科研产出
小麦地下害虫及土传病害虫病一体预防技术
《四川农业科技 》 2022
摘要：小麦是四川主要粮食作物,随着种植结构调整,四川粮食播种面积逐年减少,单位面积的稳产高产就变得尤为重要.而小麦生产一直受到多种病虫害的威胁,特别是地下害虫及土传病害发生后极难有效防治,且随着耕作方式的改变有逐年加重的趋势.文章介绍了四川小麦生产上主要的地下害虫和土传病害种类及发生特点,并结合麦地耕作和播种方式,因地制宜提出了以播前土壤处理和药剂浸种拌种相结合的病虫一体预防技术,为有效控制小麦地下害虫和土传病害威胁,保障小麦等粮食作物稳产高产、健康发展提供参考.
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基于WorldView-2影像和语义分割模型的小麦分类提取
《遥感技术与应用 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为使用高分辨率遥感影像和深度学习语义分割模型实现快速准确的小麦种植空间信息提取，以WorldView-2遥感影像为数据源，制作尺度分别为128×128、256×256、512×512的样本数据集，对U-net和DeepLab3+语义分割模型的参数进行训练，建立小麦遥感分类模型；通过与极大似然和随机森林方法比较，检验深度学习分类效果。结果显示：（1）不同尺度样本训练得到的模型总体精度、Kappa系数分别在94%和0.82以上，模型精度稳定，样本尺度大小对小麦分类提取模型影响较小；（2）深度学习方法的小麦分类总精度和Kappa系数分别在94%和0.89以上，极大似然和随机森林则在92%和0.85以下，表明该研究建立的小麦遥感分类模型优于传统分类方法。研究结果可为高分辨率遥感影像作物种植信息的深度学习方法提取提供参考。
关键词： 高分辨率影像 U-net DeepLabv3+ 小麦 信息提取
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小麦镰刀菌毒素的超高效液相色谱-串联质谱检测方法研究及应用
《农产品质量与安全 》 2021
摘要：利用超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）建立了小麦中脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）、 3-乙酰基脱氧雪腐镰刀菌烯醇（3-ADON）、 15-乙酰基脱氧雪腐镰刀菌烯醇（15-ADON）和雪腐镰刀菌烯醇（NIV） 4种镰刀菌毒素的分析方法。样品用50%乙腈水溶液提取,QuEChERS法净化,采用Phenomenex Kinetex XB-C18色谱柱分离,质谱多反应监测模式测定。结果表明,4种镰刀菌毒素在各自线性浓度范围内线性关系良好,相关系数均≥0.997;检出限范围为5～20μg/kg,定量限范围为10～40μg/kg;平均回收率为81.5%～94.5%, RSD为2.4%～8.6%。采用本方法检测四川小麦中镰刀菌毒素,450份样品总体检出率为74.2%,超标率为2.9%; 4种镰刀菌毒素均有检出,以NIV和DON为主,雅安、达州和成都为污染情况较为严重的地区。该方法操作简便,重现性好,灵敏度高,结果准确可靠,能够满足小麦中镰刀菌毒素快速确证与定量检测。
关键词： 小麦 镰刀菌毒素 超高效液相色谱-串联质谱法 QuEChERS法
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利用含5BS·7BS/5BL·7BL易位的重组自交系创制小麦染色体结构变异新材料
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探索5BS·7BS/5BL·7BL易位染色体在来自简单杂交川麦42×川麦55的高代重组自交系（RILs）中对染色体及农艺性状的影响,以期为这对相互易位染色体在育种和生产中的应用提供指导。【方法】利用基于寡核苷酸探针Oligo-pSc119.2-1、Oligo-pTa535-1和Oligo-（GAA）7的ND-FISH技术,对200份F6RILs进行分析,以探明染色体变异情况。【结果】细胞学鉴定的142个纯合株系包括4种类型:1B和5B/7B（43份）、1RS·1BL和5B/7B（30份）、1B和5BS·7BS/5BL·7BL（35份）、1RS·1BL和5BS·7BS/5BL·7BL（32份）,且它们在株高、分蘖、小穗和千粒重上没有差异。17y456和17y588两份自交系是含染色体结构变异且高抗条锈病的新材料,其中17y456聚合了1RS·1BL、5BS·7BS/5BL·7BL、3BS·5AS/3BL·5AL,17y588含有5BS·7BS/5BL·7BL和4DChanged染色体。【结论】5BS·7BS/5BL·7BL易位染色体对株高、分蘖、小穗和千粒重无负作用,这为育种家在应用易位系进行品种改良提供了指导意义。利用5BS·7BS/5BL·7BL易位染色体进行简单有性杂交能够容易获得染色体结构变异新材料,为今后小麦育种及种质创新提供了新的方向。
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对具有一个共同亲本的杂种F_1育性差异的初步研究
《四川农业大学学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：【目的】对具有一个共同亲本的杂种F_1所表现出的育性差异进行了研究。【方法】观察了F_1的育性、减数分裂配对情况;采用SLAF-Seq-BSA(specific-locus amplified fragment sequencing and bulked segregant analysis)技术,对与育性有关系的基因进行关联分析;对不育F_1及其两个亲本的花药的转录组进行了分析。【结果】在不同播期下,正反交杂种F_1表现出稳定的不育特性,其自交结实率低于0.5%(国内法)。雄性不育的014-459/川麦55和可育的014-459/绵08-9杂种F_1减数分裂时染色体行为相似。SLAF分析将不育相关基因在染色体上的关联区域限定在2D染色体上的3个区域,转录组分析将亲本和F_1之间表达有差异的基因确定出来,结合SLAF分析和转录组分析,找到了F_1不育的育性相关基因。【结论】减数分裂染色体行为异常不是014-459和普通小麦的杂种F_1表现不育的原因。F_1不育是一种新的不育类型,初步确定与F_1表现出不育的关联基因是2D01G027900,GO注释号是0009753,其主要功能是对茉莉酸起响应。
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两个不同籽粒硬度小麦的比较蛋白组学分析
《作物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：小麦是全球种植面积最大粮食作物,为全球45亿人提供日常蛋白和能量摄入的20%。弄清小麦籽粒硬度遗传基础,对于改良小麦品质具有重大意义。为探讨不同硬度小麦种子的分子基础,本实验选用西南麦区2个硬度差异极显著的小麦品种川麦66和蜀麦969,从蛋白水平上分析其种子蛋白差异表达情况,利用TMT定量蛋白质组学技术(tandem mass tags)结合生物信息学分析,分析差异表达的蛋白及其功能和通路等富集情况。结果表明,鉴定并定量了有效蛋白6020个,其中显著差异表达蛋白113个,在软质麦川麦66中上调表达的69个,下调表达的44个。差异蛋白GO富集分析共富集到65个GO条目,达到极显著富集水平的包括生物过程的1个条目、细胞组成的1个条目和分子功能的6个条目。推测营养库活性类蛋白、酶抑制剂活性类蛋白和谷胱甘肽代谢途径类蛋白可能参与小麦籽粒硬度形成。籽粒硬度相关蛋白可能主要分布于细胞胞外区,具有防御作用。从系统发育分析推测, puroindolines蛋白及其同源蛋白,可能既作为小麦籽粒贮藏蛋白,同时还能作为酶抑制剂调控籽粒发育。本研究为进一步探索小麦籽粒硬度遗传机制提供了参考。
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川麦42和川农16抗穗发芽QTL定位及聚合效应分析
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]小麦穗发芽严重影响小麦产量和品质,是全球小麦生产面临的重大问题之一.通过鉴定挖掘抗穗发芽QTL,聚合穗发芽抗性位点,选育抗穗发芽小麦品种,为四川小麦穗发芽抗性改良提供技术和材料支撑.[方法]以川麦42/川农16重组自交系(RIL,F8)为材料,于2016—2018年分别在2个环境下对RIL群体进行籽粒发芽指数(GI,2016和2018)、籽粒发芽率(GR,2016和2018)和整穗发芽率(SGR,2017和2018)3个穗发芽指标测定.利用90K SNP芯片构建的遗传图谱检测全基因组穗发芽相关QTL,并分析抗性QTL聚合效应.[结果]双亲间GI、GR和SGR指标值差异显著,亲本川农16穗发芽抗性明显优于亲本川麦42.共检测到11个与穗发芽抗性有关的QTL,主要分布在2B、2D、3A、3D、4A、5A、5B和6B染色体上.5B染色体上检测到的单个环境表达的整穗发芽QTL解释的表型变异率最大,达到29%;在2D和3A染色体上检测到的整穗发芽主效QTL,以及5A染色体上检测到的与种子休眠相关的籽粒发芽主效QTL,在2个环境下均能表达,其抗穗发芽等位变异均来源于川农16.基因型分析发现,RIL群体中不同株系聚合抗性QTL的数量变幅为1—9个,表现为抗穗发芽的株系均携带4—9个与穗发芽相关的抗性QTL.重组自交系群体中6个株系GI、GR和SGR值均在15%以下,表现出高抗穗发芽特性;这6个优异株系聚合了多个与穗发芽相关的抗性QTL,且均聚合了川麦42在4A染色体上的微效QTL(QGi.saas-4A和QGr.saas-4A),以及川农16在2D和5B染色体上的主效QTL(QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B);编号为104和125的优异株系已通过审定,定名为川麦104和川麦64.其中,川麦104于2012年同时通过国家和四川省审定,其抗穗发芽能力强,产量、品质、抗病等优良性状突出,聚合了7个正向穗发芽QTL,包括2B、2D和5B染色体上来源于川农16的4个抗性QTL(QGi.saas-2B、QGr.saas-2B、QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B),以及4A和6B染色体上来源于川麦42的3个QTL(QGi.saas-4A、QGr.saas-4A和QGr.saas-6B);近年来,川麦104已成为西南麦区小麦育种的核心亲本,育成小麦品种(系)18个.[结论]共检测到11个抗穗发芽QTL,其中3个来源于川麦42,8个来源于川农16;RIL群体中的抗穗发芽株系均携带4—9个抗性QTL,优异株系川麦104和川麦64高抗穗发芽,均聚合了7个穗发芽抗性QTL.
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小麦穗部性状的主基因+多基因混合遗传模型分析
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】穗部性状是小麦重要的产量性状,在小麦产量构成中占据重要地位和作用。开展小麦穗部性状遗传研究、分析其遗传机制,对制定高产育种策略、提高育种效率提供理论和实践指导。【方法】以主茎穗长、小穗数、穗粒数、小穗粒数为指标,采用数量性状的主基因+多基因混合遗传模型方法,对不同生态环境条件下来自母本品冬34与父本BARRAN及其衍生的F7:8、F8:9代重组自交系群体(RIL)进行穗部性状的遗传模型分析与遗传参数估计,以确定控制各性状的基因数目,估计遗传效应值及遗传率。【结果】穗长和小穗数的最佳遗传模型均是B-2-1(PG-AI),符合2对连锁主基因+加性-上位性多基因遗传模型。穗长的多基因遗传率是90.64%,小穗数的多基因遗传率是89.52%,穗长的环境变异平均值占表型变异的比例为9.39%,小穗数的环境变异平均值占表型变异的比例为10.50%;穗粒数的最佳遗传模型是G-1(MX3-AI-A),符合3对加性-上位性主基因加多基因+加性混合遗传模型,主基因遗传率是69.39%,多基因遗传率是29.94%,环境变异平均值占表型变异的比例为2.18%。控制穗粒数的第1对主基因的加性效应值和第3对主基因的加性效应值数值相等,同是4.56,具有正向效应。第2对主基因的加性效应值与加性效应和第1对主基因×第2对主基因×第3对主基因的加性效应值相同,均是-1.64,且为负向效应。加性和加性×加性上位性互作效应值与加性和第2对主基因加性×第3对主基因加性上位性互作效应值相等,均是-6.02。加性和第1对主基因加性×第3对主基因加性上位性互作效应值是0.18,多基因的加性效应值是0.15,表现为较低的正向遗传效应;小穗粒数的最佳遗传模型是H-1(4MG-AI),符合4个主基因+加性-上位性遗传模型,主基因遗传率是81.50%。第1至4对主基因加性效应值分别为0.22、0.18、-0.20和0.24,加性和第1对主基因×第1对主基因的加性上位性互作效应值是-0.170,加性和第1对主基因×第3对主基因的加性效应值是0.240,加性和第1对主基因×第4对主基因的加性效应值是-0.20,加性和第2对主基因×第3对主基因的加性效应值与加性和第2对主基因加性×第4对主基因加性上位性互作效应值绝对值相同,效应相反,前者值是0.03,后者值是-0.03。加性和第3对主基因×第4对主基因×的加性效应值是0.06。【结论】小麦穗部性状以多基因遗传效应为主,符合数量遗传特征,易受环境影响。小穗粒数存在着主基因遗传特性,主基因遗传力较高,受环境影响小,小穗粒数可作为有效改良穗部性状早期选择的直接指标,实现单株定向选择,提高育种效率。
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2个小麦株高QTL位点验证及其对产量相关性状的效应分析
《西南农业学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】小麦株高决定了种植密度和抗倒性,对产量具有显著影响。本研究旨在利用不同背景的遗传群体材料验证前期发现的2个株高QTL位点,Qph.cib-5A和Qph.cibb-7A,及其对产量性状的影响,以期为分子育种提供参考。【方法】2个重组自交系群体于2015-2016、2016-2017年种植于四川双流和四川什邡,F_2群体于2017年种植于四川双流,获得表型数据。通过竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive Allele Specific PCR,KASP)反应、35K和90K芯片分别对2个F_2群体,川麦42×川麦39重组自交系和川麦42×川农16重组自交系进行基因分型。比较携带不同基因型株系株高、穗长、穗粒数和千粒重的差异。【结果】在F_2群体中,Qph.cib-5A和Qph.cibb-7A能显著增加株高7.75%和6.19%;在2个重组自交系群体中,Qph.cib-5A能增加株高(4.2%～10%)、穗长(4%～9.1%)和千粒重(2.5%～4.5%),而不影响穗粒数。Qph.cibb-7A在不影响穗粒数和穗长的前提下增加株高(3.3%～6.1%)和千粒重(2.5%～4%)。此外,当同时聚合Qph.cib-5A和Qph.cibb-7A时对株高(7.4%～13.1%)和千粒重(4.7%～7.5%)的效应更加显著。【结论】本研究证实Qph.cib-5A和Qph.cibb-7A对株高调控具有显著作用,同时对千粒重也会产生较大影响,因此该研究的结果以及开发的标记可应用于小麦育种和小麦调控株高遗传机制的解析。
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