为了评价不同来源小麦品种(系)对禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi L.)的抗性,应用每株麦苗上接1头蚜虫的方法,在人工气候室内,对禾谷缢管蚜在10个小麦品种(系)上的5个生物学参数发育历期DD、成虫与幼虫的体重差DW、成虫在与发育历期相等时间内的产仔数F、相对日均体重增长率MRGR和成虫在与发育历期相等时间内的日均产仔数Rm进行了测定,并以此为基础用多元方差分析法、多目标综合判别法和聚类分析法评价了这10个小麦品种(系)对禾谷缢管蚜的抗性。结果表明,在试验的10个小麦品种(系)中,小偃22、Astron、Ww2730和Amigo最不适于禾谷缢管蚜(R.padi)在其上取食,抗性...

为了解中国小麦骨干亲本及其衍生后代对禾谷缢管蚜的抗性表现，在盆栽网罩整株小麦条件下，采用蚜量比值法对４５４份中国小麦骨干亲本及衍生后代进行了禾谷缢管蚜成株期抗性鉴定。结果表明，高感、感、中感、低感和低抗禾谷缢管蚜的材料分别占５３．７４％、２５．１１％、９．２５％、９．９１％和１．９８％，无中抗、抗及高抗等级的材料。１９份骨干亲本均不抗禾谷缢管蚜，其中江东门、矮孟牛和燕大１８１７表现为低感，其他中感至高感。４３５份衍生后代中，小偃２２等９份材料表现为低抗可用于抗蚜育种，分别为阿夫、南大２４１９等５份骨干亲本的衍生后代。小麦育种中，需提高品种抗蚜性，减少蚜虫危害。

【目的】干旱是限制小麦生产最主要的逆境因子之一。挖掘、鉴定优异抗旱新种质、克隆抗旱新基因，以期丰富我国小麦抗旱遗传基础，为小麦抗旱遗传改良提供材料。【方法】以198份从国际干旱地区农业研究中心（ICARDA）引进的抗旱种质为材料，采用PEG-6000模拟干旱方法，通过调查苗期干旱和正常条件下的地上部鲜重、地下部鲜重、生物量和根冠比4个性状，鉴定、评价其抗旱性，结合660K SNP芯片对其抗旱性进行全基因组关联分析，发掘抗旱性相关染色体区间及关联位点，结合干旱胁迫下根等多组织的表达量数据，筛选抗旱性相关基因，最后以强抗旱性品系IR214和干旱敏感品系IR36为材料，利用qRT-PCR方法对候选基因进行验证，并分析关键候选基因的优异单倍型。【结果】干旱胁迫下，小麦的生长发育受到显著抑制，各性状表型均显著低于正常对照，不同小麦品系间也表现出显著差异，4个性状在2种处理下均呈现正态分布，变异系数为0.363—0.760，多样性指数为0.310—0.400；基于加权隶属函数值（D值）综合评价各个品种的抗旱性，发现品系IR214的D值最大，为0.851，其次为IR92、IR213、IR235和IR218等，它们可作为新的优异抗旱种质；在此基础上，通过全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS），共检测到102个与4个性状抗旱系数显著关联的SNP位点，表型变异解释率范围为1.07%—38.70%，其中，与地上部鲜重相关的位点60个、地下部鲜重相关位点1个、生物量相关位点36个以及根冠比相关位点5个；基于基因组注释信息，筛选到31个抗旱相关基因，结合根等不同组织的RNA-seq数据，筛选出4个抗旱候选基因，对差异表达的候选基因进行qRT-PCR验证，鉴定到2个关键抗旱候选基因；最后，分析候选基因的单倍型效应，发现TraesCS6A02G048600的AX-86174509位点，2种基因型在抗旱性状上具有显著差异，是潜在的功能位点。【结论】共检测到102个与苗期抗旱性显著关联的位点，筛选出TraesCS5B02G053500和TraesCS6A02G048600 2个关键候选基因，TraesCS6A02G048600的AX-86174509位点是潜在的抗旱性功能位点。

【目的】研究5种山羊草(Aegilops)对禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi)取食的诱导性抗性机理,探索多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)与苯丙氨酸解氨酶(PAL)的诱导性抗性及协同抗蚜性,探索利用禾谷缢管蚜取食产生的叶片受害斑点面积进行抗性评价的可行性。【方法】利用薄层层析定量分析芦竹碱、紫外分光光度计测定PPO、POD、PAL酶活,用PHOTOSHOP7.0估算受害斑点面积等。【结果】不同抗性野生山羊草旗叶受害斑点面积大小具有一定的规律性且与蚜量比值呈极显著正相关(r=0.951**),与山羊草抗蚜性密切相关。在蚜虫取食诱导后,不同抗性水平的植株体内PPO、POD及...

采用RT-PCR技术,设计简并上、下游引物,从禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi(L innaeus))和麦长管蚜(Sito-bion avenae(Fabric ius))中均克隆出2种不同乙酰胆碱酯酶的cDNA片段,分别命名为Rp.ace1、Rp.ace2和Sa.ace1、Sa.ace2。同源性分析结果表明,Rp.ace1、Sa.ace1与棉蚜(Aphis gossypii)和桃蚜(Myzus persicae)的Ⅰ型乙酰胆碱酯酶(Ace1)基因序列具有96%以上的相似性,Rp.ace2和Sa.ace2与棉蚜和桃蚜的Ⅱ型乙酰胆碱酯酶(Ace2)以及从麦二叉蚜(Schizaph...

【目的】探索和发掘优质抗麦长管蚜的种质资源及方法,为高效节本型和环境友好型的抗麦长管蚜小麦育种研究利用提供理论依据。【方法】以GIS的空间分布分析法和小麦种质资源抗蚜性鉴定为基础,从377份小麦种质资源中随机选取22个种质资源的13个主要性状,运用灰色系统理论对其进行综合分析。【结果】GIS的空间分布分析结果表明,麦长管蚜种群对小麦种质资源的入侵扩散从分散危害演变为聚集危害为主。成株期田间自然鉴定结果表明,在377份种质资源中,高抗材料4份,分别是陕253、豫麦70、陕糯1号、186Tm,占鉴定材料的1.06%;中抗材料55份,占鉴定材料的14.59%,包括的种质资源有Amigo、98-10-...

【目的】干旱是限制全球小麦生产的主要环境因素，培育抗旱品种是全球小麦育种面临的核心挑战。春小麦作为短生育期小麦品种，为国家粮食安全和种植结构提供了重要保障，确定春小麦材料的抗旱性，为选育抗旱稳产新品种提供依据。【方法】为了解春小麦品种（系）的苗期抗旱性，以来自10个不同地区的244份春小麦品种（系）为试验材料，利用控制含水量法进行苗期干旱胁迫，于三叶期选择长势均匀一致的幼苗，测定最大根长（MRL）、第一叶长（FLL），第一叶宽（FLW）、胚芽鞘长（CL）、地上部鲜重（SFW）和地下部鲜重（RFW）等13个苗期指标，通过描述统计法、隶属函数法、主成分分析、聚类分析和相关性分析等方法对各春小麦品种（系）的抗旱性进行综合评价。【结果】春小麦品种（系）之间的耐旱性表现出丰富的变异，干旱处理条件下，所测定性状的变异系数为2.1%—32.9%，对照组变异系数范围为1.0%—29.3%；与对照相比，干旱处理条件下的胚芽鞘长度、根干重、鲜重根冠比和干重根冠比均不同程度增加。主成分分析将原13个指标归纳为5个主成分，贡献率达79.6%，根据各主成分特征向量和各性状指标的抗旱系数，计算出综合抗旱系数D值，并对D值进行聚类分析，将供试材料分为5个亚群，据此筛选出根部生物量（地下部鲜重和干重）作为苗期抗旱性鉴定的有效综合指标。将苗期指标抗旱系数与田间相关农艺性状进行相关性分析，发现苗期胚芽鞘长、第一叶长和成熟期旗叶长、株高、穗长、小穗数和籽粒长呈极显著正相关性，苗期整株生物量与籽粒千粒重呈极显著正相关。【结论】筛选出高抗旱春小麦品种22份，明确了根部生物量（地下部鲜重和干重）可作为苗期抗旱性鉴定的有效综合指标。

为研究小麦苗期性状与耐低氮性的遗传相关性,利用24份小麦品种,采用水培的方法,在低氮(0.4mol/L)和正常氮(4mmol/L)条件下,测定四叶期株高(PH)、根长(RL)和根条数(RN)等23个氮效率相关指标,利用各指标耐低氮指数进行主成分分析,采用隶属函数法计算综合评价值(D),通过系统聚类筛选耐低氮品种;同时联合分析氮效率相关性状遗传相关系数与遗传力确定育种中间接选择性状指标。结果表明:1)24个小麦品种被分为耐低氮型、中间型和低氮敏感型三类;其中耐低氮型品种包括长武89(1)3-4、安85中124-1、单R8093、平阳348和昌乐5号;低氮敏感型包括旱选12、白齐麦、烟农19号、陕225-9、晋麦33和中大91-品9;其余13个品种属于中间型。2)低氮胁迫条件下(分蘖数)TN、(叶宽)LW、(根鲜重)RFW、(茎叶鲜重)SFW、(植株总鲜重)PFW、(茎叶氮素积累量)SNA、(植株氮素积累量)PNA与耐低氮性综合评价值(D)之间的遗传相关、环境相关及表型相关均达到显著或极显著水平,正常氮处理下(叶面积)LA和(茎叶干重)SDW与D值之间的遗传相关、环境相关及表型相关均达到显著或极显著水平。3)在育种过程中,低氮条件下选择LW、RFW和PFW等性状;而正常供氮条件下选择LA、(植株总干重)PDW和(根氮素积累量)RNA等性状可以对小麦耐低氮性的选择取得较好的效果,选择效率较高。

【目的】干旱与半干旱地区的水肥资源贫乏，而小麦不同基因型间的磷效率差异很大，因此，鉴选耐低磷种质、挖掘磷代谢遗传位点有助于小麦的遗传改良。【方法】以282份山西小麦品种为材料，在正常磷（0.2 mmol·L~(-1)）、中度低磷（0.1mmol·L~(-1)）和低磷胁迫（0.01 mmol·L~(-1))3个磷浓度条件下对苗期根部鲜重、茎叶部鲜重、植株鲜重、根部干重、茎叶部干重、植株干重，最大根长、总根长、根表面积、根体积、根直径和根尖数共12个形态指标进行考查，运用主成分分析、隶属函数分析及聚类分析等方法综合评价苗期不同品种的耐低磷特性，在此基础上，分析苗期性状演变趋势及生物量分配等特征，并利用全基因组关联分析挖掘小麦耐低磷位点。【结果】苗期不同性状对低磷的响应程度不同，磷浓度降低导致生物量分配策略发生变化，与根部生长情况比较，地上部生长受磷浓度变化影响小；磷浓度降低会抑制地上部生长，地上部干重和鲜重显著降低，而低磷促进了根系生长，根部干重和鲜重、最大根长、总根长、根体积和根尖数等指标显著增加。根据耐低磷综合D值与形态指标相关分析发现最大根长和根直径可作为苗期耐低磷的筛选指标，D值聚类分析筛选到晋麦46、晋麦61、有芒大红茎、红秃麦、红和尚、白壳红、白线麦、火烧头和白山麦共9份耐低磷品种。性状演变分析发现品种耐低磷能力没有受到直接选择。耐低磷能力随年代变化先降后升，2010年之前品种耐低磷能力呈下降趋势，2010年后品种耐低磷能力有所提升。关联分析检测到8个R ~2>10%的稳定位点，其中，1A＿545074550、2B＿489279799、6A＿166899658和6A＿273060644未见报道。【结论】苗期最大根长和根直径可作为苗期耐低磷的筛选指标。通过综合评价山西小麦苗期耐低磷能力，筛选到9份耐低磷品种。在1A、2B和6A染色体上检测到4个与耐低磷相关的新位点。

【目的】筛选小麦抗麦长管蚜基因,以揭示小麦抗蚜虫的分子机制。【方法】利用mRNA差异显示反转录PCR(Differential display reverse transcription PCR,DDRT-PCR)技术,以小麦抗蚜种质98-10-35、感蚜种质1376及其F3代和BC1F1代(98-10-35/1376//1376)为材料,分析了在抗蚜材料与感蚜材料之间差异表达基因的序列及功能。【结果】从24对引物组合中,共筛选到8对引物可以在98-10-35/1376的F3代抗性群体中扩增出74条差异条带,平均每对引物扩增条带数为9.3,并对其中差异明显的20条条带进行了回收、克隆、测序和序...

【目的】探究不同氮素供应环境下与小麦苗期生物量及氮效率相关性状显著关联的SNP位点,预测相关候选基因,为小麦氮效率的基因克隆及其在育种中的应用提供参考。【方法】以134个小麦品种(系)组成的群体为供试群体,设置低氮、正常氮和高氮3个处理,各处理重复4次,并在2年(2013和2014年)进行了2次完全重复的营养液培养试验。试验对小麦苗期生物量及氮效率相关的14个性状进行了表型鉴定,采用MLM+K+Q混合线性模型,利用90K SNP芯片对小麦生物量及氮效率相关性状进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),获得显著关联的SNP位点。【结果】与正常氮处理相比,低氮处理条件下,根系、地上部及植株氮含量和氮积累量均显著下降,而根生物量和根、植株氮效率均显著增加,高氮处理下,几乎所有鉴定性状均显著增加;14个性状的广义遗传力均在40%以上,其中,植株总干重的遗传力最高(95.73%)。利用9 329个SNP标记进行关联分析,共检测到838个SNP标记位点与供试材料的14个性状存在显著关联(P≤0.001),分布在21条染色体上。有435个(51.91%)SNP标记位点仅在一个关联分析环境中被检测到;有403个位点至少在2个处理环境(包含均值环境)中被检测到与同一性状显著关联(稳定关联标记)。其中8个SNP标记位点至少在3个环境中被检测到。在4个环境下(包括均值环境)均检测到的稳定关联位点有2个:Kukri_c65481_121和tplb0025f09_1052,分别与植株总氮利用效率(total nitrogen use efficiency of plant,TNUE)和根系总氮利用效率(root nitrogen use efficiency,RNUE)显著关联;同时与至少6个性状(生物量及养分效率相关性状)显著关联的SNP标记位点共5个,分别位于1A、1B(3)和2A染色体上;根据小麦基因组注释及LD衰减水平,在同时定位了6个性状的5个SNP位点和2个多环境(4个环境)稳定关联的SNP位点的214 kb的基因组区域中共筛选候选基因84个,根据已知克隆氮效率基因的编码蛋白类型、候选基因功能注释信息及利用植物比较基因组学资源库蛋白序列同源比对分析,筛选到3个候选基因与生物量及氮效率相关。【结论】不同氮素处理显著影响小麦苗期生物量、氮效率相关性状及其相关QTL的表达,大多数SNP位点仅在1个氮素检测环境中被检测到,但也存在环境稳定性较强的位点。生物量及氮效率相关性状之间存在显著相关关系,并在一定程度上受到相同的QTL/基因控制。

【目的】通过分析不同杂交小麦组合及其亲本苗期叶片的光合特性与籽粒产量的相关性,为杂交小麦强优势组合早期筛选和预测提供理论依据。【方法】以2个恢复系和4个不育系及其配制的6个杂交小麦组合为材料,在大田种植条件下测定小麦苗期叶片的光合特性,包括净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)、叶绿素含量、Rubisco活性及其大小亚基编码基因rbcL、rbcS相对表达量;调查成熟期的产量性状,包括株高、主穗穗长、单株地上生物量、有效穗数、穗粒数、单株籽粒产量、主穗小穗数、千粒重、收获指数,并分析杂种优势以及光合性状与产量性状的相关性。【结果】杂交小麦苗期的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均表现出显著的超高亲优势,其中净光合速率的平均超高亲优势为15.4%,气孔导度为21.3%,蒸腾速率则为11.46%,净光合速率值高的恢复系所配制的杂交组合具有更高的净光合速率和杂种优势,而胞间二氧化碳浓度、水分利用效率则少数有负向优势。成熟期有效穗数、单株籽粒产量及单株生物量具有较高的超高亲优势,其中穗数的超高亲优势值达到最高,平均优势值为34.21%。相关性分析表明,净光合速率与气孔导度、蒸腾速率、单株生物量和单株籽粒产量呈显著或极显著正相关,说明气孔导度、蒸腾速率可辅助筛选高光合小麦,同时苗期净光合速率与产量关系密切。叶绿素含量、Rubisco活性、大小亚基编码基因rbcL、rbcS相对表达量的杂种优势差异较大,其中杂交小麦Rubisco活性均高于双亲,且具有显著的超高亲优势,平均超高亲优势为5.38%。编码基因中,与rbcL相比rbcS具有更高的超高亲优势和中亲优势,而叶绿素含量主要表现为负向优势,少数表现出中亲优势,极少数表现出超高亲优势,且各项指标与净光合速率均无显著相关性。【结论】杂交小麦在苗期已表现出显著的杂种优势,尤其是净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,而净光合速率与单株产量、单株生物量显著正相关,因此结合小麦杂交组合的田间表现,苗期净光合速率高低可以作为早期预测杂交组合的产量潜力的参考依据。

【目的】定位盐胁迫下调控小麦苗期性状的QTL位点,为分子标记辅助选择小麦耐盐性状提供基因位点和连锁标记。【方法】以小偃54×京411重组自交系群体为材料,在盐胁迫条件下检测调控小麦苗期MRL、RDW、SDW和TDW及其相对性状的QTL位点。【结果】共检测到调控小麦苗期4个性状及其相对性状的25个QTL位点,分布在1A、2A、2D、3A、4A、4B、5B、5D、6B、7A和7B共11条染色体上,贡献率在4.4%—25.5%。其中有15个QTL位点成簇分布于3A、4A、4B、5B、5D染色体的5个遗传区间,其余10个QTL位点各自分布于不同的染色体区段。检测到的5个贡献率大于10%的位点分别位于3...

【目的】本文确定了干旱胁迫对燕麦幼苗生长的影响。【方法】本试验采用高寒燕麦品种青燕1号,通过石英砂水培试验,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的方法,测定了在不同PEG浓度(0%、5%、10%、15%、20%、25%)和不同时间(0、7、14 d)处理下燕麦幼苗叶绿素含量、叶片相对含水量、相对电导率和生长状况的变化。【结果】燕麦幼苗叶绿素含量和相对含水量随着干旱胁迫的加剧和时间延长呈下降趋势。在干旱胁迫7 d时,5%PEG浓度使两者含量均已受到显著影响;干旱胁迫14 d时,15%的PEG处理使得其叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量以及相对含水量分别比对照降低了53. 89%、40. 57%、50. 26%和64. 61%。干旱胁迫诱导电导率逐渐增加,而干旱胁迫7 d时,5%、10%、15%PEG处理下,电导率无显著差异;不同程度的干旱胁迫显著减少了燕麦幼苗茎叶干鲜重和根鲜重,但是轻度干旱胁迫(5%和10%)诱导根的干重显著增加,而15%PEG处理对根的干重影响不大,20%、25%PEG处理显著降低了根的干重。【结论】不同浓度的PEG胁迫对燕麦幼苗造成一定伤害,但是燕麦对低浓度PEG胁迫有一定的适应性,而高浓度的PEG溶液对燕麦损伤较大,严重影响其生存,因此,15%PEG可作为室内研究燕麦抗旱性的最佳浓度。

1999～2002年先后引进国内外小麦种质资源468份,在山西省小麦主产区临汾市设立试验点,对其进行了抗麦长管蚜特性鉴定。鉴定结果表明,引进的小麦种质资源中不同品种(系)对麦长管蚜抗性有明显差异,其中表现高抗的有11个,表现中抗的有63个,可作为抗蚜材料为育种利用。