水、旱条件下小麦苗期部分农艺性状的遗传分析

为研究水分胁迫对小麦幼苗部分农艺性状的影响,分析这些性状与干旱胁迫的关系。以‘青麦6号’和‘烟农24’杂交形成的F2:3群体为材料,采用主基因+多基因混合遗传模型对其进行遗传分析。水、旱2种条件下,根长和根鲜重均为1对加性-显性效应主基因模型;茎鲜重、茎干重、根干重、根茎鲜重比和根茎干重比的最适遗传模型不同。干旱胁迫条件下,茎鲜重主基因遗传率为37%,茎干重、根长、根鲜重、根干重、根茎鲜重比及根茎干重比主基因遗传率分别是51%、81%、74%、56%、50%、68%。茎鲜重、茎干重、根干重等性状,尽管检测到主基因,但在水旱条件下遗传模型不同,可进一步研究其遗传规律。     

稻米外观和碾磨品质QTL定位及其与土壤水分环境互作分析

本文利用旱稻品种IRAT109和水稻品种越富的花培DH群体的116个株系为作图群体，采用混合线性模型QTL定位方法，在水、旱2个土壤水分环境下对粒长(GL)、粒宽(GB)、长宽比(LWR)和垩白率(C)4项外观品质性状和糙米率(BR)、精米率(MR)、整精米率(HR)3项碾磨品质性状进行QTL定位及QTL与环境互作分析。在水、旱2种条件下对DH群体差异显著性分析结果表明，糙米率、精米率和长宽比差异不显著,而整精米率、粒长、粒宽、垩白率差异极显著。外观品质性状在水、旱栽培条件下变化较大，即在旱种环境下稻米粒形变小（粒长、粒宽减小）、变细（长宽比增大）垩白率大幅度下降。碾磨品质性状在双亲间均有差异，其中整精米率差异较大；且在两种土壤水分环境条件下均有变化，即在旱栽条件下两亲本的糙米率和精米率均降低，IRAT109分别减少了5.8%和5.5%，越富分别减少了11.7%和11.5%。共检测到11个加性效应QTL与稻米外观和碾磨品质性状7项指标有关，分别位于第1、3、5、6、7、10、11染色体上，单个QTL对性状的贡献率在3.15～21.42%之间，位于第1、7 染色体上2个控制整精米率的QTL存在显著环境互作，单个QTL与环境互作效应的贡献率分别为9.59%和13.58%。在第1染色体RM295标记附近同时检测到5个QTL，Qgc1a 、Qgc1b 、Qlwr1、QMr1b和QHr1，分别控制粒长、长宽比、精米率和整精米率，且该QTLs簇在2个环境下能稳定地被检测到。同时，还检测到10对上位性QTLs，所有上位性QTL都发生在不同染色体之间，其中，控制整精米率的4对QTL与土壤水分环境显著互作，其环境互作贡献率分别为14.29%、12.28%、10.56%和13.47%。控制粒长、粒宽、长宽比的6个加性QTL（Qgc1a、Qgc1b、Qgc5、Qgw6、Qlwr1、Qlwr10）与环境之间互作较小，在品质育种中可利用分子标记对其进行辅助选择，提高育种效率；而对于基因型×环境互作效应大的整精米率、垩白率应在特定环境(如土壤缺水条件)下进行选择，在特定水分胁迫条件选择目标亲本，并将抗旱基因导入该亲本方可选到品质较优的抗旱品种。     

水、旱稻千粒重和产量QTL效应的验证

 【目的】验证水稻和旱稻千粒重、单株产量QTL定位的真实性、准确性及其表型效应。【方法】（1）利用水、旱稻杂交、回交所产生的BC1、F2 3个分离群体对重组自交系（RIL）群体定位到的千粒重、单株产量的QTL效应进行选择验证。（2）依据千粒重、单株产量QTL两侧的分子标记按双标记、单标记进行选择验证。【结果】（1）千粒重、单株产量QTL在不同群体、不同的遗传背景中的遗传稳定，表型效应明显。旱田种植条件下，2个回交群体和自交育种群体携带有千粒重QTL tgw6.1有利等位基因的个体与没有携带tgw6.1有利等位基因个体的均值差为3.18～3.62 g，均达到极显著水平，表型效应为13.94%～18.15%；携带有单株产量QTL yp6.1有利等位基因的个体与没有携带yp6.1有利等位基因个体的单株产量均值差为5.04～8.18 g，达到显著或极显著水平，表型效应为34.89%～58.88%。（2）QTL标记区间较大（如本研究中的标记区间，13.5 cM）时，利用双标记选择更为可靠；标记与QTL距离较小（如本研究中的RM527，1.5 cM）时，利用靠近QTL的单侧标记进行选择也可以获得较好效果。此外，本文还就QTL定位中的一因多效现象及MAS对数量性状选择的有效性等进行了讨论。【结论】利用QTL分子标记辅助选择提高抗旱等复杂性状的选择效率是可行的。     

水、陆稻根部性状的研究

选用来自日本、中国华北、东北、西北等地的粳型水稻品种8个和陆稻品种7个，在大田旱种和雾培条件下测其根系性状和叶片水势等。结果表明，在2种栽培条件下水、陆稻的根长、根数、根基粗、根中粗和根体积等性状相关显著；水、陆稻不同的品种间根系性状的差异均达极显著水平，陆稻品种的根比水稻品种的长、根的基部粗。陆稻品种的叶 片水势比水稻高，并且与根长、根基粗相关显著；水陆稻幼苗4叶期根基粗和灌浆期的根基粗相关极显著。因此水、陆稻苗期根基粗可以作苗期初步鉴定抗旱性的一种指标。     

小麦丙氨酸-乙醛酸转氨酶基因（ TaAGT2）的克隆、生物信息学预测及表达分析

光呼吸是植物细胞H_2O_2的重要来源,也是维持细胞氧化还原的重要成分,影响植物对生物和非生物逆境的应答,因此,挖掘与光呼吸有关的基因对提高植物的抗逆性具有重要意义。本研究以耐旱小麦品种青麦6号转录组数据为基础,通过RACE技术克隆得到小麦 AGT2基因的全长cDNA,将其命名为 TaAGT2,并对其进行了生物信息学预测及表达模式分析。结果表明, TaAGT2开放阅读框长1 434bp,编码477个氨基酸。该蛋白属于亲水性稳定蛋白,定位于线粒体中,二级结构以α-螺旋(42.14%)和无规则卷曲(32.91%)为主。 TaAGT2基因包含AAT-I基因族保守区域,与二穗短柄草 AGT2的相似性高达97%。通过qRT-PCR对基因 TaAGT2在不同组织中(根、茎和叶)及4种非生物胁迫(低温、ABA、干旱、高盐)下的表达特性进行分析,结果表明, TaAGT2在根、茎和叶中均有表达,茎中的表达显著高于根和叶,在不同胁迫条件下上调表达,表明该基因可能参与调控植物的抗逆反应。     

小麦TaPLD-2基因的克隆及功能分析

为了寻找耐盐新基因,培育耐盐新品种。本研究以23个小麦品种为材料,对TaPLD-2基因进行克隆及序列多态性分析,并对TaPLD-2基因响应盐胁迫表达模式进行了研究。结果表明,TaPLD-2基因的全长编码框为1301 bp,位于2DS染色体上,编码的蛋白定位于细胞质,为亲水蛋白,无跨膜区域,属于可溶性NAD(P)(H)氧化还原酶家族;TaPLD-2基因受盐胁迫诱导上调表达,表达量在盐胁迫24 h为对照组的1.8倍,48 h达到最高,为对照组5倍。分析表明SNP位点与相对根长、相对株高及K⁺、Na⁺含量都存在一定程度的相关性。     

栽培稻与普通野生稻BC_1群体分子连锁图的构建和株高的QTL分析

本研究用江西东乡普野和桂朝 2号的 115株 BC1群体 ,构建了一个长度为 1418.2 c M、包含 12 0个RFL P标记的遗传图谱 ,标记间的平均距离为 11.8c M。该图谱除第 1染色体短臂上的标记的顺序与日本水稻基因组计划发表的图谱不同外 ,其他染色体上相对应的标记的顺序及标记之间的遗传距离基本一致。该图谱为定位栽、野之间重要的分类性状和农艺性状以及进一步研究野生稻进化到栽培稻的分子进化机理奠定了基础。利用该图谱 ,对控制株高的 QTL s分析结果表明 ,控制株高有 6个 QTL s,他们分别位于第 1,3,4 ,5 ,8和 9染色体上 ,其中位于第 1染色体 C95 5— R1613间为 1个主效基因 ,并对主效基因的来源进行了讨论。最后作者提出 ,在野生稻驯化为栽培稻的过程中 ,株高由高变矮是微效基因突变与主效基因突变相结合并通过长期积累而成的     

水旱栽培条件下水、陆稻品种产量和生理性状比较

选用来自日本、中国华北、东北、西北等地的早熟粳型水稻品种8个和陆稻品种7个，在盆栽保水、盆栽旱种和大田旱种3种栽培条件下，比较水稻品种和陆稻品种的穗长、穗粒重、实粒数、结实率、百粒重和株粒重等产量性状、叶片水势、叶片鲜重、气孔阻力、植株高度和叶片卷叶度等生理及其它地上部性状的差异。结果表明：旱种条件下水稻、陆稻产量都低于保水栽培的产量，水稻品种的抗旱系数（旱种产量／保水产量）低于陆稻；旱种下株高低于保水种植；陆稻品种的叶片水势均高于水稻品种，且叶片水势与抗旱系数密切相关；旱种条件下陆稻气孔阻力低于水稻品种，保水条件下并无规律性；品种间叶片鲜重差异不大，但陆稻品种稍大于水稻品种；陆稻的叶片卷叶度低于水稻。此外还提出苗期通过根系或旱种卷叶度，后期通过叶片水势鉴定水陆稻抗旱性的方法。     

部分旱地小麦品种(系)遗传多样性的SSR分析

为明确旱地小麦品种(系)间的遗传关系,利用SSR标记技术对50份旱地小麦品种(系)进行遗传差异分析.结果表明,27对引物共检测出127个等位位点,每对引物可检测到的等位位点在2～8个之间,平均4.7个.品种间的遗传相似系数变幅为0.46～0.89,平均为0.68,其中西农811与西农928间的遗传相似性最高,遗传相似系数高达0.89;山农16与西农961问的遗传相似性最低,遗传相似系数为0.46.所选引物可以将全部品种区分开来,50个品种可分为8个类群,分类结果与品种系谱比较吻合.     

我国小麦部分抗旱种质遗传多样性的SSR分析

为明确小麦抗旱种质之间的遗传关系,27对SSR引物对50份小麦抗旱种质进行遗传差异分析.结果表明:27对引物共检测出127个等位位点,每对引物等位位点在2～8之间,平均4.7个.品种间的遗传相似系数变幅为0.46～0.89.平均为0.68,其中西农811与西农928间的遗传相似性最高,遗传相似系数(GS)高达0.89;山农16号与秦麦3号间的遗传相似性最低,GS为0.46.所选引物可以将全部品种区分开来,50个品种可分为8个类群,分类结果与品种系谱比较吻合.