小偃54高温抗条锈病基因的遗传分析

【目的】研究小偃54抗条锈性的遗传规律,为小麦抗条锈病基因的利用奠定基础。【方法】在温室以小偃54和感病品种铭贤169的杂交后代F1、BC1、F2和F3群体为研究对象,采用我国目前小麦条锈菌流行小种Su-4、Su-11、CYR29、CYR30、CYR31、CYR32和CYR33 7个小种对供试群体进行温室苗期和成株期测试,并分析杂交后代抗病基因的遗传规律。【结果】在苗期和成株期,小偃54在常温(夜10℃/昼18℃)条件下对7个流行小种均表现感病,而在高温(夜18℃/昼25℃)条件下则表现出较好的抗条锈性;小偃54对CYR29的抗条锈基因由2对相互抑制的基因控制,对CYR30、CYR31和CYR32的抗条锈基因由2对隐性基因控制。【结论】小偃54是一个典型的高温抗条锈小麦品种,并明确了其对条锈菌流行小种表现高温抗病性的基因数、显隐性和遗传方式。

“小偃54”优质小麦在豫南地区示范推广的抗逆性研究

豫南淮河北岸试验与示范推广的优质小麦“小偃54”品种在病虫害、霜害及严重旱、涝灾后仍表现出良好的抗逆性和较高产量,4年大田调查研究其生理特性如根系特性、功能叶特性、营养吸收利用效率等方面抗逆生理结果表明,该品种根系发达,旗叶上挺,通风透光强,并具有较强抗倒伏能力,这可能是“小偃54”在逆境胁迫下仍能获得较高产量的生理基础。

小偃54小麦的抗逆性表现

小偃54是一个具有杂种优势、品质优良的小麦品种。通过在豫南试种、示范及对其生理机制探讨发现:它有发达的根系,可在逆境中充分吸收营养、水分等,以满足自身营养需要和加大蒸发量,以调解渍水及旱灾条件下的生理功能和提高抵御病、旱、涝、倒伏等自然灾害的抗逆能力;具有旗叶中等、旗叶上挺的特征,因此通风透光较好,冠层温度较低,具有较高的抗干热风能力。此外,它是蛋白质含量很高的优质小麦,又是氮高效基因型,既能在逆境胁迫下充分吸收营养,又能用自身能量维护渍水条件下的生存需要,同时它又是属于高效低营养基因型,尤其适合在低磷协迫下利用其自身遗传生理特性去活化吸收营养,调解抗逆能力,获得较高产量。

不同磷效率基因型小麦应对缺磷胁迫的表型及相关基因表达的研究

【目的】小麦是磷肥需求量最大的作物之一。为了探索小麦对磷的高效利用机制,本研究评价了不同磷效率基因型小麦在缺磷条件下的差异响应。【方法】本研究选取一个磷高效小麦基因型‘小偃54’和一个低效率型‘中国春’作为试验材料,设置正常供磷(+P)、缺磷(−P)和缺磷7天后恢复正常供磷(RP)3个处理进行小麦水培试验,调查分析了小麦幼苗的表型、生理以及缺磷响应基因的表达随缺磷时间的变化趋势,及它们在不同磷效率小麦基因型间的异同。【结果】缺磷胁迫明显增加了两个小麦基因型的根冠比,但无论缺磷与否,磷高效基因型‘小偃54’的根冠比均大于磷低效基因型‘中国春’。随着缺磷时间的延长,小麦幼苗地上、地下部无机磷和总磷浓度逐渐降低,但不同基因型之间无明显差异。对缺磷的小麦幼苗恢复供磷后,磷耗竭的小麦幼苗体内无机磷含量迅速增加,‘小偃54’地上、地下部的无机磷含量均明显高于‘中国春’。缺磷响应信号基因TaIPS1和TaSPX3在缺磷6 h即被诱导表达,随着缺磷时间的延长表达量逐渐升高,且恢复供磷后表达量显著降低;缺磷早期‘中国春’中TaIPS1和TaSPX3的表达量比小偃54高,但在长期缺磷和缺磷后恢复供磷处理下又比‘小偃54’低,表明磷低效小麦基因型‘中国春’可能对体内磷稳态变化更为敏感。然而,两个根系特异表达的高亲和磷转运子TaPHT1.1/9和TaPHT1.10均表现出缺磷早期表达受到抑制,而长期缺磷被诱导升高表达。未预料到的是,二者在复磷处理后的表达量明显高于缺磷处理。长期缺磷处理下,‘中国春’中TaPHT1.1/9的表达量明显低于‘小偃54’,但其TaPHT1.10的表达与‘小偃54’无显著差异,表明不同磷效率基因型小麦幼苗缺磷诱导表达的磷吸收转运子可能存在差异。除此以外,缺磷胁迫显著增加了‘中国春’根系DCB-Fe含量,但对‘小偃54’无明显影响。【结论】磷高效基因型小麦幼苗(‘小偃54’)比磷低效型(‘中国春’)具有更大的根冠比和更强的磷吸收能力。‘小偃54’根系中的磷转运子基因TaPHT1.1/9的表达也明显高于‘中国春’。然而,缺磷明显促进了磷低效基因型小麦根表铁的富集。今后将进一步研究小麦根表铁的富集对小麦幼苗磷高效吸收和利用的影响。