摘要:玉米穗腐病是一种主要由拟轮枝镰孢和禾谷镰孢引起的真菌性病害，严重威胁国家粮食安全。随着气候和耕作制度的变化，穗腐病已成为玉米生产上发生最普遍、危害最重的病害之一，大规模的抗病种质资源鉴定有利于解决因优良抗病种质资源缺乏而导致的抗病品种培育困难的问题。本研究在建立了玉米穗腐病高通量抗性鉴定平台的基础上，采用滚动式抗源鉴定策略，在初级鉴定阶段采用单环境、单重复的策略对大量种质进行初步筛选，随后对初级鉴定中的高抗种质进行多重复、多环境、多年份的次级鉴定，逐步淘汰感病种质。2018-2020年间对10524份玉米种质资源进行了抗镰孢穗腐病的初级鉴定，共筛选到191份高抗种质，进一步对高抗种质进行滚动式次级鉴定，最终筛选出18XDHNAM11-20、H5084、MC303等59份具有稳定抗性的种质，其中24份种质在5年的鉴定中均表现为抗病。从59份抗病种质的杂种优势类群看，抗病种质可分为5个类群：温热互导群、国内Reid群、NSS群、SS群及黄改群，基本涵盖国内最主要的杂种优势类群，其中来自温热互导群的抗病材料有24份，占抗病材料总数的41%。本研究抗病种质资源的发掘为玉米抗穗腐病育种提供了重要资源。

摘要:为摸清海南省众多普通野生稻材料之间的亲缘关系，发掘具有代表性的样本，本研究利用32个SSR标记，对来自海南省11个不同市县的2038份海南普通野生稻资源进行遗传多样性分析及核心种质构建。结果显示，平均有效等位基因（Ne，Number of effective alleles）为2.479，丰富度Shannon 指数（I，Shannon entropy index）为0.975，Nei′s 基因多样性（h，Nei′s genetic diversity）为0.570，多态性位点百分比为96.27%，表明海南普通野生稻的遗传多样性十分丰富。不同地方来源的海南普通野生稻遗传多样性存在差异，来自临高的海南普通野生稻丰富度最高，琼海的普通野生稻遗传丰富度最低，其变异主要集中在群体内部。群体结构分析显示当K=2时，Delta K值最高，将2038份海南普通野生稻资源分成2个类群，第Ⅰ类群有1145份资源，分别来源于海口、澄迈、儋州、三亚、万宁、琼海、临高、陵水、乐东、东方，第Ⅱ类群有893份资源，分别来源于海口、文昌和澄迈。利用居群优先及多次聚类的方法构建海南普通野生稻核心种质192份，占总资源（2038份）的9.42%，核心种质的Shannon 指数（I）保留了102.46%，Nei′s 基因多样性（h）保留了104.39%，有效降低了原始种质的遗传冗余度和遗传差异上的重复。海南普通野生稻核心种质代表了原种质的遗传多样性和特异性，为海南普通野生稻资源的有效利用提供材料。

摘要:利用708份国内外苦荞资源的22个表型性状和3个品质性状数据，进行苦荞核心种质构建。通过比较遗传距离、取样方法、取样比例和聚类方法4个层面的不同组合策略优劣，确定了苦荞核心种质的最佳取样策略为“欧氏距离+多次聚类偏离度取样法+20%取样比例+最长距离法”，构建了包含141份苦荞资源的核心种质。核心种质和原始种质的均值差异百分率、方差差异百分率、极差符合率和变异系数变化率分别为 0、84.00%、97.60%和115.42%。比较核心种质与原始种质各性状的均值、方差、极值、变异系数、多样性指数和主成分对核心种质进行验证和评价。核心种质与原始种质在25个性状上的均值无显著差异；核心种质在所有性状上的方差均大于或等于原始种质，其中22个性状的方差差异达到显著或极显著水平，表明核心种质有更强的异质性；多样性指数t检验表明，核心种质与原始种质多样性指数在所有性状上差异均不显著；主成分检验表明，核心种质与原始种质均有8个主成分，累计贡献率分别为77.525%和76.191%。本研究所构建的核心种质能较好地代表原始种质，可作为苦荞种质资源收集保存和有效利用的依据。

摘要:干旱是影响小麦生长发育的主要因素之一，筛选抗旱性优异的小麦种质，对抗旱性研究及抗旱种质资源利用具有重要意义。本研究于2018-2021年对373份山西小麦地方品种连续开展3年的田间成株期抗旱性鉴定，设置正常灌溉和干旱胁迫2个处理，测定株高、单株穗数、穗粒数、每穗小穗数、穗长、穗下节长、千粒重及单株产量8个性状，采用综合抗旱系数（CDC， comprehensive drought resistance coefficient）、抗旱性度量值（D， drought resistance comprehensive evaluation value）、加权抗旱系数（WDC， weight drought resistance coefficient）、相关性分析、频次分析、主成分分析、灰色关联度分析、隶属函数分析、聚类分析和逐步回归分析相结合的方法进行抗旱性评价。结果表明，干旱胁迫处理下8个性状的测定值均较正常灌溉处理明显降低。相关性分析发现8个性状的抗旱系数间均呈现一定的相关性。主成分分析将8个性状指标转换成5个主成分，累计方差贡献率达84.6%。基于CDC值、WDC值和D值，山西小麦地方品种抗旱性排序基本一致。根据D值利用聚类分析将373份材料划分为5类。逐步回归分析表明，D值与7个性状均显著相关，是较为可靠的抗旱性鉴定指标，并筛选出19份山西小麦地方种质，为小麦抗旱育种提供材料及理论基础。

摘要:为了解长江流域棉区棉花品种的品种特性，本研究收集了2001-2023年通过长江流域国家区试的100份棉花品种，并对其生育期和株高、产量相关性状、纤维品质相关性状进行了鉴定，发现长江流域棉区的品种选育总体呈现出生育期逐渐缩短、产量逐渐升高、纤维品质稳定改善的现象。采用聚类分析、相关性分析、主成分分析、综合评价的方法，对12个性状进行研究。结果显示，各性状的变异系数范围为3.06%~24.37%，遗传多样性指数在0.42~2.05之间，其中铃数的变异系数最大，子指与铃重的遗传多样性指数最高；聚类分析的结果表明，供试品种被分为3大类群，分别为产量与品质综合表现均较差的品种类群、低产优质的品种类群和高产低质的品种类群；相关性分析结果显示，生育期与大部分产量相关性状呈极显著正相关，与纤维长度、整齐度呈负相关；主成分分析结果表明，前3个主成分的累计贡献率达到70.23%，铃数、纤维强度与纤维长度是棉花出现表型变异的主要因素。对供试品种进行综合评价，发现各供试品种的得分在0.48~2.29之间，并筛选出综合得分前8以及2份早熟的综合表现优异的种质资源。本研究可为棉花的遗传改良提供一定参考，具有重要的理论和实践意义。

摘要:三七为人参属多年生草本植物，生长和繁育周期长，群体间的遗传多样性低，但群体内单株间表型变异大，人参皂苷含量差异尤为明显。本研究根据三七中5种人参皂苷（三七皂苷R1、人参皂苷Rg1、人参皂苷Rb1、人参皂苷Re、人参皂苷Rd）含量构建了11份集团群体（SL1~SL11），对当代和第一代集团群体人参皂苷含量进行了比较分析。同时，基于三七基因组，使用MISA软件进行全基因组水平SSR标记开发，鉴定到255239个SSR标记，筛选出17对多态性SSR标记。使用SSR标记对第一代群体进行遗传多样性评价。结果表明，11份第一代集团群体观察杂合度Ho较高（0.4583~0.6042），遗传分化程度低（Fst=0.0447），且具有较高基因流（Nm=11.6189）；第一代群体间总皂苷含量无显著性差异而三七皂苷R1变异系数高于总皂苷和其他单体皂苷，且群体SL8三七皂苷R1含量显著高于其他群体。综上，本研究以皂苷含量为目标性状构建了高皂苷含量的集团群体，并利用SSR标记评价了群体遗传多样性，构建的三七皂苷R1高含量群体可作为后续育种材料。

摘要:观测了61份辣椒地方品种以及39份紫彩椒和红辣椒809的杂交后代选育的创新种质的12个性状以及基因组DNA的SSR分子标记信息，进行了遗传相关分析和多样性评价。结果表明：地方品种和创新种质两个群体间的12个性状均呈显著差异，其性状变异系数范围分别为1.15%~50.02%和3.27%~60.67%，其中地方品种的维生素C含量变异系数最大；两个群体的广义遗传力分别在79.24%~99.23%和87.73%~98.80%之间，说明性状主要由遗传决定。两群体间的性状分化系数在1.30%~48.95%之间，其中花色苷含量分化明显，株高分化不明显。相关性分析表明两两性状间有23组呈显著或极显著相关；主成分分析综合评价筛选出10份特异资源。筛选出20对SSR有效引物对，PCR扩增出68个多态性条带，多态性比例为69.39%，其中地方品种的多态性位点居多。基于12个性状和分子标记数据进行聚类分析，可将供试种质划分为3个类群，地方品种大部分聚集在类群Ⅰ，创新种质大部分聚集在类群Ⅱ，类群Ⅲ仅含PP1122种质，该种质植株具有叶片大、长势旺、果实大、果皮紫色且营养成分含量高等特点，说明创新种质与地方品种亲缘关系较远，利用不同类群的种质紫彩椒和红辣椒809的杂交可拓展辣椒种质的遗传背景。本研究为辣椒种质创新和品种遗传改良提供参考。

摘要:披碱草属牧草生态适应性强，是青藏高原地区草地改良的主要种质资源。为了研究高寒地区披碱草属种质资源花序分支穗型的多样性，本研究以来自青藏高原不同地区的76份披碱草属花序分支种质资源为对象，测量和分析了花序分支的24个表型性状。结果发现：（1）76份种质资源群体间变异大，24个性状多样性指数高，各表型性状多样性指数H′平均为5.19。（2）披碱草属花序分支仅有一级分支，发生的分支数均值为7.03个，分支率均值为33.90%，分支一般发生在主花序轴中下部，分支始点变异系数最大（98.14%）。（3）相关性分析发现，分支数与分支率、分支宽度、分支穗总长、花序总长均呈极显著正相关；分支率与分支宽度、分支终点均呈极显著正相关；分支穗总长与花序总长、分支穗种子数均呈极显著正相关。（4）主成分分析表明，前4个主成分贡献率达84％，第1主成分（36%）与花序分支的数量和长度密切相关，反映了分支特征相关的变异；第2主成分（30%）反映了种子重量和分布特征；第3主成分（12%）反映了分支发生的位点和总花序长度等变异特征； 第4主成分（6%）反映了分支轴占花序长的比例和种子数质量密度等特征。（5）聚类分析表明，76份披碱草属花序分支种质资源可分为3类，包括少分支型、多分支型和均衡分支型；在此基础上通过亲缘关系分析，进一步分为9类种质，包括高位多支型、密支型、长支稀疏型、均衡分支型、重籽多产型、中等分支型、稀疏分支型、短支少产型、均匀稳产型。9种类型主要体现了分支特征和种子产量特征，为进一步筛选理想的花序分支穗型提供了基础。本研究的76份披碱草属花序分支种质资源多样性高，表型差异大，分支的发生改变了种子产量的格局，研究结果为改良高寒地区披碱草属牧草的种子产量提供了理论基础。

摘要:磷是有限的自然资源，磷肥当季利用率低，而过量施磷则会加重农业面源污染风险。挖掘马铃薯自身磷高效遗传特性，培育耐低磷品种是节约磷资源和保护生态环境的重要途径。建立基于光合表型参数的马铃薯品种（系）耐低磷能力评价体系，可实现耐低磷马铃薯种质快速、无损、高效鉴定和选择。以20个马铃薯品种（系）为材料，以膨胀珍珠岩为基质，在正常磷营养液池（1.70 mmol/L NaH₂PO₄）和低磷营养液池（0.17 mmol/L NaH₂PO₄）中培养，测定各品种生物量、产量和光合表型相关指标，计算各指标耐低磷胁迫指数。利用综合隶属函数法，进行主成分分析、回归分析，对各马铃薯品种（系）进行耐低磷能力的划分，综合评价各马铃薯品种耐低磷能力。与正常磷相比，低磷胁迫下，供试马铃薯品种（系）的单株产量、植株总干重、根干重等指标的均值降幅较大，各指标变异系数范围为3.24%~132.99%；光合参数中非光化学淬灭系数qN、PSⅡ反应中心开放比率qL、非调节性能量耗散的量子产量?no等光合参数有所上升。对各项指标的耐低磷胁迫指数进行主成分分析，前5个主成分的累计方差贡献率达86.32%，利用隶属函数法计算耐低磷综合评价值（D），D值范围为0.3258~0.7702；采用多元回归分析方法，建立了马铃薯耐低磷预测模型，确定了5个耐低磷鉴定指标并进行系统聚类，将20个马铃薯品种（系）划分为耐低磷型、中间型、低磷敏感型3类，并筛选出红玫瑰、6-1、滇薯1520、丽薯6号、27-1、滇薯1208为耐低磷型品种，而86-2、滇薯1504的耐低磷能力较差，为磷敏感型。

摘要:一粒系小麦（Einkorn wheat， AA）作为小麦的基础物种，在形成普通小麦的过程中染色体组部分位点丢失，评价一粒系小麦的遗传多样性及对病害抗性的水平对普通小麦育种和遗传改良具有重要的理论意义和育种价值。本研究利用15对条带清晰、多态性高的SSR引物对170份一粒系小麦材料进行遗传多样性分析，并接种条锈菌流行生理小种CYR34进行抗病性评价。结果表明，SSR分析获得71个等位变异，引物平均多态性信息含量为0.6540；聚类分析和群体结构分析均将170份供试材料分为两个类群，两类群内的平均遗传距离分别为0.4732和0.5404；抗病性评价获得19份抗性较好的材料，其中免疫材料3份，近免疫材料2份，高抗1份，中抗13份，占供试材料的11.17 %；有3对SSR引物与一粒系小麦抗条锈病显著相关。综上所述，一粒系小麦存在较多的等位基因变异，含有优异的抗条锈病基因，具有提高小麦抗条锈病的育种潜力。

摘要:小麦条锈病是由条形柄锈菌（Pst， Puccinia striiformis f. sp. tritici）引起的一种全球性重要真菌病害，严重影响小麦生产安全。发掘抗病基因，培育抗病品种是防治条锈病最为经济有效和安全的方法。武都白茧儿是甘肃陇南小麦农家品种，在整个生育期都表现出中到高抗条锈病，但其抗性基因尚不明晰。为解析武都白茧儿的条锈病抗性遗传机制，本研究利用抗病亲本武都白茧儿和感病亲本辉县红配制杂交组合，利用条锈菌生理小种V31/lab对其F₂和F_2：3群体进行苗期接种鉴定，结合混池测序和连锁分析定位抗性基因。结果表明，武都白茧儿对V31/lab抗性由一对隐性基因控制，暂命名为yrWUD。根据F₂群体的混池外显子捕获测序和混池转录组测序结果，开发了12个高通量的KASP标记；通过连锁分析，将yrWUD定位在4AL染色体的2.6 cM遗传区间内，与侧翼标记4AL36和4AL11的遗传距离分别为0.9 cM和1.7 cM，对应13 Mb的物理区间（4A：610.26~623.35 Mb），其中3个抗病相关基因TraesCS4A02G329100、TraesCS4A02G330000和TraesCS4A02G330100在抗感池中差异表达，推测为yrWUD的候选基因。本研究定位了武都白茧儿的抗性基因yrWUD，用KASP标记4AL36在自然群体中检测了该基因的等位基因，研究结果为小麦抗条锈病育种提供了新基因和分子标记。

摘要:qCTS-9是在多种苗期低温条件下稳定发挥作用的水稻耐冷基因，研究其耐冷优异单倍型及适应性进化模式，有利于为水稻耐冷育种提供基因资源和技术支撑。本研究利用116份栽培稻（Oryza sativa L.）和37份普通野生稻（Oryza rufipogon Griff.），对qCTS-9基因的核苷酸多样性及单倍型进行了分析。结果表明，qCTS-9基因编码区内的14个SNPs组成了8种单倍型，其中的4个非同义SNPs组成3种功能单倍型，这3种功能单倍型之间表现出显著的耐冷性差异，编码区的第1535 bp处SNP可能是qCTS-9基因的关键变异位点。对qCTS-9基因启动子区顺式作用元件进行分析后发现，相比于野生稻和粳稻，低温敏感籼稻Hap4单倍型材料中-1107 bp有一个SNP （G→A），导致该处的MYB识别位点缺失，这个自然变异可能与籼稻耐冷性下降相关。野生稻包含栽培稻中qCTS-9基因的大部分变异，但在编码区及启动子顺式作用元件中无独有的变异位点；从野生稻向籼粳分化的过程中，耐冷相关等位或突变被固定和扩展，进而增强了其区域适应性。

摘要:薏苡仁油是薏苡仁主要功能性物质之一，脂肪酸是其重要组成部分。以中国9个省份的190份薏苡种质为材料，检测其种仁硬脂酸、油酸、亚油酸含量，分析ClSAD、ClFAD2基因序列多态性并鉴定单倍型，进行脂肪酸含量单倍型关联分析。结果表明，不同薏苡种质种仁3种脂肪酸含量存在广泛变异，变异系数为15.84 % ~ 23.05 %，遗传多样性指数为5.22 ~ 5.23，其中油酸含量最高，硬脂酸含量最低，各脂肪酸组分间呈极显著正相关。ClSAD和ClFAD2内部各有14个和3个SNP，分别鉴定到5个单倍型组合，ClSAD基因单倍型Hap3和ClFAD2基因单倍型Hap1分别与参考基因组一致。ClSAD基因单倍型Hap3与硬脂酸含量显著关联且具有负效应，利于硬脂酸向油酸转化。ClFAD2基因单倍型Hap1利于亚油酸的积累，而Hap2与亚油酸酸含量显著关联且具有负效应，不利于亚油酸的合成。在2个基因内部各鉴定到1个关键SNP位点，分别是形成SAD和FAD2酶活性差异的关键位点。研究结果将为高油薏苡优良品种的选育、分子标记开发和相关分子机制解析提供理论基础。

摘要:花生是我国重要的特色出口农产品，在农业发展中占有至关重要的地位。本研究以红珍珠（H）和白珍珠（B）两个花生品种为研究材料，进行转录组学-代谢组学联合分析。在开花后第30天和第45天，红珍珠种皮和白珍珠种皮色差值（L值、a值、b值）及其花青素含量在品种间均表现极显著差异。FPKM层次聚类分析结果表明，开花后第30天红珍珠相对于开花后第30天白珍珠和开花后第45天红珍珠相对于开花后第45天白珍珠独有基因分别为1847和1843个。GO分析注释结果表明， 8条GO 通路与花青素合成密切相关，其中GO：0055114和GO：0016207两个条目分别富集到8个和7个差异表达基因。KEGG富集分析结果表明，6条代谢途径与花青素生物合成显著相关。代谢组学结果表明，差异代谢物定位到了矢车菊素、原花青素、矮牵牛素、翠雀花素、锦葵素、牡丹素及其衍生物。转录组-代谢组联合分析结果表明，类黄酮生物合成途径（ko00941）是种皮颜色形成的关键途径，翠雀花素和矢车菊素为关键差异代谢物。11个差异表达基因qRT-PCR表达趋势基本与转录组测序结果一致。本研究结果对揭示花生种皮花青素生物合成调控机制具有一定的参考意义。

摘要:甘油-3-磷酸酰基转移酶（GPAT，glycerol-3-phosphate acyltransferase）是三酰甘油（TAG，triacylglycerol）生物合成的核心酶，在植物生长发育以及抗逆过程中发挥重要作用。本研究基于蒿叶猪毛菜（Salsola abrotanoides L.）转录组数据，利用生物信息学和qRT-PCR方法，对蒿叶猪毛菜GPAT基因家族成员进行鉴定分析并探究其表达模式。以BLASTP比对和HMM搜索2种方法共鉴定出35个GPAT成员；理化性质分析表明，大多数蛋白属于碱性蛋白；亚细胞定位预测表明，Sa_GPAT家族成员主要分布于内质网；空间结构预测显示，二级结构主要以α螺旋为主，三级结构较为稳定。系统发育树分析显示，该家族分为4个亚家族，其中组别4为特有亚家族，且与拟南芥GPAT家族不存在聚类关系。信号肽预测显示蒿叶猪毛菜GPAT家族成员中未存在信号肽，且跨膜结构分析表明蒿叶猪毛菜GPAT家族成员中约63%存在跨膜结构。表达模式分析表明，蒿叶猪毛菜GPATs呈现组织特异性表达，其中Sa_GPAT003在幼苗中高度表达，结合幼苗干旱胁迫转录组结果发现多数Sa_GPAT家族成员响应外界干旱胁迫，其中Sa_GPAT032在干旱胁迫后表达量极显著升高。由此推测，蒿叶猪毛菜GPAT基因家族成员可能在抵抗干旱胁迫方面起着重要作用。

摘要:马铃薯（Solanum tuberosum L.）是全球第四大粮食作物，挖掘鉴定抗旱基因，是培育抗旱马铃薯新品种的重要途径。马铃薯StAVP1基因参与跨液泡膜物质运输，在植物应对物质运输和非生物胁迫中发挥重要作用。本研究从马铃薯品种大西洋的叶片中克隆得到编码区全长2301 bp的StAVP1基因，生物信息学分析表明，其包含典型的H⁺-焦磷酸酶结构域和13个跨膜结构域，与近缘物种的AVP1蛋白具有较高的序列相似性，预测定位于液泡膜上。组织表达模式分析显示，StAVP1基因在花中表达量最高，块茎中表达量最低。StAVP1过表达拟南芥株系的生物量和根长显著高于野生型，干旱胁迫后，过表达StAVP1拟南芥株系叶丙二醛含量显著低于野生型，超氧化物歧化酶、过氧化物酶和脯氨酸含量显著高于野生型。DREB等逆境应答基因表达量显著上调。CoIP试验结果显示，StAVP1与StRAB发生直接互作，且干旱胁迫下StAVP1过表达拟南芥株系中AtRAB基因表达量也显著上调。本研究通过生物信息分析、异源表达表型、生理、基因表达方面功能验证、互作蛋白分析，表明马铃薯StAVP1基因是马铃薯遗传改良的重要基因来源。