抗旱小麦的冷温特性研究

选择 4种不同类型的小麦品种 ,通过测定功能叶片光合速率、群体冠层温度、叶片功能持续期 ,以及可溶性蛋白质、超氧化物歧化酶、丙二醛含量等指标 ,研究抗旱小麦的冷温特性。结果表明 ,在籽粒灌浆期间 ,抗旱小麦和冷型小麦的冠层温度持续偏低 ,它们的许多性状如叶片功能期、可溶性蛋白质含量、净光合速率、超氧化物歧化酶、丙二醛含量等明显优于暖型小麦和耐旱性差的小麦 ,在籽粒灌浆后期表现尤为明显。因此 ,在生产中 ,冠层温度可以作为衡量旱地小麦代谢功能的指标 ,并将为旱地小麦品系、品种的选择和高产栽培提供依据     

谷子冠层温度分异现象及其生理特性研究

为了解不同基因型谷子群体冠层温度分异现象及其生理特性,应用红外测温仪对谷子冠层温度进行了2 a观测,并测定了灌浆结实期谷子功能叶的叶绿素、可溶性蛋白质、可溶性糖和丙二醛含量。结果表明,自然界谷子存在冠层温度分异现象,衡谷9号的冠层温度持续偏低,谷丰888和05-61的冠层温度持续偏高。且这两类群的生理特性有着明显差异,尤其在叶绿素、可溶性蛋白质、可溶性糖、丙二醛含量方面冠层温度低的衡谷9号的表现较冠层温度高的谷丰888和05-61为优。因此,在谷子品种选育中以冠层温度持续偏低作为目标性状之一值得重视。     

野生二粒小麦与栽培小麦农艺性状及籽粒营养组分比较研究

为丰富小麦的遗传背景、提升小麦的品质,以来自于以色列Hermon地区的110个野生二粒小麦和2份国外栽培小麦为供试材料,并测定其农艺性状和籽粒多组分营养成分,以发掘新的基因资源。结果发现,野生二粒小麦与栽培小麦籽粒蛋白质、植酸、氨基酸、总酚和农艺性状指标达到显著差异水平。网络相关性分析显示,野生二粒小麦与栽培小麦在籽粒营养性状间都呈现出较多的正相关,但是野生二粒小麦籽粒营养性状与农艺性状多呈现负相关。对两年环境中野生二粒小麦群体籽粒可溶性蛋白质和多组分营养含量的筛选中,发现基因型HP1籽粒氮素营养表现出极低值。同时,基因型HP143籽粒可溶性蛋白质的含量表现出较高值。通过对两个环境下小麦群体籽粒可溶性蛋白质和多组分营养物质含量的主成分分析发现,基因型HP143存在明显的分离,且HP143籽粒多组分营养性状的含量都较高。筛选到的小麦籽粒各组分含量极端的基因型个体,将为今后小麦遗传与育种研究提供有效的基因材料。对这些差异进行研究为改良小麦品种提供了遗传基础。     

小麦耐高温特性的生理机制与基因挖掘研究进展

高温是小麦生产上经常发生的一种非生物逆境，严重影响小麦产量和品质形成。研究小麦耐高温的生理机制，挖掘小麦耐高温基因一直是国内外研究的重点和热点。文章总结了高温对小麦光合作用、细胞膜稳定性、渗透调节物质含量、活性氧清除系统活性、叶绿素合成等生理性状的影响；归纳了已定位的耐高温相关性状QTL，包括穗数、穗粒数、千粒重等产量相关性状，可溶性糖含量、冠层温度、叶绿素含量、叶绿素荧光参数等生理相关性状；概括了已发现可提高小麦耐高温特性的基因，主要为小麦耐高温相关转录因子。针对目前小麦耐高温功能基因研究相对滞后的现状，提出今后应加强耐高温小麦新材料创制和耐高温表型精准鉴定技术体系构建研究，为耐高温基因挖掘与新品种培育提供坚实的材料与技术支撑；以六倍体小麦参考基因组序列释放为契机，加快小麦耐高温基因克隆进程，为耐高温小麦新品种培育提供基因资源；加强基因编辑与转基因技术在小麦耐高温育种中应用，实现对小麦耐高温特性的精准定向改良。     

冷型小麦研究进展

通过多年来对小麦冠层温度和生物性状观测,结果发现自然界存在小麦温度分异现象,可将不同基因型小麦按冠层温度划分为冷型小麦、暖型小麦和中间型小麦等不同类群,这些类群的生物学性状有明显的差异,尤其在叶片输出功能期、根系活力、叶绿素含量、蛋白质氮含量、丙二醛含量、蒸腾速率和净光合速率等方面.冷型小麦在上述诸方面表现较优,即使在严重干旱和连阴雨等灾害性天气下也是如此.通过杂交试验表明,这些性状具有遗传性.又进一步从解剖学角度揭示冷型小麦和暖型小麦各器官在灌浆结实期的结构差异以及在干旱和淹水条件下冷、暖型小麦叶片结构的动态变化特征.     

不同温型大豆与其叶片生理性状的关系研究

为揭示自然界大豆种质材料冠层温度是否存在差异,采用BAU-I型红外测温仪,观测了5个大豆品种植株的冠层温度,同步测定其功能叶片的部分生理性状。结果表明,自然界存在冠层温度偏低的低温大豆种质即冷型大豆(如汾豆55、冀NF58)和冠层温度偏高的高温大豆种质即暖型大豆(如94101、东大2号)。在整个籽粒灌浆期,冷型大豆功能叶片的净光合速率、蒸腾速率和超氧化物歧化酶(SOD)活性高于暖型大豆,随生育期的推移,丙二醛(MDA)含量积累速度也慢于暖型大豆。由此认为不同大豆种质材料冠层温度存在差异,且温度型归属与功能叶片生理性状的优劣有着紧密联系。     

Use of thermography for high throughput phenotyping of tropical maize adaptation in water stress

In this study the suitability of thermal imaging for phenotyping was investigated as part of a breeding experiment carried out by the International Maize and Wheat Improvement Centre (CIMMYT) at Tlaltizapán experimental station in Mexico. Different subtropical maize genotypes with two replications were screened with respect to their tolerance to water stress. Thermal images of the canopy of 92 different maize genotypes were acquired on two different days in the time interval between anthesis and blister stages (grain filling 1), whereby each picture contained five plots of different genotypes and canopy temperatures calculated for each plot. Significantly, lower canopy temperatures were found in well-watered genotypes compared with water-stressed genotypes. Furthermore significant differences (p < 0.001) between genotypes under water stress were detected using thermal images. A close correlation (p < 0.01–0.001) between canopy temperature or modified Crop water stress index with NDVI and SPAD values was obtained. It may be concluded that genotypes better adapted to drought conditions exhibited lower temperatures.Thermography is a potentially promising method to accelerate the screening process and thereby enhance phenotyping for drought adaptation in maize.     

新疆春小麦育成品种遗传演变分析

【目的】研究新疆春小麦育成品种遗传演变规律,提高小麦资源的利用效率,为新疆春小麦品种选育和改良提供参考依据。【方法】以新疆春小麦育成品种为材料,对其主要性状进行综合评价分析,以春小麦90K芯片开展新疆春小麦育成种亲缘关系分析。【结果】新疆春小麦育成种遗传多样性丰富,平均遗传多样性指数2.005,变幅为1.902~2.181。相关性分析结果表明,蛋白质含量、湿面筋含量、穗粒数与育种年代呈极显著正相关。新疆春小麦品种选育主要是通过常规杂交育种、杂交辐射诱变育种、引种3种方式。利用小麦90K芯片将新疆春小麦育成种划分为3个类群,显示了各品种之间的亲缘关系。【结论】新疆春小麦育种遗传基础薄弱、遗传多样性逐渐散失,新疆小麦育种应加强资源收集与利用,扩大育种亲本选择,提高品种变异的丰度和广度,以多抗、高产稳产、优质高效的聚合育种,加快新品种选育进程,提高育种效率。     

冬小麦品种选育若干问题探讨

为提高育种预见性和选择效率,对小麦株型与冠层、株高、单位面积穗数等几个选择指标进行了探讨。认为株高80～90cm,旗叶较宽、较短,面积较小,挺而上冲,旗叶、倒二叶、倒三叶的长度依次加长,叶基角和开张角依次加大。株型从生长前期到生长后期由紧凑到松散有一定动态变化的中间型品种更易实现高产稳产;现代品种要在保持较高收获指数的基础上,注重生物产量、单位面积粒数、穗粒数／旗叶面积、穗粒重／旗叶面积的选择。     

小麦冠温的多态性及其与品质变异的关联

 【目的】在对小麦冠层温度长期观测的基础上，开展了小麦冠温多态性研究，以揭示其和小麦籽粒品质变化的关联。【方法】将具有不同冠温状态的小麦材料置于不同环境条件尤其气象条件的影响之下，以引起小麦籽粒品质的变异。【结果】小麦按其冠温状态可分为3种类型：冷型小麦，其冠温年年表现为冷型态；暖型小麦，其冠温年年表现为暖型态；中间型小麦，其冠温主要表现为包括冷型态，暖型态在内的6种状态。在不同环境影响下，冷型小麦的品质变异最小，最为稳定；暖型小麦次之；中间型小麦变异最大，最不稳定。其实质在于小麦植株体内所进行的有关生理生化过程的稳定性因小麦温度型而异。【结论】鉴于冷型小麦具有品质变异小的特性，因而，降低小麦株温、培育出冷型小麦可能是解决小麦品质广幅生态适应性的有效途径。     

小麦籽粒灌浆期冠层温度与产量相关性状的关系

为了揭示小麦冠层温度对产量作用的实质,探索小麦低温育种工作的技术路线,以18个小麦品种为材料,对籽粒灌浆各阶段的冠层温度和源库活性指标分别进行了主成分分析,并对二者之间的关系进行了相关分析,对冠层温度指数与产量构成因素的关系进行了通径分析和决策分析,对品种的产量结构进行了系统聚类分析。结果表明,小麦籽粒灌浆期冠层温度指数与各源库活性综合指标的相关系数均达到极显著水平;冠层温度指数与籽粒充实指数的直接通径系数和相关系数均达到显著负相关,而与潜在库容的直接通径系数和相关系数均未达到显著水平,各因素对籽粒充实指数的决定作用顺序为冠层温度指数>千粒库容>千粒重,各因素对潜在库容的决定作用顺序为千粒库容>单位面积穗数>穗粒数;参试品种被分为4类,各类之间的产量及产量结构差异明显。可见,小麦冠层温度主要通过籽粒充实指数间接作用于产量,低冠层温度和大潜在库容的优化组合是高产品种的重要特征。     

四川小麦新品种(系)农艺和品质性状分析

对49份四川小麦新品种(系)的主要农艺和品质性状进行了考察。结果表明,供试材料的农艺性状普遍表现优良。蛋白质含量中等偏低,平均为12.97%。沉降值属中、低水平,平均为22.23 mL。面筋含量较高,湿面筋含量平均为33.68%。粉质指标普遍较差,其中形成时间平均为2.01 min,稳定时间平均为3.22 min,粉质质量指数平均为35.66。大多数材料筋力为中到弱筋。从主要品质指标来看,W7达到了优质强筋小麦标准,另有4份材料达到专用中筋小麦标准,2份材料达到专用弱筋小麦标准。相关分析表明,蛋白质含量与沉降值、面筋含量、吸水率呈显著或极显著的正相关;沉降值与其它品质性状多呈显著或极显著的正相关,可作为品质育种早代选择指标;面筋指数与粉质参数多呈显著或极显著的正相关;千粒重与面筋指数、稳定时间、粉质质量指数均呈极显著的负相关。相反,其它农艺性状与品质性状的相关大多不显著,这表明高产与优质的矛盾并不是绝对的。     

改变冬小麦为春小麦的研究

该项研究表明,用不同日数春化处理和连续春播的方法,经过3—4代,可将冬小麦改变为遗传上稳定的春小麦。从阿芙乐尔、高加索和五十周年三个冬小麦品种得到大量的春性品系。冬小麦的基因型和春化处理的时间对冬小麦的转化有明显影响。没有从无芒1号冬小麦品种得到春性品系。春性品系只出现在一定日数春化处理的后代中,但和春化处理日数之间没有规律性的联系。冬小麦向春小麦的转化是逐渐进行的,转化第三代是冬小麦向春小麦转化的关键时期。转化春小麦保持了原始冬小麦品种的一些质量性状,农艺性状表现出广泛的变异。改变冬小麦为春小麦可作为其他育种方法之外创造春小麦育种材料和丰富春小麦种质资源的一个新途径。     

Studies of Multi-Allelic Polymorphism of Dominant Dwarfing Genes in Wheat

Dwarfing breeding of wheat in the world is confined to the exploitation of recessive dwarfing sources. None of the dominant dwarfing sources discovered in common wheat (Triticum aestivum L. ) has found wide exploitation in wheat breeding due to the extreme dwarfness of their plants (20 -55 cm). We found in our work that some stable mutant lines with their plant height enhanced to different extents could be obtained in large populations derived from the stock seeds of the dominant dwarfing sources Aibian1 carrying Rht10 on 4DS and being 20 - 55 cm tall and Aisu2 carrying Rht3 on 4BS and being 55 cm tall, or from their descendants of induced mutation treatments, or from the segregating descendants of their crosses with mid- or tall-statured genotypes. Subsequently, we studied these mutation-derived lines differing in plant height with near isogenic lines and observed that the character of their enhanced plant height bred true, each carrying a semidominant dwarfing gene for a definite height and that as the plant height of the mutation-derived lines increased, the yield-contributing characters of their near isogenic lines were significantly improved. When test crosses with marker genes and physiological and biochemical genetic marker tests were performed to re-localize the semi-dominant dwarfing genes carried by the mutation-derived lines, it was confirmed that they shared common loci with Rht10 and Rht3 and that they were all mutation-derived multiple alleles. It is thus speculated that dominant dwarfing genes are of "multi-allelic polymorphism". In other words, dominant dwarfing genes, which are ultra-dwarfing, are liable to develop by mutation into a group of multiple alleles with plant height enhanced to different extents and some may have a height close to the ideal plant height for wheat breeding. Therefore, these results offer a fundamentally new approach for the exploitation of dominant dwarfing sources in wheat breeding.     

小麦优良种质资源繁六及姊妹系的选育和应用分析

本文分析讨论了小麦优良品种和优异种质资源繁六及其姊妹系的选育过程和特点,对它作为种质资源的作用、意义和应用以及它的系谱及其与衍生种的相互关系,进行了深入的分析,指出繁六及其姊妹系的研制在育种理论、育种方法和实际操作诸方面均有重大突破,认为繁六及其姊妹系是四川麦区小麦品种演变过程中具有划时代意义的一个小麦新类型和最重要的亲本材料,由此衍生了绵阳11号等29个小麦优良品种,栽种面积累计达2亿多亩,是四川麦区小麦生产过去二十年中连续上了两个台阶的重要因素,表明了种质资源创新和育种前基础理论研究的重大意义。     

Canopy Temperature Depression as a Potential Selection Criterion for Drought Resistance in Wheat

Field studies were conducted at Bushland, Texas, USA, in 2004 to examine usefulness of canopy temperature depression （CTD）, the difference of air-canopy temperature, in screening wheat （Triticum aestivum L.） genotypes for yield under dryland and irrigated. Forty winter wheat genotypes were grown under irrigation and dryland. CTDs were recorded after heading between 1 330 and 1 530 h on 6 clear days for dryland and 9 days for irrigation. Drought susceptible index （DSI） for each genotype was calculated using mean yield under dryland and irrigated conditions. Genotypes exhibited great differences in CTD under each environment. The dryland CTDs averaged 1.33℃ ranging from -0.67 to 2.57℃, and the average irrigation CTD were 4.59℃ ranging from 3.21 to 5.62℃. A low yield reduction was observed under dryland conditions relative to irrigated conditions for high-CTD genotypes. CTD values were highly negatively correlated with DSI under dryland, and genotypes of CTDs = 1.3℃ in dryland condition were identified as drought resistant. For 21 genotypes classified as drought resistant by DSI, their CTDs were 1.68℃ for dryland and 4.35℃ for irrigation on average; for 19 genotypes classified as drought susceptible by DSI, average CTD was 0.94℃ in dryland and 4.85℃ in irrigation. The high-yield genotypes consistently had high CTD values, and the low-yield ones had low CTD values for all measurements in dryland. After heading, genotypes maintained consistent ranking for CTD. Regression results for CTD and yield suggested that the best time for taking CTD measurement was 3-4 weeks after heading in irrigation but any time before senescence in dryland. Crop water stress index （CWSI） calculated from CTD data was highly correlated with CWSI calculated from yield, which suggesting traditional costly CWSI measurement may be improved by using portable infrared thermometers. Most importantly, grain yield was highly correlated with CTD under dryland （R^2 = 0.79-0.86） and irrigation （R^2 = 0.46-0.58） conditions. These results clearly indicated grain yield and water stress can be predicted by taking CTD values in field, which can be used by breeding programs as a potential selection criterion for grain yield and drought resistance in wheat, but a second study year is needed to confirm further.     

冬小麦主要品质性状配合力和杂种优势研究

利用11个面团流变特性差异较大的冬小麦品种按NCⅡ配置杂交组合,对小麦面粉蛋白质含量、沉淀值及其面团流变学特性进行研究.结果表明:小麦面粉蛋白质含量、沉淀值和面团流变学特性主要受基因的加性效应影响;GCA效应分析认为,在小麦品质育种中,亲本本身品质性状的表现和GCA效应值是亲本选配的重要依据;不同组合间和不同组合类型间SCA差异较大,在优质小麦育种中应根据不同育种目标选配不同组合类型,在强筋小麦选育中最好选用高×高和高×中组合类型,在弱筋小麦选育中最好选用高×低和低×低组合类型;在平均中亲优势和超亲优势测定中,除面粉蛋白质含量、稳定时间和评价值的平均中亲优势为正值外,其它品质性状的平均中亲优势和所有性状的超亲优势均表现为负向超亲优势;不同组合类型面团流变学特性的平均中亲优势和超亲优势测定中,高×高和高×中组合类型总体表现为较小的负向优势或较大的正向优势,高×低和低×低组合类型则表现为较大的负向优势,与特殊配合力分析结果较为一致.     

棉花冠层温度分异现象及其生理特性的研究

在同一环境背景下,以辽棉1号为参照,以冷温型棉花中棉41号、炮台1号与暖温型棉花豫422、中棉5629为试材,从花期开始,通过测定群体冠层温度、叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、硝酸还原酶活性、丙二醛（MDA）含量等指标,研究了棉花功能叶衰老和活性氧代谢特性.结果表明,冷温型棉花较暖温型棉花叶绿素含量、可溶性蛋白质含量下降速度慢,SOD、NR的活性较高,下降幅度小,MDA的积累速度较慢.因此,在生产实践中,可以借助冠层温度作为棉花代谢功能的外部信号,为棉花育种提供理论依据.     

临汾号小麦品种主要性状演变及育种目标分析

山西省农业科学院小麦研究所先后育成 30多个小麦品种 ,产量几上台阶 ,主要农艺性状发生了明显变化 ,大体趋势是冬性强度减弱 ,株高明显下降 ,收获指数大幅度提高 ,产量潜力明显增大 ,品质性状呈现出“高—低—高”的变化趋势。从临汾号小麦品种的演变规律及社会需求来看 ,今后小麦育种目标应为多抗、高产稳产、优质高效益综合优异类型     

法国小麦种质及其突变体农艺性状表现

将法国小麦材料在山东济南环境下与当地品种进行比较,结果显示,引进种质具有穗长、小穗数多、分蘖成穗多等有利性状;穗粒数表现突出,但基因型间差异较大;同时也表现出红色籽粒、植株偏高的不利特点。法国小麦种质较当地推广品种抽穗期延后8～11天,灌浆后期高温逼熟,导致粒重降低,不经改造很难直接利用。经过诱变处理选出的法国小麦种质早熟突变体生育期明显缩短,有的抽穗期已经接近当地品种,同时也选育得到白粒突变体;试验中突变体有效分蘖数多于当地品种,穗长和小穗数也优于当地品种;多数突变体株高虽得到降低,但生产中直接利用仍有难度,只能作为"中间体"为育种利用。