黄淮冬麦区175个小麦品种的遗传多样性及SSR标记与株高和产量相关性状的关联分析

为了解小麦品种资源的遗传多样性,筛选株高、产量相关性状相关标记的等位变异,选用108对覆盖小麦各同源染色体且多态性高的SSR引物,对黄淮麦区175个小麦品种进行分析。共检测到448个等位变异,平均每个标记4.15个等位变异,变化范围为2～14个;全部SSR位点的多态性信息含量(PIC)变化范围为0.075～0.869,平均为0.561。聚类分析显示同一地区或同一育种单位育成的、具有共同亲本的品种多数聚为一类。关联分析表明,与株高、产量相关性状显著关联(P<0.01)的标记有23个,其中3个标记达到极显著(P<0.001)水平。标记wmc128(1B)和wmc236(3B)与小穗数极显著相关,分别解释小穗数变异的10.5%和8.0%;标记Xgwm129(2B)与千粒重达到极显著相关,可以解释千粒重变异的19.3%。

灌浆期遮光对不同粒色小麦籽粒花青素积累与相关酶活性的影响

为探讨光照条件对不同粒色小麦籽粒花青素合成与积累的影响,以红粒小麦品种(系)D4红、红5、黑小麦76,黑粒小麦品系D4黑、昌邑黑麦,以及普通小麦济麦19(白粒)为材料,研究穗部遮光对不同粒色小麦籽粒发育过程中花青素积累及相关酶活性的影响。全灌浆期穗部遮光或后期遮光对籽粒花青素含量的影响显著大于前期遮光,说明籽粒灌浆后期是花青素合成的关键时期。穗部遮光对D4红、红5及黑小麦76籽粒花青素含量的影响显著大于黑粒小麦昌邑黑麦与D4黑。3个红粒品种(系)全灌浆期遮光后籽粒花青素含量不足1Ug-1,与白粒品种类似,而前期遮光后期恢复光照后籽粒花青素迅速合成。与未遮光的对照比较,遮光对2个黑粒小麦品系花青素含量影响虽达显著水平,但遮光后黑粒品系花青素含量仍在2U g-1以上。说明黑粒与红粒小麦籽粒花青素的合成途径不同。红粒小麦的花青素合成可能是一种依赖光的合成途径,而黑粒小麦中可能是依光型和非依光型两种合成途径,且后者是其主要途径。有色小麦籽粒的苯丙氨酸解氨酶(PAL)和查尔酮异构酶(CHI)活性变化趋势是灌浆前期低,中后期高,而多酚氧化酶(PPO)活性则呈前期高,中后期低的变化趋势。未遮光处理的有色小麦,其不同时期籽粒花青素含量与PAL和CHI活性变化趋于一致,且呈显著正相关,表明CHI与PAL是有色小麦籽粒花青素合成的关键酶。黑粒小麦的花青素含量与PPO活性呈显著负相关,而红粒的相关性不显著。遮光后籽粒的花青素含量变化与酶活性变化趋势不一致,说明光照条件对籽粒花青素合成的影响并非直接通过3种酶活性的变化而起作用。

不同生育时期冬小麦叶片相对含水量高光谱监测

为实现冬小麦不同生育时期叶片水分含量的快速监测,以冬小麦冠层高光谱数据和红外热成像数据为基础,计算得到5种光谱参数,通过对不同生育时期叶片相对含水量与光谱参数拟合状况进行分析和筛选,分别构建了基于光谱参数的叶片相对含水量反演模型,并对模型进行检验。结果表明,不同生育时期叶片相对含水量与比值指数(RVI)、归一化差值植被指数(NDVI)、比值/归一化植被指数(R/ND)、优化土壤调整植被指数(OSAVI)、冠气温差(TDc-a)均呈极显著相关(P<0.01);拔节期、抽穗期、开花期、灌浆前期和灌浆后期叶片相对含水量分别与NDVI、OSAVI、R/ND、TDc-a和TDc-a拟合效果较好,决定系数分别为0.842、0.884、0.831、0.864和0.945;预测模型的均方根误差分别为0.019、0.016、0.027、0.032和0.024,相对误差分别为2.16%、1.80%、3.30%、3.81%和3.53%。因此,在拔节期、抽穗期、开花期、灌浆前期和灌浆后期,可以分别利用NDVI、OSAVI、R/ND、TDc-a和TDc-a估测冬小麦叶片相对含水量。

“M8008×烟农15”F_(2∶3)群体株高QTL的检测

利用EMS诱变小麦品种烟农15得到高秆大粒突变体M8008,以M8008为母本与烟农15配制杂交组合获得了F2及其衍生的F2∶3株系。利用SSR标记进行多态性检测,初步分析位于7B染色体上的Xwmc76和Xwmc426与株高连锁,另有该染色体上的4个标记在优选小群体(PSG)中表现多态性。利用这6个标记分析F2群体,构建遗传连锁图谱。利用F2∶3群体进行QTL分析,检测到1个株高的QTL,位于标记Xwmc76和Xwmc426之间,贡献率为9.33%,其增加株高的效应来自M8008。

保护性耕作和杂草管理对冬小麦农田土壤水分及有机碳的影响

在秸秆全量还田的试验田中(从2004年起),于2008—2009年及2009—2010年冬小麦生育期间,研究了不同耕作措施(旋耕、耙耕、免耕、深松和常规耕作)和杂草管理对冬小麦田土壤水分及有机碳的影响.结果表明:在未除草条件下,免耕、深松的杂草总密度显著提高;而在除草条件下,杂草密度显著下降.小麦从拔节期到灌浆期0～60cm土层水分含量呈明显波动变化,田间保留一定量的杂草可增加不同耕作方式0～20cm的土壤水分含量,表现出一定的土壤水分保持效应.保留杂草仅提高了拔节期0～20cm土层的土壤有机碳含量;而在抽穗期和灌浆期,0～20、20～40和40～60cm土层有机碳含量均低于去除杂草处理.去除杂草条件下,深松显著提高了冬小麦籽粒产量;保留杂草条件下,旋耕的籽粒产量最高,常规耕作产量最低.