【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。

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。

应用数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法,研究耐低磷玉米自交系T(P1)和低磷敏感玉米自交系S(P2)及其杂交和回交世代F1、F2、B1、B2等6个世代苗期总根长的遗传机制。结果表明:总根长受加性-显性-上位性多基因控制,在B1世代选择效率最高;对于B1、B2和F2世代,其多基因遗传率分别为68.99%、52.65%和45.51%;遗传变异占表型变异平均为55.72%,环境变异占表型变异平均为44.28%。可见,环境对玉米总根长有一定影响。

【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。

运用主基因—多基因模型分离分析法对低磷土壤条件下玉米082×掖107组合的苗期叶龄的P1、P2、F1、F2和F2∶3五世代联合遗传分析,结果表明:玉米苗期叶龄遗传符合一对加性—显性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型(D-1)。玉米苗期叶龄是由一对加性—显性主基因控制的遗传,主基因遗传率为46.4%,但是微效多基因的遗传力也较大,多基因控制的玉米叶龄遗传力为33.3%,环境对玉米叶龄遗传力为20.3%。

采用ER IC-PCR、BOX-PCR和ITS技术,对江苏省6个市的24个小麦苗枯病菌(C lavibacter fangii)进行遗传多样性分析,并与其他10种病原细菌进行比较。结果表明,在相似率达60%时,ITS将24个小麦苗枯病菌分成了5簇。以相似性60%为界,ER IC-PCR将34个参试菌株分为14簇,而BOX-PCR只得到9簇,暗示这两种短重复序列在基因组中的分布不同;将两者电泳图谱结合,得到介于上述两者间的结果,所有菌株被分成12簇,24个小麦苗枯病菌分布在5簇中。3种分析方法相互验证,均说明江苏省小麦苗枯病菌基因组存在显著多样性。ER IC-PCR和BOX-PCR聚类证明了小麦...

采用完全双列杂交设计研究了 7个耐盐性不同的水稻品种苗期耐盐性遗传机制。在水培条件下 ,将亲本和F1世代的 3～ 4叶期幼苗用 8g·L-1的NaCl胁迫处理 10d后 ,测定根系Na+ /K+ 和盐害级别 ,利用主位点组加性显性模型 ,采用向前逐步回归方法对 2个耐盐指标进行遗传分析。结果表明 ,根系Na+ /K+ 的遗传变异符合 2个主位点组 +微位点组的遗传控制模型 ,盐害级别的遗传变异符合 3个主位点组 +微位点组的遗传控制模型。在决定水稻根系Na+ /K+ 和盐害级别的遗传变异中 ,主位点组的加性效应和显性效应共同起作用。

【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】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。

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...

为明确低氮胁迫对燕麦(Avena sativa)苗期生长的影响，选育耐低氮能力强的燕麦种质，本研究采用苗期水培法，分析了19份燕麦种质资源在常规氮(2 mmol·L~(-1) NH_4NO_3)和低氮(0.2 mmol·L~(-1) NH_4NO_3)处理下的生物量及耐低氮系数，初步筛选出5份耐低氮种质和5份低氮敏感种质。进一步复筛测定10份燕麦种质资源的叶绿素含量、生物量和根系形态构型等11项指标。结果表明：低氮胁迫下，植株茎叶干重、株高、叶片SPAD值显著降低(P <0.05)，根干重、根冠比、根体积、根表面积和根尖数显著增加。结合方差分析、主成分分析和相关性分析得出，株高、茎叶干重、根干重、根表面积和根尖数可作为评价燕麦低氮耐受性的指标。根据耐低氮综合评价值(D)，筛选出2个耐低氮种质ZY004067和ZY004068,3个氮敏感种质ZY004085、ZY004101和ZY004093。

研究了缺磷条件下不同基因型小麦苗期根系形态学及生理学适应特征 ,结果表明 :在缺磷环境中 ,小麦根轴数量和侧根长度明显减小 ,同化物向根部的分配比例增加 ,根轴长度、侧根数量和根系长度等均是显著提高。供试基因型小麦的根轴数量及其长度的差异在每个供磷水平及不同供磷水平之间均是显著的 ,说明这两种性状的差异是由基因型和环境因素共同决定的 ;而侧根特征的差异只在不同供磷水平之间是显著的 ,表明侧根性状主要是受环境因素控制的。对 6种基因型小麦的研究表明 ,高磷水平的小麦种子根的生长角度明显低于低磷处理的小麦 ,根角之间存在着显著的基因型差异。在缺磷条件下 ,6种基因型小麦完整根系分泌的酸性磷酸酶活性...

以冬小麦京都40和春小麦辽春17为材料,用0(对照CK),50,500 mg/L3个浓度的γ-氨基丁酸(GABA)浸种处理,小麦幼苗高约10 cm后进行涝害胁迫,持续3 d,研究外源GABA对小麦幼苗耐涝性的影响。结果表明,适当浓度的GABA处理可以明显提高小麦幼苗的耐涝性。在涝害条件下,50 mg/L GABA处理能使辽春17株高增加17.5%,京都40增加28.8%,根系总长度分别增加46.58%和11.9%。同时叶绿素含量及Fv/Fm,DPPH活性氧清除能力均能维持较高水平,膜脂过氧化水平减轻,MDA积累量降低。GABA可能通过调节光合叶绿素系统和抗氧化酶系统来减少涝害胁迫引起的生长抑制...

以1个水稻重组自交系为作图群体进行盆栽试验,分别在播种后第14、24、34 和44 天进行第1、2、3 和第4 次取样,考察秧苗苗高和干物重以及播种前所用种子的千粒重。结合1 张高密度的遗传图谱,对性状进行复合区间作图,分别检测到控制秧苗干物重、苗高和种子千粒重的主效应QTL 6、14 和3 个。其中,位于3 号染色体RM148-RM85 区段的QTL qGC-3-3 同时影响第4 期干物重和第1、3 和4 期苗高,且其对苗高的效应呈逐期递增的趋势。与qGC-3-3 相反,位于5 号染色体RM163-RM161 区段的QTL qGC-5 同时影响第1～3 期的干物重和苗高,但其效应由强趋弱。在...

小麦苗期苗高和主根长是鉴定小麦苗期耐盐性的重要指标。利用小麦品种花培3号×豫麦57获得的DH群体168个株系,在去离子水(对照)以及50,100,200 mmol/L NaCl溶液处理下,进行苗高和主根长的数量性状基因(QTL)定位分析。利用完备区间作图法,共检测到影响苗高和主根长的25个QTL,单个QTL对表型的贡献率为4.19%～23.72%。位于3D染色体区间Xgdm72-Xbarc1119上影响主根长的QTL位点具有最大的遗传效应,贡献率为23.72%;在100 mmol/L和50 mmol/L NaCl处理下,在2D染色体Xwmc170.2-Xgwm539区段,同时检测到影响苗高的2...