干旱胁迫条件下小麦RILs群体花后旗叶持绿性遗传特性及其与千粒重的相关性

利用抗旱性强的冬小麦品种“陇鉴19”（较低叶绿素含量（SPAD ））与水地高产品种“Q9086”（较高SPAD ）杂交构建的F8重组近交系（RILs ）群体120个株系及其亲本为供试材料,研究雨养和正常灌溉条件下,不同地点花后旗叶SPAD与千粒重（TGW ）相关性及数量遗传特点,评价该群体目标性状遗传变异。结果表明：在不同处理条件下,小麦RILs群体旗叶SPAD和TGW表型变异广泛,多样性指数高,且有超亲分离,存在显著的基因型和水分条件以及基因型×水分条件互作效应。小麦RILs群体花后不同发育时期旗叶SPAD和TGW之间均呈现显著的正相关,其中灌浆期旗叶SPAD （SPADg ）与TGW相关性更高（ r＝0．59**～0．69**）。SPADg对TGW有极显著的正向直接作用,而开花期SPAD （SPADf ）相反。干旱胁迫条件下旗叶SPAD对TGW总效应显著高于正常灌溉,SPADg对TGW总效应显著高于SPADf。不同处理旗叶SPAD和TGW遗传力普遍较低（hB2＝0．15～0．44）;在干旱胁迫和正常灌溉条件下,控制SPADf的基因对数分别为22～36和50～59,控制SPADg 的基因对数分别为24～25和31～33,控制TGW的平均基因对数分别为10～11和13～14。该小麦群体花后旗叶SPAD和TGW表型,及其对水分敏感程度变异丰富,适合进行小麦抗旱性状数量遗传研究。     

干旱对不同抗旱性小麦旗叶光响应特征和产量的影响

为了探讨干旱对不同抗旱性小麦品种的光响应差异及其对产量的影响,于2013—2014年和2014—2015年,在防雨棚池栽条件下以强抗旱性小麦品种晋麦47(JM47)和弱抗旱性小麦品种偃展4110(YZ4110)为材料,设置拔节后持续干旱(W1,50%±5%最大田间持水量(MFC))、开花后干旱(W2,拔节至孕穗期70%±5%MFC、开花后50%±5%MFC)和拔节后适墒(W3,75%±5%MFC)3个水分处理,研究不同处理对小麦旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和瞬时水分利用效率(IWUE)光响应曲线和产量性状的影响。结果表明,灌浆前期和灌浆中期小麦旗叶Pn、Gs、Tr和IWUE的光响应曲线均呈减幅增加甚至出现拐点后略有降低的趋势,Ci呈相反趋势。不同处理间Pn、Gs和IWUE的差异表现为灌浆前期大于灌浆中期,Gs的差异大于Ci。与W3相比,两品种W1和YZ4110品种W2的Pn、Gs、Tr和IWUE光响应曲线降低,Ci光响应曲线提高;JM47品种W2的Pn、Gs和IWUE光响应曲线灌浆前期提高,灌浆中期降低;W1和...     

干旱胁迫条件下小麦各器官可溶性碳水化合物积累转运相关性状遗传分析

以小麦自然群体196个品种(系)为研究材料,研究了干旱胁迫(DS)和正常灌溉(WW)条件下,小麦不同发育阶段各器官可溶性碳水化合物(WSC)含量、转运率及其对籽粒贡献率,以及主穗粒重的遗传特性及各目标性状之间的相关性。结果表明:在两种水分条件下,小麦自然群体各目标性状表型变异广泛,变异系数在7.11%~68.55%(DS)和9.50%~57.37%(WW),多样性指数在0.61~0.93(DS)和0.62~0.88(WW),遗传力在0.24~0.53。各目标性状表型受发育阶段、器官和水分环境的显著影响(F=1.95~(**)~32 775.74~(**))。其中,WSC含量受发育阶段和器官的影响显著(F=32 775.74~(**),11 223.18~(**)),WSC转运率受水分环境的影响显著(F=245.07~(**),274.61~(**)),而WSC转运对籽粒的贡献率受器官显著影响(F=1 482.96~(**),390.15~(**))。灌浆中期WSC含量与主茎穗粒重之间均表现出显著或极显著正相关(r=0.15~(**)~0.36~(**)),且干旱胁迫条件下相关系数更高(r=0.21~(**)~0.36~(**))。倒二节WSC相关性状表型变异系数、多样性指数,以及与其他性状表型的相关系数均达到最高。通过对灌浆期倒二节WSC积累转运相关性状表型值聚类分析,得到15个灌浆期WSC含量、花前转运率及贡献率较高的品种(系)。     

不同水分条件下小麦生长特性及氮磷营养的调节作用

依据在田间小区的试验,对不同水分条件下冬小麦的生长特性进行了研究,结果表明：水分胁拓使小麦生长速度、叶片伸展速度降低,植株叶面积减小。氮和磷素营养对小麦生长生理特性具有明显的调控作用,但两者调控机理明显不同。     

小麦脱水素wzy1-2基因的遗传转化及干旱胁迫下不同生育期表达水平

根据同源分析,在脱水素wzy1-2基因序列中选择298bp的cDNA序列作为干扰片段,将其插入高效植物干扰表达载体pTCK303的多克隆位点,成功构建含反向重复序列的RNA干扰表达载体。采用基因枪法轰击2512个郑引1号小麦的幼胚愈伤组织,获得再生植株26株,对其T_0代再生植株进行特异引物PCR检测,获得6株阳性植株,阳性转化率为0.24%。对脱水素wzy1-2基因实时定量分析发现,小麦中目的基因表达量显著下降。为进一步了解该基因在小麦整个生长过程中表达模式,选取2个不同抗旱性小麦品种(陕合6号和郑引1号),分别在小麦4个不同生长时期(苗期、分蘖期、拔节期和开花期)进行干旱胁迫处理,分析脱水素wzy1-2基因的表达规律。结果表明,随着干旱程度增加小麦WZY1-2蛋白的表达量升高;苗期小麦WZY1-2蛋白的表达量均高于其它3个生长时期。Western blot分析显示陕合6号和郑引1号的非特异性条带单一,表明小麦脱水素wzy1-2是干旱诱导型基因。     

云南省小麦条锈菌不同地理亚群体的遗传结构分析

为明确云南省小麦条锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici,Pst）在不同地理环境下的群体遗传结构,通过3种不同地理亚群体划分方式,即以县域（Group C）、区域（Group R）和海拔（Group E）对云南省537个Pst单孢系进行不同层次的群体划分,并利用12对SSR引物对其进行遗传多样性和群体遗传结构分析。结果显示,云南省Pst的遗传多样性水平在Group C的亚群体之间差异最大,且来自滇中及滇东北地区的Pst群体的遗传多样性较高。Group R和Group E的亚群体基因流及遗传分化结果表明,云南省Pst菌源交流频繁、遗传分化较小。系统进化树分析结果显示,滇东北与滇中Pst群体类似,滇东南与滇西Pst群体类似。Pst遗传组分呈现出由东向西、由北向南和自低海拔向高海拔变化的趋势,与云南省自东南向西北逐渐攀升的地形及地势吻合。Mantel检验结果表明地理距离与遗传距离不存在相关性,在8个县域亚群体、2个区域亚群体检测到有性生殖。表明来自滇中和滇东北地区的Pst群体具有更高的遗传多样性,地理隔离可能是滇西地区遗传多样性较低的成因,遗传分化发生在...     

CO_2浓度升高对不同水分养分条件下小麦幼苗生长的影响

设置了5个氮素浓度梯度(N0、N1、N2、N3、N4)、3个PEG(P0、P1、P2)浓度梯度以及2个CO2浓度(370±50μmol·mol-1;700±50μmol·mol-1)水平的盆栽试验,探究了小麦幼苗生长、物质积累与分配以及植株水分条件的变化规律。结果表明:小麦幼苗株高、地上部干重、根干重、生物量以及叶水势的最大值以及高浓度CO2的最大刺激作用均出现在处理N1P0;而根长和根冠比的最大值分别出现在处理N0P0和N1P2,高浓度CO2的最大刺激值也分别出现在处理N0P0和N1P2;适宜养分条件下,高浓度CO2能够最大限度地促进小麦幼苗的生长,同时高浓度CO2通过提高小麦幼苗叶水势,一定程度上缓解了低浓度PEG胁迫的不利影响。因此,未来CO2浓度升高将对水肥条件好的小麦产生促进作用,可缓解轻度水分不足的不利影响,而对严重干旱胁迫下小麦的生长作用不明显。     

非充分灌溉下8个小麦品种旗叶光合与产量及水分利用效率的关系

选择河北省推广面积较大的8个小麦品种,在非充分灌溉模式下,分别于抽穗期、灌浆期、乳熟期对小麦旗叶的气孔交换参数和荧光参数进行测定,分析不同品种旗叶光合特性及其与产量及水分利用效率的关系。结果表明：8个小麦品种的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）均表现为：抽穗期>灌浆期>乳熟期;叶片水分利用效率（LWUE）在抽穗期品种间差异较大,变化范围为3.7~7.9 μmol·mol ^-1,灌浆期品种间差异较小,在5.1~7.3 μmol·mol ^-1之间,乳熟期,婴泊700和邯农1412的LWUE分别高于其他品种约1~2 μmol·mol ^-1;8个小麦品种的实际光合效率（ΦPSⅡ）和光合活性（qP）均表现为：抽穗期>灌浆期>乳熟期;最大光合效率（F_v/F_m）在抽穗期和灌浆期,均稍高于0.80,乳熟期降低,在0.60~0.80之间。8个小麦品种的产量与灌浆期Pn、Tr和Gs均呈显著正相关,相关系数均在0.80左右,表明灌浆期较高的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度可作为高产的优选指标。在非充分灌溉条件下,轮选103、婴泊700、石麦26的产量均在7 500 kg·hm^-2以上,作物籽粒水分利用效率均在2 kg·m^-3左右,考虑抗旱能力、籽粒产量和水分利用效率,此3个小麦品种可作为河北省节水抗旱型小麦品种进行推广。     

扫描电镜下的小麦叶毛性状与麦长管蚜生物学参数相关性分析

为明确小麦叶毛物理性状（密度和长度）与小麦抗蚜性的关系,在人工气候室内对麦长管蚜Sitobion avenae（F.）在11个小麦品种（材料）上的发育历期、成虫与幼虫的体重差、相对日均体重增长率、若蚜死亡率等生物学参数进行了测定,采用聚类分析法评价了其对麦长管蚜的抗性,利用扫描电镜技术研究了叶毛的超显微结构,并对叶毛密度和长度与蚜虫生物学参数间的相关性进行了分析。结果表明：亲本98-10-35、Amigo及杂交后代O31、L87最不适于麦长管蚜的生长,抗性最好;O63、A253、A33抗性次之;L71、1376、H23抗性较弱,H19对麦长管蚜的适应性最好,抗性最差。扫描电镜结果表明叶毛长度和发育历期呈极显著正相关,叶毛密度和相对日均体重增长率呈极显著负相关,说明叶毛长度和密度与小麦品种（材料）的抗蚜性显著相关。表明小麦物理性状是小麦抗蚜性的重要组成部分,可以作为抗虫育种的目标之一;抗感杂交小麦后代可遗传亲本的抗感特性。     

持绿型小麦叶片衰老和叶绿素荧光特征的研究

选用4个小麦品种对其开花后绿叶面积、色素含量、丙二醛(MDA)含量及旗叶叶绿素荧光参数进行了测定分析。结果表明:持绿型小麦的绿叶面积显著高于非持绿型小麦,且生育后期下降缓慢;生育后期持绿型小麦叶片色素含量降低缓慢;随着生育进程推进,小麦叶片丙二醛(MDA)含量都呈上升趋势,与非持绿型小麦比较,持绿型小麦MDA上升缓慢且维持较低水平;生育后期持绿型小麦叶片的Fv/Fm、Fv/Fo、qP、PSⅡ、ETR明显高于非持绿型小麦,而qN明显低于非持绿型小麦;持绿型小麦产量较高,收获指数大。总之,持绿型小麦生育后期叶片衰老缓慢,光合功能维持时间长,光合产物积累多,具有较好的增产优势。     

春小麦品种青春221抗叶锈性遗传分析

为明确青春221中抗叶锈病基因的有效性及其遗传机制,以青春221为父本,分别与感病品种铭贤169和Thatcher以及小麦抗叶锈病近等基因系Lr1、Lr3和Lr23的载体品系杂交,获得F1、F2和F3代群体后,分别在苗期和成株期进行抗病性测定。苗期,青春221对致病类型FGJ/QP、SHJ/GN和PHT/RP的抗病性分别由显性抗叶锈病基因Lr1、Lr3和Lr23控制,对致病类型BGD/HL的抗病性则由上述3对显性抗病基因独立或重叠作用控制,与Thatcher杂交后,青春221中的Lr23趋于隐性遗传并被Thatcher中的1对显性抑制基因抑制;成株期,青春221对优势致病类型PHT/RP和THT/TP混合菌种的抗病性由显性抗叶锈病基因Lr23控制,而Lr1和Lr3均不起作用。     

干旱胁迫下春小麦需水关键期叶水势的变化及其影响因素研究

揭示春小麦叶水势对水分胁迫的响应规律,在甘肃省定西干旱气象与生态环境试验站对春小麦在拔节~抽穗期进行水分胁迫试验,研究不同水分胁迫下春小麦叶水势的变化特征及其与环境因子的关系。结果表明: 随着水分胁迫程度的增强,春小麦叶水势呈逐渐减小的趋势,且不同水分胁迫下叶水势均表现为拔节期>孕穗期>抽穗期。春小麦叶水势对土壤体积含水率存在阈值反应,当土壤体积含水率＞11.5%时,叶水势随土壤体积含水率发生正相关变化;当土壤体积含水率＜11.5%则发生负相关变化。在众多环境因子中,大气相对湿度、大气水势与春小麦叶水势呈现出良好的线性关系。通径分析表明,影响轻旱处理下叶水势最强的因子是大气相对湿度,且大气相对湿度为51.87±0.03%时可作为轻旱处理下叶水势发生变化的临界阈值;中旱和重旱处理下影响叶水势的最强因子是大气水势,大气水势为-99.22±8.63 MPa时可作为中旱和重旱处理下叶水势发生变化的临界阈值。该研究为减轻春小麦受旱程度、维持春小麦正常生长及时补充水分提供理论依据。     

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。     

干旱对小麦灌浆期旗叶光合等生理特性的影响

对盆栽小麦开花灌浆期进行正常供水(CK)、中度干旱胁迫(MS)和严重干旱胁迫(SS)3种水分处理,测定旗叶各生理指标变化。结果表明:花后0～28d,中度干旱胁迫的旗叶中可溶性蛋白含量变化与对照接近,严重干旱胁迫下可溶性蛋白含量较低;开花8天以后,两种干旱处理旗叶中可溶性糖含量均高于对照,在开花第28天,分别高出对照2.8％和3.7％;两种干旱处理,开花16d以前,旗叶中脯氨酸(Pro)含量急增,尔后又降低;整个开花灌浆期间,中度干旱胁迫旗叶中叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度和单叶WUE与对照接近,严重干旱胁迫处理下,则明显较低,但单叶WUE增加;随着干旱程度增加旗叶水势降低;花后23d时,严重干旱处理水势低于对照1.3MPa。     

干旱对不同抗旱性冬小麦旗叶光合及主茎干物质转运的影响

以冬小麦品种长武134(抗旱性强)和陕253(抗旱性弱)为材料,研究干旱对旗叶净光合速率和叶绿素含量、主茎及其组成节间花前积累干物质的转运及其对穗粒重贡献的影响.结果表明,干旱条件下长武134主茎穗粒重降幅小于陕253;干旱缩短了小麦花后旗叶光合速率高值持续期(PAD)和叶绿素含量缓降期(RSP),长武134受影响程度较小.长武134除穗下节外,其余各节间及茎杆干物质转运量及对籽粒贡献率降幅均大于陕253;干旱提高了陕253穗下节和倒二节干物质转运率,降低了倒三节和下部节干物质转运率,茎杆干物质转运率无明显变化;长武134除穗下节外其余各节间及茎杆干物质转运率均明显低于对照,而且距离穗部越远的节位降低幅度越大.上述结果表明,干旱条件下不同节位干物质转运能力变化与距离穗远近有关,花前茎杆干物质转运并不能补偿籽粒产量的损失,花后旗叶光合功能期延长是小麦抗旱高产的主要原因.     

北部冬麦区小麦新品种(系)的节水生理特性与综合评判

为了研究不同灌溉条件下北部冬麦区小麦新品种的节水生理特性和选择节水品种,以北部冬麦区有代表性的30个小麦品种（系）为研究对象,在节水处理和正常灌溉处理下,对主要生理和农艺性状进行了分析。研究结果表明:不同小麦品种（系）间的植被归一化指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）在拔节期以后的不同生育时期存在着显著差异,抽穗期的NDVI出现拐点,此时期保证水分供给,有利于延长叶片功能期。在不同灌溉处理条件下,NDVI、叶面积指数和光截获的变异系数存在差异,和其他性状相比广义遗传力较低,分别为48.61%、58.51%和72.84%,受环境影响较大。由灰色关联度分析可知：NDVI、冠层温度和光截获与产量的关联性较高,位于前列;在正常灌溉条件下,最好的品种（系）为：CA0391-1、中麦998、农大211、中麦175、 CA0958、中优206、农大5181、航麦247、 CA1146、中麦818和京冬17;在节水处理下,最好的品种（系）为：中麦175、中麦818、 CA0391-1 、CA1091、中优206、轮选1690。因此,可根据NDVI值判断小麦受干旱胁迫的影响,将NDVI、冠层温度和光截获作为评价品种（系）抗旱性主要性状指标,在进行抗旱小麦选育时,可将CA0391-1、中麦175、中优206和中麦818作为抗旱选育亲本加以利用。     

干旱胁迫对不同小麦品种花后旗叶生理特性的影响

在防雨旱棚池栽条件下研究了干旱胁迫对不同小麦品种旗叶某些生理特性的影响。结果表明,干旱胁迫条件下,小麦开花后旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量和保护酶系统SOD、CAT和POD活性均降低,膜脂过氧化产物MDA含量升高,产量也随之下降。与水浇地品种相比,旱地品种青麦6号和鲁麦21旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量相对较高且下降缓慢,SOD、CAT和POD活性降低的幅度比较缓和,随着干旱胁迫MDA含量继续积累的速度缓慢,产量及产量构成因素降低的幅度小。青麦6号与鲁麦21相比,旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量和SOD、CAT、POD活性较高,MDA含量较低并且最终产量较高,说明青麦6号在干旱胁迫条件下能保持一个相对较优的生理状态,其代谢功能和抗旱能力较强。