为探究不同水分条件下施磷肥对冬小麦光合及结实特性的调控效应,明确施磷调控光合生产力促进穗花发育成粒的机制,于2020-2022年设置3种水分处理(W0:重度干旱;W1:中度干旱;W2:正常水分)和2种磷肥处理(P0:不施磷;P1:施磷)的盆栽试验,以大穗型品种周麦16(V1)和多穗型品种豫麦49-198(V2)为试验材料,通过测定不同穗位(基部、中部和顶部)的可孕小花数、结实数以及叶片净光合速率、叶绿素、叶绿素荧光参数、蔗糖含量等,分析不同水分条件下磷素对两类型品种冬小麦光合及结实特性的影响.结果表明,施磷肥可以有效增加冬小麦开花期(W10时期)可孕小花数,尤其对基部穗位的可孕小花数提升效果最显著(13.74％—27.01％),其次是顶部(9.57％—20.19％),再次是中部(6.97％—14.01％).对成熟期的结实粒数而言,施磷肥可以提高干旱胁迫下每穗的小穗数以及各小穗的结实数,进而显著提高每穗的结实粒数.此外,施磷肥可以有效提高两类型品种叶片净光合速率、叶绿素含量、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学效率(ΦPSⅡ);对蔗糖含量的影响因水分而异,干旱处理下增施磷肥降低了蔗糖含量,正常水分条件下则增加了蔗糖含量.将两类型品种光合指标分别与可孕小花数和穗粒数进行通径分析发现,5个光合指标与可孕小花数和穗粒数均呈正相关,其中净光合速率和蔗糖与可孕小花数的直接通径系数为1.001和0.435,与穗粒数的直接通径系数为0.996和0.626,远高于其他指标.最终,施磷通过增加穗数、穗粒数以及千粒重来显著增加产量,其中穗粒数在不同水分下均达到显著水平,穗数在W1和W2处理下显著,千粒重提升效果不显著.综上所述,在不同水分条件下施磷肥均可以通过调控冬小麦的光合性能提高其光合生产力,以维持正常的生理代谢功能,从而减少可孕小花的退化和败育以促进穗花成粒,最终达到缓解干旱胁迫危害以实现高产稳产的目的.研究结果为小麦生产中合理施用磷肥缓解干旱胁迫提供理论依据和技术支撑.

本研究测定了 100份糜子种质资源的直链淀粉和支链淀粉含量,采用分子标记对胚乳直链淀粉合成调控基因Waxy进行基因分型,并选取不同直链淀粉含量代表种质资源进行基因测序和差异位点分析.结果表明,100份糜子种质资源直链淀粉含量变化幅度为0～22.78％,平均6.07％,直链淀粉含量低于3.7％的糯性材料占36％,完全糯性材料占24％;支链淀粉含量变化幅度为4.55％～56.73％,平均15.30％.分子标记M5/R11扩增产物能有效区分S0、S-15和S0S-15基因型;标记int5Lf/R3和M12/R12的PCR产物利用内切酶ACC I和EcoN I剪切,可鉴别出Lc、LY、LF基因型.100份糜子种质共发现9种基因型,其中S0/Lc数量最多,占33％,S-15/LF占25％,杂合型S0S-15/LF、S0S-15/Lc、S0S-15/LYLF各占2％.通过Waxy基因序列比对,在地方品种甘谷黑蝉背、黑糜子、庆阳饿死牛,育成品种晋黍9号、赤糜2号等种质资源中发现了大量新的SNPs位点,可用于基因功能和糜子育种材料创制研究.本研究结果为糜子分子育种工作及品质改良提供了理论依据.

虎耳草属(Saxifraga Tourn.ex L.)资源丰富且分布广泛,全球有440～500个种,其分类一直受到植物学家的关注.该属具有重要的观赏和药用价值,欧洲多国非常重视其观赏资源的开发利用.虎耳草属的品种培育距今已有150多年的历史,到2022年国际虎耳草协会(The Saxifrage Society)网站收录了 1 692个品种,但只有1个品种来自中国.可见,我国虽然是虎耳草属的多样性中心之一,但对其观赏资源的开发利用远远落后于欧美甚至日本.该文从虎耳草属的种质资源、分类概况、育种进展等方面进行综述,并简要介绍该属资源的利用现状,为今后我国虎耳草属的分类、育种及应用提供借鉴.结果表明:(1)虎耳草种质资源丰富,但属下系统演化关系仍存在诸多问题,有待整合形态和系统发育学手段开展系统而深入的研究.(2)该属品种主要通过杂交育种和变异筛选的方式育成,英国、捷克共和国、德国、荷兰为培育品种最多的国家.(3)我国对该属的品种选育工作起步晚,育成品种少且育种方式单一.

选用Pi2、Piz-t、Pi9、Pi25、Pi5、Pita、Pia、Ptr、Pi1、Pikm、Pi54等11个抗稻瘟病基因的功能性分子标记,对华南稻区近年育成的90个籼稻骨干亲本进行抗性基因鉴定与稻瘟病抗性评价.结果表明,综合抗性等级达到高抗、抗、中抗、中感、感及高感的亲本分别为0份、3份、35份、38份、14份和0份,且年度间表现较为一致.不同鉴定时期的稻瘟病抗性级别相关性分析进一步显示,苗瘟与叶瘟、苗瘟与穗颈瘟以及叶瘟与穗颈瘟的抗性级别呈极显著正相关.对上述11个抗性基因在90个亲本中的分布进行检测,发现除Pi9基因以外,其他10个抗性基因在亲本中的分布频率分别为75.56％(Pi54)、70.0％(Pi5)、47.78％(Pi2)、31.11％(Pi25和Pia)、20.0％(Ptr)、15.56％(Pi1)、13.32％(Pita)、4.44％(Pikm)和1.11％(Piz-t).11 个抗性基因在不同省际间育成亲本中的分布频率差异较大.进一步结果表明,随着聚合抗性基因数量的增加,亲本抗性水平呈相应提升趋势,但不同抗性基因组合对于提升水稻亲本抗病性的贡献呈现明显差异.本研究为华南稻区新育成籼型常规水稻品种的合理布局及抗稻瘟病基因的育种应用提供有益的参考.

利用系统选育方法育成'川耳'系列毛木耳新品种 3 个.新品种'川耳 206'的典型特征是鲜耳腹面主要颜色为红褐色、背面颜色为棕黄色;'川耳 208'特征为鲜耳腹面主要颜色为暗红褐色、背面颜色为灰黄色;'川耳 213'的鲜耳腹面主要颜色为浅黄色、背面颜色为白色.3 个毛木耳新品种适宜在四川成都、德阳和气候相似地区栽培.

地方种是小麦育种的重要种质资源,为了解矮秆基因在地方种中的分布,本研究检测了甘肃省地方种矮秆基因等位变异类型及其在不同麦区的分布频率.结果表明:(1)地方种Rht-B1b和Rht-D1b的频率极低;41.4％的地方种携带Rht8,且春麦区高于冬麦区;46.7％的地方种含Rht24b,春麦区低于冬麦区.Ppd-D1a的频率仅17.8％,且春麦区低于冬麦区.另外,仅检测到Rht-D 1 b/Rht8、Rht-D 1 b/Rht24b和Rht8/Rht24b 3种组合,频率分别为0.2％、0.5％和12.8％.(2)地方种携带的矮秆基因及其组合分布频率低于育成种,且差异较大.不同来源育成品种携带的优势矮秆等位变异和频率不同,清水试验站的品种以Rht-D1b、Rht8和Rht24b为主,黄羊试验站的品种以Rht-B1b、Rht-D1b、Rht8和Rht24b为主,甘谷试验站的品种以Rht8和Rht24b为主.清水和黄羊试验站的品种秆矮、丰产性好,可在河西、沿黄灌区、陇南、陇东的小麦育种中应用;甘谷试验站的品种茎秆高,抗病性突出,可应用于定西、天水、陇南和陇东等旱地小麦的抗病改良.(3)基于分子标记检测结果,筛选出15份地方种和31份育成种,以上材料均携带2个及以上降秆基因(包括矮秆基因或Ppd-D1a),可为甘肃不同麦区小麦矮秆育种提供亲本材料.

目的 分析不同来源栝楼Trichosanthes资源群体的遗传结构和自然亚群间基因漂移分析以及资源的遗传多样性,为栝楼育种奠定基础.方法 从100对相关序列扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)引物中筛选出扩增效果好、稳定性高的43对引物对13个来源于3个自然亚群的栝楼资源进行扩增,进行不同亚群间和品种之间的遗传结构和多样性分析.结果 共扩增出691个位点,其中多态性位点百分率达到79.16％,整个群体的多态性信息含量(polymorphic information content,PIC)、观察等位基因数(observing the number of alleles,Na)、有效等位基因数(effective number of alleles,Ne)、香农信息指数(Shannon information index,I)和遗传距离(genetic distance,H)依次为 0.495 5、1.791 6、1.374 6、0.359 4和0.2316,3个自然亚群中其他野生类群的遗传丰富度最高,潜山和合肥自然亚群之间的遗传相似度高,达到0.922 9.亲缘关系类群体间的群间分化系数(intergroup differentiation coefficient,Fst)平均为0.265 6,类群间基因流(gene flow,Nm)平均为1.382 6,遗传分化系数较大,不同自然亚群间具有一定的基因交流,但不同位点基因交换的差异很大.13个品种资源被分成2个亚群,2个长萼栝楼地方品种单独组成一个亚群,其他11个双边栝楼资源被聚为另一个亚类,2个亚群遗传相似性系数仅为60.94％,福建野生型与安徽育成品种相似性较低,四川野生型相似性较高,说明四川野生型已被大量应用于安徽栝楼育种.结论 栝楼种质资源之间有较大的遗传相似性,不同自然亚群的栝楼种质资源之间有一定的基因交流.

qPh-3D为1个控制株高的主效QTL,可在科农9204×京411衍生的重组自交系群体(KJ-RILs)的14组环境数据中被稳定检测到,定位于科农9204基因组3D染色体KN3D:515.08～539.08Mb区间内,其降低株高的等位基因来自京411.本研究继续深入分析该QTL降秆机制,并利用包含187个家系的KJ-RILs群体及316份育成品种(系)组成的自然作图群体,对其进行遗传效应解析,进一步明确其对产量性状的影响.基于KJ-RILs群体分析结果 表明,来自京411的qPh-3D降秆基因型通过降低穗部以下各节间长度进而显著降低株高,但对穗长无显著影响.qPh-3D在降低株高的同时,可一定程度降低单株产量.在qPh-3D靶区间内选择2个紧密连锁的标记AX-110160363和AX-111109273,对316份自然作图群体进行产量性状遗传效应和靶区段选择效应分析.结果表明,降秆基因型在降低株高的同时,对穗长具有一定正效应,但对单株产量具有显著负效应.qPh-3D靶区段育种选择效应分析结果 表明,北京和陕西对qPh-3D降秆基因型利用率较高;而四川、青海、山东以及国外地区对其利用率较低,且在不同年代中,降秆基因型利用率均较低.随着时间的推移,qPh-3D的增秆基因型利用率呈上升趋势.此外,本研究还开发了 1个与qPh-3D紧密连锁的基于PCR技术检测的InDel分子标记.研究结果可对未来qPh-3D分子育种应用提供理论参考.

基于农业行业标准《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 辣椒》(辣椒DUS测试指南),利用47个基本性状作为形态学标记对457份近十年新育成辣椒品种进行数量性状分析、性状间相关性分析、品种聚类分析及多年栽培的稳定性分析等,综合分析目前我国新育成辣椒栽培品种特性及遗传多样性.利用11个数量性状进行分析发现供试品种呈现较好的多态性分布,品种间变异系数在23％～93％之间,而品种内平均变异系数均小于20％,说明供试品种内表达较为一致且品种间表达状态丰富,性状相关性分析发现数量性状中有4组之间显著相关;品种聚类分析在遗传相似系数0.52处可将457份种质资源划分成10大类,大部分品种集中在3个大类;通过两年栽培试验分析品种年度间稳定性和性状年度间稳定性,结果显示品种年度间表现较为稳定,平均相关系数为88.0％,年度间相关性中个体测量性状稳定于群体目测性状,群体测量性状年度间稳定性最低.本研究通过对457份新育成辣椒品种的形态学数据进行多层次综合分析,以此研究辣椒种质资源的遗传多样性,同时通过稳定性分析,进一步分析目前我国新育成辣椒栽培品种特性,为辣椒品种资源做出客观、严谨的评价,为辣椒品种选育提供基础.

近年来,空间环境诱变、离子束辐照及核辐射传统诱变技术在我国改良农作物和发掘新基因中应用日趋活跃.诱发突变技术应用于芝麻新材料创制及新品种选育始于1950年,据国际诱变育成品种数据库的不完全统计,截至2017年3月,世界上60多个国家在217种植物上诱变了3 246个正式发布的突变品种,8个国家诱变了25个芝麻突变体,其中我国诱变5个芝麻突变体,占总量20％而位居世界第二.综述了芝麻诱变育种的成果及诱变获得的芝麻农艺性状、抗病性等性状突变,并对今后芝麻诱变育种的目标及方法进行了展望,以期为研究芝麻功能基因组学提供丰富的多样材料及芝麻种质创新提供重要的理论参考.