小麦代换系耐低磷生理性状的主成分分析及综合评价

【目的】通过对不同磷处理下小麦代换系多项生理指标研究,筛选和鉴定耐低磷基因型。【方法】以小麦CS-Synthetic 6x 整套染色体代换系及其亲本为材料,对其在不同磷处理条件下叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、SOD、POD活性、丙二醛含量、叶绿素、类胡萝卜素含量、光合速率、蒸腾速率,气孔导度、胞间二氧化碳浓度、初始荧光、最大荧光,原初光能转化效率（Fv/Fm）等14个生理指标进行测定,以各项指标的耐低磷系数作为耐低磷指标,通过主成分分析、聚类分析对其耐低磷特性进行综合评价。【结果】将14个单项生理指标转换成为7个相互独立的综合指标;并通过聚类分析将23个基因型划分为3类：父本Synthetic 6x与2A代换系耐低磷特性较强,母本中国春与4A、7A、2B、1D、3D代换系耐低磷特性较弱,其余15个代换系（1A、3A、5A、6A、1B、3B、4B、5B、6B、7B、2D、4D、5D、6D、7D）耐低磷特性中等。【结论】Synthetic 6x 的2A染色体上具有耐低磷胁迫特性的有关基因,在小麦耐低磷育种中可以加以利用     

PEG胁迫对小麦代换系种子萌发特性的影响及染色体效应

[目的]明确干旱胁迫对中国春-Synthetic 6x代换系种子萌发特性的影响并对相关基因进行染色体定位,为选择抗旱高产品系提供理论依据.[方法]以小麦中国春-Synthetic 6x染色体代换系及其亲本为材料,设置对照(无离子水培养)和聚乙二醇(PEG)-6000模拟水分胁迫2个处理,通过测定种子的发芽率、发芽势、发芽指数研究干旱胁迫对种子萌发特性的影响及其染色体调控效应.[结果]干旱胁迫下,中国春-Synthetic 6x各代换系的发芽率、发芽势、发芽指数较对照普遍降低;5B、6B、4D、6D和7D代换系发芽率、发芽势、发芽指数均显著或极显著高于母本中国春.[结论] Synthetic 6x的5B、6B、4D、6D和7D染色体上可能存在干旱胁迫下提高种子活力、促进种子萌发的基因,可在抗旱育种中加以利用.     

小麦中国春-Synthetic 6x 代换系穗花分化与耐旱基因的染色体定位

 【目的】通过对不同水分处理条件下小麦代换系的穗花发育进程和产量性状研究，确定控制小麦穗花发育的主效应染色体,并对耐旱基因进行染色体定位。【方法】以小麦CS-Synthetic 6x 整套染色体代换系及其亲本为材料进行干旱胁迫处理，对穗花分化过程进行观察，并对其产量性状分析研究。【结果】各代换系的穗花发育过程与亲本较为一致，都能正常通过穗原基和花原基分化两个阶段。在正常灌水条件下，2B代换系与父本Synthetic 6x 发育同步,分化最慢，7D次之，其它代换系发育较快，与母本中国春基本同步；在干旱胁迫条件下,2D代换系穗花分化较为缓慢,远远落后于中国春和其它代换系。且2D代换系每穗粒数、单穗粒重、千粒重等产量性状的抗旱系数均显著或极显著高于中国春。【结论】延缓穗花分化进程的主效基因可能位于2B和7D染色体上；耐旱相关基因可能位于2D染色体上。     

干旱胁迫对小麦代换系叶绿素荧光参数的影响及染色体效应初步分析

[目的]研究干旱胁迫对小麦代换系旗叶叶绿素荧光诱导动力学的影响以及外源染色体对叶绿素荧光参数的调控效应.[方法]以中国春(Chinese Spring,CS)-人工合成六倍体小麦(Synthetic hexaploid wheat,Synthetic 6x)代换系及其亲本为材料,于2005-2007年测定不同水分处理条...     

小麦代换系抗旱生理指标的主成分分析及综合评价

 【目的】通过对干旱胁迫下小麦代换系多项生理指标的研究,鉴定其抗旱性基因型。【方法】以小麦CS-Synthetic 6x 整套染色体代换系及其亲本为材料,对其在不同水分处理条件下叶片相对电导率、K+相对渗透率、游离脯氨酸、蛋白质含量、相对含水量（RWC）、离体叶片失水速率（RWL）、SOD活性、POD活性、丙二醛含量、叶绿素、类胡萝卜素含量、光合速率、水分利用效率（WUE）、PSⅡ的原初光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ潜在活性（Fv/Fo）等生理指标进行测定,以各项指标的抗旱系数作为衡量抗旱性的指标,利用主成分分析、聚类分析对其抗旱性进行综合评价。【结果】将15个单项生理指标综合成为6个相互独立的综合指标;并通过聚类分析将23个基因型划分为3类：1A、3A、2D、4D代换系及其父本Synthetic 6x属高度抗旱类型;2A、4A、4B、1D、3D代换系属于中度抗旱类型;其余12个代换系（5A、6A、7A、1B、2B、3B、5B、6B、7B、5D、6D、7D代换系）以及中国春属于不抗旱类型。【结论】本研究通过主成分分析和聚类分析,对21个代换系及其亲本的抗旱性进行了分类和评价,以期为小麦抗旱品种选育探索一条实用的鉴别途径。     

济麦22及其转TaPHR1基因植株的磷胁迫反应研究

采用营养液培养体系,研究不同供磷处理条件下,受体济麦22及其转磷高效基因TaPHR1株系的生长反应、根系形态特征及对磷的吸收、分配和利用能力的差异。结果表明:1)通过农杆菌介导方法获得的TaPHR1基因过量表达的转基因植株后代有更强的耐低磷胁迫的能力;2)在水培条件下,小麦对磷饥饿胁迫的反应总体上表现在生物量降低、根冠比提高、根长及表面积增大、根半径减小,磷吸收和利用效率改变,不同基因型间变化趋势相同,但变化幅度存在差异;3)对这些反应特征的分子机理的深入分析可为有效筛选磷高效小麦新种质以及发掘磷高效基因资源提供参考依据。     

供磷水平对黄瓜测序品种“中国龙”生长及磷吸收的影响

【目的】了解黄瓜测序品种"中国龙"对不同磷浓度供应的反应,寻找在水培条件下进行黄瓜磷效率种质筛选的适宜低磷处理浓度.【方法】采用营养液水培试验,研究了不同磷浓度供应对黄瓜测序品种"中国龙"生长及其磷吸收的影响.【结果和结论】随着供磷浓度的降低,"中国龙"的生长受到抑制,植株变矮,老叶黄化.在严重低磷(10和1μmol·L-1)胁迫时,植株生长受到严重抑制,甚至不能正常结瓜.低磷降低了"中国龙"的生物量、磷吸收效率,但增加了根冠比,促进了碳水化合物向根部的分配.此外,在低磷胁迫下,"中国龙"还通过降低根平均直径,即根变细,来增加与养分的接触面积.10~100μmol·L-1之间的磷浓度(如50μmol·L-1)可作为黄瓜磷效率种质资源筛选的低磷处理浓度.     

低磷胁迫对玉米自交系苗期根系分泌有机酸的影响

采用低磷和对照盆栽试验,以磷高效04419和磷低效04065玉米自交系为材料,研究二者在苗期根系分泌有机酸的差异.结果表明,在低磷和对照2种磷水平下,04419和04065根系分泌的有机酸种类随叶期而增加,4～8叶期二者根系分泌的主要有机酸是:草酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸和乙酸;草酸是二者根系分泌的最主要有机酸.低磷胁迫下,04419根系在4叶期草酸和柠檬酸的分泌量、在5～6叶期苹果酸和草酸的分泌量、在7叶期苹果酸的分泌量、在8叶期乙酸和柠檬酸的分泌量较04065明显增多,因而04419根系分泌有机酸总量明显高于04065.可见,低磷条件下,04419和04065根系分泌有机酸总量的能力在一定程度上与其耐低磷能力的大小相关.     

低磷胁迫对玉米自交系苗期根系分泌有机酸的影响

采用低磷和对照盆栽试验,以磷高效04419和磷低效04065玉米自交系为材料,研究二者在苗期根系分泌有机酸的差异。结果表明,在低磷和对照2种磷水平下,04419和04065根系分泌的有机酸种类随叶期而增加,4～8叶期二者根系分泌的主要有机酸是：草酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸和乙酸;草酸是二者根系分泌的最主要有机酸。低磷胁迫下,04419根系在4叶期草酸和柠檬酸的分泌量、在5～6叶期苹果酸和草酸的分泌量、在7叶期苹果酸的分泌量、在8叶期乙酸和柠檬酸的分泌量较04065明显增多,因而04419根系分泌有机酸总量明显高于04065。可见,低磷条件下,04419和04065根系分泌有机酸总量的能力在一定程度上与其耐低磷能力的大小相关。     

低磷胁迫下内生真菌对宿主杉木幼苗生理生化的影响

为微生物与植物互作关系的生产应用提供理论基础,浇施菌液并接种5株内生真菌(NG1、CG5、AJ6、AJ14和AJ13)于低磷胁迫下的杉木幼苗(Cunninghamia lanceolata),15d后进行低磷胁迫试验,测定杉木植株的电导率、丙二醛、超氧化物歧化酶和可溶性蛋白等生理生化指标,分析内生真菌对杉木抗逆性的影响,筛选低磷胁迫下适宜杉木的内生真菌。结果表明:正常条件下,菌株NG1、AJ6和AJ14能有效提高植株电导率;轻度低磷胁迫条件下,菌株AJ14能较好地保护植株生长;中度低磷胁迫条件下,各菌株在胁迫中前期均能显著缓解磷胁迫;重度低磷胁迫条件下,菌株AJ6和AJ14表现良好,能有效缓解逆境对植株的伤害。在不同低磷胁迫梯度下,5株溶磷菌均能在胁迫15～45d显著缓解低磷环境对植株的危害。与未接种处理的杉木幼苗相比,菌株NG1、AJ6、CG5、AJ14以及AJ13均显著提高SOD活性,对杉木幼苗均有一定的抵御低磷胁迫的作用,以菌株AJ14效果最佳。菌株AJ6和AJ14在低磷胁迫下能有效提高可溶性蛋白含量。综合各项指标,菌株NG1和AJ6一定程度上能够缓解低磷胁迫对杉木植株的影响。     

Effects of chromosome substitution on the utilization efficiency of nitrogen, phosphorus, and potassium in wheat

A complete set of chromosome substitution lines with genetic background of Chinese Spring (CS) were used to determine the effects of each chromosome on utilization efficiencies of nitrogen, phosphorus, and potassium in wheat (Triticum aestivum L.). In each line, only one pair of chromosomes in CS genome was substituted by the corresponding one of donor Synthetic 6x. Under normal growth conditions supplied with enough inorganic nutrients, the dry mass per plant and the utilization efficiencies of nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) in plants varied largely among CS, Synthetic 6x, and the chromosome substitution lines (1A–7A, 1B–7B, and 1D–7D). Of these, 1A substituted by the chromosome 1A of Synthetic 6x (other lines are the same as 1A hereafter) had the highest plant dry mass and the accumulative amount of N and K, and 1B behaved to have the highest plant accumulative P amount. 1D and 4D had the lowest accumulative P amount and plant dry mass, respectively. 4B showed the lowest plant accumulative N and K. Thus, chromosome 1A of Synthetic 6x contains major genes endowing plant capacities of higher dry mass, accumulative N and K, whereas chromosome 1B of Synthetic 6x carries major genes improving plant accumulative P capacities. The lines, together with CS and the donor, could be classified into three groups including high-efficiency, mid-efficiency, and low-efficiency based on plant dry mass. Regression analysis suggested that there are significantly positive correlations between plant dry mass and the accumulated amount of N, P, and K. Further, there are positively significant correlations among the plant accumulative N amount and some plant traits and physiological parameters, as well as positively significant correlations between the accumulative amount of P and K and the photosynthetic rate (P _n).     

小麦高分子量谷蛋白亚基的遗传研究 Ⅱ.控制基因的染色体定位及其与SDS沉淀值的关系

通过分析一套中国春(钱尼)染色体代换系的胚乳高分子量谷蛋白亚基和微量 SDS沉淀值表明:高分子量谷蛋白亚基受染色体1B 和1D 控制,可能与4B 染色体有关;本试验不能得知高分子量谷蛋白亚基受染色体1A 控制的情况;亚基3和9在一定条件下对沉淀值具有正效应。     

磷转运蛋白基因TaPHT2;1在染色体上定位 及对小麦磷素吸收和利用效率的影响

【目的】以中国春遗传背景的整套B染色体双端体为材料,鉴定磷转运蛋白基因TaPHT2;1的染色体定位特征。解析不同供磷水平下,上述材料和不同磷利用效率小麦品种该基因的表达特征及其与植株干物质生产能力和磷效率特征的联系。【方法】采用溶液培养法水培中国春（CS）及该品种遗传背景的整套B染色体组双端体和不同磷效率小麦品种材料。以B染色体组供试端体为材料进行TaPHT2;1 PCR扩增,鉴定TaPHT2;1在染色体上的定位。采用半定量RT-PCR及qRT-PCR技术分析B染色体组供试端体和小麦品种TaPHT2;1的表达水平。采用常规分析技术,测定供试材料单株干重和磷吸收参数。【结果】①PCR检测发现,在CS及所有供试B染色体组双端体材料中,除缺失1B长臂的1BS外,其它所有材料均能特异扩增出目标基因TaPHT2;1,表明TaPHT2;1定位在1B长臂。②丰、缺磷条件下,TaPHT2;1在CS及除1BS外双端体根、叶中的表达均表现为叶片优势表达特征,且在叶片中表达受到低磷胁迫的诱导。TaPHT2;1在根系中的表达不受低磷逆境调控。表明TaPHT2;1在介导丰磷下磷素吸收、转运及增强低磷下植株体内磷素再度调运中可能发挥重要功能。③丰磷条件下,与CS相比,1BS的单株干重和全磷含量显著降低;缺磷条件下,1BS的单株干重与CS相比也显著下降,但全磷含量增加。表明位于1B染色体长臂后的磷转运蛋白基因TaPHT2;1,对丰、缺磷条件下的植株磷素吸收、转运具有较大影响,进一步对不同供磷水平下的植株干重产生重要调控效应。④丰磷条件下,与CS相比,1BS的单株磷累积量显著增加,磷利用效率没有改变;缺磷条件下,与CS相比,1BS的单株磷累积量没有变化,磷利用效率显著降低。不同磷利用效率品种相比,丰磷条件下,随着品种磷利用效率提高,叶片中TaPHT2;1的表达水平、单株干重、全磷含量和单株磷累积量也随着增加;缺磷条件下,随着小麦品种磷利用效率提高,叶片中TaPHT2;1的表达水平、单株干重和磷利用效率也随之增高,但全磷含量呈下降趋势,单株磷累积量品种间差异较小。因此,TaPHT2;1的表达水平与小麦品种丰、缺磷条件下的磷素吸收、利用和干物质积累能力具有紧密联系。【结论】小麦磷转运蛋白基因TaPHT2;1位于1B染色体长臂。该基因通过其特定对外界供磷水平产生应答,在较大程度上调控植株的磷素吸收和利用能力,对不同供磷水平下的植株干重产生重要影响。TaPHT2;1在调控植株丰磷下磷素吸收和低磷下磷素利用中发挥重要作用,可作为鉴定小麦品种磷效率的评价指标。     

A genetic evidence of chromosomal fragment from bridge parent existing in substitution lines between two common wheat varieties

Locating of important agronomic genes onto chromosome is helpful for efficient development of new wheat varieties. Wheat chromosome substitution lines between two varieties have been widely used for locating genes because of their distinctive advantages in genetic analysis, compared with the aneuploid genetic materials. Apart from the substituted chromosome, the other chromosomes between the substitution lines and their recipient parent should be identical, which eases the gene locating practice. In this study, a set of chromosome substitution lines with cv. Wichita(WI) as the recipient parent and cv. Cheyenne(CNN) as the donor parent were studied for the composition of high molecular weight glutenin subunits(HMW-GS) as well as a range of agronomic important traits. Results revealed that the substitution lines of WI(CNN5D), WI(CNN6A) and WI(CNN7B) had higher plant heights than the two parents of WI and CNN, and WI(CNN3D) had later maturity than the parents. By sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis(SDS-PAGE) and matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry(MALDI-TOF-MS) analysis, a substitution line WI(CNN5B) was found to contain different HMW-GS patterns from its two parents, in which 1By9 was replaced by 1By8 on chromosome 1BL. Simple sequence repeat(SSR) analysis confirmed that the variation on 1BL in WI(CNN5B) was originated from Chinese Spring(CS). It is concluded that chromosomal fragments from bridge material and donor parent were quite often retained in intracultivaral chromosome substitution lines except the substituting chromosomes.     

小麦中国春遗传背景中的Lophopyrum elongatum(Host)A.Lve染色体附加系、代换系的白粉病抗性分析

对中国春为遗传背景的中国春Lo .elongatum (Host)A .L veEe 染色体二体代换系和二体附加系的白粉病抗性进行了鉴定。在 2 7个供试材料中 ,只有一个代换系DS7Ee(7D)DV82 - 2 - 1- (1)表现为中抗 ,其余全部表现为感病 ,尤以二个附加系DA2Ee New - 8- 9- 4- 3 - 6 - (1)和DA6Ee- 2 - 4- 12 - 4- 2 - (5 )感病特别严重 ,表现为高感。结果表明 :①Lo .elongatum的E染色体组在中国春的遗传背景中对白粉病的抗性没有多大贡献 ;②中国春的 7D染色体上可能存在小麦白粉病抗性的抑制因子 ;③白粉病抗性存在微效多基因效应。     

大赖草染色体对小麦光合特性和产量性状的效应

大赖草是改良小麦的重要近缘植物,目前已育成多个小麦-大赖草二体附加系和代换系,然而对大赖草染色体的光合效应和对产量性状的效应却研究较少。因此,了解大赖草染色体的效应,对进一步利用大赖草外源基因具有指导作用。通过光合仪测定和产量性状调查,对小麦-大赖草二体附加系、代换系和亲本中国春进行了鉴定,结果表明,10个异染色体系的净光合速率均低于对照普通小麦中国春,但多数差异不显著。大赖草E染色体具有增加水分利用效率的正向效应。大赖草E、J染色体能够提高小麦单穗粒重和千粒重,对提高小麦产量具有正效应。     

用中国春双端二体分析“云南小麦”染色体构成

 用中国春双端二体（Double ditelosomic）系列作母本分别和“云南小麦”杂交，并对所得21个组合F#-1代进行端体配对分析。其中在13个组合中观察到中国春的两个端体同时和“云南小麦”相应染色体配对形成异型三价体（ttl'）的PMC频率达77.7-93.7%，说明“云南小麦”的这13条染色体和中国春的相应染色体间的差异很小。在另外8个组合（包括2A、7A、2B、4B、5B、6B、1D、5D）中，出现ttl'、tl'+t'和t'+t'构型的PMC频率分别为35.0-73.7%、21.5-55.0%和1.0-10.0%，表明“云南小麦”这8条染色体和中国春相应染色体之间在某个臂上存在一定程度的分化。在绝大多数组合中都观察到不包含端体的三价体、四价体，这表明在“云南小麦”的某些染色体可能发生了易位变异。