小麦抗旱性生理生化机制及QTL研究进展

根据现有文献资料,综述了小麦抗旱性的鉴定方法和抗旱小麦的外部形态特征,并对小麦胚芽鞘长度、叶绿素含量、叶绿素荧光动力、渗透调节、水分利用效率、碳稳定同位素等抗旱性鉴定评价指标和抗旱性产量评价方法、干旱胁迫下特异蛋白代谢及抗旱性状的数量性状位点(QTL)等方面的研究进展进行总结,对目前小麦抗旱性研究存在的问题和发展趋势进行了探讨。认为,抗旱性研究仍是农业研究的热点领域,但在不同的生态区要有所侧重,同时选择与产量相关性高的指标进行深入研究;应加强干旱胁迫下根系形态结构及生理代谢的研究;随着分子生物学研究的不断发展,抗旱性研究也应从分子水平阐明干旱胁迫引起作物生理生化变化的原因,并借助基因工程手段进行抗旱基因重组,进而创制、培育综合性状优良的抗旱小麦品种。     

小麦条锈菌冬孢子生物学特性研究进展

由小麦条锈菌引起的小麦条锈病是我国广大麦区的严重病害,研究其冬孢子产生原因与作用对于解析该病菌的生活史及遗传变异机制至关重要.通过对国内外相关研究成果的整理,综述了小麦条锈菌冬孢子的形态特征、生物学特性、寄主范围及其作用与功能等方面的研究进展.     

氮素形态对小麦幼苗叶绿体色素蛋白复合体含量及希尔反应活性的影响

采用水培方法研究了不同氮素形态对小麦幼苗叶绿体色素、色素蛋白复合体及希尔反应活性的影响.结果表明,50%硝态氮 50%铵态氮处理时,电泳条带中31～43kD范围内的多肽组分及高分量区属于PSⅠ的多肽组分含量最高,两种氮素形态单独施用时最低;叶片的光吸收能力、叶绿素含量及叶绿体蛋白含量均在氮素形态配比相等时达到最大,两种氮素形态单独施用时最低;希尔反应活性则随着铵态氮比例降低而降低.     

小麦条锈菌鉴别寄主和小种命名现状

 中国是世界上小麦条锈病最大的流行区之一,也是限制中国小麦生产的最严重病害之一,特别是当条件适于其发生时会造成巨大的产量损失.小麦条锈菌小种生理专化性研究及小种监测是掌握小麦条锈菌及其毒性变化动态、抗病基因有效性及病害流行预测预报的重要依据,是治理由此病原菌引起的小麦条锈病的基本环节之一.由于地域、条锈菌群体结构、研究水平和历史等的差异,目前国际上不同国家和地区采用相应的小麦条锈菌鉴别寄主和小种命名方法.中国、美国和印度均使用了各自不同的小麦条锈菌鉴别寄主,并采用了相应的小种命名体系,例如从1957至2002年,中国利用10多个鉴别寄主已鉴定和命名了32个小种和30多个致病类型,美国利用10多个鉴别寄主已鉴定和命名了80个小种;另一类是采用1972年Johnson提出的二进制国际小种命名法,这种体系包括了国际鉴别寄主和欧洲鉴别寄主,象一套鉴别寄主被整体使用,欧洲、中东、亚洲、非洲和南美国家及澳大利亚和新西兰均采用此体系监测小麦条锈菌变化,是一套被最为广泛接受和使用的小麦条锈菌小种鉴别方法和命名系统,但随着研究深入和各国实际情况差异等原因,不同研究人员加入了不同的辅助鉴别寄主,以更能准确和实际地反映本国和地区的现实情况,为生产服务,本文对此现状进行了分析和比较.由于此病菌具有长距离气传和扩散的特点(地区间、国家间和洲际间),因而也讨论了未来小麦条锈菌鉴别寄主组成、小种命名方法和研究结果的交流和比较等实际问题.     

几种阔叶杂草对小麦产量的影响

麦田杂草不仅消耗土壤中的水分、养分,浪费光热资源,而且影响小麦产量。它们既是一个复杂的群体,又是形态特征各异的个体。其对小麦产量的影响因密度、种类、种群结构而异。所以,开展杂草对小麦影响的研究,是提高麦田化学除草技术的重要组成部分。为此,笔者于2001～2003年结合生产实际,开展了有关项目的调查研究。1麦田杂草数量对小麦产量的影响由于不同年份杂草的种群结构不同,所以此项调查不分杂草种类,是同一田块各种杂草在不同密度下对小麦产量的影响。调查选择地力均匀、小麦基本苗均匀、杂草数量大的田块,人为划分为无草、60株/m2(相…     

基于ISSR标记开发的一种用于小麦矮腥黑穗病菌的分子鉴定方法

 小麦矮腥黑穗病菌(Tilletia controversa Kühn, 简称TCK)是小麦上的一种重要检疫性真菌。本研究利用内部简单重复序列(Inter-simple sequence repeat, ISSR)技术研究TCK及其近缘种的DNA多态性,开发了一种可靠而简单的方法用于TCK的分子鉴定。用ISSR引物P4从TCK中扩增出一条1 113 bp的特异性条带,据此设计了一对特异性引物TCKF/TCKR,在12个TCK菌株中均能扩增得到一条882 bp的特异性条带,而其他近缘种包括小麦网腥黑穗病菌(T. caries)和小麦光腥黑穗病菌(T. foetida)及相关黑粉菌的14个菌株均无扩增条带。用该特异性引物检测TCK的下限为25 μL反应体系中可检测到1 ng DNA模板。本研究开发的种特异性引物,可将TCK与其形态上相似的近缘种尤其是小麦网腥黑穗病菌准确区分开,本研究基于ISSR标记建立的小麦矮腥黑穗病菌的分子鉴定方法为腥黑粉菌的检疫提供了一种便捷的方法,是对现有分子鉴定方法的一个补充。     

小麦纹枯病菌中的dsRNA及其与菌株生物学特性的相关性

对采集自我国山东、河南、江苏、安徽4省的21株小麦纹枯病菌菌丝中的dsRNA进行了检测,研究了dsRNA条带与菌株菌落形态、生长速度、对小麦的致病力等生物学特性之间的相关性。结果表明,从16个菌株中检测到dsRNA条带,dsRNA的大小和数量存在丰富的多样性。致病力测定结果表明这21个小麦纹枯病菌菌株的致病力差异显著。目前暂未发现小麦纹枯病菌中dsRNA的类型和数量与菌株的菌落形态、生长速度及致病力等性状存在明显的相关性,但是致病力较弱的菌株中dsRNA条带的多样性更丰富。本研究为今后发掘小麦纹枯病菌中的低毒真菌病毒作了初步的探索。     

2010年西藏小麦条锈菌生理小种群体结构与分析

西藏地区是中国相对独立的小麦种植区,小麦条锈病是西藏冬小麦上最重要的病害.长期以来,对西藏小麦条锈菌生理小种群体结构缺乏全面系统的了解.为了弄清西藏小麦条锈菌生理小种群体结构,本研究从西藏地区小麦条锈病发生的关键地区采集并鉴定了小麦条锈菌标样261份.西藏地区小麦条锈菌群体结构复杂,小种类型数多,主要优势小种以CYR32和CYR33为主,水源11类群为优势类群,Hybrid46类群结构简单,未发现CYR32以外的类型;CYR32之前的小种数较多、其中CYR17、CYR20、CYR31出现频率较高;西藏小麦条锈菌群体结构与内地有着较大的相似性,同时也有其自身的独特性,表现西藏小麦条锈菌优势小种组成与四川、云南两省相似,与青海省差异较大.推测西藏地区小麦条锈菌与四川和云南省存在较密切的菌源交流,与青海省交流较少.     

李光博院士在小麦病虫害综合防治体系创建和实施中的重大贡献——纪念李光博院士诞辰100周年

本文回顾了李光博院士在农作物病虫害综合防治领域中的重要工作,包括科学制定小麦病虫害综防科技攻关研究方案,推进小麦病虫害综合防治技术研究实践,创建区域性小麦病虫害综合防治技术体系,引领我国农作物病虫害综合防治技术发展及人才团队建设做出的重要贡献。结合李光博院士在小麦病虫害综合防治理论及实践上的研究成果,简要介绍了当前研究进展,并对未来加强我国小麦病虫害综合及绿色防控工作进行展望。     

小麦非顺序衰老的生物学特征研究

以叶色倒置小麦为材料,通过对叶色倒置小麦中倒置茎和正置茎上一些重要的形态、生理和产量等指标的测定及比较.进一步研究小麦叶片非顺序衰老的生物学特性,探讨其理论意义和实践价值.结果表明,倒置茎上旗叶先于倒二叶衰老,与此相呼应,在结实后期旗叶的绿叶面积比<倒二叶绿叶面积比,旗叶叶绿素含量<倒二叶叶绿素含量,伴随这种生理变化下...     

基于EPIC模型的中国典型小麦干旱致灾风险评价

运用EPIC(Environmental Policy Integrated Climate)农作物生长模型模拟了1966—2005年中国典型小麦生长过程,构建了基于水分胁迫的小麦干旱致灾强度指数,对中国小麦干旱致灾强度和风险的时空分布规律进行了定量评价分析。结果表明:小麦干旱致灾强度呈现出从西北干旱区向东南湿润区递减的趋势,且春小麦分布区旱灾致灾强度高于冬小麦分布区;中国农牧交错带是小麦干旱致灾强度较强且波动较大的区域,也是小麦干旱致灾风险较高的区域;1966-2005年春小麦区干旱致灾强度呈现下降趋势,而冬小麦区呈现普遍上升趋势,其中北部和黄淮冬麦上升趋势最为明显。     

甘肃省冬小麦干旱灾害风险评估及其区划

为提高西北旱作冬小麦干旱风险管理水平,选用甘肃省41个气象站1971—2016年逐日常规气象观测资料及甘肃省冬小麦农业生产相关资料,基于自然灾害风险理论,从危险性、暴露性、脆弱性、防灾能力4个因子出发,建立了甘肃省冬小麦干旱灾害风险评估模型,并用Arc GIS对甘肃省冬小麦进行干旱风险区划。结果表明:甘肃省冬小麦全生育期干旱高危险区和次高危险区主要位于陇中北部、陇东北部和陇南南部;高暴露区和次高暴露区集中在陇东和陇南地区;高脆弱区和次高脆弱区主要位于陇东大部;次低防灾能力区和低防灾能力区位于陇东大部和陇南北部。甘肃省冬小麦高风险区分布于庆阳市北部和陇南市南部,次高风险区和中度风险区主要位于陇东大部、陇中北部和天水市北部,省内其余冬小麦区属于次低和低风险区。该研究成果将为甘肃冬小麦防灾减灾及可持续发展提供一定理论依据。     

小麦抗旱性研究进展与展望

利用优异基因资源改良小麦抗旱性是应对干旱和保障粮食安全的重要途径。结合国内外小麦抗旱性研究的最新进展和本研究组的研究实践,概述了现行主要抗旱性鉴定方法的适用对象和评价指标,以及小麦抗旱种质创新、抗旱基因资源发掘与利用等方面的研究成果,同时提出未来小麦抗旱性研究的重点任务和发展方向,即建立基于高通量表型鉴定的抗旱性综合评价技术体系,建立基于高通量基因型鉴定的抗旱基因资源发掘平台,创建基于综合运用多学科技能的智慧育种策略,以期为加快小麦抗旱性遗传改良提供信息资源和理论参考。     

河南省冬小麦气候干旱风险评估

冬小麦生育期内降水亏缺,不能满足作物的需要,是形成冬小麦气候干旱的首要条件.本文从自然降水角度,分析了河南省干旱发生的强度、概率和对冬小麦产量的影响,构建了冬小麦气候干旱风险模型.在此基础上,对河南冬小麦干旱风险进行了评估、分区.     

小麦高代系的抗旱性状筛选与抗旱性评价

于2020—2021年度和2021—2022年度两个生长季,在杨凌抗旱棚（DS）、杨凌农作一站（YAS）和乾县试验站（QX）3个环境下分别测定了43份和20份小麦高代系的8个农艺性状及8个产量性状,通过计算抗旱指数评价各性状对小麦抗旱指标的贡献率,同时利用隶属函数法、聚类分析等方法进行综合分析,筛选抗旱性强的小麦高代系。结果表明,在干旱胁迫环境（DS）下,小麦的农艺性状和产量性状均受到不同程度的抑制。基于各性状对小麦抗旱指数的贡献度,筛选出生物量、产量、小穗数和千粒重等作为评价小麦抗旱性的重要指标。通过抗旱性综合评价值D和聚类分析将供试小麦品种（系）分为高抗旱、抗旱、中等抗旱、干旱敏感和干旱高敏感5个等级,两年度鉴定出21-1、21-34、21-39、21-18、21-2和22-17共6份高抗旱小麦品系。     

河北省黑龙港流域小麦抗旱品种筛选

干旱缺水是制约河北省黑龙港流域小麦生产的首要环境因子，从适合该区域的小麦新品种中筛选和推广抗旱品种，对在该地区实现节水保粮和维持地下水红线具有重要意义。本研究以近年来河北省中南部审定的38个小麦品种为材料，设置冬后浇2水、1水和不浇水（0水）3个水分处理，于2017—2018、2018—2019年度在成安和辛集进行了大田条件下的抗旱品种筛选试验。结果表明：在大田生产中，可用以产量为基础的抗旱指数来评价品种的抗旱性；以抗旱指数结合高稳系数进行抗旱和稳定性协同评价时，筛选到轮选103、衡0628、衡9966、河农2063、衡5835、中信麦58等6个品种在多个环境中抗旱等级为抗及以上，且产量稳定性较好，石麦22、衡4399、衡观35、石麦15、鲁原502、泊麦7号等6个品种在多个环境中抗旱等级为抗及以上，且产量稳定性为中等。     

山东省部分小麦材料的抗旱特性分析

以山东地区21个小麦品系为材料,用聚乙二醇-6000(PEG-6000)模拟干旱胁迫,以小麦萌发期的发芽率、胚根数、主根长、胚芽鞘长为实验指标研究不同品系冬小麦在水分胁迫下萌发期的抗旱特性;用幼苗反复干旱鉴定方法,比较不同品系冬小麦在水分胁迫下苗期的抗旱特性;在旱棚内人工控制水分模拟干旱胁迫,以小麦开花期及灌浆期的株高、穗下第一节间长、叶片相对含水量、叶片POD活性,成熟期的产量为实验指标,研究不同品系冬小麦在水分胁迫下中后期的抗旱特性。结果表明:品系11、17、12、4、6、15、14全生育期抗旱性强;品系13全生育期不抗旱;品系20、9、2、19、18萌发期、苗期抗旱性强;品系10、5萌发期、中后期抗旱性强;品系7、1、8苗期抗旱性强;品系16、3苗期、中后期抗旱性强。通过对21份小麦品系萌发期的综合抗旱系数、苗期的综合抗旱系数、中后期的综合抗旱系数进行相关分析,结果表明小麦各生育期抗旱相关性不强,其中苗期综合抗旱系数与中后期综合抗旱系数相关系数最高为0.465。     

甘肃冬小麦主产区40年干旱变化特征及影响风险评估

干旱是影响甘肃省冬小麦生产的主要气象灾害。运用1971—2010年甘肃省冬小麦主产区8县（区）气象站降水资料及冬小麦产量资料,分析了40 a干旱时空变化特征,建立了干旱影响冬小麦产量的风险评估指数,对冬小麦在不同季节受不同等级干旱风险进行了分析评估。结果表明,春旱以陇东黄土高原出现频率最高,为0.35～0.39　次·a^-1;徽成盆地及两江流域出现频率最少,为0.18 次·a^-1;初夏旱出现频次最高的地区为环县,为0.35 次·a^-1,最少为西峰、成县及秦安;伏旱出现频率最高地区为环县及麦积,最低为张家川;秋旱出现频率最高为环县,最低为武都。各地干旱均以轻旱为主,其次为中旱。40 a中,20世纪90年代干旱出现频次最多,80年代最少。进入21世纪,秋旱发生频次明显减少,春旱则有相对增多的趋势。冬小麦全生育期徽成盆地及两江流域受旱灾影响风险最小,种植保险率最高,为92％～93％;其次为关山区,种植保险率为91%,干旱风险较小;渭河流域及渭北旱区风险较大,种植保险率为88％～89％;陇东黄土高原种植保险率最低,为83％～85％,冬小麦生长受干旱胁迫最大。     

宁夏南部山区春小麦抗旱性鉴定研究

为了研究小麦品种的抗旱性与形态或生理指标的关系,通过室内模拟干旱条件,在种子萌发期和幼苗期,对来自宁夏的不同抗旱性小麦品种或品系分别对发芽率、胚芽鞘长度、主胚根长度、胚根数以及超氧化物歧化酶活性、脯氨酸含量等生理生化指标进行了分析。结果发现,在干旱胁迫条件下,抗旱强的品种(系)发芽率较高,胚芽鞘长度较长,叶绿素含量降低幅度较小,脯氨酸含量增加幅度较大,超氧化物歧化酶活性较强,主胚根长度、胚根数与抗旱性中等和抗旱性弱的有一定差别。将93-399等13个品种或品系进行了抗旱性的等级划分。划分为抗旱性强、中间型、抗旱性弱3个等级。     

国内外301份小麦品种(系)种子 萌发期抗旱性鉴定及评价

以-0.5 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫环境，对301份冬小麦品种（系）在人工气候箱内进行种子萌发培养，在发芽势、发芽率、发芽指数、根数、根长、苗高和胚芽鞘长度测定的基础上，应用隶属函数、聚类分析和因子分析等方法对小麦种子萌发期抗旱性进行综合评价。结果表明，PEG胁迫下各指标测量值较对照均下降，且各指标之间存在极显著或显著正相关。利用隶属函数法进行抗旱性分析，发现不同小麦品种（系）间表现出较大差异，D值的变幅为0.08~0.95。通过聚类分析，将材料按抗旱性强弱分为5类：藁城8901等8份品种（系）为高度抗旱型，周麦22等29份品种（系）为抗旱型，鲁麦8号等116份品种（系）为中等抗旱型，石4185等83份品种（系）为干旱敏感型，烟农18等65份品种（系）为干旱高度敏感型。主成分分析表明，发芽指数、根长和根数在萌发因子、伸长因子和根部性状因子中的载荷量分别为0.96，0.88和0.91。不同抗旱类型麦区间的分布表明，8份高度抗旱型小麦品种（系）均来自国内，其中5份来自北部冬麦区。综合评价得到萌发期高度抗旱型种质分别是川麦44、皖麦33、藁城8901、CA9719、周8425B、宁冬10、新麦37和CA0958。发芽指数、根长和根数可作为小麦萌发期抗旱性鉴定的可靠指标。北部冬麦区可作为挖掘抗旱关键种质的重点麦区。