转录组学分析揭示高粱对麦二叉蚜抗性的响应机制

[目的]麦二叉蚜是高粱生产过程中引起蚜害的主要优势种群之一,前期研究发现高粱抗蚜种质PI550607在苗期和成株期均抗麦二叉蚜,本研究通过转录组测序技术研究PI550607抗蚜相关基因的调控机制和代谢通路,为高粱蚜虫防控技术研究与抗蚜品种选育提供理论指导。[方法]以抗蚜品种PI550607为试验材料,室内培养出苗后2周进行人工接蚜,进行对照组0、12 h以及接蚜后12 h采样,提取RNA,进行转录组测序,对测序数据进行生物信息学分析,筛选差异基因,根据差异基因进行基因功能及代谢通路分析。同时,采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。[结果]PI550607对麦二叉蚜表现出较好的抗性。在蚜虫取食12 h后受蚜虫取食诱导的差异表达基因200个,其中上调基因188个,下调基因12个。基因功能注释显示上调表达的基因主要为植物激素代谢途径、苯丙烷类生物合成、类黄酮生物合成、谷胱甘肽代谢相关的基因以及WRKY转录因子,细胞色素P450等基因。GO富集分析显示在188个上调表达基因中有178个基因获得注释,分布于35个注释条目中,其中与植物抗虫相关的过程主要有苯丙烷类生物合成过程、响应生物胁迫以及...     

山西省小麦苗期根系性状及抗旱特性分析

小麦苗期根系形态是成株期根系分布的基础,与抗逆和产量密切相关,全面认识苗期根系及抗旱特性,对于抗旱优异种质的利用和早期筛选具有重要意义。采用239份山西省小麦品种(系)在土培条件下,研究了苗期根系性状及对水分胁迫的响应。结果表明,正常生长下山西小麦苗期根系性状多样性丰富,地方种变异最大;不同年代品种中,除最大根长随年代略下降外,其他性状均呈先升后降的趋势;不同根系性状对水分胁迫响应存在差异,总根长对水分最敏感,其次为根表面积、根体积和根生物量,最大根长和平均根数不敏感。苗期根系综合抗旱能力随年代呈先降后升的趋势,地方种和20世纪70年代品种多为中抗,80和90年代的品种抗旱性较低,2000年以后审定品种的抗性较高,其中旱地品种抗性最好。苗期根系抗旱特性与产量性状相关分析发现,最大根长、总根长、根体积和根生物量与雨养条件下的千粒重和产量显著正相关,最大根长和根生物量与成株期抗旱性也显著正相关。因此苗期最大根长和根生物量可作为半干旱地区旱地育种过程中抗旱性和产量的早期筛选指标。     

山西省不同年代旱地小麦产量构成因素及抗旱性特征分析

干旱是影响作物生长发育和产量的主要因素之一,对旱地小麦产量特征进行探索具有重要意义。以抗旱闻名的山西省旱地小麦育成品种为材料,在雨养和灌溉2种水分处理下分析了不同年代小麦品种产量构成因素的变化趋势以及各年代小麦品种的抗旱性,探明品种改良过程中产量提升的生理及形态机制,对未来旱地小麦育种的性状选择提供指导。结果表明,山西旱地小麦品种平均产量随年代逐渐增加,1990s前产量的年均增益明显高于1990s后,1990s-2010s间产量增加差异不显著;有效穗数和千粒重随年代呈增加趋势,而穗粒数和抗旱性随年代呈波动性变化。山西省旱地小麦产量整体偏低,通过遗传改良提升产量仍具有较大的空间。综合产量因素的改良趋势,在今后的旱地小麦育种中应继续增加有效穗数和千粒重,以提高小麦穗粒数作为重要途径和手段。