100份大麦种质资源成株期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

为了筛选大麦抗旱新种质及成株期抗旱性指标,以100份大麦种质为材料,连续2年在大麦生长期降水量不足40 mm的甘肃省敦煌试验站种植,试验设置正常灌水和干旱胁迫2个处理,通过测定100份大麦种质材料的株高（PH）、穗长（SL）、穗粒数（GNS）、分蘖数（TN）、有效分蘖（ET）、单株生物量（IB）、千粒重（TGW）和产量（Y）,采用抗旱性度量值（D）、综合抗旱系数（CDC）、加权抗旱系数（WDC）、相关分析、频次分析、灰色关联分析、主成分分析等方法,鉴定了100份大麦种质的抗旱性,并进行了抗旱指标的筛选。结果表明,干旱胁迫对大麦成株期株高、穗长、单株生物量、分蘖数、有效分蘖数、穗粒数、千粒重和产量均有极显著影响。通过对大麦成株期抗旱能力的综合评价指标进行分析,发现D值与WDC值相结合可以较为准确地评价大麦成株期的抗旱性;单株生物量、穗粒数、分蘖数、有效分蘖和株高可作为评价大麦成株期抗旱性的指标;成株期抗旱性较强的种质有S-130、BNOC168、LL-53、资源160-早熟3号、IL-18、Z16、沾益红毛大麦和资源21-6B98-9339。     

不同重金属胁迫对盐生草种子萌发特性的影响

以盐生植物盐生草为材料,研究不同重金属胁迫下其种子萌发特性,探讨盐生草种子萌发期对不同重金属的耐受程度,旨在为盐生草对重金属污染土壤修复提供理论依据。以5种主要土壤重金属污染物(Cu、Zn、Ni、Cd、Pb)胁迫处理盐生草种子,对其发芽率、发芽势、株高、鲜重、干重、根系活力和离子含量进行测定,并对以上指标进行聚类分析和主成分分析。结果表明:在5种不同重金属胁迫下,低浓度处理对盐生草种子萌发影响较小,高浓度则产生抑制作用;但是其对幼苗生长指标的影响不同,其中,株高、鲜重和根系活力在低浓度Zn^2+、Pb^2+处理下与对照差异不显著,但在5.00 mmol·L^-1 Zn^2+和3.00 mmol·L^-1 Pb^2+胁迫下显著降低,以上指标均低于各重金属胁迫下对照的55%和52%;低浓度Cu^2+、Ni^2+、Cd^2+显著抑制盐生草幼苗的株高、鲜重和根系活力,且分别在3.00 mmol·L-1 Cu^2+和Ni^2+、0.20 mmol·L^-1 Cd^2+胁迫下降低最为显著,株高、鲜重和根系活力均低于各金属胁迫下对照的40%、46%和53%;组织内各金属离子含量随处理浓度的升高而增大,同时在5.00 mmol·L-1 Zn2+,3.00 mmol·L^-1 Pb^2+、Cu^2+、Ni^2+和0.20 mmol·L^-1 Cd2+胁迫下升高幅度最大。聚类分析结果显示,以3.00 mmol·L^-1 Zn^2+,1.00 mmol·L^-1 Pb^2+、Cu^2+、Ni^2+和0.10 mmol·L^-1 Cd^2+为结点,将各金属胁迫浓度聚为两类,并对上述结点下各指标进行主成分分析,发现在重金属Zn^2+、Pb^2+、Ni^2+胁迫下,发芽指标贡献率最大,Cu^2+、Cd^2+胁迫下,生物量指标贡献率最大。上述结果说明,在重金属Zn2+浓度低于3.00 mmol·L^-1,Cu^2+、Ni^2+和Pb2+浓度低于1.00 mmol·L^-1,Cd^2+浓度低于0.10 mmol·L^-1的处理环境下,其对盐生草种子萌发和幼苗生长的影响较小;发芽指标可首选为评价盐生草萌发期耐重金属Zn^2+、Pb^2+和Ni2+的重要参数,生物量可首选为评价盐生草萌发期耐重金属Cu2+和Cd2+的重要参数。     

大麦种质资源抗叶斑病评价

为明确不同大麦种质对叶斑病的抗性差异,筛选抗性种质材料和挖掘相关的遗传位点,在三叶期对200份大麦种质接种叶斑病强致病株Z14484,培养9 d后统计各材料发病情况,明确其抗病等级,进行抗性鉴定与评价。结合Illumina 9K SNP芯片,通过Structure和PLINK软件进行群体和显著位点分析,鉴定与性状显著关联的SNP位点。结果表明,供试大麦材料抗性差异显著,在ΔK=3水平上群体遗传结构可以分为3个亚群,分别包含100、67、33份大麦材料;全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）共检测到12个与大麦叶斑病抗性相关的位点,其中位于3H染色体上的11_11436和SCRI_RS_201075与大麦叶斑病抗性关联最大。研究结果为大麦叶斑病抗病基因定位与抗病育种提供参考依据。     

119份春小麦种质萌发期抗旱性鉴定及抗旱相关基因表达特性分析

为了解不同小麦种质萌发期抗旱性强弱,以20% PEG6000溶液模拟干旱胁迫,对119份春小麦萌发期种子发芽势、种子发芽率、根鲜重、根干重、苗鲜重、苗干重、叶鲜重、叶干重、根长和苗长进行测定分析,并综合评价其抗旱性。结果表明,种子发芽势、种子发芽率、苗鲜重、苗干重、叶鲜重和苗长可以作为评价春小麦萌发期抗旱能力的主要指标,并筛选出了1份抗旱型材料、36份较抗旱型材料、43份较敏感型材料和39份敏感型材料。为进一步研究抗旱相关基因在抗旱型与干旱敏感型材料萌发期响应干旱胁迫的表达特性,从而验证抗旱材料鉴定的准确性,以筛选出的2份抗旱性最好的种质（蒙茬1号、黑穗）和2份干旱敏感型种质（09594、K250）为材料,利用qRT-PCR对其在不同时长（0 h、1 h、6 h、12 h、24 h）的20% PEG6000胁迫下 TaNAC29、 TaC2DP1、 TaDLEA3、 TaCP 、 Taα-AMY 和 TaGPX 的表达特性进行分析表明,随着胁迫时间的增加,以上6种基因在小麦叶片和根系中均上调表达,表达量均在胁迫24 h时达到峰值,且 TaNAC29、 TaDLEA3、 TaCP 和 TaGPX 在根系中的表达量均明显高于叶片,而 TaC2DP1和 Taα-AMY 在叶片中的表达量更高;此外,抗旱材料蒙茬1号和黑穗中6种基因的表达量均高于敏感材料09594和K250。     

大麦对大麦条纹病菌毒素胁迫的响应

为探究大麦条纹病菌毒素对大麦种子萌发、幼苗生长及防御酶活性的影响,用大麦条纹病菌毒素处理20个大麦品种的种子,测定120 h后毒素对种子的萌发抑制率和胚根、胚芽生长抑制率,并测定了强抗病性种子萌发48 h、72 h、120 h和168 h时的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性及游...     

盐生草根系基因HgAKR6C的克隆与初步功能分析

醛酮还原酶（AKR）是构成Shaker型K+通道蛋白的保守核心结构域，在植物应对非生物胁迫时起到关键作用。本研究采用西北旱区典型盐生植物盐生草作为研究材料，基于课题组前期盐生草根系盐胁迫转录组学数据分析结果，筛选并克隆得到耐盐基因HgAKR6C。HgAKR6C基因蛋白质编码区（CDS）全长951 bp，共编码氨基酸317个。系统发育进化树分析表明，HgAKR6C与拟南芥中AtAKR6C1基因亲缘关系最近。亚细胞定位表明该基因可能主要定位于细胞质和细胞核中。qRT-PCR结果表明HgAKR6C在盐处理24 h时表达量达到峰值。构建酵母异源表达载体转化缺陷型菌株发现，HgAKR6C基因可能参与Na+的外排和介导K+的吸收。综上所述，HgAKR6C具有调节盐生草耐盐性的功能，而盐生草根系耐盐基因HgAKR6C的调控机制还需进一步的研究验证。     

2004-2022年甘肃省审定小麦品种情况分析与展望

为了给甘肃省高产优质小麦新品种的选育提供参考依据，对以甘肃省2004-2022年审定的284个小麦品种的基本情况和抗条锈病性进行了分析，并统计了生育期、株高和产量水平。结果表明，甘肃省近19年审定的小麦品种数量呈现波动上升趋势，育种单位主力为省内科研院所，联合育种呈现波动上升趋势，表明科研工作者对小麦品种选育具有较高的积极性；通过高使用频率直接亲本统计分析，发现甘肃省审定的小麦品种亲本配置组合主要来自主栽品种和人工创制的种质资源，并发现5个高使用频率直接亲本，表明近19年甘肃省审定品种遗传基础较窄；育成品种主要采用的育种方式为杂交育种，且育种方式趋于单一，表明今后要加强创新育种方式；审定的小麦品种以冬小麦为主，其中80.2%集中在陇东泾河上游川塬山地冬小麦区和陇南渭河上游河谷山地冬小麦区，而审定的春小麦97.9%则集中在河西内陆河灌溉春小麦区和陇中干旱川山春小麦区；小麦抗病性方面，审定品种对条锈病的抗性水平相对较好，但年际间波动较大；春小麦生育期年平均增加0.15 d，而冬小麦生育期年平均减少0.46 d；株高年平均降低1.10 cm，平均产量呈逐年上升趋势，年均增长47.25 kg·hm^-2，其中2012年产量最高，为8 136.2 kg·hm^-2；千粒重、穗粒数和有效穗数均呈现逐渐上升趋势，但穗粒数变化不大，年均增加0.08粒，千粒重年均增加2.71 g，有效穗数年平均增加1.29个。综上，在后续的育种工作中，可结合不同育种方式，更进一步选育出高产、优质和高抗的小麦新品种。