我国小麦品种的Rht1,Rht2矮杆基因鉴定及分布研究

利用赤霉酸不敏感性作为矮秆基因的遗传标记，通过系谱分析和基因等位性测验，认定了我国７６个优良矮秆小麦品种或材料的赤霉酸不敏感矮杆基因。主要结果如下：（１）在所认定的７６个品种中，Ｒｈｔ１基因型的１６个，占２１％，Ｒｈｔ２基因型的５５个，占７２％，Ｒｈｔ１＋Ｒｈｔ２基因型的５个，占７％，表明我国优良矮秆小麦遗传资源中，Ｒｈｔ２基因型占绝对优势，Ｒｈｔ１基因型遗传资源以山东最多，河南和北京次之，其它省     

导入Rht10基因的八倍体小偃麦的农艺性状遗传分析

将矮秆基因Rht10导入八倍体小偃麦中获得了染色体数为2n=56的矮秆稳定材料攀89074-1-1-1，其中Rht10基因表现了极强的降秆能力，同时攀89074-1-1-1的幼苗对赤霉酸反应不敏感，表明Rht10基因能在八倍体小偃麦遗传背景中正常表达，用该矮秆小偃品系与含有小麦-簇毛麦6VA/6AL易位系92R137杂交，对F2群体的植株株高及其它农艺性状的遗体分析表明，Rht10基因在杂交后代中呈显性遗传，从该群体中能够获得一批半矮秆、分蘖力强、抗锈病和白粉病的株系，可望从中培育结合中间偃麦草和簇毛麦优良基因的中间材料。     

小麦矮秆突变体矮秆基因的遗传分析

目前在小麦中虽然已经命名了20余个矮秆基因,但小麦矮秆基因资源应用单一化的现状仍然存在,因此对小麦新矮源的筛选与研究显得十分必要。本研究以1个小麦矮秆突变体‘矮128’为材料,通过赤霉酸处理、遗传分析、基因等位性测验和DNA分子标记等手段分析了该矮秆突变体矮秆基因的性质及可能来源。结果表明:‘矮128’属赤霉酸不敏感型矮秆突变体,其矮秆性状受1对隐性基因控制,该基因与Rht8、Rht9、Rht13、RhtB1b(Rht1)、RhtD1b(Rht2)、RhtD1c(Rht10)和Rht16等矮秆基因不是等位基因,也不同于Rht4、Rht5、Rht8、Rht9、Rht12、Rht13等6个已知矮秆基因。尽管如此,‘矮128’中的矮秆基因是否为新的矮秆基因仍然需进一步的遗传分析加以明确。     

矮秆小麦XN0004的矮秆基因Rht21的染色体臂定位

XNOOO4是青431与小偃6号杂交选育的一个新的具有部分矮秆显性效应的小麦新矮源品系。和高秆亲本相比,其杂种F_1代的降秆作用平均为13.8％,对外源赤霉酸反应不敏感,在杂种小麦研究中,其配合力优良,增产显著,穗粒数增加,抗倒能力增强,收获指数提高等,无某些矮源对杂种F_1产生的不良效应,是杂种小麦比较理想的矮秆亲本,可作为常规育种的优良矮秆品种资源。用中国春缺—四体和双端体分析的方法,对XNOOO4丰矮秆显性基因进行了染色体定位,证明其矮秆显性基因位于2A染色体的短臂上,是一个不同于世界上已定位的20个Rht基因的新矮源,故暂定名为显性矮秆基因Rht21。     

小麦矮秆基因导入八倍体小黑麦研究初报

采用NCⅡ设计,用6个不同株高类型(高、中、矮各2个)八倍体小黑麦作母本,用含Rhtl,Rht2,Rht3,Rht10,和RhtlRht2Rhty的5个小麦矮源作父本配制30个杂交组合,通过F_1的显性度(D值)、降秆强度(R值)及F_2株高分布频率,分析了Rht基因在不同株高类型八倍体小黑麦中的反应。主要结果为:1)不同矮秆基因对高、中、矮秆小黑麦降秆趋势一致,即对高秆小黑麦降秆效果最强,中秆次之,矮秆最弱,而不同矮秆基因降秆作用大小顺序为:Rht10>Rht3>Rht1Rht2Rhty>Rht1Rht2.2) 各矮秆基因在F_2染色体数分布不平衡的遗传背景下表达基本正常,Rht10、Rht3显示以矮秆为主的高低峰分布,农林10号、OlesenDwarf显示正态分布,3)连续回交能提高矮秆小黑麦株的选择效率。     

小麦矮秆基因Rht3和赤霉酸不敏感基因Gai3与α-淀粉酶的表达

以小麦赤霉酸反应不敏感的Rht3矮秆基因两个近等基因系及其分离群体为材料,分析了Rht3、Gai3与α-淀粉酶表达的相互关系.结果表明,Rht3、Gai3能强烈地抑制萌发籽粒α-淀粉酶的表达,降低α-淀粉酶活性水平.高矮亲本间α-淀粉酶活性差异明显,矮扬3、矮苏3和扬麦3号、苏麦3号的α-淀粉酶OD值分别为0.071,0.080和0.635,0.720.经χ2测验,两群体中α-淀粉酶活性高、中、低的分离比率符合1:2:1的理论比.株高与α-淀粉酶活性间的相关系数分别为0.791 5和0.688 8达极显著水平.赤霉酸反应与α-淀粉酶活性的相关系数更高,分别为0.854 0和0.735 3.对几株Rht3与Gai3重组类型植株的α-淀粉酶活性分析表明,Rht3对α-淀粉酶活性的影响更大.     

分子标记检测矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8在我国小麦中的分布

利用分子标记检测矮秆基因在我国主要麦区的分布,有助于提高小麦产量和改良株高。本研究利用小麦矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b的4对特异性分子标记,BF与MR1、BF与WR1、DF与MR2、DF2与WR2,以及微卫星Xgwm261标记对我国小麦主产区小麦主栽品种中矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8的分布情况进行了分子标记鉴定。结果表明:1)在鉴定的129个品种中,58份含有Rht-B1b基因,占45.0%;24份含有Rht-D1b基因,占18.6%;73份含有Rht8基因,占56.6%;35份品种含有2个矮秆基因Rht-B1b和Rht8,占27.1%;16份品种含有Rht-D1b和Rht8基因,占12.4%。本研究未检测到同时含有Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8这3个矮秆基因的品种,以及同时含有Rht-B1b和Rht-D1b的品种;2)3个矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8在各个生态区育成品种中的分布频率也不同。矮秆基因Rht-B1b和Rht8在黄淮冬麦区的分布频率较高,分别为55.4%和71.1%;Rht-D1b基因在西南冬麦区的分布频率较高,为37.5%;矮秆基因Rht8在不同的麦区都有广泛的分布,在不同的生态区具有广泛的适应性。     

小麦矮秆种质系山农342-9矮秆基因的分子标记定位

为了明确小麦矮秆种质系山农342-9矮秆性状的遗传特点,本研究对其赤霉酸敏感性及矮秆性状的遗传特点进行了鉴定分析,利用分子标记技术对矮秆基因进行了分子标记定位。结果表明,山农342-9为赤霉酸不敏感型,其矮秆性状受一对位于小麦6B染色体上的隐性主效基因控制;从2 606对引物中筛选出2个与矮秆基因连锁的分子标记Xwmc398和Xgwm508,利用F2分离群体计算出它们与矮秆基因的遗传距离分别为1.2 cM和8.1 cM。     

中国小麦主要矮秆基因的分布及其对株高的影响

为了了解矮秆基因在中国冬麦区的分布及利用情况和明确矮秆基因对小麦株高的影响,进一步提高小麦的水肥利用效率,利用前人开发的矮秆基因分子标记和收集的210份冬小麦材料研究矮秆基因RhtB1b、Rht-D1b和Rht8在中国冬麦区的分布和利用情况。结果表明:210份冬小麦材料含有矮秆基因RhtB1b的材料有51份,占总材料的24.3%;含有矮秆基因Rht-D1b的材料有40份,占19.0%;含有Rht8矮秆基因的材料有94份,占44.8%。含有Rht-B1b的小麦材料平均株高为84.0cm,不含有Rht-B1b的小麦材料的平均株高为93.7cm;含有Rht-D1b的小麦材料平均株高为77.9cm,不含有Rht-D1b的小麦材料的平均株高为94.6cm;含有Rht8的小麦材料平均株高为90.0cm,不含有Rht8的小麦材料的平均株高为92.5cm;Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8对小麦平均株高的降秆作用分别为9.7cm、16.7cm和2.5cm。进一步分析不同矮秆基因组合的联合分布情况,同时分析不同矮秆基因的联合降秆作用,结果表明3个矮秆基因的联合降秆作用大于2个矮秆基因的降秆作用,2个矮秆基因的联合降秆作用大于单个矮秆基因的降秆作用;另外还对分子标记在小麦矮秆基因的选择利用方面进行了探讨。     

257份小麦品种资源中矮秆基因的分子检测

矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8等的广泛利用,不仅增强了小麦的抗倒性,而且提高了产量。明确矮秆基因的分布,可以为小麦矮化育种提供分子信息。采用STS和SSR标记检测257份小麦品种资源中Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8基因的分布情况。结果表明,257份材料中,Rht8基因分布频率最高(106个品种,41.2%),Rht-D1b次之(88个品种,34.2%),Rht-B1b最低(70个品种,27.2%)。此外,部分材料中含有不同类型的矮秆基因组合,且分布频率不同,其中Rht-D1b+Rht8(25个品种,9.7%)>Rht-B1b+Rht8(24个品种,9.3%)>Rht-B1b+Rht-D1b(9个品种,3.5%)>Rht-B1b+Rht-D1b+Rht8(5个品种,1.9%)。上述结果为小麦抗倒伏育种以及矮化育种提供了重要的参考信息。     

河北省主要小麦育成种矮源研究

利用赤霉酸敏感性测定和系谱追踪方法，对河北省历年来培育的主要冬小麦品种的矮秆基因进行了鉴定分析。结果表明：７０．８％的品种的矮秆基因来自农林１０号；２２．２％的品种的矮源为赤小麦；６．９％的品种的矮源为郑引１号。５２．４％的河北省定名品种的矮秆基因来自赤小麦。部分品种的矮源还不清楚。     

小麦骨干亲本‘鲁麦13’在小麦育种中的应用

为更加有效地进行育种理论研究和提高小麦育种成效,对‘鲁麦13’的培育思路、优异特性和育成品种进行了总结分析。从1996—2018年,以‘鲁麦13’为亲本,共有中国科学院、中国农科院和9省共57家育种单位育成品种77个。这些品种通过国家审定17次,通过山东、河北、江苏、安徽、河南、山西、陕西、新疆、甘肃、湖北、天津、北京审（认）定103次,截至2016年累计推广2512.13万hm²。‘鲁麦13’作为新一代骨干亲本,对山东和全国的小麦育种和生产,做出了重大贡献。     

近20年黄淮海地区气候变暖对夏玉米生育进程及产量的影响

【目的】探求黄淮海地区近20年气候变暖对夏玉米生长发育进程及产量的影响,为气候变暖背景下夏玉米的高产稳产制定合理的应对措施提供理论依据。【方法】选取黄淮海地区,包括河北、京津地区、河南、山东、安徽和江苏等地区进行区域研究,利用该地区近20年长期观察的气候数据和夏玉米生产数据以及历史产量数据,采用相关分析和非线性多元回归等分析方法,明确气候因子（温度和降水）与夏玉米生育期和产量的关系。【结果】近20年间黄淮海大部分地区夏玉米生长季内区域平均温度呈上升趋势,但存在地区间差异。降水方面,该区东北部的京津-河北地区与山东降水量呈下降的趋势。与1990s相比,2000s河北和山东夏玉米营养生长期天数呈下降趋势,分别下降2 d和1 d,河南呈上升趋势,增加1 d;而生殖生长期呈上升趋势,分别上升4 d和2 d,河南下降1 d。全生育期天数有所增加,平均增加2 d和1 d。河南保持不变。利用F检验法分析审定品种和试验地玉米全生育期线性趋势一致性。结果表明,审定品种生育期和试验地玉米生育期变化呈现一致的趋势,说明品种的变化是影响夏玉米生育期的因子。采用线性偏回归测验法分析品种和气候因子对夏玉米生育期影响重要性。结果表明,气候因子是夏玉米生育期变化的主要因子,影响率占75.3%。黄淮海地区（除江苏外）夏玉米产量以增产为主。非线性分析表明,气温升高会导致黄淮海地区北部的河北与西部的河南夏玉米产量上升,东南部地区各省份夏玉米的减产。降水对该地区干旱少雨的北部地区夏玉米产量有正效应,对湿润多雨的南部地区有负效应。此外,当GDD10上升时,黄淮海地区北部的河北与西部的河南的夏玉米产量会随着上升,而东部和南部的山东、安徽与江苏夏玉米产量将会下降;整个黄淮海地区,当GDD30上升时,会造成全地区夏玉米产量下降,且山东下降最为明显。【结论】黄淮海地区夏玉米的实际生产受气候变暖的影响,夏玉米对气候变暖是逐步适应,可以利用其适应潜力,通过选育生育期长和耐热的夏玉米品种和改进栽培措施来适应气候变暖,从而提高夏玉米产量。     

黄土高原旱生型高产冬小麦品种及其选育策略

分析了晋麦33号、临旱88－3、晋麦47号、临旱93—5等几个在黄淮麦区旱地区试中表现突出的旱地冬小麦新品种的特性与遗传组成,提出了黄土高原旱生型高产冬小麦品种的育种策略与模式,即把抗逆性育种与高光效株型的改良相结合。     

大麦黄条点花叶病毒的分布及其分离物的遗传多样性

【目的】明确大麦黄条点花叶病毒（Barley yellow striate mosaic virus,BYSMV）在中国北方小麦主产区的分布及其种群遗传多样性,为病害流行预警和防控提供理论依据。【方法】2008-2016年,在河北、山东、江苏、安徽、河南、陕西和山西等7个省66个县/市/区田间,采集了864份疑似病毒病症状的植物样品。提取样品总RNA,利用一步法三重RT-PCR技术检测样品中的BYSMV、水稻黑条矮缩病毒（Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV）和北方禾谷花叶病毒（Northern cereal mosaic virus,NCMV）。利用RT-PCR扩增获得BYSMV的L和N基因片段,克隆并测定核苷酸序列,应用MEGA、DnaSP和PAML等软件分析BYSMV分离物的系统进化和遗传多样性特征。【结果】从48个县/市/区采集的336份样品中检测到BYSMV,检出率为38.89%,该病毒主要分布于陕西、河北、山西和山东,另外,河南及安徽北部亦有分布,江苏徐州和邳州仅局部发生。基于BYSMV的L、N基因序列构建的系统发育树均可将分离物划分为2个亚组,亚组I中的分离物其来源涉及全部7个省份,而亚组II中的分离物仅来自陕西和山西2个省,基于L基因序列系统发育分析表明亚组II分离物与伊朗的分离物亲缘关系较近,BYSMV的遗传分化与分离物的地理来源相关,而与寄主植物、发生时间无明显相关性。运用RDP程序包的7个软件进行基因重组分析显示没有支持重组的证据。选择压力分析显示,亚组内和亚组间的ω（dN/dS）值（0.02-0.19）远小于1,表明群体正承受净化选择。L和N基因的单倍型多样性（Hd）值（0.90909和0.99524）均大于0.5、核苷酸多样性（π）值（0.01324和0.01224）均高于0.005,表明中国BYSMV群体遗传多样性丰富。基于L和N基因片段的遗传分化研究显示,东部和西部群体的遗传分化系数（F_ST）值（0.32201和0.37326）均大于0.25,且统计检验差异显著,表明东部和西部的BYSMV群体严重分化;基因流（Nm）值（0.53和0.42）均小于1,说明有限的基因流是促使群体发生遗传分化的主要原因。【结论】BYSMV在中国北方小麦主产区分布广泛,河北、山东、江苏、安徽、河南、陕西和山西等地均有不同程度的发生。BYSMV群体具有丰富的遗传多样性,且东部和西部群体之间存在严重的遗传分化。     

296份黄淮麦区小麦品种资源在江苏淮北地区的品质分析

为了解黄淮麦区小麦品种资源在江苏淮北地区的品质表现并筛选适于江苏淮北地区种植的优质小麦品种,利用多功能近红外分析仪检测了296份小麦品种的品质。结果表明:面团形成时间、稳定时间和面粉沉淀值的变异系数较大,而籽粒容重、出粉率和面团吸水率的变异系数较小。籽粒蛋白质含量与湿面筋含量、沉淀值、形成时间、稳定时间呈极显著正相关;容重与湿面筋含量呈极显著负相关。聚类分析将品种分为5类群,其中第Ⅰ类群集中了大部分强筋品种,第Ⅱ类群大部分为中筋品种,第Ⅳ类群为弱筋。陕西、河南、江苏和安徽选育品种在品质性状上有显著差异。通过对全部品种各项指标进行筛查,40份品种符合强筋优质标准,其中河南17份、江苏11份、陕西10份、安徽2份。     

不同地区花生品种主要农艺性状的鉴定与评价

为了解各地区花生品种主要农艺性状的特点,本研究选用江苏、山东等9个省份(自治区)共190份花生品种,对其植株性状、荚果籽仁性状及产量性状进行鉴定与评价。结果表明:福建、江苏、河南、河北品种的植株较高,第一对侧枝较长;河南、江苏、山东品种的分枝数较多,辽宁、广西品种的植株较矮,分枝数较少。江苏品种的荚果最长,达39.7 mm,显著或极显著长于除河北以外的其他地区品种;河北品种籽仁长21.1 mm,籽仁宽9.7mm,均位于各地区品种之首;广西品种的荚果和籽仁都较小。在产量性状上,江苏、辽宁和河南品种的百果重、百仁重较重,四川、广西品种的百果重较轻;不同地区品种的出仁率差异较小,极差仅为4.0%。福建品种的单株结果数最少,为12.7个,山东品种最多,达16.9个。     

我国典型省份小麦和玉米农田化学氮肥施用与生产运输过程的温室气体排放量估算

基于相关统计数据,通过文献调研方法,估算了我国河南、河北和山东3个典型省份在小麦和玉米上消费的化学氮肥产生的温室气体排放量,包括化学氮肥施用产生的土壤N_2O直接排放、通过挥发沉降和淋溶径流途径损失的氮素导致的N_2O间接排放以及不同种类化学氮肥在生产和运输过程中的温室气体排放。结果表明:河南、河北和山东3个典型省份在小麦上消费的化学氮肥产生的温室气体排放量分别为1536万、847万、1153万t CO_2–eq·a–1,单位播种面积温室气体排放量分别为2.85、3.61、3.09 t CO_2–eq·hm–2·a–1,单位产量温室气体排放量分别为0.46、0.60、0.51 t CO_2–eq·t~(–1)·a~(–1);相应省份在玉米上消费的化学氮肥产生的温室气体排放量分别为717万、720万、912万t CO_2–eq·a–1,单位播种面积温室气体排放量分别为2.19、2.27、2.92 t CO_2–eq·hm–2·a–1,单位产量温室气体排放量分别为0.40、0.43、0.46 t CO_2–eq·t~(–1)·a~(–1)。研究表明,化学氮肥消费带来的温室气体排放主要来自于化学氮肥在生产过程中的温室气体排放以及化学氮肥施用导致的土壤N_2O直接排放这两部分。     

矮败小麦在高产、超高产育种中的应用研究

矮败小麦是太谷核不育基因m s2和矮秆基因Rht10的紧密连锁体,是一种具有矮秆性状标记的显性核不育新材料,是小麦遗传改良极为有效的工具,利用它特别适用于多亲本聚合杂交和轮回选择育种,简化并加速了小麦种质创新和新品种选育进程,经过十几年的潜心研究,已育成一批各具特色的优异种质及优良品系。通过高产超高产基础群体组建及群体改良,成功选育出品2、品4、品7、品10、品13及品14等优良超高产品系,其中,品2平均产量达到8307.0 kg/hm2,比对照增产21%,品7平均产量达到8 244.0 kg/hm2,比对照增产20%。