麦类作物学报杂志

麦类作物学报杂志2019年第5期

• 小麦穗部性状和株高的QTL定位及T6VS·6AL易位效应分析

  胡文静，高德荣，陆成彬，梁秀梅，石宜宗，程顺和

  为了发掘新的穗部性状和株高QTL，利用扬麦17与扬麦18杂交后代206个单株组成的F2群体，构建了一个由141个SSR标记组成的全长1 005.1 cM的遗传图谱。该图谱包括26个连锁群，覆盖15条染色体，标记间平均距离为7.03 cM。结合F2和F2:3群体的表型数据，对穗部性状和株高进行QTL分析，利用复合区间作图法检测出15个QTL，分布在2B、2D、4B、5A、5B和7A染色体上，其中4个QTL能够同时在两个世代被检测到，表型变异解释率为1.93%～20.78%，穗长QTL QSl-YY-2D、 QSl-YY-5A和株高QTL QPh-YY-4B的贡献率超过10%。根据6VS特异性标记鉴定和表型调查结果，推测扬麦18的6VS上携带有增加穗长和穗粒数的基因，且为部分显性。2B染色体上总小穗数和5B染色体上穗粒数、穗基部结实粒数的QTL增效等位基因及2D、4B染色体上降低株高的QTL增效等位基因均来自扬麦18，表明该品种可作为具有高产潜力的小麦育种材料加以利用。

• 小麦 TaCP3基因的克隆及其参与非生物胁迫的表达分析

  张炳慧，高翔，杨明明，王宪国，何庆梦，姚晓露，李晓燕，赵万春，董剑

  半胱氨酸蛋白酶(cysteine protease,CP)是植物中重要的蛋白酶家族之一，广泛参与植物的各种生理过程；TaCP3属于papain-like（木瓜蛋白酶）家族的半胱氨酸蛋白酶，在小麦的生长发育及抗逆中起到重要作用。为研究 TaCP3基因的结构特征，以及在干旱、高盐、低温和高温胁迫下的表达情况，从小麦抗旱品种西农538中克隆了 TaCP3基因，该基因仅含1个1 125 bp的开放阅读框，编码374个氨基酸，在蛋白氨基端有一个28个氨基酸残基组成的信号肽，羧基端具有木瓜蛋白酶亚家族的保守结构域。生物信息学分析表明， TaCP3与大麦和山羊草半胱氨酸蛋白酶基因相似性最高。同时，本研究构建了pcold-TF/TaCP3原核表达载体，通过转化大肠杆菌BL21(DE3)，成功表达了TaCP3重组蛋白,分子量约为40 kD。qRT-PCR 结果表明， TaCP3的表达对干旱、高盐、低温和高温胁迫均有响应，初始都呈先降后升的趋势；且对干旱胁迫有强烈的正向响应。

• 一批新育成小麦品种（系）主要农艺性状分析及其分子标记鉴定

  许小宛，姚俭昕，高雅洁，冯毅，张玲丽，孙道杰

  为深入了解和利用黄淮麦区新育成小麦品种（系），本研究以黄淮南片2016-2017年度参加国家区试的81份普通小麦品种(系)及本课题组育成的10份普通小麦品种(系)为试验材料，利用主成分分析法、二维排序分析法及聚类分析法对供试材料的12个主要农艺性状进行了分析，并选用10个分子标记分别鉴定小麦赤霉病抗性基因（Fhb1）、矮杆基因(Rht1、 Rht2、 Rht8）、多酚氧化酶基因（PPO-A1）、光周期基因(PpD-A1、 PpD-D1）和穗发芽抗性基因或QTL位点( Vp1B3、 Qphs.ccsu-3A.1）。结果表明，通过主成分分析，提取了6个特征根大于1的主成分，代表了79.128%的原始数据信息；以参试材料的主成分得分绘制二维排序图，筛选出26个矮杆、穗大粒多、旗叶面积适中、综合农艺性状优良的品种；以主成分分析的综合得分进行聚类分析，在欧氏距离1.0处将参试材料聚为5类，综合农艺性状较好的材料主要聚在第Ⅴ类。分子标记鉴定结果显示，共有7（7.69%）个材料在所测位点上具有较好的基因型。结合农艺性状分析及分子标记鉴定结果，综合农艺性状较好且具有较强的穗发芽抗性和较低的多酚氧化酶活性的品种为郑麦151和西农585，可在今后的小麦生产及育种上优先考虑利用。

• 宁夏小麦种质资源穗发芽抗性鉴定及相关分子标记的有效性评价[HT7”SS][HJ]

  张维军，赵俊杰，何进尚，王小亮，亢玲，袁汉民，陈东升

  为鉴定宁夏小麦种质资源的穗发芽抗性，挖掘抗穗发芽种质资源，筛选在宁夏引黄灌区生态条件下能有效鉴定小麦穗发芽抗性的分子标记，测定了185份小麦种质资源的发芽指数（GI）、整穗发芽率（SGR），并利用5个穗发芽相关基因的KASP标记 Phs646、 Phs666、TaMFT、TaDAR和 Vp1B1-83对参试材料进行基因型检测，分析基因型与GI、SGR的相关性。结果表明，185份小麦种质资源GI的平均值为 16.74%，变化范围为0～77.35%；SGR的平均值为40.84％，变化范围为0.38%～99.69%；有22份种质资源的GI和SGR均小于5.0％。5个分子标记中， Phs646、 Phs666与GI和SGR显著相关（P＜0.01）；标记 Vp1B1-83与SGR显著相关（P＜0.01），与GI相关不显著；TaMFT和TaDAR与GI和SGR都不相关。表明分子标记 Phs646、 Phs666可用于宁夏引黄灌区小麦穗发芽抗性的分子鉴定， Vp1B1-83可作为该地区穗发芽抗性分子鉴定的参考标记。结合穗发芽抗性鉴定和分子标记检测结果，筛选出冬育5号、宁春22号、Bastian、毛火麦、山麦、白秃子、白毛火麦共7份具有低GI和SGR值及较高穗发芽抗性基因频率的种质资源。

• 安徽小麦品种醇溶蛋白遗传多样性及其与品质性状的相关性研究

  侯丞志，汪辉，吴豪，钱可，郑文寅，张文明，郭文善，姚大年

  为了解安徽省种植小麦品种醇溶蛋白对其品质性状的影响，利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（A-PAGE）技术对137份安徽小麦品种进行醇溶蛋白谱带分析，同时测定了面粉的理化特性、面粉粉质特性以及面筋相关指标。结果表明，137份安徽省种植小麦品种共分离出2 690条醇溶蛋白谱带，统计后得出不同迁移率的谱带共96条。其中，出现次数最高的是ω-14.3，出现概率为77.70%；出现次数最低的是α-81.7和α-89.3，出现概率均为0.72%。供试材料的遗传距离（GD）为0.13～0.81，所有材料的遗传距离平均值为0.70，说明供试材料的遗传差异较大。在GD=0.73的水平上将所有材料分为7个类群。57条不同迁移率的谱带与136项次品质性状的相关系数达到极显著或显著水平。其中，谱带β-68.0与面团粉质质量指数和面筋指数呈显著正相关，谱带α-73.4与面粉色泽L*值和白度值呈显著正相关，与b*值呈显著负相关。本试验筛选出这些对若干面粉及面团品质性状有显著影响的谱带，可为小麦品质育种工作提供参考。

• 小麦GRAS基因家族的全基因组鉴定与分析

  李亚飞，阳文龙，顾晶晶，张爱民，詹克慧

  GRAS基因是一类转录因子基因，在植物的生长和发育中起关键作用。本研究利用最新的小麦基因组数据，对小麦GRAS基因进行了全基因组鉴定和分析。结果从小麦中鉴定出153个GRAS基因，这些基因不均匀分布在小麦21条染色体上。系统发育分析将这些基因分为12个亚家族，片段复制和串联重复是导致该基因家族扩张的主要原因。蛋白质序列分析发现不同亚家族间氨基酸数目、分子量存在一定差异；二级结构预测表明，小麦GRAS基因的氨基酸序列均以α-螺旋、随机卷曲为主要组成部分。通过对小麦GRAS基因在不同组织和不同逆境胁迫下的表达分析发现，GRAS基因在不同组织和逆境胁迫下存在明显的差异表达，表明GRAS基因具有组织或器官表达特异性，且可能在对逆境胁迫的响应中起重要作用。这些结果为进一步研究小麦GRAS基因的功能奠定了基础。

• 黄淮南片麦区小麦耐倒春寒育种研究初探

  欧行奇，王玉玲

  倒春寒是严重影响和制约黄淮南片麦区小麦生产的主要气象灾害之一。小麦受倒春寒的危害程度与霜冻天气、栽培条件和品种自身遗传等关系密切。为了给黄淮南片麦区小麦耐倒春寒育种提供参考，本文结合耐倒春寒品种（系）百农矮抗58、百农207等的育种实践，提出判断小麦品种耐倒春寒的4条基本原则：（1）在相同地区相同年份，发生倒春寒时，不同栽培条件下均未发生冻害或冻害较轻的品种；（2）在相同地区不同年份，无论任何生育时期发生倒春寒均未造成冻害或冻害较轻的品种；（3）在不同年份不同地区，发生倒春寒时，均未发生冻害或冻害较轻的品种；（4）在低温敏感期(穗分化时期)鉴定时未发生冻害或冻害较轻的品种。本文还分析了与小麦品种耐倒春寒能力强弱密切关联的冬春性和抽穗期、光温反应特性、植株健壮度、越冬期抗寒性、穗部结实性和受害后恢复能力等6类性状，拟定了小麦耐倒春寒育种的基本方法。

• 南麦号系列小麦品种的染色体结构演变

  葸玮，蒋进，唐宗祥，王淑荣

  为了明确南麦号系列小麦品种及其亲本的染色体结构特点，用4种寡核苷酸探针和非变性荧光原位杂交（ND-FISH）技术对南麦号小麦品种及其亲本的染色体进行了分析。结果表明，亲本攀早抗含1RS/1BL易位染色体，它的4个衍生品种中3个含1RS/1BL易位染色体。寡核苷酸探针Oligo-275.1、Oligo-275.2、Oligo-pSc119.2-1和Oligo-pTa535-1反映出了2A、4A、5A、6A、7A、3B、5B、6B、1D和2D染色体在攀早抗及其衍生品种间的结构差异。根据Oligo-275.1和 Oligo-275.2的信号模式，推测7A染色体在南麦302、特研麦南88和荣春南麦1号中的重组情况不同。

• 裸大麦突变体Ynbs-1的分枝穗特性及其遗传分析

  王新天，王卫斌，陈升位，贺军与，朱思德，莫凡，余其，张婷婷，李玉平

  为了解裸大麦突变体重要种质Ynbs株系的分枝穗特性及其遗传基础，在花后7 d，调查了Ynbs-1突变体及其重组自交系（正常六棱穗）等材料的正、反杂交F1植株的穗分枝特性，分析了F2及其F3群体中正常穗与分枝穗植株的分离状况，检测了穗分枝基因连锁SSR标记和小穗轴短毛标记状况。结果表明，Ynbs-1的分枝穗长度、分枝穗数和分枝穗轴节数平均值分别为1.48±0.09 cm、23.56±1.52个和1.32±0.63个,均极显著高于RIL。Ynbs-1与RIL-1正、反杂交F1及Ynbs-1(母本)与BDM-8的杂交F1植株均无分枝。Ynbs-1(母本)与RIL-1和BMD-8的杂交F2群体的分枝穗与正常穗植株的个体数之比均符合1∶3，纯合分枝穗、杂合正常穗和纯合正常穗的个体数之比均符合1∶2∶1。Ynbs-1的穗分枝基因与3个SSR标记（HVM40-190 bp、Bmag0023-110 bp、Bmag0508A-170 bp）和小穗轴短毛基因均不连锁。Ynbs-1株系的分枝较多，其穗分枝遗传受1对隐性核基因控制，该基因与穗分枝突变体Prbs、F151和Foma的均不等位。

• 花后高温胁迫对小麦灌浆特性及产量的影响

  刘万代，常明娟，史校艳，谷庆昊，辛泽毓

  为了解小麦灌浆特性对花后高温胁迫的响应，选用西农979、洛旱2号、西农2208、新麦11、郑麦366和兰考矮早8等6个品种，于2016-2018年以自然条件为对照（CK），分析了花后高温胁迫（搭棚增温）后小麦灌浆进程、千粒重和产量的变化。结果表明，小麦粒重主要由灌浆持续时间和灌浆速率决定，不同小麦品种对花后高温胁迫的响应模式不同。西农979、洛旱2号在高温胁迫下，灌浆快增期的平均灌浆速率有所提高，但灌浆持续时间显著降低，导致粒重显著下降，且两年度的千粒重热感指数和产量热感指数均大于1，属于不抗高温型品种; 新麦11、郑麦366和兰考矮早8经高温胁迫后，灌浆持续时间变化幅度不大，平均灌浆速率分别降低了0.05、0.09和0.06 g·d-1，千粒重分别降低了2.00、1.45和1.56 g，但高温胁迫下粒重与CK无显著差异，且郑麦366和兰考矮早8的千粒重热感指数和产量热感指数在两个年度均小于0.9，属于抗高温型品种。

• 拔节期和开花期测墒补灌对邯麦16号小麦产量及耗水特征的影响

  苏玉环，刘保华，王雪香，张清华，宋彦龙，陈冬梅，马永安

  为给邯郸地区小麦节水栽培提供依据，于2016-2017年选用高产小麦品种邯麦16号进行大田试验，设置了3个测墒补灌处理（分别用W70、W75和W80表示，W70处理拔节期、开花期的0～40 cm土层目标相对含水量均为70%，W75处理均为75%，W80处理均为80%），以全生育期不灌溉W0和当地常规灌溉WN为对照，研究了拔节期、开花期测墒补灌对邯麦16号小麦产量及耗水特征的影响。结果表明，与WN处理相比，W75处理的总灌水量明显降低，土壤水消耗量及其占总耗水量的比例明显提高，促进了小麦对土壤水的利用；W75处理的总耗水量明显下降，籽粒产量、水分利用效率、灌溉水利用效率、灌溉效率均显著增加。开花期依据土壤含水量补灌至目标相对含水量为75%的水分管理措施，较传统灌溉明显降低了总耗水，同时提高了小麦产量和水分利用率，实现了高产、节水及水分高效利用，是本试验条件下最优测墒补灌处理。

• 基于Dualex植物多酚-叶绿素仪的冬小麦叶绿素含量高光谱估算

  王婷婷，常庆瑞，刘梦云，郑煜，杨景

  为探讨基于Dualex植物多酚-叶绿素仪和高光谱遥感技术反演小麦叶绿素含量的可行性，利用Dualex植物多酚-叶绿素仪，测定不同生育时期冬小麦叶片叶绿素含量（Chl），同时进行叶片光谱测定，以对Chl敏感的1个一阶导数波段、3个三边参数和3个植被指数作为自变量，利用偏最小二乘法（PLS）和支持向量回归（SVR）构建估测模型，并利用验证样本对各生育时期估测模型进行精度检验，同时与传统的单因素模型进行了比较。结果表明，冬小麦反射光谱曲线在不同生育时期有所不同，且随着叶绿素含量的增加，可见光波段的光谱反射率不断降低；在以一阶导数光谱敏感波段、三边参数以及植被指数构建的冬小麦Chl单因素估算模型中，基于各生育时期显著相关的植被指数构建的模型精度最优；以7个参数作为自变量，利用偏最小二乘法（PLS）和支持向量回归（SVR）构建的模型在各生育时期均表现出较好的拟合性及预测精度，尤其利用SVR建立的模型建模决定系数在0.8以上，预测决定系数在0.7以上，是进行冬小麦叶片Chl估测的最优模型。

• 不同抗性大麦品种对叶斑病的生理响应及主成分分析

  黄志磊,李葆春,汪军成，姚立蓉，司二静，杨轲，孟亚雄，马小乐，王化俊

  为了解大麦对叶斑病响应的生理机制，以对该病害抗性不同的两个大麦品种蒙啤麦1号（感病）与蒙啤麦3号（抗病）为材料，接菌后测定了大麦苗期、拔节期和孕穗期叶片氧化还原酶等抗病相关酶活性、MDA及渗透调节物质含量等11个生理指标，比较了两个品种间的差异。结果表明，两个品种对叶斑病菌侵染的反应差异因生育时期和指标而异，其中与蒙啤麦1号相比，蒙啤麦3号苗期的脂氧合酶（LOX）、 β-1,3-葡聚糖酶和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性及丙二醛（MDA）和可溶性糖（SS）含量的升高幅度较大，拔节期的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、多酚氧化酶（PPO）、LOX、 β-1,3-葡聚糖酶和PAL活性及脯氨酸（Pro）和MDA含量的上升程度较大，孕穗期的SOD、POD、PPO、LOX和 β-1,3-葡聚糖酶活性及Pro和SS含量增加幅度较大。通过对11个指标进行主成分分析，LOX、PPO、POD、PAL和 β-1,3-葡聚糖酶活性及SS含量对大麦抗叶斑病能力贡献率较大。由此可见，大麦对叶斑病的生理响应因品种、生育时期而异；LOX、PPO、POD、PAL和 β-1,3-葡聚糖酶活性及SS含量6个指标可作为评价大麦抗叶斑病的重要相关指标。

• 盐胁迫对燕麦幼苗Na+、K+吸收和离子积累的影响

  海霞，刘景辉，杨彦明，赵洲，陈晓晶，贾硕

  为了解盐胁迫下燕麦幼苗Na+、K+吸收和离子积累规律，以燕麦品种中耐盐性较强的Vao-9和耐盐性较弱的白燕5号为试验材料，用离子流检测技术研究了70 mmol·L-1盐（NaCl和Na2SO4摩尔比1∶1混合）胁迫0、24、48和72 h后，幼苗根系Na+、K+ 流速、流向，并测定根、茎、叶中Na+、K+、Ca2+、Mg2+积累量。结果表明，盐胁迫48 h后，根系Na+外排速率显著增加（P＜0.05），且Vao-9的Na+外排速率显著高于白燕5号；K+外排速率随胁迫时间的延长呈增加趋势，Vao-9的K+外排速率显著低于白燕5号；燕麦在盐胁迫下体内Na+增加，K+下降，Ca2+、Mg2+变化不明显，但各器官中4种离子分配有差别；盐胁迫72 h时，Vao-9叶中Na+分配较白燕5号少5.2%，茎中多7.4%；Vao-9叶和茎中K+分配较白燕5号分别多4.4%和2.5%，Ca2+分配分别多3.5%和3.8%；叶片Ca2+积累量增加且Vao-9始终大于白燕5号，两品种茎中Ca2+、Mg2+积累量在胁迫72 h时差异显著，Vao-9叶中Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+值均较白燕5号低。这说明较强的Na+外排能力和K+ 保持能力以及离子在植株各器官的合理分配是耐盐品种适应盐胁迫的重要途径。

• 裸燕麦对重金属镉(Cd)胁迫的生理生态响应及Cd累积特性

  刘建新，欧晓彬，王金成

  重金属镉(Cd)污染已成为全球面临的环境问题之一。为明确Cd胁迫对裸燕麦种子萌发、光合作用、活性氧代谢、Cd累积特性和植株生长的影响，以裸燕麦定莜6号为材料，用不同浓度的Cd2+处理种子并进行盆栽土培试验。结果表明，5~100 mg·L-1 Cd2+处理对裸燕麦种子的发芽率和发芽指数没有影响，对活力指数、胚根长和幼苗干重的抑制程度随Cd2+浓度增加而增强。在5~50 mg·kg-1Cd2+胁迫下，随着Cd2+浓度上升，抽穗期裸燕麦叶片的光合色素含量、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率下降速率增大，胞间CO2浓度、O-[KG-*2]·2、H2O2和丙二醛含量提高，超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性先升后降，过氧化物酶活性呈升-降-升趋势，抗坏血酸过氧化物酶活性和抗坏血酸含量逐渐下降，谷胱甘肽含量提高。抽穗期裸燕麦根系和地上部Cd含量和Cd累积量随Cd2+处理浓度增加而提高，根系和地上部对Cd的富集系数及转运系数依次下降。成熟期裸燕麦的株高、产量和产量构成因子随Cd处理浓度上升而下降。总之，Cd胁迫抑制了裸燕麦壮苗形成；使植株Cd积累增加；诱导活性氧代谢紊乱和光合作用下降，使植株生长受抑和产量降低。