用等位基因特异PCR检测普通小麦（Triticum aestivum L.）的单核苷酸多态性

 【目的】以2份六倍体小麦Opata85和W7984及其重组近交系（RIL）的111个株系和3份小麦二倍体野生近缘种为材料，研究用等位基因特异PCR检测普通小麦中单核苷酸多态性的方法。【方法】利用直接测序的方法检测2份六倍体小麦和3份小麦二倍体野生近缘种TaDREB1基因的DNA序列，在B基因组上发现了2个SNPs。以其为3?端，设计等位基因特异引物及其互补引物，对SNP进行分型，同时研究了特异引物3?端碱基错配对等位基因特异PCR的影响，优化了PCR反应体系。【结果】等位基因特异引物3?端不同位置的碱基错配及不同类型的碱基错配对PCR结果影响较大；在等位基因特异PCR中，Mg2+、dNTP及Taq DNA聚合酶的用量均大于普通PCR。【结论】只要在等位基因特异引物3?端加上合适的错配碱基，并且优化其PCR反应体系，用等位基因特异PCR方法检测六倍体小麦中的单核苷酸多态性是可行的。     

作物抗旱节水研究进展

发掘利用抗旱节水基因资源，提高作物的抗旱性和水分利用效率，发展生物节水农业，对于缓解水资源危机，保障国家的粮食安全、生态安全和社会可持续发展具有重要意义。本文综述了作物抗旱节水的基础理论、鉴定评价技术、基因资源发掘与品种选育等方面的研究现状和问题，并探讨了作物抗旱节水研究的发展趋势。     

不同年代冬小麦抗旱品种苗期性状的演变

以５０年代以来在旱地生产上大面积推广的小麦品种为材料，探讨其苗期性状的演变规律，结果表明：５０年代初期的地方品种，按各个性状处理与对照的比值都居于前列，抗旱性最强。从５０年代中后期开始到８０年代，随着育种水平的提高，品种单株根数，根干重及根冠干重比等性状处理与对照比值有所增加，但是，抗旱性均地方品种差。     

小麦TaDRO与根系形态的关联分析及在中国和全球品种中的地理分布与演变

【目的】根系改良是提高小麦抗逆性和产量的关键因素之一。通过克隆不同根系类型小麦品种的根系相关基因TaDRO,分析其与小麦重要农艺性状的关系,开发标记,为品种改良提供理论依据和技术支撑。【方法】以根系性状多态性较高的21份普通小麦为材料,测序分析TaDRO-5A、TaDRO-5B和TaDRO-5D的序列多态性;利用"中国春"-缺体四体材料对其进行染色体定位,并用最新版的中国春基因组序列对其进行精细物理定位,根据TaDRO-5A和TaDRO-5B序列多态性开发分子标记;以323份普通小麦构成的自然群体为材料进行TaDRO单元型与表型性状的关联分析。【结果】克隆了小麦TaDRO的A、B、D基因组序列,利用最新版的中国春基因组序列分别将TaDRO-5A、TaDRO-5B和TaDRO-5D定位于小麦染色体5A、5B和5D上,分别位于426.15、381.00和327.60 Mb处;在TaDRO-5A全长序列中共检测到3个SNP,形成Hap-5A-A和Hap-5A-C 2种单元型,根据启动子区-2 271bp的序列差异,开发出分子标记TaDRO-5A-KASP。在TaDRO-5B全长序列中共检测到17个SNP和1个In Del,形成Hap-5B-Ⅰ和Hap-5B-Ⅱ2种单元型,根据-300 bp的In Del开发了分子标记TaDRO-5B-In Del。关联分析表明,TaDRO-5A与株高、千粒重和根系生长角度显著相关,Hap-5A-A是增大根系生长角度、降低株高、增加千粒重的浅根型单元型,而Hap-5A-C是减小根系生长角度、增加株高、降低千粒重的深根型单元型。TaDRO-5B与株高显著相关,Hap-5B-Ⅰ是增加株高和降低千粒重的深根型单元型,Hap-5B-Ⅱ是降低株高和增加千粒重的浅根型单元型。在地方品种中,Hap-5A-C和Hap-5B-Ⅰ为优势单元型,在育成品种中,Hap-5A-A和Hap-5B-Ⅱ为优势单元型;深根型单元型Hap-5A-C和Hap-5B-Ⅰ在干旱、半干旱麦区品种中的分布频率高于湿润麦区;在全球地理分布中,干旱麦区品种中Hap-5A-C为优势单元型,但Hap-5B-I优势不明显。随着育种年代推进,小麦品种中浅根型单元型Hap-5A-A和Hap-5B-Ⅱ的频率增加。【结论】小麦根系相关基因TaDRO的Hap-5A-C和Hap-5B-Ⅰ是增加株高和降低千粒重的深根型单元型,Hap-5A-A和Hap-5B-Ⅱ是降低株高和增加千粒重的浅根型单元型;随着灌溉和化肥用量的增加,中国小麦品种逐步由深根、高秆类型转变为浅根、矮秆类型;利用分子标记选择矮秆、深根类型,可能提高品种水肥利用效率。     

不同水分条件下小麦持绿表型性状评价及其与产量相关性研究

找出适宜在多个环境条件下评价小麦持绿性状的表型指标,为快速筛选小麦持绿品系,加速抗旱、高光效育种进程提供数据支撑。以包含306个家系的RIL群体（旱选10号×鲁麦14）为材料,分析了不同水分条件下灌浆不同时期旗叶叶绿素SPAD值、功能绿叶面积持续期（GLAD）以及衰老参数变化特征,并对其与产量性状的相关性进行了研究。结果表明：RIL群体SPAD值、GLAD在整个灌浆期的变化动态复杂,衰老相关参数无法反映其动态变化过程。2种水分条件下,在灌浆后期（花后20、25和30d）SPAD值与粒宽、粒厚、千粒重以及单株产量呈显著或极显著正相关。在灌溉条件下花后10、13、16、19和22d的GLAD与单株产量呈极显著正相关;而在干旱胁迫条件下GLAD与单株产量相关性则未达到显著水平。不同环境条件下,旗叶SPAD值在灌浆后期（花后20、25和30d）相比于GLAD和衰老特征参数与产量性状具有更好的相关性,且测定相对简单,更适宜于持绿品系的快速筛选。     

小麦旗叶叶绿素含量及荧光动力学参数与产量的灰色关联度分析

为探讨干旱胁迫条件下小麦旗叶光合性状的变化及其对产量的影响,以小麦RIL群体(旱选10号×鲁麦14) F₈代的305个株系及其亲本为材料,分析雨养和灌溉两种水分条件下,开花期和灌浆期旗叶叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数的变化情况、相关关系、遗传力、基因数目以及不同性状与产量的关系。结果表明,在两种水分条件下,RIL群体性状多数表现超亲现象,变异系数为1.12%~67.05%。雨养条件下抗旱亲本旱选10号的旗叶叶绿素含量及叶绿素荧光动力学参数比水地品种鲁麦14表现稳定。两种水分条件下,两个生育时期的旗叶叶绿素含量极显著正相关,而荧光动力学参数相关性表现复杂,F_m与F_v、F_o/F_m与F_v/F_m之间相关性最高,相关系数大于0.994。在所有性状中,叶绿素含量的遗传力最高;多数性状在雨养条件下的基因数目多于灌溉条件的,控制灌浆期F_v/F_o的基因数目最多,达34对。灰色关联度分析显示,灌浆期F_m、F_v及F_o与F_m曲线之间的面积对产量影响较大,可以作为选择抗旱高光效小麦的重要评价指标。     

不同水分条件下小麦生理性状与产量的灰色关联度分析

为了解干旱胁迫条件下小麦冠层温度、旗叶光合性状的变化特点及其对产量的影响,以小麦回交导入系(IL)群体[(鲁麦14×晋麦47)×鲁麦14]BC3F5代的160个株系及其亲本为材料,分析了雨养和灌溉条件下,开花期和灌浆期冠层温度、冠气温差、旗叶叶绿素含量和叶绿素荧光动力学参数等性状的相关性以及不同性状与产量的灰色关联度。结果表明,在两种水分条件下IL群体多数性状表现超双亲,性状变异系数为1.19%～48.30%,性状均值偏向轮回亲本鲁麦14;雨养条件下抗旱亲本晋麦47的冠层温度及叶绿素荧光动力学参数比水地品种鲁麦14表现稳定,IL群体的性状稳定性(D值)超过轮回亲本。两种水分条件下,荧光动力学参数之间相关性表现复杂,Fv与Fm、Fo/Fm与Fv/Fm之间相关性最高,相关系数大于0.991。灰色关联度分析结果表明,两个发育时期的Fv/Fm和灌浆期的冠层温度对产量的影响较大,可以作为选择抗旱高光效小麦的重要评价指标。     

小麦果聚糖合成酶基因6-SFT-D多态性及其与6-SFT-A2的累加效应

小麦6-SFT是果聚糖合成的关键酶基因。以23份六倍体普通小麦(AABBDD)、5份D基因组材料(DD)为多样性代表群体材料,通过测序分析小麦6-SFT-D基因的序列多态性,根据多态性开发6-SFT-D基因的功能标记,分析由154份六倍体普通小麦构成的自然群体的6-SFT-D基因单倍型(haplotype)与表型性状的关联特性和基因累加效应。在28份多样性代表群体中,共检测到6-SFT-D基因的4个多态性位点,均为单核苷酸多态性(SNP)位点,构成3种6-SFT-D基因单倍型;而在自然群体中只检测到6-SFT-D的两种单倍型。根据6-SFT-D基因2850 bp位点的T/C变异开发等位变异特异PCR标记。关联分析表明,6-SFT-D单倍型分别与灌溉条件下的千粒重和穗长显著关联,单倍型Hap I是提高千粒重的优异等位变异;在雨养和灌溉条件下,同时具有6-SFT-D与6-SFT-A2优异等位变异小麦材料的千粒重显著高于其他基因型材料,说明6-SFT-D和6-SFT-A2优异等位变异对于提高千粒重表现累加效应。     

小麦DH群体茎秆可溶性碳水化合物含量相关数量性状的遗传分析

以小麦DH群体（旱选10号×鲁麦14）的150个株系及其亲本为研究材料,分析雨养和正常灌溉条件下与茎秆可溶性碳水化合物含量相关的8个性状的相关性、遗传力、控制性状的基因数目及基因作用方式。结果表明,在两种水分条件下,DH群体各性状的表型值多数介于双亲之间,且出现超亲分离,变异系数在6.96%~65.72%之间。DH群体及其亲本各性状表型值普遍表现为雨养条件下的高于正常灌溉的。初花期、花后14 d和成熟期的茎秆可溶性碳水化合物含量（SSC_f、SSC_f14和SSC_m）之间相关性较低,而SSC_f14与其他多数性状在两种水分条件下分别表现极显著或显著的正相关。DH群体各性状的遗传力和调控性状的基因数目在雨养和灌溉条件下有较大差异。在雨养条件下的遗传力,SSC_f最高,为0.49,而籽粒灌浆效率（GFE）最低,为0.11,其他6个性状介于二者之间;而灌溉条件下的遗传力,GFE最高,为0.65,SSC_f最低,为0.51。在雨养条件下,控制GFE、可溶性碳水化合物的积累效率（AESSC）、SSC_f14和SSC_m的基因数目较多,分别为27、26、22和20对,控制可溶性碳水化合物的转运效率（RESSC）的基因数目最少,只有9对;而灌溉条件下,控制SSC_f14的基因数目最多（19对）,控制RESSC的基因数目最少（4对）。两种条件下控制SSCm和灌溉条件下控制SSCf14的基因间存在互补作用,其他性状的多基因间未检测到互作效应;两种条件下的RESSC和GFE,以及灌溉条件下的AESSC基因间存在重叠作用。说明小麦茎秆可溶性碳水化合物含量相关性状的遗传基础是复杂的,在不同发育时期、不同水分条件下控制这些性状的基因可能具有不同的表达模式。     

用株高旱胁迫系数分析小麦发育中的抗旱性动态

以小麦DH群体(旱选10号 × 鲁麦14)为材料,根据雨养(DS)和灌溉(WW)条件下5个年点环境中5个发育时期的株高估算反映材料发育过程中抗旱能力的旱胁迫系数(DS|WW),分析抗旱性的动态关系。结果表明,在不同年点环境间,不同发育时期的条件旱胁迫系数(CDS|CWW)、非条件旱胁迫系数(UDS|UWW)间存在显著差异,但发育中后期的抗旱性在部分年点环境中趋于一致。各个年点不同发育时期DS|WW间的10个相关系数,UDS|UWW间除Ch05环境的5个相关系数不显著外,其他所有相关系数均达显著水平;而CDS|CWW间仅3~6个相关系数显著,相邻发育时段之间的抗旱性关系密切。同时,任一时期的UDS|UWW总与其前面至少一个时段的CDS|CWW呈显著正相关,表明某发育时期的抗旱性可归因于该时期之前的一个或几个时段的抗旱性。通径分析结果表明,出苗至拔节期(CDS1|CWW1)、抽穗至开花期(CDS5|CWW5)的抗旱性对成熟期株高具有重要作用。