小麦苗期水分利用效率及其相关性状的QTL分析

以小麦DH群体(旱选10号×鲁麦14)为研究材料,采用复合区间作图法,对小麦幼苗在水分胁迫及非胁迫条件下的水分利用效率(WUE)及其相关性状的QTL进行定位,并对比分析QTL的加性效应.两种水分条件下共检测到14个具显著加性效应的QTL,分布在2A、3A、4A、5A、6A、7A、1B、3B、3D染色体上,可解释表型变异的范围在6.36%～19.73%.其中,非胁迫(对照)条件下检测到10个QTL,包括2个单株WUE的QTL,5个地上部WUE的QTL,1个根系WUE的QTL及2个总耗水量的QTL;水分胁迫条件下上述性状各检测到1个QTL.对于同一性状没有检测到在两种水分条件下均位于同一标记区间的QTL,表明不同水分环境条件下同一性状的QTL表达模式是不同的.论文也讨论了可能用于标记辅助选择的QTL及其分子标记.     

小麦TabHLH123-6A基因克隆与功能标记开发北大核心CSCD

根系是植物吸收水分与养分的重要器官,挖掘利用小麦根系相关调控基因对于粮食生产具有重要意义。b HLH(basic Helix-Loop-Helix)是植物中广泛存在的一类转录因子,参与调节植物的生长发育。本研究克隆了小麦基因Tab HLH123-6A,其开放阅读框1386 bp,编码461个氨基酸,含有保守的HLH结构域,具有典型的b HLH家族成员特性。对其互作蛋白预测分析发现,Tab HLH123-6A与HLH家族的其他蛋白以及锌指蛋白存在相互作用。组织表达模式分析表明,Tab HLH123-6A在小麦不同生育时期的各个组织中均有表达,在根和根基中表达量较高。启动子序列分析显示Tab HLH123-6A启动子区含有多种顺式作用元件,包括生长素、脱落酸和茉莉酸甲酯等激素应答元件。q RT-PCR检测结果表明在生长素、脱落酸和茉莉酸甲酯的处理下Tab HLH123-6A表达均上调,但是在PEG模拟的干旱处理下其表达受到抑制。利用小麦多态性群体材料检测到Tab HLH123-6A基因25 bp处有1个核苷酸变异位点(C/T),表示为Tab HLH123,根据该位点开发了功能标记d CAPS-Kpn I。关联分析发现Tab HLH123与小麦深根比显著相关,且等位变异类型为Tab HLH123的小麦深根比高于Tab HLH12325-T,Tab HLH123在小麦育种历史中受到了正向选择。本研究结果为小麦根系构型改良提供了理论依据和基因资源。     

作物种质资源表型性状鉴定评价:现状与趋势

表型是作物基因型与环境互作后呈现出来的性状,包括形态学、生育期、产量、品质、抗性等性状。作物种质资源具有丰富的遗传多样性,并经过数千年在世界不同区域驯化利用中的人工选择,形成了表型性状的多样性,构成育种家选育作物新品种的物质基础。认识和发现作物种质资源表型的多样性需要通过系统、科学的鉴定,特别是培育适应全球气候变化下环境的品种,更需在大量种质资源中发掘和利用抗旱、耐热、抗病虫、水肥高效利用等特性的材料。作物种质资源各类表型性状的鉴定需要对环境进行有效的控制,而多年多点的鉴定可以准确观察鉴定性状的变异水平或表达稳定性,是育种家准确选择和利用性状的重要依据。作物种质资源表型性状的鉴定主要采用田间鉴定、设施鉴定、仪器分析、感官鉴定的方式。近年来,作物种质资源表型性状鉴定已从单一环境、低通量、粗放型鉴定转变为多年多环境、重点性状、高通量精准型鉴定。随着组学技术、智能与信息技术的快速发展,作物种质资源的表型性状鉴定已进入一个新阶段,形成作物育种中重要性状准确快速发掘与应用的坚实基础。     

不同水分条件下小麦灌浆期功能叶片的遗传特性

2005-2007年,以小麦DH群体（旱选10号×鲁麦14）的150个株系及其亲本为材料,研究在灌溉和雨养两种水分条件下,小麦灌浆中期上部3片功能叶的长、宽及基角遗传基础及其与产量性状的关系.结果表明：与灌溉条件下的性状相比,雨养条件下小麦灌浆中期上部3片功能叶的长和宽均显著降低,而叶基角表现复杂.两种水分条件下,DH群体所有性状均表现超亲分离,变异系数在5.1%～45.9%,性状平均值多数介于双亲之间;旗叶基角遗传力均最高(91%和97%),而倒3叶基角均最低 (23%和31%);控制旗叶基角的基因数目均最少,灌溉和雨养条件下均分别为4对和2对,控制倒3叶基角的基因数目2007年均最多,分别为21和25对;两种水分条件下控制上部3叶基角,以及灌溉条件下控制倒3叶长的多基因间存在互补作用.3片功能叶长、宽与穗粒数、穗粒重之间多数为显著正相关, 倒3叶长、旗叶基角、倒2叶基角与千粒重、单株产量呈显著正相关,但相关系数均较小（<0.481）.因此,可以在育种早代对上部3叶长、宽进行比较严格的选择,而对叶基角的选择应在育种高代进行;在小麦上部3片功能叶生长的关键时期保证适宜的土壤水分,能够促进叶片正常生长,提高产量.     

小麦苗期水分胁迫诱导差异表达cDNA的研究

以小麦幼苗为材料 ,采用mRNA差异显示方法和银染技术 ,对经过用 16 % (- 0 .5MPa)PEG - 6 0 0 0溶液处理不同时间而诱导表达的小麦基因进行分离 ,共得到cDNA差异片段 5 2条。经ReverseNorthern验证 ,检出阳性表达片段 15个 ,克隆并测序。经GenBank查询 ,11个片段序列与已知序列有较高的同源性 ,4个片段同源性非常低 ,可能为新基因。     

用渗透胁迫鉴定小麦种子萌发期抗旱性的方法分析

本以聚乙二醇(PEG)-6000、甘露醇和蔗糖作为渗透剂模拟水分胁迫,胁迫溶液渗透势范围在-0．25MPa到-1．50MPa,分析适于进行小麦种子水分胁迫萌发试验的条件,以鉴定小麦萌发期的抗旱性。结果表明,蔗糖溶液易诱发霉茵,胚芽不能正常生长。渗透势为-0．25MPa的PEG-6000及-0．50MPa的甘露醇胁迫已经显抑制了胚芽伸长;-0．50MPa的PEG-6000及-1．00MPa的甘露醇显抑制种子萌发,随着胁迫强度增加,种子相对发芽率及胚芽长度减小,主要是因为渗透胁迫降低了种子吸水速度,胚芽的相对含水量和渗透势均低。在渗透势相同的胁迫条件下,PEG-6000对小麦种子萌发各项检测值的抑制作用均大于甘露醇。如果目的是通过鉴定小麦种子在高渗溶液中的萌发情况,评价萌发期的抗旱性。选用-0．50MPa的PEG-6000或-1．00MPa的甘露醇较为理想,若同时考虑降低试验成本,则应首选-0．50MPa的PEG-6000。     

小麦抗旱种质资源的遗传多样性

在雨养和灌水条件下,田间栽培小麦抗旱材料。根据结实器官建成与物候期、生育期的对应关系,通过供试材料产量构成因素的旱、水表现,分析在各因素形成时期的抗旱性。分别以抗旱系数和抗旱指数作为评价抗旱性的指标,通过聚类分析供试材料的遗传多样性。结果发现有些材料表现为全生育期抗旱,而有些材料只在苗期、拔节期、开花期和灌浆期等一个或几个生育时期表现抗旱;有的材料表现为抗旱高产,但有的材料产量水平较低;同时还发现部分抗旱种质资源在灌水条件下有较大的增产潜力。     

小麦幼苗根系形态与反复干旱存活率的关系

以35个不同栽培类型的小麦品种（系）作为试验材料,根据其6叶幼苗的根系形态性状进行聚类分析,供试材料的根系类型分为3种：大根系、小根系和中间型根系。具有中间型根系的材料反复干旱存活率最高,这些材料的根系特点是单株根数7－8．5条,最大根长20-22cm,根总干重44－48mg,其中10cm以下根干重占36％－45％,根冠比范围在0.22-0.24。一些水地栽培的育成品种苗期抗旱性较强,旱地栽培的育成品种苗期抗旱性差异较大,个别旱地栽培的地方品种在土壤水分胁迫条件下反而比在正常水分条件下的根系发育更好,可能是长期适用干旱条件的结果。     

作物抗旱相关性状的QTLs定位研究进展

提高作物品种的抗旱性、获得高产稳产是抗旱育种的最终目标。作物分子连锁图谱的构建及其它分子遗传学研究进展为改良作物抗旱性提供了新机遇。Ｔａｎｋｓｌｅｙ等[1]指出,通过ＲＦＬＰ或其他分子标记进行标记辅助选择,为难以测量的性状提供了一条重要的选择途径。通过对抗旱相关性状的数量性状位点(ＱＴＬｓ)的标记,就可以把复杂的性状作为一套单基因性状进行分析和选择。一旦找到紧密连锁的标记(1-5ｃＭ),就可以在育种工作中进行标记辅助选择[2]。分子标记使育种家无需测定表型就能够追踪调控抗旱性状的遗传位点,可免去多年多点的大量田间…     

高粱幼苗水分胁迫诱导表达差异cDNA的研究

以高粱为试验材料,用-0．7MPa的PEG-6000高渗溶液对其幼苗进行水分胁迫处理,利用mRNA差异显示技术分离得到53条高粱水分胁迫诱导表达的cDNA片段,其中包括5个完全诱导表达片段,43个上调片段和5个下调表达片段。经过Reverse Northern验证,筛选出13个差异表达的cDNA片段,并进行克隆测序。经GenBank查询,10个片段序列与已知序列有较高的同源性,3个片段同源性非常低,可能为新基因。