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。     

鲜食玉米毛豆宽幅间作生态高效双季栽培技术

该文分析了鲜食玉米毛豆宽幅间作生态高效双季栽培的研究意义,提出了其双季栽培技术要点,主要包括:播前准备、播种与覆膜、田间管理、收获与贮运、秸秆还田与残膜清除等.该技术适用于山东省小麦、玉米两熟轮作区及其他类似区域.     

2017-2018年度河南省小麦品种布局和利用建议

依据河南省不同生态区生产条件、气候灾害和病虫害发生特点及河南省小麦供给侧改革的要求,提出2017-2018年度河南省不同地区的品种布局和利用意见.介绍了部分适宜河南省生产种植的优质小麦品种、近两年新审定的小麦品种及国家黄淮南片区域试验中表现较好的小麦品种,并提出了这些品种的利用建议.     

新型化学杀雄剂与表面活化剂组合筛选及其诱导小麦雄性不育的效果

[目的]筛选出生产成本较低且杀雄彻底、不影响小麦正常生长的化学杀雄剂,为杂交小麦的生产提供参考依据.[方法]以西纯820、周麦27、周麦28、徐州10030、泛麦8号、中麦895和项麦9908等小麦品种(系)为试验材料,选用6种成本在100元/ha以下的化学杀雄剂(CH1、CH2、CH3、CH4、CH5和CH6)及10种表面活化剂(Silwet-40、二甲基硅油、Silwet-77、道康宁1520、瓦克SRE-CN、中油美D108、聚二甲基硅氧烷、Tween-20、Triton-100和月桂醇醚硫酸钠),通过化学杀雄剂筛选试验、基因型验证试验及表面活化剂筛选试验,筛选出新型化学杀雄剂与表面活化剂的最佳组合.[结果]300.0 g/ha的化学杀雄剂CH1可诱导小麦品系西纯820产生完全雄性不育,旗叶表现正常,但抽穗推迟.当小麦生长期处于Feekes标准8.5时,叶面喷施300.0 g/ha化学杀雄剂CH1(含0.1%表面活化剂OP-10)能使周麦27、周麦28、徐麦10030、泛麦8号、中麦895和项麦9908等小麦品种(系)的相对自交结实率明显下降,其中以周麦27、泛麦8号、中麦895和项麦9908的杀雄效果较优,对应的相对自交结实率分别降至15.8%、0.4%、2.3%和1.2%,表现出较好的杀雄广谱性.在10种表面活化剂中,二甲基硅油对小麦植株的生长无明显抑制作用,与化学杀雄剂CH1配伍使用能获得较高的杀雄效果,小麦相对自交结实率仅为1.2%.[结论]300.0 g/ha化学杀雄剂CH1配伍0.1%二甲基硅油可诱导小麦产生接近完全的雄性不育效果,且无明显药害反应,可作为杂交小麦制种候选方案进一步研究与利用.     

小麦-顶芒山羊草2M染色体系的鉴定与评价

为了研究小麦-顶芒山羊草新种质材料的染色体组构成及开发其在育种中的利用价值,本研究利用分子标记和荧光原位杂交对小麦-顶芒山羊草杂交新种质进行鉴定,并通过小麦主要病害生理小种接种和农艺性状调查等方法对鉴定的材料进行综合评价。分子标记和原位杂交结果显示,所鉴定材料分别为小麦-顶芒山羊草2M附加系、2M(2D)代换系、2AS-2ML.2MS易位系和2DS-2ML.2MS易位系;抗病性鉴定结果表明,含2M染色体的材料均高抗小麦条锈病,其小麦亲本则高感条锈病,表明2M染色体上可能含有抗条锈病新基因;农艺性状调查分析结果表明,2M染色质导入小麦,可影响其小穗数、穗粒数和穗粒重等产量性状。因此,在创制和利用抗条锈病的小麦-顶芒山羊草2M染色体小片段易位系时,应加强对上述农艺性状的考察,并利用当前主栽品种进行回交改良。本研究鉴定出的抗条锈病小麦-顶芒山羊草2M染色体系丰富了小麦抗病基因库,为小麦育种提供了新抗源。     

去除遮阴后自然强光对小偃54和8602及其杂交后代光合特性的影响

黄淮地区冬小麦生育后期常出现阴雨寡照及连阴骤晴等不良气候,本试验目的是阐明弱光逆境解除后自然强光对冬小麦光合特性的影响。在抽穗至开花期对小偃54和8602及其杂交后代小偃81和212遮阴处理(约自然光40%),10 d后去除遮阴,测定恢复过程中亲本与杂交后代旗叶叶绿素含量、光合气体交换、叶绿素荧光等参数。去除遮阴初期,亲本与杂交后代都发生了光抑制,净光合速率(Pn)、叶绿素a/b比值、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、光系统II(PSII)最大量子效率(Fv/Fm)、PSII实际光化学效率(ΦPSII)、非光化学猝灭(NPQ)和电子传递到QA下游的概率(Ψo)都低于对照,并且随着去除遮阴时间的延长逐渐恢复。杂交后代小偃81在去除遮阴后比其2个亲本和另一杂交后代品系212具有相对更高的Pn、ΦPSII和Ψo,表明小偃81对环境光强变化的适应性优于其亲本,且相对较高的PSII光化学效率活性和稳定性是其在去除遮阴后拥有更高Pn的原因之一。小偃81更能适应黄淮地区小麦生育后期光照不足和连阴骤晴的不良气候。     

吐丝前高温胁迫对不同耐热型夏玉米产量及穗发育特征的影响

【目的】吐丝前高温是影响玉米雌雄穗发育的重要因素之一,对玉米产量形成至关重要。探明吐丝前高温胁迫对玉米产量及雌雄穗发育进程的影响,为玉米稳产高产提供保障。【方法】以花粒期耐热型玉米品种郑单958和热敏感型玉米品种联创808为供试材料,采用盆栽试验,在第9片叶展开期至吐丝期,移入人工智能温室进行高温胁迫（最高温度/最低温度为40/30℃）,对照的最高温度/最低温度为35/25℃,研究高温胁迫对不同耐热型玉米产量、雌雄穗生长发育及外观形态结构、花粉花丝微观结构和光合特性的影响。【结果】第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫显著降低了夏玉米穗长、行粒数、穗粒数和粒重,进而导致产量显著下降。与对照相比,高温胁迫下郑单958和联创808行粒数分别降低22.21%和24.59%,穗粒数分别降低29.85%和27.80%,千粒重分别降低24.04%和17.47%,导致籽粒产量分别降低44.98%和40.88%,差异均达显著水平。高温胁迫抑制了2个玉米品种雌雄穗发育,雌、雄穗干重和雌穗长度显著降低,光合性能显著降低,开花吐丝间隔期（ASI）拉长。高温胁迫后,郑单958和联创808吐丝期雄穗干重分别降低39.42%和15.60%,雌穗干重分别降低22.50%和15.56%,穗位叶净光合速率分别降低48.70%和56.48%,开花吐丝间隔期（ASI）分别达7 d和6 d,雌穗吐丝时间推迟是ASI拉长的主要原因。高温胁迫对玉米花粉及花丝表面超微结构均产生了明显影响,2个玉米品种花粉粒表面均出现干缩褶皱,外壳出现网状纹突起,萌发孔内陷;玉米花丝表面褶皱,花丝毛数明显降低,且存在的花丝毛几乎全部倒伏于花丝表面上,造成花丝接受花粉面积减少,且郑单958花粉花丝受损程度明显重于联创808。【结论】第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫,对耐热型品种郑单958的产量形成、光合特性和雌雄穗发育的影响均高于热敏感型品种联创808。第9片叶展开期至吐丝期高温胁迫导致粉花丝微观形态受损,抑制雌雄穗发育,显著降低玉米光合能力,使得穗粒数和粒重减少,籽粒产量显著降低。因此,生产中适宜玉米品种的选用需参考不同区域高温逆境易发生阶段来确定。     

种植密度对不同株型夏玉米产量和冠层特性的影响

为了指导不同株型夏玉米品种的田间生产,选用平展型品种‘鲁单981’和紧凑型品种‘鲁单818’为供试材料,通过设置30000株/hm ² (D1)、60000株/hm ² (D2)、90000株/hm ² (D3)3个种植密度,研究了密度对不同株型夏玉米产量、叶面积持续期(LAD)、叶面积指数(LAI)、群体净同化率(NAR)的影响。结果表明,‘鲁单981’在D2时产量最高,为11452 kg/hm ²,‘鲁单818’在D3时最高,为13024 kg/hm ²。在D3下,紧凑型品种‘鲁单818’的LAD[452 (m ²·d)/m ²]及花后比例(50%)、穗位叶LAI以及全生育期NAR [6.87 g/(m ²·d)]更高。上述研究结果表明紧凑型品种冠层结构紧凑,中下层受光充足,LAD延长,有利于干物质积累,产量上升,更适合高密度栽培。     

生长素响应及转运信号在玉米不同节位腋芽发育过程中的分布模式分析

玉米多穗影响玉米的产量和品质,受环境因素及基因型等诸多因素调控。生长素作为一种重要的植物发育调控因子,其代谢和转运在植物的器官形成和分化中均发挥重要作用。借助DR5rev::mRFPer和pZmPIN1a::ZmPIN1a::YFP的转基因植株,通过分析红色荧光蛋白标记的生长素响应信号和黄色荧光蛋白标记的生长素转运蛋白PIN1a的分布模式发现,在植株发育早期,不同节位上的腋芽处于同一发育时期,未发生成花转变,生长素响应信号和生长素转运蛋白的分布模式是一致的,均匀分布在整个腋芽原基中。随着植株的生长,不同节位上的腋芽发育开始出现不同步,生长素响应信号和生长素转运蛋白的分布模式产生明显差异,位置越靠上的腋芽生长素响应信号越强,极性转运越活跃。研究结果暗示,生长素局部合成和极性转运在玉米腋芽发育过程中均发挥作用。     

Fhb1基因不同等位变异在小麦品种资源中的分布

小麦抗赤霉病基因中,Fhb1基因的抗性最强且最稳定。为了解620份小麦品种(系)Fhb1区段内PFT(pore-forming toxin-like)基因不同等位变异的情况及其地理分布规律,我们采用基因扩增和KASP基因分型技术对其进行了鉴定。检测结果表明,在这些小麦品种中,共存在3种基因型,即PFT-Ⅰ基因型(GT)、PFT-Ⅱ基因型(AC)和PFT-Ⅲ基因型(null),其频率分别为10.65%、14.19%和75.16%,即只有约四分之一的小麦品种携带PFT基因。PFT-Ⅰ基因型主要分布在国内地方品种以及陕西、江苏和山东等地的育成品种中;而PFT-Ⅱ基因型则主要分布在河北、河南和山东等地的育成品种中。PFT-Ⅰ是小麦抗赤霉病的必需基因型。因此,这些含PFT-Ⅰ基因型的小麦品种(系)可作为小麦抗赤霉病品种选育的基础材料。