【目的】全球气候变暖导致水稻抽穗开花期受到高温热害的影响日益严重。鉴定抽穗期耐高温水稻种质，创制耐热新种质，为培育实用性耐热水稻新品种，降低高温热害对水稻生产的影响，保障中国乃至世界的粮食安全奠定基础。【方法】以广恢128（七桂早/测64//明恢63）为耐热亲本，通过杂交、复交以及系谱法，选育过程中连续多代筛选抽穗开花期处于高温阶段结实率较高且变异较小的株系，在高世代，利用人工气候室进行抽穗开花期耐热鉴定（处理盆栽于开花当天移入人工气候室，高温处理时间段为每日09:00—15:00，设置恒温38℃，15:01—次日08:59设置恒温28℃，相对湿度均为75%，处理7 d），结合农艺性状分析方法创制水稻耐热新种质。【结果】创制的新种质R203具有较好的耐热性，在正常条件下和高温条件下都有较高的结实率（常温结实率为94.5%、高温结实率为81.9%、相对结实率为86.7%），其对三系不育系恢复能力强，综合抗性好，稻米品质优，具有配制实际应用价值的耐热新组合的潜力。在自然高温条件下，以R203为父本、7个三系不育系为母本配制的杂交组合结实率为83.4%—99.4%，耐热性均表现较好。其中，育成的三系杂交中籼新品种泰优203的结实率为87.9%，综合相对耐热系数为1.11，耐热性达到1级，生产试验中，其产量比对照增加5.36%，增产点占85.71%，具有很好的丰产和稳产性，稻米品质达部标二级，具有较好的推广应用价值。【结论】当前耐热基础研究不足以支撑实用型耐热新品种选育，以高温湿热易发地区的种质为材料，通过表型选择创制了耐热新种质R203，并利用杂种优势，培育出实用型耐热水稻新品种泰优203。

分别以Ⅱ优838及其两个亲本的处理组和对照组开花当日的剑叶为材料,应用抑制消减杂交方法筛选得到一批耐热相关基因,选取其中6种和耐热密切相关的基因,在亲本和子代中分别检测其表达情况,结果显示:6种基因在高温处理组中的表达量都明显上调,且在子代中的表达高于亲本。这不仅证实了获得的差异表达基因的可靠性,还说明这些基因能稳定的遗传给后代。

十多年来,我们围绕中国南方水稻生产遇到的主要逆境因素,开展了水稻种质挖掘和创新研究。克隆或优化了耐旱基因AtDREB1A和CbDREB1A,抗除草剂基因Epsps~#、Pat~#和Mat~#,抗螟虫基因Cry2Aa~#和Cry1Ca~#,以及植酸酶-牛乳铁蛋白肽融合基因PhyLf。培育出了抗除草剂早籼稻新种质Bar68,抗2种除草剂水稻新种质EB7001S,抗除草剂、具植酸酶和抗菌肽活性的水稻新种质BPL9K,抗螟虫、抗除草剂的水稻新种质B2A4008S、B2A68、B1C893和B1C106,以及一些耐旱、耐盐、耐低温并抗除草剂的水稻新种质。从爪哇稻、籼爪交重组自交系、粳稻中筛选出了一些耐高温、耐旱性较好的种质资源。改良了华占、岳恢9113、Y58S、广占63S等骨干杂交稻亲本的褐飞虱和白叶枯病抗性。培育出了耐涝中间材料Sub-1BS。这些耐逆境新种质的创制,将为水稻耐逆境育种提供有力的技术支撑。

利用湖北武汉7月中旬至8月下旬期间自然高温环境,采用分蘖田间耐热性鉴定法对2份耐热品种Ⅱ优838、汕优63和2份敏感品种Ⅱ优63、特优559进行耐热性鉴定。结果表明:在花期均温达到最高的时间点"08-02",4份品种的分蘖结实率均达到最低值,但耐热品种Ⅱ优838和汕优63的结实率要远高于敏感品种Ⅱ优63和特优559;表明Ⅱ优838、汕优63的耐热性大大强于Ⅱ优63、特优559,与生产实践非常吻合。在另一个高温胁迫点"08-11"也得到了类似的结果。回归分析表明,在受到高温热害时所有供试品种的分蘖结实率与花期均温均存在极显著负相关,且对Ⅱ优63、特优559的结实率影响更为严重。

【目的】获得无核抗寒葡萄新种质并提高抗寒无核葡萄胚挽救育种效率。【方法】以7个杂交组合的胚珠作为试验材料,研究不同亲本基因型、基本培养基类型(MM3和ER)、不同氨基酸(MM3+2.5 mmol·L~(-1)半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸)对无核葡萄胚发育率和成苗率的影响。从杂交亲本中分别利用无核探针GSLP1-569、SCC8-1018和抗寒的分子标记S241-717,确定能扩增出特异带的亲本,再用相应的分子标记对其杂种后代进行无核和抗寒性状的鉴定。【结果】7个杂交组合接种至MM3培养基的胚珠为1 168个,获得发育胚331个和杂种后代97株,杂交组合‘红宝石无核’ב北醇’的胚发育率和成苗率最高,分别为46.00%和17.33%。通过比较母本基因型,以‘双优’为父本,‘红脸无核’‘无核白’‘昆香无核’为母本,杂交组合‘昆香无核’ב双优’获得胚发育率和成苗率最高,分别为45.39%和16.31%;以‘北冰红’为父本,‘红脸无核’‘美丽无核’‘无核白’为母本,杂交组合‘红脸无核’ב北冰红’获得胚发育率和成苗率最高,分别为33.52%和6.59%。父本基因型对胚挽救成苗有一定影响,‘红脸无核’ב北冰红’和‘红脸无核’ב双优’,胚发育率分别为33.52%、39.00%,成苗率为6.59%、9.50%;‘无核白’ב北冰红’和‘无核白’ב双优’的胚发育率分别为7.64%、19.26%,成苗率为1.91%、8.15%。接种至MM3培养基的胚珠,获得的胚发育率和成苗率均高于ER培养基。杂交组合‘昆香无核’ב双优’的胚珠接种至添加2.5 mmol·L~(-1)谷氨酰胺的MM3培养基,获得胚发育率最高,为59.69%;添加天冬酰胺、谷氨酰胺培养的杂种胚珠获得的成苗率分别为21.43%、20.93%,对成苗促进作用显著;对于杂交组合‘红宝石无核’ב北醇’,添加2.5 mmol·L~(-1)天冬酰胺的胚发育率最高,为55.71%;添加天冬酰胺、谷氨酰胺培养的杂种胚珠的成苗率分别为21.43%、22.22%,对成苗促进作用显著。利用无核标记GSLP-569、SCC8-1018和抗寒分子标记S241-717,共检测了6个杂交组合的83个杂种株系,其中携带无核分子标记的杂种株系49个,抗寒分子标记的杂种株系55个,同时携带无核和抗寒标记的杂种株系36个。【结论】‘昆香无核’和‘红脸无核’适宜作为胚挽救育种的母本材料。‘双优’作为父本比‘北冰红’的胚挽救效率更高。MM3适宜作为胚发育培养基。MM3培养基中添加酰胺类氨基酸可以促进胚挽救成苗。分子标记检测的83个杂种株系中,36个杂种株系携带无核抗寒分子标记。

【目的】通过对水稻抽穗开花期耐热性的遗传研究,为水稻耐热种质资源的利用及分子标记辅助选择育种提供理论和实践依据。【方法】以2个籼稻品种T219(对高温敏感)和T226(耐高温)为亲本构建的202个株系的重组自交系(RILs),利用人工气候室进行了2年的高温处理试验,对RILs在抽穗开花期的耐热性状进行了主效应QTL以及QTL上位性分析。【结果】利用181个在亲本间具有多态性的SSR标记,构建了覆盖水稻全基因组1559.6cM、标记间平均距离为8.3cM的遗传连锁图谱。2年共检测到7个抽穗开花期耐热性主效应QTL以及7对上位性QTL。2004和2005年分别检测到3个和4个QTL,共解释29%和...

为了研究II优838的的耐高温特性,用II优838在内的10份水稻材料,通过分期播种和随机区组的方法,在自然高温区验证其耐高温的特性。结果表明,本试验期间的温度达到了对水稻材料耐温性检验的目的,在高温条件下II优838在所有水稻材料中结实率和小区产量都最高,并且叶片的净光合速率也最高。从而印证了其较好的耐热性。

【目的】亚油酸是一种人体必需的脂肪酸,能加快体内脂肪代谢与分解、减少胆固醇在血管壁上形成积存、有效预防动脉硬化的发生、提高人体免疫力、促进骨骼发育、提高记忆力、预防脑部功能退化等功能。利用基因编辑技术对控制脂肪酸合成途径的关键酶ω-3脂肪酸去饱和酶基因进行精准编辑,关闭下游产物的合成途径,以便提高水稻上游亚油酸的含量,为创制富集亚油酸水稻材料提供依据。【方法】水稻脂肪酸合成途径中的关键酶ω-3脂肪酸去饱和酶基因(OsFAD3)存在2个拷贝,分别分布在第11和第12染色体,且两者cDNA同源性达97.32%。根据基因编辑原理(编辑的特异性取决于引导RNA(gRNA)的特性),在2个同源基因序列高度一致的外显子区域,分别设计合成2个gRNA,并分别构建植物基因编辑载体,利用农杆菌介导法转化本地受体材料(富源4号)。通过对基因编辑植株进行靶位点测序鉴定,分析2个位点的编辑效率和基因型。同时,对OsFAD3双突变体进行粒宽、粒长等主要籽粒农艺性状分析。采用气质联用检测法测量OsFAD3双突变体籽粒的37种脂肪酸含量。【结果】获得2个位点的纯合编辑材料,同时也获得了其他不同基因型组合的编辑材料;与对照材料相比,OsFAD3双突变体的粒宽、粒长等主要籽粒农艺性状均没有发生显著变化,但稻谷中亚油酸的相对含量提高了3.36个百分点。【结论】在不改变籽粒主要农艺性状的前提下,实现了利用基因编辑技术通过转化一个载体同时精准敲除2个ω-3脂肪酸去饱和酶基因,提高了籽粒中亚油酸的相对含量。

研究了青年蛋鸡的耐热力与其在高温下的体温（BT）、体温变化幅度（△BT）、热致死体温（LBT）及体重（BW）之间的关系。结果表明，以热应激存活时间（HSST）的长短为指标的耐热力，与鸡在38℃和40℃下的BT及△BT呈极显著负相关（在38℃下相关系数r分别为-0．49和-0．47，在40℃下r分别为-0．76和-0．77），与轻度热应激（32和35℃）下的BT，△BT，LBT和BW相关均不显著。在高温（32，35，38，40℃）下，耐热鸡群的BT和△BT均比不耐热鸡群低，但只有在38℃下两指标才达显著水平（P＜0．05），40℃下则均达极显著水平（P＜0．01）。

【目的】利用热感指数作为耐热性鉴定指标,分别对冬、春小麦种质资源进行高通量耐热性鉴定,筛选耐热种质资源,为小麦耐热性育种提供材料基础。【方法】冬小麦材料采用延期播种、春小麦材料种植在温度有显著差异的地理环境下,人为致使小麦灌浆期遭遇高温胁迫。根据不同环境处理的千粒重值计算冬、春小麦各个材料的热感指数。依据热感指数,对来自中国不同小麦生态区和国外不同地区和组织的1 325份小麦种质资源,包括688份冬小麦和637份春小麦,分别进行耐热性评价。热感指数小于0.5为极耐热材料、大于等于0.5小于1为中等耐热材料、大于等于1小于1.5为中等热敏感材料、大于等于1.5为极敏感材料。【结果】冬小麦和春小麦热胁迫处理组灌浆期平均最高温度分别高于对照组1.91℃和7.09℃,且热胁迫处理组千粒重与对照组相比均有显著降低。根据热感指数分级评价结果,极耐热冬、春小麦材料31和48份,占供试材料的4.51%和7.54%;极敏感冬、春小麦材料19和58份,占供试材料的2.76%和9.11%;其余大多数材料为中间类型(中等耐热材料和中等热敏感材料)。从中国小麦生态区域的地理分布来看,来自南部麦区(西南冬麦区、青藏春冬麦区、长江中下游冬麦区)的冬小麦材料耐热性整体高于来自北部麦区(北部冬麦区、黄淮冬麦区)的冬小麦材料。对于春小麦,来自新疆春冬麦区的材料耐热性最强,平均热感指数为0.70,且其中88.00%的材料属于耐热材料(极耐热材料或中等耐热材料);此外,来自国际干旱地区农业研究中心的春小麦平均热感指数为0.88,也表现出较强的耐热性。来自CIMMYT的人工合成六倍体材料耐热性最弱,平均HSI为1.18,其中69.58%的材料为热敏感材料(中等热敏感材料和极敏感材料)。【结论】采用延期播种或在高温的地理环境下种植能使小麦在灌浆期遭遇高温胁迫。以千粒重热感指数作为评价指标,对1 325份小麦种质资源进行高通量耐热性鉴定,综合考虑正常条件下的产量潜力和高温条件下的耐热性,筛选出优异耐热资源103份,可用于相应生态区小麦的耐热性遗传改良。

【目的】水稻Oryza sativa种子的耐贮性是与种用价值、种源和粮食安全密切相关的重要性状。研究水稻种子耐贮特性，对水稻种质资源保存以及保障国家粮食安全具有重要意义。【方法】基于220份水稻品种，经过5～6 a的自然老化，通过室内标准发芽实验筛选出耐贮水稻品种，并进一步测定不同耐贮品种间的生理特性。【结果】随着自然老化时间的延长，不同水稻品种的发芽率和发芽势均呈现逐步降低的趋势。与种子初始质量相比，常规粳稻、常规籼稻、杂交稻的发芽率平均降低了62.2%、23.4%、45.3%；发芽势平均降低了55.0%、38.1%、50.7%。以发芽率下降幅度<5%且发芽势下降幅度

为鉴定和筛选水稻苗期耐冷种质资源,采用主成分分析法,结合形态学和光合生理指标,对52份水稻种质资源的苗期耐冷性指标进行综合评价。结果表明,根据相关分析显示6个光合生理指标与形态学指标黄叶率之间均呈负相关关系;主成分分析将7个单项指标转换成3个相对独立的综合指标,累计贡献率达83.991%;根据耐冷性综合评价值(D),将52个品种划分为极强耐冷、强耐冷、中耐冷,弱耐冷及冷敏感5类,共筛选出‘东农4号’、‘合江4号’和‘津原85’3份苗期耐冷性极强的品种;回归分析表明利用该方程对供试材料进行耐冷性预测,其结果与D的结果相一致,表明此综合评价法可用于水稻苗期耐冷种质资源的筛选和综合鉴定评价。

【目的】小麦白粉病是世界范围内对小麦危害最严重的病害之一。培育和推广抗病品种是防治小麦白粉病最经济、有效、安全的途径。偏凸山羊草和柱穗山羊草是普通小麦的近缘物种，蕴藏着丰富的抗病、抗虫、抗逆和优质等优异基因。利用远缘杂交途径，将偏凸山羊草和柱穗山羊草的抗白粉病基因导入普通小麦，培育抗白粉病小麦新种质，为小麦白粉病抗性遗传改良提供新抗源。【方法】通过细胞学分析和结实率调查，明确ＴＡ００２及其与普通小麦杂种的细胞学稳定性和育性特点。利用十二烷基磺酸钠聚丙烯酰氨凝胶电泳（ｏｄｉｕｍ ｄｏｄｅｃｙｌ ｓｕｌｆＡＴｅ ｐｏｌｙＡｃｒｙｌＡｍｉｄｅ ｇｅｌ ｅｌｅｃＴｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ，ｓｄｓ－ｐＡｇｅ．．．

【目的】通过美洲黑杨种内杂交育种，创制综合性状优良的新种质，进一步丰富美洲黑杨育种资源。【方法】以美洲黑杨无性系Ⅰ-69为母本，D324为父本杂交，获得22个美洲黑杨杂种无性系。以母本Ⅰ-69杨为对照开展苗期试验和造林试验，进行无性系测定，对苗高、苗木胸径、第1年～第8年的树高和胸径、干形、冠型等性状进行遗传变异分析、主成分分析等，综合选择美洲黑杨优异种质。【结果】苗高、苗木胸径、第1年～第8年的树高和胸径以及第8年的材积、冠幅、分枝度、通直度和冠高比在无性系间差异显著，分枝角度、枝下高和分枝粗度在无性系间差异不显著；各性状遗传变异系数变化范围为3.49%～23.98%；苗高、胸径、树高、材积、冠幅和分枝度的重复力在0.679 8～0.940 5之间，属于高重复力，受到较强遗传控制。美洲黑杨无性系的生长、干形、冠形性状间存在不同程度的相关性，第8年胸径、树高、材积、冠幅和冠高比两两间的遗传相关系数较高，均呈极显著正相关。主成分分析表明：前3个主成分的累计贡献率达86.85%；其中第1主成分的贡献率为57.04%，胸径、树高、材积、冠幅和冠高比对第1主成分的贡献最大，可作为无性系的评价指标；第1主成分值超过对照Ⅰ-69的有616、607、609、623和624共5个无性系。【结论】美洲黑杨种内杂种无性系存在丰富遗传变异，创制的这5个无性系具有生长快、树干通直、冠幅大、冠高比高等优良特性，综合性状优于对照Ⅰ-69杨，为优异种质。