摘要:EMS是化学诱变中最常用的诱变剂，EMS诱变具有单个碱基点突变率高、成本低、易操作等优点，通过EMS诱变获得突变体可以为育种和基因功能研究提供有利的材料。EMS诱变技术的关键是确定EMS浓度和诱变时间，一般以达到半致死率的浓度和时间为最佳处理组合。禾本科植物中主要以种子为诱变材料，同时花粉、愈伤组织以及依靠营养繁殖的禾本科植物的营养器官也可以作为诱变材料。不同植物材料对EMS的耐受性不同，花粉最敏感，其次是愈伤组织，无性繁殖材料和种子的耐受性较强。突变体的筛选方式包括表型对比筛选、逆境定向筛选和正、反向遗传学筛选。本文综述了近年来EMS诱变技术在禾本科植物育种和基因功能研究中的应用，介绍了EMS的诱变原理、诱变剂浓度、处理时间、诱变处理材料的选择及突变体的筛选，并对未来禾本科植物中的EMS诱变研究进行了展望，为今后禾本科植物的EMS诱变研究提供参考。

摘要:随着全球气候变化，极端天气事件发生概率显著上升。作为我国水稻商品粮重要生产基地，黑龙江省是低温冷害频发地区，黑龙江省粳稻在苗期和生殖生长期（含孕穗期、开花期和成熟期）都容易遭遇低温胁迫。低温胁迫是黑龙江省粳稻生产的重要限制因素，提高黑龙江省粳稻品种耐冷性对保障我国粮食安全生产具有重大战略意义。本文在回顾水稻耐冷鉴定方法和遗传研究同时，通过分析黑龙江省粳稻近20年（2006-2023年）育成品种的耐冷数据发现，随着近年来审定品种数量“井喷”，品种耐冷性呈现整体下降趋势；其次，通过基于参考基因组的比较作图发现，苗期和生殖生长期耐冷性大多受独立的位点或染色体区段控制，遗传重叠（包括一因多效位点和连锁区段）比例在21%左右，其中负调控位点占比20%。对当前黑龙江省粳稻耐冷育种工作而言，针对上述遗传重叠位点/区段和负调控位点开展深入研究，将有利于进一步提高育种工作效率。在此基础上，本文提出了黑龙江省粳稻耐冷生物育种策略以及苗期与生殖生长期耐冷性同步改良的具体建议。

摘要:针对广西野生稻濒危状况越来越严重的问题，抢救性收集广西野生稻种质资源，发掘其抗病基因，对广西野生稻资源丰富的地区开展了调查和收集，并对收集的部分资源进行了白叶枯病和稻瘟病抗性鉴定。结果表明，广西野生稻原记载的44个分布点中，仅剩24个尚有野生稻分布，濒危状况十分严重，近10年来野生稻分布点消失比例高达45.5%，水源被破坏和杂草竞争是危害野生稻生存的主要威胁因素；按照野生稻取样原则，共抢救性收集到11个普通野生稻和药用野生稻群体共317份种质资源；利用国际强毒菌株PXO99对177份材料进行白叶枯抗性鉴定，采用离体戳伤叶片鉴定的方法进行不同病菌小种（Guy11、RB22、FJ-3-2、FJ-3-5、FJ-2-3）的稻瘟病抗性鉴定，筛选出白叶枯抗性资源27份，稻瘟病抗性资源105份，兼抗白叶枯和稻瘟病的种质资源5份。针对广西野生稻抗病资源丰富但消失严重的问题，建议加强收集和保护，并加大种质资源鉴定力度。

摘要:本研究旨在探究不同来源花生种质资源品质性状之间的关联性，为挖掘优异的鲜食花生种质资源提供理论依据。采用变异系数、遗传多样性指数以及相关性分析、主成分分析、聚类分析、综合评分等方法，对287份不同来源花生种质资源的11个品质性状进行全面分析和综合评价。结果显示，11个品质性状变异系数介于1.286%~19.506%，遗传多样性指数在1.046~2.073之间。相关性分析结果表明油酸含量与蛋白质含量呈极显著负相关关系，与蔗糖含量呈极显著正相关。主成分分析共提取到3个主成分因子，累计贡献率达到71.467%。通过聚类分析，287份材料被分为3个类群，第Ⅰ类群脂肪、硬脂酸含量较高，共计100份材料；第Ⅱ类群共有61份材料，油酸含量较高；第Ⅲ类群含126份材料，具有高蛋白低脂肪的特点。基于3个主成分的贡献率权重，构建了综合评分公式：F=0.588F₁+0.277F₂+0.135F₃，据此公式筛选出了综合评分大于1的材料51份，其中大于5的材料有3份，可为今后花生品质育种提供参考。

摘要:通过变异系数、相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法，对686份红花种质资源进行遗传多样性分析及综合评价，为新疆红花品种选育奠定基础。供试材料的11个农艺性状变异系数介于12.72%~44.80%，说明红花种质资源存在丰富的变异。3个质量性状遗传多样性指数范围介于0.75~1.04。相关性分析表明，单株产量与株高、一级分枝数、二级分枝数、单株果球数、顶球直径及每果粒数均呈极显著正相关。聚类分析在平方欧氏距离为7.5时，将种质资源划分为4个类群，其中第Ⅳ类群的单株产量和千粒重表现优异。主成分分析表明，5个主成分的累计贡献率达78.838%，叶缘、叶刺、单株果球数、每果粒数和千粒重为红花表型变异的主要因素。综合评价筛选出3份优异种质，分别为合肥红花（220657）、78-1（220675）、临泉红花（220683），其中临泉红花（220683）千粒重较大（53.42 g），可作为高产型亲本材料。本研究686份红花种质资源具有丰富的遗传多样性，可为后续选育红花新品种提供基础材料。

摘要:为了解向日葵种质资源的耐盐性，鉴定发掘向日葵耐盐优异种质，对444份种质资源分别进行了芽期（250 mmol/L NaCl）、苗期（250 mmol/L NaCl）耐盐鉴定和盐碱地全生育期种植观察，通过测定芽期发芽率、苗期存活率、叶面积、株高、SPAD值等6个苗期指标和全生育期株高、葵盘直径、结实率、相关产量等7个指标的相对值（各指标与对照处理的相应比值）进行耐盐性分析评价。相关性分析结果表明苗期两两指标间均呈极显著正相关，相关系数在0.518-0.790之间；全生育期7个指标中多数指标间的相关性都达到了显著或极显著水平。基于指标相对值进行主成分分析、隶属函数值计算、耐盐性综合评价和聚类分析，筛选出芽期耐盐及以上种质132份、苗期耐盐及以上种质9份、全生育期耐盐及以上种质41份，其中6份种质（ZX0365、ZX0389、ZX1391、ZX1394、ZX3089、ZX3094）在3个时期均表现为耐盐及以上等级，综合耐盐性好，可作为耐盐基因挖掘和耐盐品种选育等后续利用的种质材料。对其中124份种质3个时期（芽期、苗期、全生育期）的耐盐等级进行相关性分析，结果表明各时期的耐盐性鉴定结果极显著相关，芽期和苗期的耐盐鉴定结果可为盐碱地种植向日葵选择耐盐材料提供有效参考。本研究为向日葵耐盐品种选育提供了方法和材料基础。

摘要:为了鉴定小麦种质资源的穗发芽抗性，筛选出有效的抗穗发芽分子标记，进而挖掘优异白粒小麦抗穗发芽种质资源，本研究通过整穗发芽试验对222份小麦种质资源进行穗发芽抗性鉴定，并利用myb10D、DFR-B、Vp1B3、PM19-A1、MFT-3A、MFT-A2、MKK3-A和QSD1等8个抗穗发芽基因的功能分子标记对供试材料进行基因型检测。表型鉴定结果表明，222份小麦种质资源材料的相对穗发芽率存在显著差异，相对穗发芽率变化范围为0~1.15，平均相对穗发芽率为0.73，鉴定出抗穗发芽小麦材料38份，其中包括白粒小麦9份、红粒小麦27份、黑粒小麦2份。等位基因类型与相对穗发芽率相关性分析表明，相对穗发芽率与功能标记myb10D、DFR-B、Vp1B3、MFT-3A和MFT-A2呈极显著相关，而与PM19-A1、MKK3-A和QSD1相关性不显著，说明myb10D、DFR-B、Vp1B3、MFT-3A和MFT-A2等分子标记可用作小麦抗穗发芽基因型检测和分子标记辅助育种。综合表现型和基因型结果，筛选出豫农914、豫农946、丰德存麦30、泛麦5号、徐麦029、连麦1901、保丰1903、郑麦829、13网27-8等9份抗穗发芽白粒小麦种质资源，可用于小麦抗穗发芽遗传育种和抗穗发芽品种布局。

摘要:分子标记是遗传研究的基础工具，广泛应用于遗传多样性研究、种质鉴定、遗传图谱构建和基因定位等领域。本研究利用Barley SNP 50K芯片对遗传背景来源广泛的大麦核心资源进行SNP检测，筛选出一系列多态性高的SNP位点，并开发出124个KASP分子标记。利用43份不同地理来源的大麦种质检测其有效性，初步筛选出56个KASP标记；以最小等位基因频率≥0.40、多态信息含量≥0.45为标准挑选18个高质量的KASP标记并用于绘制98份江苏省大麦品种的系统发育树，结果显示这18个KASP标记能够将具有相同地理来源及亲缘关系近的大麦材料聚为一类，表明上述KASP标记在大麦品种鉴定、大麦资源亲缘关系分析以及群体划分方面具有一定的指导意义和应用价值。同时构建了98份江苏大麦品种的SNP指纹图谱，验证了KASP技术在我国大麦品种鉴定中的可行性。开发的KASP标记能够准确、快速鉴定大麦品种，有助于大麦种质资源的科学规范管理和遗传多样性研究。

摘要:通过挖掘水稻籽粒中锌含量显著关联的QTL，并结合基因功能注释、单倍型和灌浆期籽粒相对表达量分析，筛选与水稻籽粒锌含量相关的候选基因。本研究以139份西北早粳稻核心种质资源为试验材料，结合重测序获得的1800920个高可信度SNPs，基于一般线性模型（GLM，general linear model）进行全基因组关联分析，对显著QTL区间内候选基因进行功能注释，并对进一步筛选后的基因进行单倍型和籽粒灌浆期相对表达量分析，以期筛选出与籽粒锌含量相关的候选基因和优势单倍型。结果表明，139份水稻中籽粒锌含量存在丰富的表型变异，且符合正态分布。全基因组关联分析共关联到12个显著SNP，分布在第1、2、4、10、11号染色体上，结合候选区间内的基因功能注释，推测定位在囊泡中的OsFRDL2可能与水稻籽粒锌元素富集相关；单倍型和灌浆期籽粒相对表达量分析表明，OsFRDL2在优势单倍型Hap5中表达量相对较高。因此推测OsFRDL2可能与水稻籽粒锌元素富集相关。研究结果为解析水稻籽粒锌元素富集机制和开发富锌水稻分子标记提供理论基础，为培育富锌水稻提供基因资源。

摘要:B型反应调节因子（B-ARR， type-B authentic response regulator）家族基因是细胞分裂素信号转导的正向调节因子，在植物生长发育和抗非生物胁迫中起重要作用。然而，目前对小麦中B-ARR基因家族的研究还很少。本研究从小麦基因组中鉴定出25个B-ARR基因家族成员，利用生物信息学方法分析其理化性质、基因结构、顺式作用元件和非生物胁迫诱导的表达模式。结果表明，B-ARR蛋白都定位于细胞核中，B-ARR蛋白二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主要结构。B-ARR基因在小麦染色体上分布不均匀，其中7号染色体上含有的B-ARR基因数量最多。此外，在B-ARR的启动子区域中鉴定出了与生长发育、激素响应以及生物和非生物胁迫相关的多种顺式作用调节元件。RT-qPCR 分析表明，基因TaARRM-like9、TaARRM-like10、TaARRM-like12和TaARRM-like13在干旱、盐和低温胁迫下表达量显著上调，能够响应非生物胁迫。本研究为进一步研究B-ARR转录因子在小麦发育和非生物胁迫应答中的作用奠定了基础。

摘要:玉米籽粒氮含量与品质紧密相关，其遗传机制的解析对玉米品质育种具有重要意义。本研究以252份玉米自交系为关联群体，利用贝叶斯信息与连锁不平衡迭代嵌套式模型（BLINK，bayesian-information and linkage-disequilibrium iteratively nested keyway）、固定随机循环概率模型（FarmCPU，fixed and random model circulating probability unification）、一般线性模型（GLM，general linear model）、混合线性模型（MLM，mixed linear model）、多位点混合线性模型（MLMM，multiple loci mixed model）和逐步排它性混合线性模型（SUPER，settlement of MLM under progressively exclusive relationship）等方法分别对其籽粒氮含量进行全基因组关联分析。共鉴定到13个与籽粒氮含量显著关联的SNP（P<3.64E-07）。BLINK、FarmCPU、GLM、MLM、MLMM和SUPER方法分别检测到6个、3个、7个、4个、2个和4个SNP位点。其中，S3_8879213在5种方法中均能检测到，S9_146173702在4种方法中均能检测到，S5_114774030和S7_182217338在3种方法中均能检测到，S1_10906326和S1_177528813 在2种方法中均能检测到。共挖掘25个相关候选基因，其中Zm00001eb275080和Zm00001eb330700可能是影响玉米籽粒氮含量的重要候选基因。

摘要:谷子抽穗期是决定品种适应性的关键性状，解析抽穗期关键基因的表达规律及其单倍型变异特点可为提升品种改良效率奠定基础。本研究通过全基因组关联分析，发现了一个与抽穗期紧密相关的关联信号，该信号定位于谷子5号染色体的11062649 bp处，该位点附近存在一个拟南芥抽穗期基因AtGI的同源基因SiGI。使用qRT-PCR技术研究短日照（10 h光照/14 h黑暗）条件下SiGI 24 h节律变化规律，并对其进行了组织时空表达及亚细胞定位分析。利用697份谷子品种，分析SiGI编码区和启动子区的遗传多态性和单倍型变异规律，并对单倍型的表型效应进行鉴定。结果显示，SiGI在光周期响应组织（根、茎、叶等）中高表达，亚细胞定位于细胞核，在傍晚表达量上调，呈现出24 h节律性表达模式。SiGI在不同谷子品种中存在丰富的多态性，其中，启动子Hap-6单倍型较Hap-3单倍型品种的相对表达量显著上调了约1.5倍（P=0.0083）。在8个不同种植环境下，Hap-6单倍型品种的抽穗期显著提前，并在4个环境中株高显著降低。结果表明SiGI基因的Hap-6单倍型具有早熟且对产量影响较小的优势，可作为优异单倍型用于分子育种选择。

摘要:高粱在我国农业结构调整和酿酒行业中具有重要的作用。籽粒颜色是高粱重要的性状之一，但有关高粱籽粒颜色的研究并不多。本研究观察了高粱黄色籽粒材料GLB41的籽粒发育过程，花后1~16 d为快速生长期，17~24 d进入缓慢膨大期，第25天开始进入转色期，绿色逐渐褪去，籽粒颜色由乳白色或苍白色逐渐变成浅黄色，随后颜色加深，40 d后籽粒颜色变为深黄色。利用黄色籽粒GLB41和白色籽粒6E16两个材料构建的群体，使用重测序 BSA方法，将控制黄色籽粒性状的基因初定位在1号染色体15.6 Mb区间内，利用 3215株分离个体将该基因定位在BR13和P2两个标记之间，区间内有7个候选基因，对这些基因的功能注释进行分析并测序，结果表明 GLB41、6E16两个材料中未被报道过的基因Yellow Seed 2（Sobic.001G397900）的编码区内第619 ~621位插入CTG 3个碱基，导致增加了1个Leu（亮氨酸），第819位C突变为G，导致Cys（半胱氨酸）突变为Trp（色氨酸）；第912位C突变为T，但氨基酸序列无变化。因此推测Yellow Seed 2可能参与这两份亲本材料籽粒颜色的形成。本研究为高粱籽粒颜色性状的研究提供了新的基因。

摘要:几丁质酶是以几丁质等为底物的糖基水解酶（GH，glycosyl hydrolases），在植物生长发育及抵御逆境中发挥重要功能。然而，大豆几丁质酶基因的组织表达模式及对逆境的响应尚不清楚，影响了其在遗传改良中的应用。本研究分别鉴定野生大豆与栽培大豆几丁质酶基因，并分析其表达模式。结果发现，野生大豆与栽培大豆分别含62个和55个几丁质酶基因，位于17条和18条染色体上；进化树分析发现，117个基因分为5类，其中类群III与类群V属于GH18亚家族，类群I、类群II与类群IV属于GH19亚家族；启动子分析发现，几丁质酶家族成员包含响应激素及逆境胁迫顺式作用元件。栽培大豆几丁质酶基因表达分析发现，其在不同组织及抗病耐逆等过程差异表达，其中Gm.01G142400和Gm.13G346700等在接种花叶病毒的抗病品种叶片中诱导表达，Gm.03G254300和Gm.20G164600等在低磷胁迫的磷高效品种根系中诱导表达，Gm.08G259200和Gm.19G245400等在低磷胁迫根瘤中诱导表达；野生大豆几丁质酶基因表达分析发现，其在不同组织及耐盐过程差异表达，其中Gs.02G002604和Gs.02G002940等在盐胁迫耐盐品种叶片中诱导表达。以上结果为挖掘利用几丁质酶基因奠定了基础。

摘要:晚香玉为石蒜科的多年生鳞茎花卉，是著名的香花植物，具有较高的观赏、经济和药用价值，鳞茎是其主要的繁殖器官和药用器官，为深入探析其生长发育的机制和次生代谢途径，利用高通量测序PacBio Sequel平台，以其鳞茎为材料，使用单分子长读数测序技术（SMART，single molecule long reading sequencing technology）对晚香玉鳞茎进行三代全长转录组测序及分析。平台共获得 508012条高质量环形一致序列 （CCS， circular consensus）和 402032 条全长非嵌合序列（FLNC， full-lenth non-chimeric read），对全长非嵌合序列进行聚类得到高质量一致序列共137215个，经质控和去冗余后共获得 81719个转录本（Unigene） 和36215个完整CDS区。获得的所有转录本经过NR、SwissProt、KOG、KEGG、GO等数据库进行注释和功能分类，结果共有64362个单基因被注释，NR注释的基因数量最多，为63538个，占98.72 %；KEGG注释的基因最少，58878个基因被注释到148 条途径，代谢途径分布的基因最多（11112）。同时分析出41240个SSR、15835个lncRNA和 4903个转录因子，RLK转录因子家族的基因最多；发现同源盒转录因子可能参与了晚香玉鳞茎的发育过程，并对其中的PtKNOX1L13基因进行了克隆，发现其在鳞茎的起始、膨大和成熟3个时期表达量均比较高，瞬时过量表达表明其能促进珠芽的发育，可能是参与鳞茎形成和发育的重要功能基因。本研究为深入研究晚香玉的重要功能基因及种质资源创新提供了参考和依据。

摘要:气候变化影响着物种的生态适宜性分布，预测物种潜在适生区对生物多样性的保护具有重要意义。该研究以滇重楼为研究对象，基于MaxEnt模型和ArcGIS软件，结合中国境内128条滇重楼有效分布点记录和32个生态因子进行模拟预测，筛选影响其生态适宜性分布的主导生态因子，并预测在末次盛冰期、全新世中期、当前和未来时期（2050s、2070s）3种不同温室气体排放情景（RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5）下潜在适生区分布及质心迁移趋势。结果表明，MaxEnt模型预测结果精度极高，曲线下面积值（AUC，area under curve）在各时期的均值为0.951。影响滇重楼生态适宜性分布的主导生态因子为年均降水量、温度季节性变化系数、最暖季度平均降水量和海拔。自末次盛冰期以来滇重楼潜在适生区显著变化区域主要在高适生区，尤其在未来温室气体高排放情景下缩减区域较大，缩减面积最大达到16.86×10⁴ km²，缩减区域主要集中在四川东北部地区，同时，质心分析显示在气候变化情景下滇重楼高适生区质心呈高纬度高海拔迁移的趋势。该研究表明全球气候的变暖导致滇重楼高适宜区生境缩减，为滇重楼引种栽培和野生资源合理应用提供理论基础。