Basal defense is enhanced in a wheat cultivar resistant to Fusarium head blight

Fusarium head blight(FHB),mainly caused by the fungal pathogen Fusarium graminearum,is one of the most destructive wheat diseases.Besides directly affecting the yield,the mycotoxin residing in the kernel greatly threatens the health of humans and livestock.Xinong 979(XN979)is a widely cultivated wheat elite with high yield and FHB resistance.However,its resistance mechanism remains unclear.In this study,we studied the expression of genes involved in plant defense in XN979 by comparative transcriptomics.We found that the FHB resistance in XN979 consists of two lines of defense.The first line of defense,which is constitutive,is knitted via the enhanced basal expression of lignin and jasmonic acid(JA)biosynthesis genes.The second line of defense,which is induced upon F.graminearum infection,is contributed by the limited suppression of photosynthesis and the struggle of biotic stress-responding genes.Meanwhile,the effective defense in XN979 leads to an inhibition of fungal gene expression,especially in the early infection stage.The formation of the FHB resistance in XN979 may coincide with the breeding strategies,such as selecting high grain yield and lodging resistance traits.This study will facilitate our understanding of wheat-F.graminearum interaction and is insightful for breeding FHB-resistant wheat.

施肥量与氮肥基追比对西农979产量和品质的效应

为给小麦品种西农979的优质高产栽培提供理论依据,在高、中两种施肥量(高肥:每公顷施纯氮270kg、P2O5225 kg、K2O 120 kg;中肥:每公顷施纯氮180 kg、P2O5120 kg、K2O 120 kg)和氮肥7∶3、6∶4、5∶3∶2、10∶0四种基追比例(一次追氮在拔节期进行,两次追氮分别在拔节期与孕穗期进行)条件下,研究了施肥量和氮肥基追比例对西农979产量和品质的影响。结果表明,高肥处理产量比中肥处理产量提高9.66%;无论在中肥或高肥条件下,籽粒产量均随氮肥追施比例的增加而提高。施肥量和氮肥基追比例对千粒重的影响较小,对穗粒数的影响居中,对群体穗数的调控作用较大。氮肥基追并施可显著提高成穗率。随施肥量的提高和氮肥追施比例的加大,群体穗数逐渐增加,籽粒蛋白质含量和湿面筋含量也有逐渐提高的趋势,但蛋白质含量增幅小,湿面筋含量增幅大。高施肥量下,氮肥基追比例5∶3∶2,西农979的籽粒产量、蛋白质含量和湿面筋含量最高,分别达到8 573.5 kg.hm-2、14.97%和32.12%。

高产优质小麦新品种西农979叶面积、叶绿素含量及干物质积累的特点

为了解小麦新品种西农979的叶片功能、干物质积累及运转等特点,为其优质高产高效标准化栽培提供依据,选用西农979及大穗品系西农9814为试验材料,以小偃22为对照,对其不同生长发育时期叶面积、叶绿素含量及干物质的变化规律进行了研究。结果表明,在抽穗期,西农979最大单茎叶面积为72.78cm2,对照小偃22最大单茎叶面积为101.69 cm2;西农979叶片衰老较快,在5月25日几乎没有绿叶面积,而对照小偃22绿叶延迟至6月1日;西农979旗叶叶绿素含量也比对照小偃22低,但西农979单茎干物质积累和对照小偃22相当;在灌浆成熟期,西农979单粒重显著高于对照,成熟后西农979比对照增产7.4%。由此说明西农979叶片光合速率高,开花后光合产物向籽粒中运转快。后期光合时间短是西农979生产上存在的主要问题,可在扬花期采取叶面喷肥来延缓叶片衰老,维持后期叶片光合功能,扩大花后干物质积累量。

小麦品种西农979广适性简析及育种启示

为给广适性小麦育种提供借鉴,本文对优质广适性小麦品种西农979的性状进行了解析。小麦品种西农979广适性的遗传基础有两个:一是春性发育特性与匍匐苗相的结合,在发育方面打破了春性与耐寒性的连锁;二是群体调节能力强且综合抗性好,育种上聚合了众多亲本的优良性状。在气候变暖的大趋势下,通过发育调控提早熟期将成为育种取得突破的着力点。

冬小麦西农979高产高效水氮组合研究及其效应分析

为了解强筋小麦西农979高产高效生产需水需肥规律，为其高产高效标准化栽培提供依据．在大田条件下，研究了冬小麦品种西农979在不同水氮耦合条件下小麦花后旗叶叶绿素含量、光合速率的变化，灌水和氮肥利用率以及最终产量和产量构成要素的表现．结果表明，中水中氮（w2N2）和中水高氮（w2N３）水肥耦合有利于小麦花后维持较高的旗叶叶绿素含量和光合速率．较长时间保持高叶绿素含量和高光合速率；在0～300kg·hm＾－２的施氮量范围内，小麦产量随着施氮量的增加而增加，氮肥效率表现出先增加后降低的规律；随着灌水量的增加，小麦产量先增加后降低，水分利用效率随着灌水量的增加而降低；本试验条件下，W２N３（灌水量为田间持水量60％＋300kg·hm＾－２“施氮量）处理产量最高，为8648．49kg·hm＾－２，w2N２处理（灌水量为田间持水量60％＋150kg·hm＾－２施氮量）产量为7944．14kg·hm＾－２，相比最高产降低8．87％，差异不显著，但w２N２处理下的氮肥农学效率最高，并且显著高于其他处理，因此，W２N２为本试验条件下最为高效的施肥灌水处理．

小麦品种西农979抗赤霉病基因的转录组测序鉴定

小麦品种西农979对赤霉病具有较好的抗性。为了发掘西农979的抗赤霉病基因,本研究采用禾谷镰刀菌菌株BN-8分别接种抗病品种西农979与感病品种周麦18,取接种前西农979颖壳及接种后12、24和96 h的西农979与周麦18颖壳进行转录组分析,筛选抗感赤霉病差异表达基因,并对其进行GO功能注释及KEGG富集分析。结果表明,接种后12、24和96 h各出现14、1978和142个差异表达基因,共计2122个基因。这些基因经GO功能注释分类分成3大类43个亚类,主要涉及代谢过程、细胞过程、应激反应、生物调控、细胞部件、细胞、催化活性、结合、转运活性等。KEGG通路分析结果显示,内质网中的蛋白质加工通路中差异基因最多,有48个;其次是光合作用—天线蛋白通路及淀粉和蔗糖代谢通路,各含41和30个差异基因;显著富集的通路有光合作用—天线蛋白、内质网中的蛋白质加工、萜骨架的生物合成等。植物激素信号转导通路中发现27个差异基因,参与脱落酸和茉莉酸等路径;植物-病原体互作通路中发现19个差异基因,编码钙结合蛋白、WRKY转录因子、抗病蛋白等。此外,还筛选到UDP-葡萄糖基转移酶基因等脱毒相关蛋白基因。

不同年代冬小麦品种的产量和磷生理效率对土壤肥力水平的响应

【目的】本研究利用长期施肥定位试验构建的不同土壤肥力梯度,探索陕西关中地区小麦品种演替过程中产量、产量构成因素以及磷生理效率的变化,以期了解品种演替对土壤肥力水平以及磷效率的响应,为今后品种选育提供参考。【方法】长期试验包括7个处理,分别为不施肥处理(CK)、单施两个水平有机肥处理(M1和M2)、两个水平有机肥与两个水平无机肥配施处理(M1N1P1、M1N2P2、M2N1P1、M2N2P2)。小麦品种为小偃6号(80年代)、小偃22(90年代末)以及西农979(当前品种)。【结果】小麦品种演替过程中单产水平逐步提高,同时小麦产量随着土壤肥力水平提高呈显著增加趋势;品种更替的增产效应主要反映在高肥力土壤上(有机无机配施的4个处理),而在低肥力(CK、M1、M2)土壤上品种更替产量差异不显著。小麦品种演替过程中,在低肥力情况下穗数表现为90年代末的小偃22低于80年代的小偃6号,而当前品种西农979又高于小偃6号的趋势;但在高肥力情况下随品种演替穗数基本呈现为增加的趋势。在低肥力情况下随品种演替穗粒数的变化不一致,而在高肥力情况下穗粒数随品种演替基本呈增加的趋势。随着品种演替,无论在高肥力还是低肥力情况下,千粒重均呈逐渐增加的趋势。三个品种的穗数、穗粒数以及千粒重均随土壤肥力水平提高以及养分投入增加而呈增加的趋势。随着品种更替,无论高肥力还是低肥力土壤100 kg小麦需磷量均呈下降趋势,具体为小偃6号>西农979>小偃22号;不过低肥力土壤的100 kg需磷量高于高肥力土壤。随品种的演替,无论高肥力土壤还是低肥力土壤磷生理效率均呈现升高的趋势,但是高肥力土壤的磷生理效率高于低肥力土壤。【结论】陕西关中地区随品种更替小麦单产逐渐提高,其中西农979单产的提升是由于穗数和千粒重的提高,而小偃22号单产的提升则由于穗粒数和千粒重的提高。品种更替在低肥力土壤上并没有表现出产量及磷效率的优势,在高肥力土壤上表现出产量及磷效率的协同提高。因此,品种更替对土壤肥力水平的要求更高,土壤培肥以及定向育种的有机结合是实现陕西关中小麦高产高效、可持续发展的有效方略。

西农979中长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum)的遗传成分分析

西农979是我国黄淮麦区优质高产、早熟耐寒兼抗赤霉病的小麦新品种。十倍体长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum)7E染色体携带有抗赤霉病和抗叶锈病等多种抗性基因。为明确西农979品种的遗传基础,以西农979及其主要供体亲本小偃6号、早优504、陕229、陕213和西农881为材料进行系谱分析,结果表明,西农979及其主要供体亲本陕229、陕213、西农881均为小偃6号的衍生系;小偃6号是十倍体长穗偃麦草的衍生系。在此基础上,利用十倍体长穗偃麦草7E染色体上106个特异分子标记进行分析,发现有6个标记在西农979和小偃6号中扩增出了十倍体长穗偃麦草的特异片段,西农979和小偃6号均携带有十倍体长穗偃麦草7E染色体短臂上分子标记Xwmc653-Xwmc809之间的75.10～77.46cM区段,标记Xcfd31-Xgwm350之间的86.16～87.32cM区段,以及7E染色体长臂标记Xmag1932-Xdauk144之间的147.71～149.51cM区段。结果表明,西农979携带的十倍体长穗偃麦草7E染色体上的遗传物质源自小偃6号,这为进一步研究和利用西农979提供了理论参考。