏39个月后,两高油酸品种的平均发芽率可保持75%以上,而两普通花生品种的平均发芽率则不足40%。就花生类型而言,高油酸花生的耐储性要优于普通花生,且如果降低环境温度,增加包装的密封程度,还可在一定程度上提高种子的储藏后的活性。

关键词：储藏方式花生发芽生理活性

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小麦新品种郑麦9188高产稳产表现及遗传特性解析

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种子 2024年第10期 116-122页

作者：昝香存杜习军赵明忠高崇韩留鹏常莹莹陈弯齐学礼河南省作物分子育种研究院/河南省麦类种质资源创新与改良重点实验室

依据中种联合体小麦品种试验黄淮南片水地组2年区域试验和1年生产试验汇总数据，分析了郑麦9188的高产稳产特性表现及产量三要素与产量的关系。结果表明，两年区域试验郑麦9188平均产量为7 797.0 kg/hm2,比对照周麦18增产5.95%,差异极... 详细信息

依据中种联合体小麦品种试验黄淮南片水地组2年区域试验和1年生产试验汇总数据，分析了郑麦9188的高产稳产特性表现及产量三要素与产量的关系。结果表明，两年区域试验郑麦9188平均产量为7 797.0 kg/hm2,比对照周麦18增产5.95%,差异极显著；区域试验和生产试验的平均高稳系数（87.2%）比对照高出约4.5个百分点；产量三要素与产量之间的相关系数为有效穗数（0.438）>穗粒数（0.352）>千粒重（0.322）;产量三要素对产量的直接通径系数为有效穗数（0.470）>千粒重（0.374）>穗粒数（0.247）,穗粒数通过有效穗数与千粒重对籽粒产量的间接通径系数均为正值（0.062和0.043）。依据郑麦9188及其亲本的标记检测结果，分析了郑麦9188中存在的重要农艺性状基因位点，郑9188聚合了7个抗条锈病QTL位点（***-1BL、Yr29、***-1BL、***-2AL、***-3BS、***-4BL、***-6BS）、2个抗叶锈病基因（Lr13和Lr67）、3个高粒重QTL位点（Tabas1、TaGS5-A1、TaGW2-6A）,分子标记检测结果可部分解释郑麦9188条锈病和叶锈病的优异抗性及郑麦9188高千粒重特性。

关键词：郑麦9188 高产稳产产量三要素

黄淮麦区小麦中类燕麦蛋白的分类、等位基因及质量评价

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麦类作物学报 2024年第10期44卷 1238-1244页

作者：晁岳恩李文旭王沙沙王亚欢汪庆昌黄超河南省农业科学院小麦研究所河南郑州450002 河南省作物分子育种研究院河南郑州450002

类燕麦蛋白(ALPs,avenin-like proteins)是一类富含半胱氨酸残基的非典型面筋蛋白,对小麦面团强度具有重要作用。为明确ALPs在黄淮麦区小麦品种中的表达类型、等位基因数量及可能的面粉品质效应,本研究以黄淮麦区的40个栽培品种为研究对... 详细信息

类燕麦蛋白(ALPs,avenin-like proteins)是一类富含半胱氨酸残基的非典型面筋蛋白,对小麦面团强度具有重要作用。为明确ALPs在黄淮麦区小麦品种中的表达类型、等位基因数量及可能的面粉品质效应,本研究以黄淮麦区的40个栽培品种为研究对象,选取灌浆中期的籽粒并根据品质不同分别组成2个混合池进行转录组测序。结果表明,在40个品种的转录产物中,鉴定到14个ALPs基因和24个ALPs的等位基因;14个ALPs基因在4AL、7DS和7AS染色体分别有5个、5个和4个。聚类分析表明,14个ALPs蛋白可以分为A、B两个大类,细分为A1、A2、B1、B2和B3五个亚类。ALP基因的表达水平在强筋群体和中筋群体间存在差异,两个A类ALPs基因在强筋群体中显著上调表达,B3亚类ALP显著下调。面粉品质效应评估表明,14个ALPs对面团强度性状的贡献存在差异,但除B1亚类外,其他所有蛋白对面筋强度贡献值都不低于高分子麦谷蛋白,推测ALPs可能也是影响中国黄淮麦区面团强度的重要蛋白类型。

关键词：小麦燕麦类似蛋白面团强度等位基因

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河南省小麦种质资源品质特性多样性分析

植物遗传资源学报 2024年

作者：昝香存常莹莹董海滨张煜陈弯齐学礼河南省农业科学院河南省作物分子育种研究院/河南省麦类种质资源创新与改良重点实验室

为了提高我国小麦种质资源的利用效率，拓宽小麦种质资源的遗传基础及筛选优异育种亲本资源，以607份小麦种质为材料，分析不同年代来源种质的品质特征，采用变异系数、相关性分析、聚类分析等方法，对供试小麦种质的13个品质性状指标... 详细信息

为了提高我国小麦种质资源的利用效率，拓宽小麦种质资源的遗传基础及筛选优异育种亲本资源，以607份小麦种质为材料，分析不同年代来源种质的品质特征，采用变异系数、相关性分析、聚类分析等方法，对供试小麦种质的13个品质性状指标进行综合评价。结果显示，13个品质性状在不同小麦种质资源间存在丰富的变异，变异系数在2.28%-79.65%，其中面团稳定时间的变异系数最高，糊化特性指标峰值时间的离散程度最低，且2000年以后的品种在多个性状指标间的离散程度更大。不同年代来源种质的品质比较结果表明，从地方品种到1949—2000年的品种再到2000年以后的品种，随着年代的推移面粉的蛋白质含量、湿面筋含量呈明显降低趋势，而反映面筋强度的面筋指数、形成时间和稳定时间等指标随着年代的推移呈明显升高的趋势，峰值粘度和衰减值在不同年代来源间的变化趋势为1949—2000年的品种>地方品种>2000年以后的品种，三者之间差异显著。相关性分析表明，13个品质指标间存在不同程度的相关性，蛋白质含量、湿面筋含量及峰值粘度与其他多个指标具有相关性，可作为小麦品种选育的指导目标性状。系统聚类分析将小麦种质分为6类，且不同类群间品质性状存在一定差异，各类群均具有其独特的特征；其中第Ⅲ类群具有面粉吸水率低、面筋指数低等特征；第Ⅳ类具有蛋白质含量高、湿面筋含量高和峰值粘度高的特征。同时，还鉴定到蛋白质含量、湿面筋含量及稳定时间3个指标同时达到强筋标准的种质4份，同时达到弱筋标准的种质1份。相关结果为我国小麦种质资源的利用及优质品种选育提供重要参考及理论基础。

关键词：小麦品质性状多样性综合评价

一种微量检测小麦籽粒黄色素含量的方法及应用

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分子植物育种 2024年

作者：邓辉侯锦娜刘聪聪秦毛毛李文旭代资举杨攀时夏周正富吴政卿雷振生河南省作物分子育种研究院河南农业大学农学院神农种业实验室

小麦籽粒黄色素含量(yellow pigment content， YPC)是影响小麦蒸煮加工和营养健康品质的关键因素，是小麦品质改良的重要性状，对其进行微量和精准的测定尤为重要。传统的AACC 14-50方法所用样品量大且需润麦制粉，费工费时，无法实现... 详细信息

小麦籽粒黄色素含量(yellow pigment content， YPC)是影响小麦蒸煮加工和营养健康品质的关键因素，是小麦品质改良的重要性状，对其进行微量和精准的测定尤为重要。传统的AACC 14-50方法所用样品量大且需润麦制粉，费工费时，无法实现单株检测。本研究在传统检测方法的基础上进行了改良，采用全麦粉且用量仅为传统方法的1/32，制粉简单、用量少，可实现对育种早代单株的检测。结果表明，改良方法与传统方法测定出的YPC呈极显著正相关，相关系数高达0.96，比传统方法测定出的YPC平均要高出78%。采用改良方法对159份国内外小麦材料进行YPC测定，发现国内材料YPC明显低于国外材料，并筛选出YPC较高和较低的资源材料各10份，为小麦面粉色泽改良提供了优异亲本。利用改良方法分析小麦籽粒YPC与面粉色泽参数之间的相关性，发现小麦籽粒YPC与面粉黄度呈极显著正相关，与面粉白度、亮度和红度呈极显著负相关。本研究建立了一种基于全麦粉的微量检测小麦籽粒黄色素含量的测定方法，通过验证可代替传统方法用于黄色素含量的测定，为小麦蒸煮加工和营养品质的改良提供了技术参考。

关键词：小麦黄色素面制品色泽营养品质遗传育种