大麦白粉菌种群毒性监测及抗性材料鉴定

2005和2006年从我国冬大麦区采集和分离大麦白粉菌单胞菌株729个,利用Pallas近等基因系进行致病型鉴定和群体毒性频率分析.同时,利用分离得到的不同致病型菌株,通过抗谱分析的方法鉴定了328份大麦品种(系)的白粉病抗性和抗病基因.结果显示:大麦白粉菌群体对抗病基因Mlal Mla(A12)、Mla3、Mla6 Mla14、Mla7 Mla(No3)、Mla7 Ml(Lg2)、Mla9 Mlk、Mla9、Mlal3 MlaRu3、Mlpl、Mlg(Cp)和mlo5的毒性频率为0;对Mla12 MlaEm2、Mla7 Mlk、Mlat Mla8、Mla10MlaDu2和Mlk1的毒性频率很低,分别为0.1%、0.4%、0.9%、2.8%和4.2%.两年共鉴定出不同的致病型21个,致病型000、001和003在两个年度皆为优势致病型.所鉴定的328份材料绝大多数感病,仅37份抗病材料,能明确推导出抗白粉病基因的品种(品系)很少,这些品种(品系)含有的抗白粉病基因为Mr(Bw)Mla8、Mlg、Mira Mla8、Mla9 Mla1、Mla Mla(A12)和mlo5.     

环境条件对稻米RVA谱的影响研究

通过对DH群体以及籼稻和粳稻品种RVA谱的测定,研究了异地种植、不同年份和不同播期种植及不同贮藏期对稻米RVA谱的影响,结果表明：（1）同一品系,海南种植的稻米RVA谱特征值比扬州种植的多数要高,并且同一杂交组合的不同基因型后代对异地种植的反应不同;（2）不同年份及不同播期种植对稻米RVA谱的影响因品种而异,在多数特征值上籼稻比粳稻更敏感;（3）大部分水稻品种经长期贮存后稻米RVA谱特征值中的BDV下降,SBV上升,从而导致米饭变硬,品质下降。     

不同轮作模式农田钾养分表观平衡及其对土壤速效钾含量的影响

通过连续3年监测上海郊区43块定位农田,比较了50种作物以及5种不同轮作模式农田的钾养分表观盈余状况及其对土壤速效钾含量的影响。结果表明：(1)不同作物农田的钾养分盈余趋势为水生蔬菜类、果树类>旱作蔬菜≥草皮>大田作物;不同轮作模式农田钾养分盈余大小表现为作物轮作>菜作轮作>草皮单作>菜菜轮作>果树单作;(2)不同作物及轮作模式农田收获时土壤速效钾含量随土层的加深而逐渐增加,钾养分盈余多的农田土壤的表层速效钾含量也高;(3)不同作物及不同轮作模式农田钾养分盈余量与收获时土壤表层(0~30 cm)的速效钾含量呈正相关,但未达显著水平。     

水稻水培抗倒伏相关性状的QTL分析

为研究水稻抗倒伏相关性状的遗传机制,以典型的籼粳交(窄叶青8号/京系17)的F1花培加倍单倍体分离群体为材料,通过水培法在齐穗期考查了与水稻抗倒伏相关的根基粗、总根数、最大根长、根干物重和根冠比等地下部根系性状及分蘖数、株高、株周长、单蘖直茎和地上部干物重等地上部性状。利用该群体的分子连锁图谱进行QTL区间作图分析,除分蘖数、地上部干物重外,其它8个性状共检测到13个相关的QTL。其中与根基粗、根冠比、株周长、单蘖直茎相关的QTL各1个,分别位于第8、第1、第7和第8染色体上。与总根数、最大根长、根干物重相关的QTL各2个,分别位于第1和第2、第1和第6、第1和第12染色体上。与株高相关的QTL共3个,分别位于第1、第4和第8染色体上。相关分析表明,各根系性状相互之间存在着极显著正相关;除根冠比外,其它根系性状与地上部分蘖数、株高、株周长、单蘖直径和地上部干物重之间也存在显著或极显著正相关。多元回归分析表明,除分蘖数外,地下部根系性状与其它地上部性状存在着显著线性效应。本研究为深入理解水稻抗倒伏因子的遗传基础及制定抗倒伏性育种策略等提供了理论依据。     

光温要素对水稻群体茎蘖增长动态影响的分析及模拟

为研究水稻茎蘖增长阶段光温要素对茎蘖动态的影响,并验证现有茎蘖动态模拟模型中的光温影响方程,以籼型两系杂交稻陵两优268和两优培九为试验品种,进行了为期2年每年7个播期的大田试验。首先,采用Richards方程对茎蘖观测数据进行拟合,获取茎蘖增长动态的特征参数。然后,分析特征参数与茎蘖增长期内平均光温要素和气候要素的关系,并在此基础上,以光温组合因子为自变量,分别构建2个品种茎蘖增长速率和分蘖率的光温组合影响方程,将获取的方程替换水稻群体茎蘖动态模拟模型中的光温影响方程。最后,验证和比较替换前后模型的模拟结果及与实测茎蘖动态的误差。结果显示,受光温要素的共同作用,平均茎蘖增长速率和最大茎蘖密度均与光温要素显著正相关,表明光温要素不仅影响茎蘖增长速率,也影响实际最大群体茎蘖密度,这在构建的光温组合影响方程中得到了较好的反映。较现有模型,替换后模型在茎蘖增长动态上的模拟误差总体减小,模拟的茎蘖增长速率和最大茎蘖密度与实际吻合较好,但在部分验证数据上仍存在较大误差。然而,本文提出的验证和改进光温影响方程的方法,对了解光温影响机制和完善群体茎蘖动态模拟模型具有一定的参考价值。     

水稻品种‘连粳7号’对黑条矮缩病的抗性分析

为分析水稻品种‘连粳7号’对水稻黑条矮缩病的抗性,获得与抗性基因紧密连锁的分子标记,通过田间自然接种和室内人工接种方法,对‘连粳7号’及其与感病品种‘培矮64’衍生来的F_2:3群体进行黑条矮缩病抗性鉴定。结果表明,‘连粳7号’发病率最高为12.25%,最低为5.5%。‘连粳7号’的亲本中,仅‘中粳川-2’的抗性与‘连粳7号’相近。另外,‘连粳7号’对灰飞虱不具有抗性,所以‘连粳7号’对黑条矮缩病的抗性是品种本身对病毒的抗性所致。连粳7号/培矮64 F_2:3群体中,各个家系表型呈现连续分布,并具有超亲分离特点,说明抗性由多基因控制。最终,通过BSA法获得与抗性位点紧密连锁的标记RM287。综上,‘连粳7号’对黑条矮缩病具有较强抗性,抗性来自亲本‘中粳川-2’,标记RM287将为利用分子标记辅助培育抗黑条矮缩病水稻新品种提供有力工具。     

水稻甬优12超高产群体分蘖特性及其与群体生产力的关系

以籼粳交超级稻甬优12为试材,四叶一心期带蘖小苗移栽,通过栽培措施的调控,形成超高产( >13.0 t hm^-2)和高产( >12.0 t hm^-2)群体,以高产群体作为对照,对分蘖挂牌追踪,比较研究超高产群体分蘖发生成穗特点。结果表明,超高产群体分蘖产量及对总产量的贡献率分别为11.53 t hm^-2和87.77%,高产群体分别为10.59 t hm^-2和87.40%。超高产和高产群体的分蘖利用都以一次和二次分蘖为主,一次和二次分蘖的产量均以超高产高于高产群体,超高产群体一次分蘖产量的贡献率略低于高产群体,二次分蘖产量的贡献率高于高产群体。超高产群体一次分蘖发生在第1至第9叶位,第4至第7叶位是分蘖发生与成穗的优势叶位,二次分蘖以1/3、2/3、3/3、2/4、1/5蘖位优势较强。对于高产群体而言,一次分蘖以第4至第7叶位分蘖优势较强,二次分蘖以1/3、2/3、3/3优势较强,三次分蘖发生叶位数明显高于超高产群体,但成穗率较低。超高产群体成穗分蘖的穗长、单穗重、总粒数、着[1]粒密度的平均值高于高产群体,结实率却略低于高产群体。     

基于Richards扩展方程提取水稻灌浆结实光温特性参数

以籼型两系杂交稻陵两优268和两优培九为材料,进行了为期两年(2012-2013)的大田分期播种试验,每年分7期播种,旨在研究水稻灌浆期光温要素对籽粒灌浆结实的影响,并提取与此有关的光温特性参数。因此,以Richards方程拟合观测数据得到的平均灌浆速率为纽带,通过引入光温订正方程,建立Richards扩展方程。结合全局优化算法SCE-UA (Shuffled Complex Evolution Algorithm),优化方程参数,估算2个品种灌浆结实的光温特征参数和响应曲线。结果显示,光照主要通过影响籽粒最终重量而间接作用于平均灌浆速率,温度则通过影响灌浆进程的快慢作用于平均灌浆速率。陵两优268灌浆结实期的光照阈值(R₀)、最低(T_min)、最高(T_max)和最适温度(T_op)分别为18.94 MJ m^-2 d^-1、6.81℃、30.28℃和33.29℃; 两优培九上述参数分别为21.71 MJ m^-2 d^-1、6.10℃、24.16℃和33.74℃。形成的光照和温度响应曲线,能够较好地反映两品种平均灌浆速率对光温条件的响应差异,其中陵两优268平均灌浆速率表现为“温度敏感型”,而两优培九表现为“光照敏感型”。本文运用数学模型方法定量分析和比较了光温要素对有效灌浆期内平均灌浆速率的影响,其方法和结论为建立相应的农业气象指标,评估气候资源对水稻产量的影响提供了重要参考依据。     

番茄抗旱性的全基因组关联分析

测定了301份番茄（Solanum lycopersicum L.）种质的叶片在离体24 h后的相对失水率,以鉴定其抗旱能力,并进行了全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）。共检测到3个与番茄抗旱性显著关联的SNP位点,分别为S02.1158758、S02.1160893和S05.1426646,单个位点可以解释4.08%～18.97%的表型变异。挖掘到3个与番茄抗旱性显著关联的主效SNP位点和7个候选基因,有助于解析番茄抗旱性的遗传基础及其调控机制,为番茄抗逆遗传改良奠定了基础。     

利用Fhb1基因功能标记选择提高黄淮冬麦区小麦品种对赤霉病的抗性

赤霉病已上升为黄淮冬麦区的主要病害, 提高小麦品种对赤霉病的抗性成为该麦区主要的育种目标之一。宁麦9号、生选6号、建阳798、建阳84、苏麦3号和宁麦13均携带Fhb1基因, 对赤霉病表现中抗水平以上。本研究以这6个品种(系)为供体, 分别与高感赤霉病的周麦16矮败小麦近等基因系杂交和回交, 构建6个回交群体。利用Fhb1基因的KASP标记在回交后代中进行基因型分析, 分别选择携带和不携带Fhb1基因的可育株, 对后代株系进行单花滴注接种鉴定和田间病圃自然鉴定。回交后代携带Fhb1家系整体抗性达到中感, 比不携带Fhb1家系的平均病小穗数低4.2 (P < 0.01), 平均病情指数低4.0, 比轮回亲本周麦16的平均病小穗数和病情指数分别低8.1 (P < 0.01)和28.4 (P < 0.01)。不同供体品种(系)回交后代在赤霉病抗性上表现出明显差异, 以生选6号为供体的回交后代家系抗性表现最好。本研究表明, 利用Fhb1基因分子标记辅助选择技术能够有效地提高黄淮冬麦区小麦品种的赤霉病抗性水平。