异源细胞质对小麦耐热性的遗传影响

利用电解质渗漏方法对５个小麦品种（系）（３２５－３５，ＮＰＦＥ，８８１，中国春，ＳｉｅｔｅＣｅｒｒｏｓ６６）的８－１２种同核异质系进行了耐热性测定，以研究异源细胞质对小麦耐热性的影响。结果表明：（１）所有５个品种（系）的同核异质系耐热性均表现显著的遗传变异，一些异质系耐热性比核亲本明显增加，另一些异质系耐热性比核亲本明显下降；（２）同一种异源细胞质在不同核亲本遗传背景下对耐热性影响不同，如节节表细     

D^2型异源细胞质对普通小麦籽粒品质的影响

将粗厚山羊草（６Ｘ）,牡山羊草,瓦维洛夫山羊草等Ｄ＾２型异源细胞质导入普通小麦,研究它们对普通小麦籽粒品质的影响。结果表明,Ｄ＾２型细胞质对提高蛋白质和湿面筋一的作用很明显;对干面筋含量的影响因品种本身含量高低而不同,对低面筋含量品种的提高作用较大;对沉淀值的影响主要因核型不同而异。认为将Ｄ＾２型异源细胞质导入普通小麦是一条有效的品质改良途径。     

异源细胞质育种技术在小麦遗传育种研究中的应用

小麦族内种属之间细胞质的遗传变异是小麦育种宝贵的遗传资源,因而对异源细胞质遗传效应的研究也愈加深入。小麦的异源细胞质遗传效应表现在细胞质雄性不育性、单倍体诱导、抗逆性、生长发育及农艺性状的小麦品种改良等诸多方面。其中,创制细胞质雄性不育系、诱导单倍体和改良小麦品种是异源细胞质遗传效应在小麦育种中的具体应用。对小麦细胞质效应的遗传特点及其在育种中的应用进行了系统总结,旨在探索细胞质遗传规律,为小麦细胞质遗传资源的开发和利用提供理论依据。     

D2型异源细胞质对普通小麦籽粒品质的影响

将粗厚山羊草（６Ｘ）、牡山羊草、瓦维洛夫山羊草等Ｄ２型异源细胞质导入普通小麦,研究它们对普通小麦籽粒品质的的影响。结果表明,Ｄ２型细胞质对提高蛋白质和湿面筋含量的作用很明显;对干面筋含量的影响因品种本身含量高低而不同,对低面筋含量品种的提高作用较大;对沉淀值的影响主要因核型不同而异。认为将Ｄ２型异源细胞质导入普通小麦是一条有效的品质改良途径。     

D~2型山羊草细胞质对普通小麦性状影响的研究

以含有粗厚山羊草 (6 X)、牡山羊草、瓦维洛夫山羊草等 D2 型异源细胞质的 3个稳定普通小麦(Triticum aestivum)异质系为材料 ,分别与 6个普通小麦品系杂交 ,调查该细胞质对供试小麦育性、生长势和主要农艺性状的影响。结果表明 :D2 型细胞质对普通小麦的育性反应差异性显著 ,相对而言牡山羊草细胞质对杂交小麦的生产利用价值更大 ,对普通小麦农艺性状无不良的细胞质效应 ,能改良小麦品质和提高小麦对白粉病的抗性。     

D2型山羊草细胞质对普通小麦性状影响的研究

以含有粗厚山羊草 (6 X)、牡山羊草、瓦维洛夫山羊草等 D2 型异源细胞质的 3个稳定普通小麦(Triticum aestivum)异质系为材料 ,分别与 6个普通小麦品系杂交 ,调查该细胞质对供试小麦育性、生长势和主要农艺性状的影响。结果表明 :D2 型细胞质对普通小麦的育性反应差异性显著 ,相对而言牡山羊草细胞质对杂交小麦的生产利用价值更大 ,对普通小麦农艺性状无不良的细胞质效应 ,能改良小麦品质和提高小麦对白粉病的抗性。     

异源细胞质诱导小麦单保体的研究与进展

综述了诱导小麦产生单倍体的各种方法途径。特别对各种不同种类慢源细胞质诱导小麦产生单倍体,以及单倍体产生的胚胎与遗传机理进行了系统的评述。并结合当前小麦杂种优势利用中,粘类中的一些不育系及其Ｆ１产生单倍体的特性和遗传规律提出了克服的途径。同时对这种异源细胞质诱导单倍体能否应用于常规单倍体育种亦进行了评论与讨论。     

异源细胞质对杂种小麦品质的影响

[目的]研究偏凸山羊草（Ae.ventricosa）、粘果山羊草（Ae.kotschyi）、二角山羊草（Ae.bicornis）和易变山羊草（Ae.variabilis）4种异源细胞质对杂种小麦籽粒品质的影响。[方法]利用具有这4种异源细胞质的小麦雄性不育系（以下简称粘,易,偏和二角型）分别与3个恢复系组配成不同组合,对杂种小麦的籽粒品质进行测定。[结果]这4种不育系配制的杂种小麦在蛋白质含量和湿面筋含量两个性状上在不同异源细胞质之间差异不显著 在沉淀值这个性状上,偏型细胞质与其他3种细胞质之间差异显著,表现出正向效应。[结论]在小麦杂种优势利用中要利用异源细胞质改良沉淀值这个性状,选用偏凸山羊草细胞质效果更好。     

太谷核不育小麦细胞质遗传效应的研究

用8个品种(系)作轮回亲本,分别与太谷核不育(Ta_1)杂交,并各自与后代中的不育株连续回交至8代,然后分别用其中的可育株与宁82109进行正反交,得到8对同核异质的材料。采用三重复随机区组播于田间,并对19个性状进行研究。方差分析和细胞质分化指数分析细胞质效应的结果表明,太谷核不育小麦细胞质与普通小麦细胞质在总体上没有显著的差异。     

小麦耐热性的生理遗传研究进展

小麦是中国第二大口粮作物,其产量直接关系人民的生活水平,所以高产和稳产一直是中国小麦的首要育种目标。小麦起源于温带,属喜凉作物,生长季节内的高温对生长发育会产生不利影响,使其产量下降,品质变劣。由于耐热性是复杂的数量遗传性状,其机制的解析一直是生物学研究难点,也是研究热点。为了解析小麦耐热的生理遗传学及分子生物学基础,国内外研究人员通过正向遗传学方法,构建遗传分离群体,以冠层温度、灌浆持续时间、细胞膜稳定性和叶绿素含量等生理学参数,以及穗粒数和千粒重热感指数为指标,在小麦不同染色体上定位了多个耐热相关的QTL位点。同时利用反向遗传学方法,特别是通过转录组、蛋白组和表观遗传组等组学方法鉴定了大量的高温胁迫响应的基因、mi RNA及长片段非编码RNA,并通过转基因等手段证明了部分候选基因在小麦抵御高温胁迫中的重要作用。另外,虽然植物中高温受体至今尚未发现,但是钙离子信号通道以及ABA和SA等激素在高温信号传导中的作用也逐渐引起人们的关注。文中主要综述了现阶段高温对小麦产量品质及生理性状的影响、小麦耐热相关QTL的定位,以及小麦响应高温胁迫的转录组、蛋白组和表观遗传组的研究进展;提出应针对小麦种质资源进行系统的耐热性评价,筛选优异等位基因、解析其分子遗传机理,通过创新再利用,为选育适合中国气候条件的耐热小麦品种提供新材料,实现品种耐热性与丰产性的统一。     

春小麦耐热性表现及其评价

以 Seri82× Siete Cerros重组近交系为供试材料 ,对不同高温胁迫环境条件下小麦耐热性的表现以及小麦耐热性的评价方法进行了研究。结果表明 :分期播种能够给春小麦提供全生育期的高温胁迫环境 ;借助塑料大棚人工升温的办法可以模拟大田生产条件下籽粒灌浆期的高温胁迫环境。在这些不同的热胁迫环境中 ,供试材料的产量性状都受到严重影响 ,且在耐热性表现显著差异。产量性状和耐热性的相关分析表明 :正常环境条件下产量性状表现与耐热性之间不存在相关关系。不同热胁迫环境条件下 ,基因型之间产量性状的遗传表达亦存在显著差异 ,并与耐热性呈显著的负相关。可以认为采用热感指数和几何平均产量 2个指标鉴定和评价小麦品种的耐热性     

辣椒耐热性遗传分析

选择6份耐热性不同的辣椒亲本,采用Griffing的双列杂交方法Ⅳ配制杂交组合,连同亲本、F1代自交和回交世代（P1,P2,F1,F2,B1,B2）作为试验材料,对高温处理的叶片进行细胞质膜热稳定性测定,并对其进行耐热性遗传模型分析和遗传参数估算。结果表明：辣椒耐热性符合加性-显性遗传模型,以加性效应为主,兼有显性效应;狭义遗传力和一般配合力均较高。     

Evaluation of Heat Tolerance in Wheat Germplasm Resources

【Objective】 High-throughput evaluation of winter and spring wheat accessions for heat tolerance via heat susceptibility index (HSI) could provide the potentially superior accessions for heat-tolerant breeding programs. 【Method】 In order to expose plants to high temperatures during grain filling period, winter wheat accessions were sown in normal and late seasons, and spring wheat accessions were sown in different geographical environments with contrasting temperatures. The thousand grain weight (TGW) of winter and spring wheat accessions were measured under normal and heat stress environments, respectively. HSI was calculated from the TGW data of two different conditions. Using heat susceptibility index, 1 325 wheat germplasms from different wheat ecological zones of China, and international areas and organizations, including 688 winter wheat accessions and 637 spring wheat accessions, were evaluated for heat tolerance. Genotypes were classified into four tolerant grades, i.e. highly heat-tolerant (HSI<0.50), medium heat-tolerant (0.5≤HSI<1), medium heat-susceptible (1≤HSI<1.5) and highly heat-susceptible (HSI>1.5). 【Result】 The average maximum temperature at grain filling stage under heat stress condition was higher than that of the controls by 1.91℃ for winter wheat and 7.09℃ for spring wheat, respectively. TGW under heat stress condition was significantly lower than that of the corresponding control. According to the grading evaluation results of HSI, thirty-one and 48 highly heat-tolerant winter and spring wheat accessions accounted for 4.51% and 7.54% of the test materials, 19 and 58 highly heat-susceptible winter and spring wheat accessions accounted for 2.76% and 9.11% of the tested materials, and the rest were medium germplasms (medium heat-tolerant and medium heat-susceptible). According to the geographical distribution of wheat ecological regions, winter wheat from the southern wheat region (Southwestern Winter Wheat Zone, Qinghai Tibetan Plateau Spring and Winter Wheat Zone, and Middle and Lower Yangtze Valley Winter Wheat Zone) were more tolerant than that from northern wheat region (Northern Winter Wheat Zone, and Yellow and Huai River Winter Wheat Zone). For spring wheat, the average HSI of accessions from Xinjiang Spring and Winter Wheat Zone was 0.70, which was the most heat-tolerant, and 88.00% of the accessions belong to heat-tolerant (highly heat-tolerant or medium heat-tolerant) germplasms. In addition, the average HSI of spring wheat from the International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA) with 0.88 showed heat-tolerant. The synthetic hexaploid wheats from CIMMYT had the weakest heat tolerance, with an average HSI of 1.18, of which 69.58% were heat-susceptible germplasms (medium heat-susceptible and highly heat-susceptible). 【Conclusion】 Delayed sowing or planting in environment with high temperatures can make wheat encounter high temperature stress at grain filling stage. High-throughput method based on the HSI of TGW was performed to evaluate heat tolerance of 1 325 winter and spring wheat germplasms. Overall, one hundred and three heat-tolerant germplasms with high yield potential were identified, which could be used as parents developing heat-tolerant wheat varieties.     

小麦种质资源耐热性评价

【目的】利用热感指数作为耐热性鉴定指标,分别对冬、春小麦种质资源进行高通量耐热性鉴定,筛选耐热种质资源,为小麦耐热性育种提供材料基础。【方法】冬小麦材料采用延期播种、春小麦材料种植在温度有显著差异的地理环境下,人为致使小麦灌浆期遭遇高温胁迫。根据不同环境处理的千粒重值计算冬、春小麦各个材料的热感指数。依据热感指数,对来自中国不同小麦生态区和国外不同地区和组织的1 325份小麦种质资源,包括688份冬小麦和637份春小麦,分别进行耐热性评价。热感指数小于0.5为极耐热材料、大于等于0.5小于1为中等耐热材料、大于等于1小于1.5为中等热敏感材料、大于等于1.5为极敏感材料。【结果】冬小麦和春小麦热胁迫处理组灌浆期平均最高温度分别高于对照组1.91℃和7.09℃,且热胁迫处理组千粒重与对照组相比均有显著降低。根据热感指数分级评价结果,极耐热冬、春小麦材料31和48份,占供试材料的4.51%和7.54%;极敏感冬、春小麦材料19和58份,占供试材料的2.76%和9.11%;其余大多数材料为中间类型（中等耐热材料和中等热敏感材料）。从中国小麦生态区域的地理分布来看,来自南部麦区（西南冬麦区、青藏春冬麦区、长江中下游冬麦区）的冬小麦材料耐热性整体高于来自北部麦区（北部冬麦区、黄淮冬麦区）的冬小麦材料。对于春小麦,来自新疆春冬麦区的材料耐热性最强,平均热感指数为0.70,且其中88.00%的材料属于耐热材料（极耐热材料或中等耐热材料）;此外,来自国际干旱地区农业研究中心的春小麦平均热感指数为0.88,也表现出较强的耐热性。来自CIMMYT的人工合成六倍体材料耐热性最弱,平均HSI为1.18,其中69.58%的材料为热敏感材料（中等热敏感材料和极敏感材料）。【结论】采用延期播种或在高温的地理环境下种植能使小麦在灌浆期遭遇高温胁迫。以千粒重热感指数作为评价指标,对1 325份小麦种质资源进行高通量耐热性鉴定,综合考虑正常条件下的产量潜力和高温条件下的耐热性,筛选出优异耐热资源103份,可用于相应生态区小麦的耐热性遗传改良。     

小麦灌浆期耐热性QTL定位分析

【目的】以普通小麦加倍单倍体（DH）群体（旱选10号×鲁麦14）的150个株系为材料,鉴定其灌浆期耐热相关生理性状及千粒重耐热指数,并进行QTL定位,以期发掘具有显著效应以及不同环境中稳定表达的主效QTL,为改良小麦耐热性提供理论依据及分子标记。【方法】运用基于混合线性模型的复合区间作图法,以耐热指数为耐热性指标,对DH群体在田间雨养和灌溉2种土壤水分条件下的耐热性进行QTL定位。【结果】2种土壤水分条件下共检测到12个控制不同性状耐热指数的加性效应QTL,对表型变异的贡献率范围为2.64%—11.41%,其中,9个QTL与环境存在互作效应,对耐热指数表型变异的贡献率为1.41%—4.66%;检测到17对上位性效应QTL,对表型变异的贡献率为2.45%—8.84%,其中,仅4对与环境有互作效应,对表型变异的贡献率为0.62%—2.32%。控制耐热性的QTL来自双亲,DH群体中有耐热性超亲的株系存在。【结论】评价小麦灌浆期的耐热性,千粒重耐热指数是最直接的指标,生理性状指标为耐热性鉴定的间接辅助指标,其中,旱地条件下选用旗叶相对含水量耐热指数作为间接指标较好,而灌溉条件下选用气冠温差耐热指数较好。染色体1B、2D、5A、5B、6A、6B和7A对灌浆期耐热性贡献较大。千粒重耐热指数和旗叶叶绿素含量耐热指数的遗传以加性效应为主,叶绿素荧光参数耐热指数和气冠温差耐热指数的遗传以上位性效应为主,而叶片相对含水量耐热指数的遗传加性效应与上位性效应都重要。     

植物高温抗性转录因子基因工程研究进展

高温胁迫是影响植物生长代谢和产量的重要因素之一,通过基因工程方法能提高植物抵御热胁迫的能力。现对近年来发现的与植物高温抗性有关的转录因子进行综述,并阐述了通过基因工程方法利用已知转录因子提高植物抗热性的研究进展,以期为利用基因工程方法培育抗热植物提供参考。     

小麦异附加系种质资源的开发利用初探

为了开发利用小麦异附加系种质资源,笔者从利用小麦异附加系与相应的单、缺体杂交选育小麦异代换系;利用小麦异附加系与拟斯卑尔脱山羊草杂交,诱导部分同源染色体配对重组选育异代换系;利用小麦异附加系与Ph隐性突变体Ph1b杂交选育易位系;利用小麦异附加系进行组织培养选育异易位系;利用小麦异附加系进行辐射诱发异源易位;利用小麦异附加系可以选育小麦核不育系的XYZ系方面探讨了利用途径.     

断根对冬小麦光合特性及耐旱性的影响

[目的]采用叶绿素荧光分析技术探讨断根对冬小麦光合特性的影响,并对不同断根程度冬小麦的耐旱性进行比较。[方法]在对水分敏感的冬小麦花期开展试验。断根处理分小断根(A1)与大断根(A2)两种。小断根为单面刀在距小麦主茎一侧2 cm处垂直切下,深度为10 cm。大断根为单面刀在距小麦主茎两侧2 cm处垂直切下,深度为10 cm。于花期(2013年4月19日)给予各处理冬小麦一次性充分供水(土壤含水量占田间持水量的80%),此后不再供水任其水分胁迫自然加重并避免降水影响,测定供水后1、4、7、10、13 d各处理冬小麦旗叶叶绿素荧光参数。[结果]冬小麦叶绿素荧光对水分胁迫非常敏感,其参数的变化与水分胁迫的加剧密切相关。通过叶绿素荧光数据对比,在胁迫加剧的过程中断根处理小麦比对照小麦具有更强的耐旱能力,而双侧断根处理较单侧断根具有更强的耐旱力。[结论]该研究可为旱地节水农业的持续发展提供理论及实践依据。