节节麦和偏凸山羊草在小麦育种中的利用

节节麦（Ａｅ．ｓｑｕａｒｒｏｓａ）和偏凸山羊草（Ａｅ．ｖｅｎｔｒｉｃｏｓａ）对小麦叶锈、白粉、条锈、瘿蚊、根瘤线虫等病虫害以及冻害、盐渍等胁迫因素均有较强的抗性，是改良小麦品系的重要基因供体。本文即对这些抗性方面的研究进展及其在小麦育种中的利用现状进行了系统的综述和分析评价     

麦田恶性杂草节节麦发芽特性研究

为深入了解节节麦的发芽特性,从种子吸水、萌发温度以及播种深度等方面对节节麦和小麦进行了对比研究。结果表明,节节麦与小麦种子吸水进程均可分为3个时期,即快速吸水期、缓慢吸水期和吸水停滞期。小麦吸水主要集中在前期,而节节麦吸水分散于前、中期;在整个吸水过程中,无论是吸水量还是吸水率,小麦普遍高于节节麦。温度对节节麦和小麦发芽率的影响也具有较大差异,在5~25 ℃范围内,节节麦发芽率随着温度的升高而提高,不同温度间具有显著差异;而小麦在不同温度条件下发芽率保持一致,不受影响。在大田条件下,节节麦的出苗率受播种深度影响较大,随播种深度的增加出苗率显著降低,二者呈极显著负相关。     

节节麦大穗大粒相关农艺性状的遗传分析

节节麦(Aegilops tauschii,DD)是六倍体普通小麦D基因组的祖先,其自然类群中含有丰富的抗逆、高产基因,利用其与四倍体硬粒小麦合成的六倍体小麦在现代小麦育种中得到了愈来愈多的应用。本课题在野生节节麦类群中发现了大穗、大粒材料AT462,利用其作母本与节节麦材料AT18(强分蘖)杂交;构建了F2、F3群体,通过调查亲本和群体单株的穗长、小穗数、粒长、粒宽和粒重等表型,对这些穗部性状进行了相关性分析和遗传分析。结果表明:(1)在F2和F3群体中,粒重、粒长与穗长之间不存在显著相关性,而且穗长与粒宽之间在两个群体中的平均相关系数绝对值小于0.1,粒重与小穗数之间的相关系数绝对值小于0.2,表明节节麦大粒相关性状不受穗长的影响,受小穗数影响也较小;(2)采用F2单世代分离分析的方法对节节麦AT462×AT18的F2群体大穗、大粒相关性状进行遗传分析,其中穗长受2对具有加性效应的主效基因控制;粒重和小穗数均同时受2对基因的加性效应、显性效应以及互作效应控制,其中加性效应占主导地位;粒长、粒宽均受2对基因的加性效应、显性效应以及互作效应控制,且三种效应较为均衡。这说明控制节节麦粒重、穗长、小穗数等产量性状相关基因的加性效应在遗传中占主导地位,在育种中较易利用,且其主效基因的遗传力达0.9。     

不同谱系节节麦的杂种优势分析

节节麦含有丰富的优良基因,可用于小麦的品质改良和产量提高。为了揭示L1和L2谱系节节麦的遗传差异和杂种优势,对L1、L2谱系节节麦开展人工杂交,采用SSR分子标记鉴定杂种F1的真实性,对其花粉活力和F1减数分裂时染色体配对情况进行观察,并对其主要农艺性状进行了调查和统计分析。结果表明,长期的地理隔离使L1和L2谱系节节麦产生一定的遗传分化,但尚未形成生殖隔离。F1的花粉活力和同源染色体配对正常,绝大部分F1的中期同源染色体联会形成环状染色体,少数出现棒状染色体。对8个杂交组合的16个主要农艺性状的统计分析表明,L1、L2谱系节节麦的百粒重和分蘖数存在杂种优势,尤其是杂交组合AY26×AY46和XJ47×AY46,其百粒重(IH>143%,OPH>21%)和分蘖数(IH>187%,OPH>57%)存在显著的杂种优势。有望通过对这2个杂交组合的进一步深入研究,揭示节节麦杂种优势的分子机理,为其在小麦产量育种中的有效利用奠定基础。     

硬粒小麦-节节麦人工合成小麦的穗发芽抗性研究

为了发掘来自节节麦的抗穗发芽基因资源,利用具有染色体自然加倍特性的硬粒小麦栽培种(Triticum durum L cv. Langdon,2n=4x=28,AABB)与节节麦(Aegilops tauschii Cosson.,2n=2x=14,DD)杂交,经染色体天然加倍合成了4份新六倍体小麦SHW-Z1、 SHW-Z2、 SHW-Z3和SHW-Z4 (Triticum aestivum L.,2n=6x=42,AABBDD).通过对这4份材料不同灌浆期的不同发芽处理研究表明,节节麦抗穗发芽特性得到表达,4份材料平均穗发芽率分别仅为1.75%,0.31%,1.09%和0.17%.与穗发芽抗性极强的合成六倍体小麦RSP相比,亲本为节节麦As65的合成小麦SHW-Z2和SHW-Z4具有更强的穗发芽抗性.4份合成六倍体小麦抗穗发芽的因素主要来自穗部与种子的抑制,颖壳内含物的化学抑制作用较弱.     

节节麦pbf基因的克隆、序列分析及原核表达

醇溶蛋白盒结合因子(prolamin-box binding factor,PBF)通过调控籽粒蛋白的表达效率进而影响面粉的加工品质。为给深入研究小麦籽粒PBF对籽粒蛋白质表达调控的分子基础提供参考依据,进而为小麦面粉加工品质的改良提供候选基因资源,利用特异引物组合pbfF1/pbf R1分别从两份节节麦(AS90、AS2386)中克隆出pbf基因后进行序列分析,并进一步构建pbf基因的原核表达体系。结果表明,从两份节节麦中克隆得到了2个不同类型的pbf基因(GenBank登录号分别为KJ544771和KJ544772),其中来源于AS2386的KJ544772与来源于普通六倍体小麦的1个pbf基因序列完全相同。推导的氨基酸序列分析表明,KJ544771和KJ544772所编码的蛋白质均为弱碱性的亲水蛋白,具有典型的DOF蛋白结构域。与其他远缘物种来源的PBF比对结果表明,该类蛋白在NLS核心、DOF结构域及Ser铰链区相对保守,而在C-端调控区变异较大,说明PBF蛋白具有种属特异性。同时,系统演化树显示,来源于节节麦AS2386的pbf基因与迄今已知的全部普通小麦的pbf基因具有高度的相似性,因此推测该种类型的节节麦很可能参与了最初的普通六倍体小麦的形成。此外,本研究成功构建了pbf基因的原核表达体系,可为后续功能验证的开展奠定基础。     

断穗小麦和节节麦黏壳、断穗基因SSR位点的遗传多样性

为探讨云南小麦中黏壳、断穗基因的起源,以马卡小麦和欧洲斯卑尔脱小麦为对照,利用定位在第二部分同源染色体的与黏壳性基因Tg-2BS、Tg-2DS及定位在第三部分同源染色体上的与断穗基因Br-3AS、Br-3BS紧密连锁的26对SSR引物来研究云南小麦、西藏小麦和节节麦在黏壳、断穗基因SSR位点上的遗传多样性和它们之间的亲缘关系。结果表明,无论是在与Tg-2BS、Tg-2DS还是与Br-3AS、Br-3BS紧密连锁的SSR位点上,云南小麦的遗传多样性都比西藏小麦的丰富。在黏壳性基因SSR位点上,云南小麦和西藏小麦之间的亲缘关系比西藏小麦和马卡小麦之间、西藏小麦和斯卑尔脱小麦之间的关系远;而在断穗基因SSR位点上,云南和西藏小麦之间的亲缘关系又比它们各自与斯卑尔脱小麦之间的关系更近。但是这些结果不能确切说明云南小麦黏壳、断穗基因的来源。另外,在与Tg-2DS紧密连锁的SSR位点上,节节麦strangulata亚种与4个六倍体断穗小麦亚种的亲疏关系比taushii亚种与六倍体断穗小麦之间、typical变种与六倍体断穗小麦之间的关系远。说明六倍体断穗小麦的D染色体组供体可能不是strangulata亚种,而可能是taushii亚种的基因型。     

麦田恶性杂草节节麦的防治

近年来,由于农民粗放式种植管理,加上种业部门控制的不力,致使杂草节节麦恶性繁殖,面积越来越大,危害越来越重,严重影响了小麦的安全生产。 1发生特点     

小麦叶鞘和节间生长过程的模拟研究

以5个不同株型小麦品种为供试材料,通过对冬小麦品种叶鞘和节间生长过程的连续观测和定量分析,构建了小麦叶鞘和节间生长过程的动态模拟模型。模型采用Logistic方程描述了叶鞘和节间的伸长动态;利用叶鞘与对应节间长度的比例关系模拟了不同节间的长度;利用节间粗与对应节间长的比例关系定量描述了不同节间的粗度。模型检验结果显示,不同叶鞘长、节间长和节间粗预测值的平均RMSE值分别为1.34、1.71和0.06 cm,表明本模型具有较好的预测性和可靠性。     

基于同化物分配的冬小麦节间形态参数模型

冬小麦节间形态结构模型是功能-结构小麦模型的重要研究内容。本研究以济麦22、泰农18和鲁原502为材料,于2013-2014和2014-2015年度开展了品种和施氮试验,并结合2013-2014年冬小麦节间主要形态参数和器官生物量等数据,通过分析不同节位节间同化物分配和节间主要形态参数与器官生物量的定量关系,构建了冬小麦节间主要形态结构模型。经2014-2015年小麦生长数据检验,除分蘖节间长模型模拟精度略低外,主茎节间长、主茎节间粗和分蘖节间粗模型精度均较高,所建模型可较好模拟不同品种与施氮水平下冬小麦节间主要形态结构。     

节节麦居群间的籽粒性状变异及相关性分析

为了给节节麦的遗传研究提供信息,对来自中东地区及中国陕西、河南及新疆的214份节节麦材料的籽粒性状的变异及相关性进行了分析。结果表明,中东地区和中国新疆的节节麦籽粒性状的变异系数均高于河南和陕西的节节麦;通过对四个地区节节麦籽粒的粒长、粒宽、粒厚和粒重的平均值做单因素方差分析及S-N-K多重比较,并对上述四个形态指标的平均值做聚类分析,结果显示,新疆节节麦单独聚为一类,中东地区、陕西和河南的节节麦聚为一类,其中河南和陕西的相似性更为一致。同时对四个地区节节麦籽粒的粒形(长、宽、厚)与其粒重进行了相关性分析,结果显示,中东地区和新疆节节麦粒重主要取决于其粒长,河南节节麦粒重则主要取决于其粒宽,而陕西节节麦粒重与其粒长呈负相关,主要取决于其粒宽和粒厚。     

高产小麦灌浆籽粒含水量及茎节伤流强度的昼夜变化

为给小麦高产栽培提供依据,以两个半冬性高产小麦品种周麦22和豫农202为材料,研究了灌浆盛期小麦籽粒含水量、基部茎节和穗茎节伤流强度昼夜变化动态及其相关关系.结果表明,小麦籽粒有效含水量白昼低,夜间高,呈“U”型变化趋势,强势粒有效含水量高于弱势粒;两个小麦品种茎节伤流强度的昼夜变化趋势大体相同,表现为白昼高、夜间低;基部茎节与穗茎节伤流强度差异显著,前者约是后者的1.83～4.84倍,且存在品种间差异.高产小麦灌浆盛期籽粒含水量、茎节伤流强度均表现出昼夜变化趋势和较高活力.     

节节麦幼胚再生体系的建立

为建立高效的节节麦幼胚再生体系,以节节麦幼胚为外植体,通过正交设计,探索基本培养基、2,4-D、碳源、KT等因素对幼胚愈伤组织诱导、分化及植株再生效果的影响。结果表明,4种因素中,基本培养基对节节麦幼胚愈伤组织诱导的影响最显著(P0.05),2,4-D浓度对节节麦幼胚愈伤组织诱导也有显著影响(P0.05),添加3.0mg·L~(-1) 2,4-D的培养基诱导出的愈伤组织质量高,淡黄色,表面呈不规则颗粒状,质地致密,再生频率可以达到17.62%。KT浓度对节节麦愈伤分化影响最显著,基本培养基、2,4-D和碳源对节节麦幼胚愈伤分化均无显著影响。不同碳源对节节麦幼胚愈伤组织诱导和分化的影响均不显著,为节约成本可直接选用30g·L~(-1)蔗糖作为碳源。节节麦幼胚组织培养的最佳组合是:愈伤诱导培养基为MS培养基+3mg·L~(-1) 2,4-D+15g·L~(-1)蔗糖+15g·L~(-1)甘露醇,愈伤分化培养基为MS培养基+15g·L~(-1)蔗糖+15g·L~(~(-1))甘露醇+1.0mg·L~(-1) KT。     

紫外线强度增加对小麦节间大维管束条数及穗部性状的影响

为了研究紫外线辐射对作物生长发育的影响，采用人工增加紫外线辐射的方法，研究了紫外线强度(UV-B)增加对小麦节间大维管束条数及穗部性状的影响，并分析了UV-B增加条件下，小麦节间大维管束条数与穗部性状的相关关系。结果表明：UV—B增加则每穗粒数显著减少，主要是由于每穗小穗数和每小穗小花数减少，而结实率无显著变化，同时UV-B增加小麦穗颈节间大雄管束条数也显著减少．穗下第二节间与穗颈节间大维管束条数百分率显著下降．在UV-B增加条件下，每穗小穗数和每穗粒教与穗颈节的节间大维管束条数呈极显著正相关．因此我们认为UV-B增加导致小麦节间大维管束条数的减少是每穗粒数下降的重要原因之一。     

豫北平原典型小麦-玉米轮作高产区节肥潜力分析

为明确当前黄淮海流域小麦-玉米轮作高产区施肥中存在的问题,于2016年对安阳、鹤壁、新乡和焦作4市(豫北平原典型小麦-玉米轮作粮食高产区)的小麦、玉米生产状况进行了问卷调查,并参照"3414"试验推荐施肥量进行节肥潜力分析。结果表明,该区域小麦和玉米的产量分别为8 352.75和9 063.60kg·hm-2;生产中小麦和玉米均存在不施用磷、钾肥的现象,施肥量与产量间不存在线性关系,即高施肥量未必对应高的产量;与推荐施肥量相比,小麦的节肥潜力为氮素40.6%～53.03%、磷素38.43%～44.94%、钾素-65.23%～-59.46%,玉米的节肥潜力为氮素31.47%～46.27%、磷素2.09%～12.17%、钾素-50.54%～-32.94%。说明这2种作物在生产中施肥状况均为氮多、磷少、钾不足,应当采取减氮、控磷、补钾的措施进行调节。     

长江流域缩节胺运筹对小麦后直播棉产量的影响

以中棉425为材料，2018―2019年设置缩节胺不同用量、不同施用方式处理，探讨长江流域缩节胺运筹对小麦后直播棉产量的影响。结果表明，缩节胺在用量180 g·hm^－2于盛蕾期＋初花期（施用比例为1∶2）或盛蕾期＋初花期＋盛花期（施用比例为1∶2∶3）运筹条件下最有利于小麦后直播棉果节的形成和产量提高；产量构成因素分析结果则进一步表明，产量提高是铃数和铃重共同增加的结果。在上述运筹方式下结铃强度高，比对照提高38.0%～47.4%。因此，适宜的缩节胺运筹——用量180 g·hm^－2，于盛蕾期（60 g·hm^－2）和初花期（120 g·hm^－2）或盛蕾期（30 g·hm^－2）、初花期（60 g·hm^－2）和盛花期（90 g·hm^－2）施用有利于小麦后直播棉集中结铃，为集中吐絮和机械采收奠定基础。     

中国节节麦基于ISSR标记的遗传多样性分析

为揭示中国节节麦的遗传多样性并发掘可能具有独特变异的节节麦种质资源,采用ISSR标记对75份中国节节麦的遗传多样性进行分析。结果表明,筛选出的9条ISSR引物共检测得到155个位点,多态性位点(138个)百分率为89.31%。Nei’s多样性指数(He)、Shannon’s信息指数(I)、基因分化系数(Gst)和基因流(Nm)分别为0.273 4、0.415 2、0.138 5和3.11,表明中国节节麦有较高的遗传多样性,群体间有中等程度的遗传分化。基于简单相似系数的UPGMA聚类分析表明,除5份河南和陕西节节麦聚类形成独立的分支Group 2(T078、T102和SC1)和Group 3(SX38和T006)外,绝大多数节节麦均聚类形成较大的分支Group 1,且在Group 1中,除4份节节麦(T002、T023、XJ6和XJ49)外,绝大多数节节麦均依据地理分布分别形成了黄河流域节节麦亚组和新疆节节麦亚组,在遗传距离约0.77处,又可依次分为河南、陕西和新疆节节麦小分支。二维主成分分析、群体的遗传一致度和分子变异分析也表明了类似的结果,同属于黄河流域节节麦亚组的河南、陕西节节麦遗传一致度(S=0.971 8)较高,群体内个体差异是中国节节麦变异的主要原因,但两大亚组和三居群的遗传差异分别占总变异的18.57%和10.38%。可见,不同节节麦的地理分布和生境差异,是导致中国节节麦居群遗传分化的主要原因,而聚类分析中单独形成独立分支Group 2和Group 3的5份黄河流域节节麦,可能是具有独特遗传变异的种质资源。     

雨养条件下小麦节根的效用

通过选择耐锈性小麦品种,很难改善雨养条件下小麦生产水平和植株结构。高秆型小麦相应的也有较长的根系;所以,人们倾向于选择高秆类型品种。除了直接选择根的长度之外,在雨养条件下粘重黑棉土地上,还难以找到一个合适的类型。然而,近期对印度北部轻质冲积土上有关根系的重要研究表明,不同水分含量的土壤条件下种子根和节根的不同作用(Sirhi等,1978;Vprety等,1980)。本研究的目的旨在评价节根在雨养条件下的生物活性及它们的作用。把在雨养条件下播种的不同小麦品种的幼苗移栽到盛有常规土壤的盆钵中,再分别把盆钵置于温室和田间。移栽前,除去幼苗上的种子根。1986—1987年间,每年将试验稍加改进各重复一次。 1986—1987年,把“Sujata”(雨养区),“DSN”(国际     

野生提麦抗病性与抗虫性评价

小麦野生亲缘种是重要的抗病虫害基因源。对收集的野生四倍体小麦种提莫菲维麦 小麦瘘蚊、小麦卷叶螨及６种叶病（叶锈、秆锈、条锈、白粉病、褐斑病和壳针孢疱病）反应的评价，所有受测项目中，提麦对壳针孢疱病具有抗性，对褐斑病具有很高的抗病百分率。对４种专性真菌抗性检测，显然叶锈抗性频率同于条锈、秆锈和白粉病的抗性频率。对小麦瘿蚊生物生物型Ｄ型和小麦卷叶螨抗性检测的百分率占总测定材料的９１％和２７％；当用小麦     

节节麦及人工合成多倍体中Glu—D1位点高分子量谷蛋白亚基组成及表达研究

为了了解节节麦及人工合成多倍体的Glu—D1位点高分子量谷蛋白亚基组成及表达情况，采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯跣胺凝胶电泳(SDS-PAGE)，分析了4份节节麦及其在此基础上形成的人工合成多倍体高分子量走谷蛋白亚基(high—molecular-weight glutenin subunit,HMW-GS)的组成。研究结果表明，4份节节走AS60-1、AS60-2、AS77和AS2383在Glu—D1位点上出现了4种不同的亚基类型，分别为2 10、5 12、5 10和2．1 10；2份节节走人工加倍形成四倍体AS2390、AS2410的HMW—GS分别为2．1 10和5 10；3份节节麦-圆锥麦人工合成双二倍体RSP、SHW—L1及SHW—L2的HWM—GS分别为2^*、17 18、5 10；2^*、17 18、2 10和2 10。谷蛋白王基呈现了共显性遗传，表明节节麦高分子量谷蛋白基因能在人工多倍体情况下得到正常表达。本文还对利用节节麦优良基因的方式作了讨论。