小麦叶片水分利用效率及相关生理性状基因的染色体定位

利用中国春-埃及红代换系对控制小麦水分利用效率、光合速率、蒸腾速率、POD活性以及SOD活性等的基因进行了染色体定位。结果表明,控制高水分利用效率的基因可能位于5A和5D染色体上;控制高光效的基因可能位于3A和3D染色体上;控制高蒸腾速率的基因可能位于7B染色体上;诱导POD和SOD活性增强的有利培因可能分别位于7D和6D、2B染色体上。这些研究结果可以为小麦机抗旱节水的遗传育种研究提供一定参号信息。     

小麦细胞减数分裂染色体分离同步化遗传分析

利用缺体回交法获得了含一对小染色体的自花结实4D缺体中分别附加0、1和2条4E染色体的3种材料．对自花结实4D缺体小麦附加不同剂量4E染色体后．小染色体在细胞分裂终变期和中期的配对频率观察分析。证明了4E染色体具有促进小染色体与小麦正常染色体分离同步化的作用,且这种作用没有剂量效应。     

小麦生长素结合基因 TaABP1-D的定位表达及染色体定位

生长素影响了植物生长发育的诸多过程。生长素结合蛋白 ABP1 (auxin binding protein) 作为一种生长素受体,在质膜上生长素诱导的快速反应中起重要作用。小麦中已经克隆得到了TaABP1-D,但其在细胞中的作用位置以及在染色体定位情况仍不明确。本实验利用洋葱表皮细胞瞬时表达系统对小麦生长素结合基因 TaABP1-D进行亚细胞定位,表明TaABP1-D蛋白为膜蛋白,存在于细胞质和细胞膜中;同时利用中国春缺体-四体材料和信息学方法,将TaABP1-D定位在小麦5D染色体长臂的近着丝粒位置上,距两侧EST标记BE490079和BE405060的遗传距离分别为0.51 cM和0.28 cM。     

小麦亲缘种属添加系耐低磷胁迫性状鉴定与基因染色体定位

采用苗期缺磷和全营养对照处理,以70个中国春—野生亲缘种属二体添加系及中国春为材料,根据苗期表观遗传性状、磷吸收率和利用率相对生物量对其进行耐低磷胁迫能力筛选鉴定和基因染色体定位。结果表明:大麦4H和长穗偃麦草7E染色体上携带有耐低磷胁迫的优异基因;长穗偃麦草6E、黑麦1R和6R、卵穗山羊草4Ug和6Mg、易变山羊草4Sv染色体携带促进小麦根系生长发育的基因;拟斯比尔托山羊草5S和簇毛麦4V染色体分别携带高磷吸收率和磷利用率的基因。通过染色体工程技术,可以将携带耐低磷胁迫基因的外源染色体片段导入普通小麦,为小麦耐低磷胁迫育种和了解植物耐低磷胁迫的分子机理奠定基础。     

小麦植物铁载体分泌基因的染色体定位

采用室内控制生长条件的营养液培养技术,通过检测缺铁条件下２０个中国春的Ｈｏｐｅ染色体代换系及其亲本中国春和Ｈｏｐｅ小麦植物铁载本分泌的动态变化规律以及植物铁载体分泌高峰期内５次测定值的汇总资料,对六倍体小麦ＰＳ分泌基因进行染色体定位。ＰＳ分泌率通过根分泌物对新形成的Ｆｅ（ＯＨ）３的活化能力进行测定,在缺铁症出现时每隔２,３天测定１次,随着缺铁失绿症严重程度的增加,ＰＳ分泌率呈现迅速增高再逐渐降低的     

小麦生长素结合基因TaABP1-D的表达与染色体定位

生长素影响了植物生长发育的诸多过程。生长素结合蛋白ABP1(auxin binding protein)作为一种生长素受体,在质膜上生长素诱导的快速反应中起重要作用。小麦中已经克隆获得了TaABP1-D,但其在细胞中的作用位置以及在染色体的定位情况仍不明确。本研究利用洋葱表皮细胞瞬时表达系统对小麦生长素结合基因TaABP1-D进行亚细胞定位,结果表明TaABP1-D蛋白为膜蛋白,存在于细胞质和细胞膜中;同时利用中国春缺体-四体材料和信息学方法,将TaABP1-D定位在小麦5D染色体长臂的近着丝粒位置上,距两侧EST标记BE490079和BE405060的遗传距离分别为0.51 c M和0.28 c M。     

基因在染色体上的定位

概述了染色体的发现和基因在染色体上定位的荧光原位杂交技术,放射杂交体法,重叠群拼接和染色体步移及基因定位克隆的常用方法以及基因定位的应用。     

普通小麦各染色体组有效利用土壤磷基因的遗传分析

以部分中国春双端体为材料用土培盆栽法对小麦各染色体组有效利用土壤潜在磷基因的遗传分析表明：小麦不同染色体臂上所携基因对小麦有效利用土壤潜在磷特性具有不同效应,在供试材料中,Ｂ组染色体所缺失的臂在缺磷下对籽粒产量的贡献较大,其中以４Ｂｓ、５Ｂｓ,效应最强,而Ｄ组所有缺失的染色体臂及大部分Ａ组所缺失的染色体臂在缺磷下则对籽粒产量有较强的抑制效应,其中以５Ｄｓ、３ＤＬ及２ＡＬ,１Ａｓ的效应最强。     

小麦新抗源CH5383抗条锈病基因的遗传分析及分子定位

CH5383是新育成的源于中间偃麦草的渗入系,对小麦条锈病和白粉病均表现免疫。为明确其抗性来源、遗传方式和抗病基因在染色体上的位置,将CH5383的系谱材料及其与高感条锈病品种(系)杂交的F1、F2和F2:3家系群体进行条锈病抗性鉴定。结果表明,CH5383对条锈病的抗性源于中间偃麦草,对条锈病生理小种CYR32的抗性由一对显性核基因控制,将此基因暂时命名为YrCH5383。从476对SSR引物中筛选到3对引物Xgwm108、Xbarc206和Xbarc77与抗病基因连锁,遗传距离分别是8.2 cM、10.7 cM和13.6 cM。根据这两对标记在染色体上的位置,将抗病基因定位到3B染色体的长臂上。3B染色体的长臂还未见有正式命名的抗条锈病基因的报道,推测YrCH5383可能是一个源于中间偃麦草的新抗条锈病基因。     

控制小麦种、属旗叶水分利用效率的染色体背景分析

利用ＬＣＡ－３便携式光合仪对不同染色体背景的材料测定表明,就旗叶水分利用效率（ＷＵＥ）而言,不同染色体组的上排序为ＡＡ＞ＢＢ＞ＤＤ＞ＲＲ,说明Ａ组染色体上载有控制高ＷＵＥ的基因,对中国春双端体系列的研究表明,Ａ组染色体无论在缺失长臂和短臂时,其端体也保持较高的旗叶ＷＵＥ,在１ＡＬ、２ＡＬ、２ＡＳ、７ＡＳ染色体臂上载有控制高ＷＵＥ的基因。对小黑麦附加系的研究表明,４Ｒ染色体上载有控制高ＷＵＥ的基因,     

Genetic Analysis of Agricultural Traits in Rice Related to Phosphorus Efficiency

Relative tillering ability, available spike, biomass, and grain yield of P₁, P₂, F₁ and F_2,3 were used to study the genetic development of rice related to phosphorus efficiency with a quantitative genetic model. The results indicated that under a low-P condition, the relative tillering ability and the relative available spike were apt to the additivity-dominance-epistasis model with two couples of major genes, between which additive, dominant and epistatic effects existed, and with multi-gene modifications. Their maximum major gene effect mostly indicated additivity, but sub-maximum major gene effect mostly indicated dominance. Relative biomass and grain yield were apt to the additivity-dominance-epistasis and multi-genes model. The heritabilities of the major genes were 60.08% and 37.70%, and those of the multi-genes were 32.15% and 58.9%, respectively. This meant that the heritabilities of the relative tillering ability, the relative available spike, and the relative biomass were high, so they were ideal indexes for rice breeding tolerating to low-P stress; whereas, the heritability of the relative grain yield was low, which meant that the grain yield was easily affected by the environment.     

水稻磷效率相关性状的遗传特性

利用数量遗传模型对P1、P2、F1、F2．3等4个世代的相对分蘖率、有效穗、生物产量及经济产量等性状进行了遗传分析。混合遗传模型分析表明：低磷胁迫条件下,相对分蘖率和相对有效穗两个指标适合两对主基因的加性．显性．上位性的模型,两对主基因之间存在着广泛的加性、显性和上位性效应,也存在多基因修饰;相对分蘖率和相对有效穗的最大效应主基因以加性效应为主,次大主基因以显性效应为主,而相对生物量与相对经济产量两个指标符合两对加性．显性．上位性主基因＋多基因的模型,主基因遗传力分别达到60．08％和37．70％,多基因遗传力分别达到32．15％和58．9％。表明相对分蘖率、有效穗和生物量的主基因遗传力均较高,可以作为水稻耐低磷遗传育种的指标。而相对经济产量的主基因遗传力相对较低,说明经济产量受气候等环境因素影响较大。     

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.     

不同小麦品种氮效率和产量性状的研究

对29个冬小麦品种进行子粒产量和氮效率的研究,结果表明,在氮胁迫条件下,供试小麦品种的子粒产量具有明显差异。缺氮条件下子粒产量的聚类分析结果表明,供试品种可划分为氮高效、中效和低效三类,氮高效品种在其中所占比例较少。在缺氮条件（N-）下,不同氮效率品种成熟期植株全氮含量差异不大,植株氮素积累量、氮效率（NUE）、吸收效率（UPE）和利用效率（UTE）均以氮高效品种最高,中效品种次之,低效品种最低。缺氮条件下较强的氮索吸收和利用能力是氮高效小麦品种氮胁迫条件下高氮效率的主要原因。     

茄子氮素利用效率相关性状的配合力分析

在筛选氮素利用高效茄子自交系的基础上,利用Griffing-Ⅱ设计,在两个氯素水平下(450kg/hm2争不施氮)分析了7个茄子自交系氮素利用效率相关性状的配合力.结果表明,两个氮素水平下,氮效率受加性效应和非加性效应的共同控制;氮素吸收总量和氮素利用效率则以加性遗传为主.氮高效育种中,自交系609和749在两个氮素水平下均有较高的氮效率一般配合力.与高氮处理相比,低氮条件下氮素利用效率相关性状的广义遗传力有所增大,而狭义遗传力多为递减趋势.     

脂肪细胞分化差异表达基因与其染色体所在遗传图位置的相关性分析

在脂肪细胞分化过程中,有约1／3表达的基因被诱导或抑制。通过分析3T3－L1脂肪细胞分化差异表达基因在染色体遗传图上的位置,对共同表达诱导或抑制的基因群体的调控与它们在染色体遗传图上的位置分布的关系进行分析。结果显示这些共同调控的基因除拥有共同的转录调控因子外,未发现在染色体的位置上和它们的共同调控有相关性。     

长期施肥下三类典型农田土壤小麦磷肥利用效率的差异

对我国北方长期施肥下三类典型农田土壤（塿土、潮土和褐潮土）的小麦产量、小麦磷肥农学利用效率、小麦磷肥利用率进行了研究.结果表明：长期施用磷肥处理（氮磷化肥配合施用、氮磷钾化肥配合施用、氮磷钾化肥和秸秆配合施用、氮磷钾化肥和有机肥配合施用）的小麦产量为2914～6219 kg·hm^-2,较不施磷肥处理（不施肥对照、单施化肥氮、氮钾化肥配合施用）提高了2～4倍,各施磷肥处理之间无显著差异.试验起始年施用氮磷钾化肥处理的塿土、潮土和褐潮土上的小麦磷肥农学利用效率分别为17.0、20.3和13.3 kg·kg^-1,小麦磷肥利用率分别为15.3%、31.2%和23.8%;施肥15年后,小麦磷肥农学利用效率每年分别增加3.9、2.5和2.8 kg·kg^-1,小麦磷肥利用率每年分别增加1.3%、0.9%和1.0%.同一类型土壤不同施磷处理间的磷肥农学利用效率和利用率差异不显著.在我国北方地区,长期施用磷肥可以显著提高小麦产量和磷肥利用效率;氮磷钾化肥和有机肥配施处理下,塿土平均每年增长的小麦磷肥农学利用效率和磷肥利用率较潮土和褐潮土高.     

黄土高原半湿润区气候变化对冬小麦生育及水分利用效率的影响

利用黄土高原半湿润区1981～2010冬小麦生长发育定位观测资料和对应平行气象观测资料,分析气候变化对冬小麦生长发育的影响,以及冬小麦水分利用效率与气象条件的关系。结果表明:(1)研究区域降水量年际变化呈波动变化,20世纪90年代降水量最少,并存在3年、8年的年际周期变化;气温年际变化呈上升趋势,气温变化曲线线性拟合倾向率为0.325℃/10年;作物生长季干燥指数呈显著上升趋势,干燥指数变化曲线线性拟合倾向率为0.069/10年,20世纪90年代至2010年明显趋于暖干化;研究区域冬小麦播种至成熟期间≥0℃积温为2 000℃～2 200℃,降水量为300～350mm,日照时数为1 900～2 100h。(2)受气候变暖的影响,研究区域冬小麦播种期每10年推后2～3d,返青期每10年提前4～5d,开花期和成熟期每10年提前5～6d;冬小麦越冬期每10年缩短5～6d、全生育期每10年缩短7～8d。(3)由于研究区冬春季气温显著升高,越冬死亡率下降,冬小麦水分利用率呈上升趋势;冬小麦播种～出苗期和起身～拔节期气温对冬小麦水分利用效率的影响为负效应,其余时段气温对水分利用效率的影响为正效应,其中的乳熟期～成熟期水分利用效率对气温变化十分敏感;播种～出苗期、分蘖～冬前停止生长期和乳熟～成熟期降水量对冬小麦水分利用效率影响为负效应,且乳熟期～成熟期水分利用效率对降水量变化十分敏感;越冬期和返青～拔节期降水量对冬小麦水分利用效率影响为正效应,并在冬小麦越冬后期和返青期前后水分利用效率对降水量变化十分敏感。