基于SNP分子标记的泰山/泰科麦系列小麦遗传解析

对不同年份育成的21个小麦品种（系）进行全基因组扫描,通过分析遗传距离和染色体区段/位点,明确其亲缘关系远近和遗传差异。分析可知,获得的2029个SNP基因位点在B基因组拥有较高的遗传多样性,其次是A和D基因组;在7个同源群中,第3和第6同源群呈现出较高的遗传多样性,而第1和第4同源群的遗传多样性较低;21条染色体中,3A、1B、6B染色体的遗传多样性较高,而1A、6A的遗传多样性偏低。对21份供试材料依据审定（育成）年份分析其群体的平均遗传距离,不同年份品种间的平均遗传距离先增大后减小,遗传多样性逐渐降低;21份供试材料间的遗传相似系数在0.69~0.99之间,大致可聚为4个类群,同一年份的品种一般聚在一起,与其系谱关系吻合。构建并分析供试材料的基因型图谱发现,00s、10s和现在育成的小麦品种（系）共有SNP和共有染色体区段分别主要在A、D和B基因组,对应已发表性状同不同年份育种目标吻合。同时发现21份供试材料均含有25个共同SNP位点,分布在1A、5A、6A、7A、2B、3B、6B、1D、2D、3D和7D染色体上,且每条染色体上分布的SNP位点数目均不相同,通过对应已发表性状进一步证实在品种（系）组配与选育过程中注重产量、株高、分蘖数、抽穗期、灌浆速率和抗病等性状的选择。以上研究结果可为今后小麦新品种组配和选育提供参考依据。     

十个八倍体小偃麦的细胞学鉴定和染色体构成分析

培育新的八倍体小偃麦,对于利用偃麦草遗传物质进行小麦的遗传改良具有重要意义。本研究利用细胞学和基因组原位杂交技术,对从中间偃麦草与小麦品种烟农15杂交后代选育出的10个八倍体小偃麦山农TE256、山农TE259、山农TE261、山农TE262、山农TE263、山农TE265、山农TE266、山农TE267-1、山农TE270和山农TE274进行了细胞学鉴定和染色体构成分析。结果表明,10个八倍体小偃麦绝大多数单株根尖细胞的染色体数目为2n=56,个别单株含有54或55条染色体;大多数2n=56单株的花粉母细胞在减数分裂中期I的染色体构型为2n=28II,少数花粉母细胞存在单价体、三价体或四价体,后期I染色体可均等分向两极,仅有极少数细胞出现染色单体提前分离等现象;10个八倍体小偃麦均含有普通小麦的全套染色体和中间偃麦草的1个混合染色体基组,其中间偃麦草染色体是由来自中间偃麦草3个不同染色体基组的染色体构成的混合染色体基组,其染色体构成分别为2St+8J~S+2J+2J-St、2St+8J~S+4J、2St+8J~S+2J+2J-St、2St+8J~S+2J+2J-St、2St+8J~S+2J+2J-St、6St+4J~S+2J+2J-St、4St+6J~S+2J+2J-St、2St+8J~S+4J、2St+8J~S+4J和4St+6J~S+4J,与目前已报道的八倍体小偃麦均有所不同。研究结果可为这些新型八倍体小偃麦的研究和有效利用提供参考依据。     

黄淮麦区旱肥地小麦新品种（系）苗期抗旱性初步鉴定与分类

了解黄淮麦区旱肥地小麦节水新品种系的抗旱性,有利于小麦推广和在育种中的应用。以50份近年黄淮旱肥地小麦品种系为试验材料,在15% PEG-6000（聚乙二醇）溶液模拟干旱胁迫下,测定种子发芽率、苗高、叶绿素含量的变化,并进行抗旱性评价和分类。结果表明：胁迫条件下小麦种子发芽率、苗高与其苗期抗旱性显著相关;50份材料分为4类,分别为4份高抗旱型种质（D值为0.8255~0.9980）,10份抗旱型种质（D值为0.6516~0.7270）,28份干旱敏感型种质（D值为0.4941~0.6354）,8份干旱高敏感型种质（D值为0.3079~0.4676）;相较于平均隶属函数值评价抗旱性,采用D值大小评价并结合最长距离法系统聚类分析,可以比较合理、直观地呈现分类结果。据此,实验明确了在15% PEG-6000胁迫下,发芽率、苗高可以作为评价苗期抗旱能力的主要指标;区分了50份不同品种系的抗旱性,可为抗旱节水品种选育、推广提供依据。     

小滨麦易位系山农6343抗白粉病基因的分子标记定位

本研究通过抗性接种鉴定对从普通小麦品种烟农15与八倍体小滨麦杂交后代中选育的抗白粉病小滨麦易位系山农6343的白粉病抗性遗传特点进行了分析,结果表明,山农6343的白粉病抗性由显性单基因控制,暂将其命名为PmSn6343(t);利用辉县红与山农6343杂交构建了包含302个家系的F2分离群体,对其进行白粉病抗性基因分子标记的连锁分析和染色体定位。在分析的1980对SSR、EST-SSR和STS引物中,有403对基因组SSR引物可在亲本间揭示多态性差异,其中Wmc658和Barc122两个引物在优选小群体中可以扩增出多态性谱带;采用F2群体对两个标记进行连锁分析证明Wmc658和Barc122与山农6343抗白粉病基因PmSn6343(t)的连锁距离分别为3.4cM和5.4cM,并将抗白粉病基因定位在染色体2AL上。利用F2:3家系对两个标记进行验证,结果表明,两个标记是与白粉病抗性基因PmSn6343(t)连锁的可靠分子标记。     

小麦重组自交系群体籽粒主要矿质元素含量的分析

为进一步了解小麦生物强化育种的可行性,以山农483×川35050杂交衍生的小麦重组自交系(RIL)群体的131个株系(QM1~QM131)及其亲本为材料,连续2年在泰安和菏泽两地种植。测定该RIL群体籽粒镁、磷、硫、钾、钙等常量元素及锰、铁、铜、锌等微量元素的含量,分析了其变异系数、遗传力、相关性及环境对微量元素含量的影响。结果表明,供试材料中各被测元素的变异系数范围为7.9%~32.7%,遗传力的变化范围为29.58%~56.34%;常量元素中,镁和磷间的相关性较大,相关系数为0.440;微量元素中,锰和铜间的相关性较大,相关系数为0.454;环境对小麦微量元素含量有明显影响。高铁元素含量株系QM103、高锌元素含量株系QM105可作为育种材料。     

灌溉对14个小麦新品种（系）产量和农艺性状适应性的GGE分析

于2018—2019年在山东省泰安市马庄试验田采用随机区组设计,包含品种、灌溉两因素,选用14个小麦新品种（系）,水分处理分别为出苗后不浇水（E1）、浇拔节水（E2）和浇拔节+开花水（E3）,3次重复,共126个小区。分别考察不同处理的小区产量、株高、单穗粒重、单穗穗粒数、单穗小穗数、单穗不孕小穗数等6个性状的变化情况,应用方差分析法和R语言的GGE双标图方法分析性状的基因型效应、环境效应、基因型与环境的互作效应。结果表明,节水型小麦新品系均存在基因型效应(G)、环境效应(E)和基因型×环境互作效应(GE)且均表现出极显著差异（P<0.05）,基因型效应(G)的变异范围为1.07%～60.17%,环境效应(E)的变异范围为14.42%～86.97%,基因型×环境互作效应(GE)的变异范围为4.33%～47.88%。不同品种（系）的群体产量性状和个体农艺性状在不同环境下的适应性不同,表现为在不同灌水条件下,不同品种（系）处于不同多边形的顶角位置不同;小麦新品种（系）不同个体性状在不同浇水环境下表达程度不同。E1环境有利于单穗不孕小穗数的表达,E2有利于单穗粒重的表达,E3有利于株高的表达;不同环境对群体产量性状和个体农艺性状的鉴别力和代表性不同,E1环境比E2、E3环境具有更好的鉴别力和代表性。综上,在黄淮麦区,本研究所选用的14个节水型小麦新品种（系）农艺性状基因型效应及其与环境互作效应差异显著,E1环境有利于小麦节水新品种（系）群体产量和个体农艺性状的选择。     

玉米小麦周年氮肥运筹对砂浆黑土区小麦干物质及氮素积累分配和产量的影响

为明确黄淮砂姜黑土区玉米小麦周年氮肥运筹对冬小麦干物质及氮素积累、分配和产量的影响，于2016-2018年玉米小麦生长季进行田间氮肥运筹试验。玉米供试材料为郑单958，小麦供试材料为泰山28，玉米季3个施氮量水平为113 kg·hm^-2（E₁）、181 kg·hm^-2（E₂）、249 kg·hm^-2（E₃），小麦季4个施氮水平为90 kg·hm^-2（F₁）、135 kg·hm^-2（F₂）、180 kg·hm^-2（F₃）、225 kg·hm^-2（F₄），测定了砂浆黑土区周年不同氮肥运筹条件下小麦不同生长阶段干物质和氮素含量，系统分析了干物质和氮素积累、分配对小麦产量及其构成因素的效应。结果表明，整个生育期小麦干物质积累量呈现先增加后降低的趋势，在拔节到开花期最高，达到7 720.24 kg·hm^-2；E₂F₃条件下，小麦各个生育阶段的干物质积累量最高。花后同化物对籽粒产量的贡献率高于花前同化物对籽粒产量的贡献，但E₂F₃运筹明显增加了花前同化物的积累量。随着小麦生育期的推移，氮素积累量呈现先增加后降低的趋势，且各时期均以E₂F₃条件下氮素积累量最高，在拔节到开花时最高，为112.50 kg·hm^-2，但花前氮素对籽粒氮的贡献率明显高于花后氮素对籽粒氮的贡献率。成熟期籽粒干物质及氮素积累量在E₂F₃条件下最大，分别达到9 047.44 kg·hm^-2和184.10 kg·hm^-2，且与其他施肥模式差异显著。综合以上结果，对小麦而言，E₂F₃处理为本试验条件下砂姜黑土区玉米小麦轮作区最佳氮肥运筹。     

中、高产型小麦干物质和氮素累积转运对水氮的响应

  【目的】  研究产量高低差异明显的小麦品种干物质和氮素积累转运对水氮响应的差异,为以产量为目标的小麦优化水氮运筹提供参考。  【方法】  于2016—2018年,以中产型品种‘泰科麦33’和高产型品种‘济麦22’为供试材料进行了两因素三水平完全方案田间试验。两因素为灌水量和氮肥用量,3个灌溉水平为300、450和600 m3/hm2,依次表示为W₁、W₂、W₃;3个施氮量为135、180和225 kg/hm2,依次表示为N₁、N₂、N₃。测定小麦关键生育期氮素和干物质积累量,在成熟期调查了产量和产量构成因素。  【结果】  两个品种小麦水氮互作效应对穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量和氮肥偏生产力影响显著,中产型品种的产量对水氮的响应顺序表现为W₂ > W₃ > W₁、N₂ > N₃ > N₁;高产型品种的产量对水氮的响应顺序表现为W₃ > W₂ > W₁、N₂ > N₃ > N₁。高产和中产品种产量对氮素的反应一致,高产品种比中产品种对水分的要求更高。品种特性及其水氮互作效应显著影响小麦开花期和成熟期干物质积累量。籽粒产量与花前干物质对籽粒的贡献率呈线性负相关,与开花后干物质对籽粒贡献率呈线性正相关,表明开花后干物质是籽粒干物质的主要来源。品种及其水氮互作效应均显著影响小麦开花期和成熟期氮素的积累量。籽粒产量与花前氮素积累量对籽粒的贡献率呈线性正相关,与开花后氮素积累对籽粒贡献率呈线性负相关,表明花前氮素积累是籽粒氮素的主要来源。在显著相关的性状中,生物量、开花后干物质输入籽粒量、开花后干物质对籽粒的贡献率之间呈显著正相关;花前氮素积累量、总氮素积累量、花前氮素转运量、开花后氮素输入籽粒量、花前氮素积累量对籽粒的贡献率以及氮素收获指数之间显著正相关。  【结论】  水、氮及其互作效应显著影响小麦穗数、穗粒数、千粒重、籽粒产量、氮素偏生产力、花前干物质积累量、成熟期干物质积累量、开花后干物质输入籽粒量、花前氮素积累量、成熟期氮素积累量、花前氮素转运量等性状。不适宜的灌水量和氮肥施用量会促进花前干物质向籽粒的过度运转,不利于形成高产。中、高产型小麦籽粒产量对氮素的响应均表现为为N₂ > N₃ > N₁,但对灌溉量的响应不同,中产型品种适宜的灌水量为450 m3/hm2,高产型品种适宜的灌水量以600 m3/hm2较为理想。     

小麦新品种‘泰山28’选育及其特性分析

为选育出适应山东省种植的高产、稳产、抗逆小麦新品种,以‘3262’为母本,‘皖麦38’为父本进行杂交,采用系谱法选育出‘泰山28’。于2013年11月通过山东省品种审定委员会审定。该品种通过多年多点试验和省区域试验表现出高产、稳产、抗病、抗倒、优质中筋、适应性广的特征。选育过程中所采用的杂交组合配制、组合分类鉴定、扩大鉴定圃与多点鉴定结合、农艺性状与生理性状结合的育种实践和思想可为广大育种工作者提供参考。