利用水稻MAGIC群体关联定位白叶枯病抗性QTL和创制抗病新种质

以8个不同亲本构建的遗传上相互关联的多亲本高代互交系(multi-parents advanced generation inter-cross, MAGIC)群体,包括2个4亲本群体(DC1和DC2)和1个8亲本群体(DC3)为材料,接种我国白叶枯病强致病力V型菌系(GD-V)和弱致病力II型菌系(C2),关联分析定位MAGIC群体对白叶枯病的抗性QTL,筛选抗病种质。结果表明,大多数亲本对C2菌系表现抗病,而对GD-V表现感病,3个MAGIC群体的病斑长度均出现超亲分离。共检测到7个白叶枯病抗性QTL,大多表现数量抗性,而且抗性QTL表达存在明显的遗传背景效应。QBbr11-1和QBbr11-2受遗传背景影响较小,具有一定的育种应用价值。从3个群体筛选出8份不同抗病QTL聚合的抗病材料,表明质量抗性基因和水平抗性数量性状位点的结合可以显著提高抗性水平。8份不同抗病QTL的聚合系可以用作抗病育种的中间抗源。研究结果表明,MAGIC群体可以将遗传研究和育种应用有机结合,是遗传研究和开展标记辅助育种的理想群体。     

不同温光条件下水稻抽穗期QTL的定位与分析

以广陆矮4号为受体,日本晴为供体的85个染色体单片段代换系群体为试验材料,通过单因素方差分析和Dunnett多重比较,测验单片段代换系与广陆矮4号之间抽穗期的差异,对代换片段上抽穗期相关的QTL进行了定位。以P≤0.001为阈值,在南京和海南不同温光条件下共定位到40个抽穗期相关的QTL。其中,21个QTL在2个环境中均被检测到;15个QTL只在南京环境中被检测到;4个QTL只在海南环境中被检测到。南京环境中定位到的36个抽穗期相关QTL,其加性效应值变化范围为2.8d~15.7d,加性效应百分率变化范围为3.8%~21.1%;海南环境中定位到的25个抽穗期相关QTL,加性效应值变化范围为1.8d~12.1d,加性效应百分率变化范围为1.7%~11.3%。这些QTL的定位,为进一步精细定位并克隆相应主效QTL和优异品种特定环境下的生育期改良奠定了基础。     

扬麦系列品种植株抗倒性能的演变及与茎秆性状的关系

为了解扬麦系列品种的抗倒性变化规律及与茎秆性状的关系,研究了不同年代育成的扬麦系列品种茎秆形态结构、解剖结构、力学结构等抗倒性指标的差异。结果表明,随着育成年代的推移,小麦品种的株高下降,基部第二节间长度呈现缩短的趋势,而基部第1节间长度无明显变化。近、现代育成的扬麦品种基部节间秆壁厚度与基部节间单位长度干重在总体上大于早期育成的扬麦品种,而茎秆粗度无显著差异。育成年代越早的品种抗倒性越差,倒伏面积越大,倒伏程度越严重;近几年育成的品种抗倒性显著增强,发生倒伏的风险降低,产量提高。通径分析表明,株高是影响小麦品种抗倒性的最主要因素,基部第1、第2节间壁厚、基部二节间单位长度干重、茎粗等性状也是影响小麦品种抗倒性的重要指标。     

安徽省小麦产业体系展示品种HMW-GS组分及GMP的研究

为了解安徽省淮北及黄淮麦区的小麦加工品质,以52个安徽省小麦产业体系展示品种为材料,分析了供试小麦品种HMW-GS的组成和分布、谷蛋白聚合体(GMP)含量、小麦蛋白质含量、Zeleny沉降值及湿面筋含量。结果表明,52个供试小麦品种的HMW-GS变异类型众多,共发现13种变异类型,包含6种优质亚基类型;共出现了21种HMW-GS组合。按照GMP、蛋白质、湿面筋含量及Zeleny沉降值可将52个供试品种分为4类。供试品种的品质评分介于4~10分之间,平均7.4分。基因位点Glu-A1含有1亚基的品种,GMP含量高于含有Null亚基的品种。     

安徽小麦品种醇溶蛋白遗传多样性及其与品质性状的相关性研究

为了解安徽省种植小麦品种醇溶蛋白对其品质性状的影响,利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)技术对137份安徽小麦品种进行醇溶蛋白谱带分析,同时测定了面粉的理化特性、面粉粉质特性以及面筋相关指标。结果表明,137份安徽省种植小麦品种共分离出2690条醇溶蛋白谱带,统计后得出不同迁移率的谱带共96条。其中,出现次数最高的是ω-14.3,出现概率为77.70%;出现次数最低的是α-81.7和α-89.3,出现概率均为0.72%。供试材料的遗传距离(GD)为0.13~0.81,所有材料的遗传距离平均值为0.70,说明供试材料的遗传差异较大。在GD=0.73的水平上将所有材料分为7个类群。57条不同迁移率的谱带与136项次品质性状的相关系数达到极显著或显著水平。其中,谱带β-68.0与面团粉质质量指数和面筋指数呈显著正相关,谱带α-73.4与面粉色泽L*值和白度值呈显著正相关,与b*值呈显著负相关。本试验筛选出这些对若干面粉及面团品质性状有显著影响的谱带,可为小麦品质育种工作提供参考。     

盐分胁迫对高粱生长与生理特征的影响及耐盐调控机理研究进展

土壤盐渍化严重威胁农业的可持续发展与粮食安全,提高作物的耐盐性开展盐碱地高产栽培至关重要。阐明盐分胁迫影响作物的生理机制是开展作物耐盐生产的基础。高粱(Sorghum bicolor L.)为重要的粮食、饲草和能源作物,具有一定的耐盐能力,在盐碱地的开发利用中应用潜力巨大。综述盐分胁迫对高粱种子萌发过程与萌发生理、根系形态构建与生理活性、植株生长与抗逆生理代谢等的影响,总结种子引发、氮肥运筹、外源生长调节物质等减轻高粱盐分胁迫的调控途径与生理机制,绘制盐分胁迫对高粱生长与生理特征的影响及耐盐调控机理的网络图,并讨论存在的问题及今后的研究重点,以期对高粱等作物的耐盐机理与耐盐调控机制获得新认识,进而为耐盐作物品种的选育和耐盐栽培技术的构建提供参考。     

臭氧胁迫对不同敏感型水稻茎秆抗倒性状的影响

为了研究臭氧胁迫对不同敏感类型水稻成熟期茎秆抗倒性状的影响,利用自然光气体熏蒸平台,以23个水稻品种或株系为供试材料,设置室内对照(10 n L·L-1)和臭氧浓度增高(100 n L·L-1)处理,利用组内最小平方和的动态聚类方法,将所有供试材料按地上部成熟期生物量对臭氧胁迫的响应从小到大依次分为A类(-19%)、B类(-39%)和C类(-52%)3个类别。臭氧胁迫环境下A、B和C类水稻倒3节间抗折力降幅差异不显著,均为19%~20%;但倒4节间抗折力分别下降28%、36%和44%,降幅因类型不同而异,与原位测定的植株田间抗折力的变化趋势一致。臭氧胁迫使水稻基部节间的长度、干重、单位长度干重、横截面积、长直径、短直径和茎壁厚均显著或极显著下降,节间干重降幅最大(平均58%),长直径、短直径以及茎壁厚的降幅最小(平均13%~15%);不同节间比较结果显示,臭氧胁迫对这7个参数的影响多表现为第4节间第3节间,其中臭氧处理与节间互作对节间长度、单位长度干重、横截面积、长直径和短直径的影响均达极显著水平;从不同类型看,臭氧胁迫下上述指标的降幅多表现为C类B类A类水稻,其中臭氧处理与水稻类型的互作对节间横截面积、长直径和短直径的影响均达极显著水平。相关分析表明,臭氧胁迫下基部两节间抗折力的响应与对应节间横截面积、长直径、短直径和节间单位长度干重的响应多呈明显的线性正相关。以上结果说明,100n L·L-1臭氧浓度使不同类型水稻茎秆质量明显变劣,臭氧胁迫导致的茎秆抗折力显著下降主要与节间变细相关,其次与节间单位长度干重下降亦有关联。     

水稻咪草烟抗性的遗传分析及其紧密连锁分子标记的筛选与应用

抗除草剂水稻的培育及推广能够提高除草效率, 取得巨大经济效益。本研究中金粳818为抗咪草烟资源, 以其与常规粳稻苏垦118杂交产生的F₂群体对抗性基因进行遗传分析与分子定位表明, 其抗性表型受1对显性核基因控制, 位于水稻第2染色体SSR分子标记RM7413和RM7426之间。对该区间候选基因预测和测序发现, 咪草烟靶基因-乙酰乳酸合酶基因(ALS)在重要功能位点发生1个碱基的突变(G变为A), 导致一个氨基酸由丝氨酸(S)突变为天冬酰胺(N), 初步确定ALS是抗性表型的重要候选基因。标记RM7413、RM7426与ALS的物理距离分别为165 kb、1612 kb。以金粳818与南粳9108为亲本, 检测标记RM7413在辅助育种实践中的应用潜力, 对杂交种及其自交后代进行连续表型及标记选择, F₇群体能够稳定遗传抗咪草烟性状, 表明RM7413在粳稻抗咪草烟辅助育种中具有巨大应用潜力。本研究结果为粳稻抗除草剂分子标记辅助改良奠定了基础。     

不同氮肥水平下结实期灌溉方式对水稻弱势粒灌浆及产量的影响

【目的】旨在阐明氮肥和灌溉方式对水稻产量、籽粒灌浆及生理特性的影响。     

水稻根系和土壤性状与稻田甲烷排放关系的研究进展

甲烷(CH₄)是大气中最主要的温室气体,对全球气候变暖具有重要影响。稻田是农业生态系统中CH₄的主要排放源,水稻根系与土壤是影响稻田CH₄排放的关键因素。因此,探究水稻根系和土壤性状与稻田CH₄排放的关系对于缓解温室效应具有重要的意义。本文综述了稻田CH₄产生和排放的机理及其与水稻根系和土壤性状间的内在关系,并展望了进一步探究水稻和土壤性状与稻田CH₄排放关系的研究方向,为实现水稻丰产与固碳减排协同提供参考。