摘要:高粱作为一种具有耐逆性的C4作物，广泛应用于全球干旱和半干旱地区，具备重要的粮食、饲料和能源价值，因此被视为具有战略意义的作物资源。随着全球气候变化持续加剧，土壤盐渍化等非生物胁迫日益严重，显著威胁作物产量与农业可持续性，而高粱展现出的适应潜力值得深入研究。本文系统综述了高粱在盐胁迫下的应答机制，分别从生理层面和分子层面对其适应策略进行归纳。在生理响应方面，重点探讨了离子平衡调节、渗透保护物质积累、抗氧化防御系统激活及光合作用调控等关键过程；在分子响应方面，分析了与耐盐相关的信号转导通路、功能基因表达及调控网络的研究进展。通过梳理分析，提出了高粱耐盐种质创新的策略，为理解高粱的耐盐机制及其种质创新研究提供参考。

摘要:植物在生长发育过程中常遭受盐、干旱、低温等非生物胁迫，导致活性氧的过量产生，引发氧化应激，进而对细胞造成伤害。脯氨酸作为一种重要的渗透调节物质和非酶抗氧化剂，在植物应对非生物胁迫诱导的氧化应激中发挥着重要作用。本文综述了脯氨酸的结构特点及抗氧化机制，重点探讨了其在抵御盐、干旱、低温胁迫诱导的氧化应激中的多重保护作用。脯氨酸可通过其独特的环状结构及氧化还原活性直接清除活性氧；也可通过调控脯氨酸代谢网络影响其合成与降解途径、稳定细胞膜系统、激活抗氧化酶体系、协同其他抗氧化剂共同作用等方式间接清除活性氧。同时，外源脯氨酸的施用也被证明能有效增强植物的抗氧化能力，减轻氧化损伤。本文还对脯氨酸代谢的调控网络以及外源脯氨酸的施用方案等方面进行了展望，为通过调控脯氨酸代谢增强植物抵御氧化应激的能力以及作物抗逆改良提供理论依据。

摘要:疣粒野生稻是我国仅有的三种野生稻之一。与普通野生稻和药用野生稻相比，我国疣粒野生稻种质资源的稀缺性和濒危性更为突出，在水稻育种中的应用以及基础研究都相对滞后。自2021年以来，依托国家重点研发计划“主要粮油作物珍稀濒危种质资源的抢救性保护”，主要粮油作物珍稀濒危种质资源的抢救性保护项目组系统开展了我国疣粒野生稻种质资源的调查、收集与保护，查清了我国疣粒野生稻种质资源的分布信息与濒危状况，收集了海南、云南两省57个居群的631份疣粒野生稻种质资源，并系统研发了种质圃保存、分生组织扩繁与保存、模拟原生境保存技术等，安全保存了收集的资源。对濒危程度严重的4个居群建立了原生境保护点，形成了疣粒野生稻异生境与原生境相结合的保护体系，有效地保护了其遗传多样性与遗传稳定性。研究结果为后续抢救性保护和利用疣粒野生稻种质资源提供了重要支撑。

摘要:在山西省11个地级市105个县级行政区开展谷子种质资源普查与征集工作，同时组织专业调查队对各地级市的30个县（区、市）进行系统调查和抢救性收集，整理分析收集到的谷子种质资源分布情况，并开展田间表型鉴定。结果表明，共收集到谷子种质资源406份，晋中市收集到的种质资源数量最多，为56份，占总资源数的13.97%，阳泉市只收集到6份谷子种质资源。遗传多样性分析表明，谷子种质资源农艺性状变异系数在11.67%~28.88%之间，各性状遗传多样性指数平均值为2.01。相关性分析表明，不同性状间相关系数介于-0.34和0.97之间。主成分分析显示前5个主成分代表谷子种质资源77.707%的遗传信息，利用隶属函数法进行综合评价，筛选出籽根白、小红谷和家谷等11份优异资源。说明山西省谷子种质资源具有丰富的遗传多样性，可为谷子育种提供优良的物质基础。

摘要:为了解湖南薏苡种质资源类型、分布规律、表型性状等情况，本研究对湖南省“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”及“湖南省农业种质资源保护与利用”项目中调查收集的92份湖南薏苡种质资源进行了分类评价及优异资源筛选。结果表明，92份薏苡种质资源分布于湖南省13个市（州）34个县（市、区），其中株洲市、岳阳市、郴州市、怀化市和邵阳市的薏苡种质资源数量较多。所有资源中野生型占89.13%，栽培型占10.87%，分布的海拔高度在18.3~1215.5 m之间，其中在海拔300 m以下的区域内薏苡种质资源56份，占全部资源的60.87%。8个质量性状遗传多样性指数范围为0.387~1.424，6个数量性状遗传多样性指数范围为1.658~2.024。野生型薏苡在株高、有效分蘖数、主茎节数和穗粒数表型上具有更大的变异，且在有效分蘖数、穗粒数和百粒重表型上与栽培型具有显著差异。聚类分析将92份薏苡种质资源划分为5个类群，筛选出产量性状表现较好、具有典型特色和较好利用价值的薏苡种质资源8份，分别为CL11、CL18、CL29、CL32、CL45、CL47、CL61和CL76。

摘要:为了分析马铃薯种质资源的多样性，筛选优异种质，以197份马铃薯种质资源为研究对象，综合运用Simpson指数、 Shannon-Wiener指数、变异系数、相关性分析、主成分分析、聚类分析、分段线性回归、多元线性回归分析等对17个表型性状进行鉴定与评价。结果表明，12个质量性状的Simpson指数介于0.441~0.714，Shannon-Wiener指数范围为0.752~1.410，薯肉色多样性最高，存在丰富的变异。5个数量性状中还原糖含量的变异系数达到31.61%，而株高相对较小，为14.21%；Simpson指数介于0.845~0.859，Shannon-Wiener指数在2.008~2.077之间，淀粉含量、茎粗等性状的Shannon-Wiener指数较高，具有较大的遗传改良潜力；茎粗在两年间稳定性较强，还原糖含量为环境敏感型性状。相关性分析表明株高与茎粗、块茎产量、淀粉含量之间呈正相关但未达到显著，株高与还原糖、块茎产量与淀粉含量之间分别呈显著、极显著负相关。对数量性状采用主成分分析提取了3个主成分因子，累积贡献率为66.408%。利用隶属函数与主成分分析结合计算综合得分，筛选出克新27号、华薯13号、川芋117等10个优异种质资源。通过对 197 份参试种质综合得分C 值进行聚类分析，将其划分为4个类群，各聚类类群间表现差异显著。结合分段线性回归分析和多元线性回归分析，将复杂的非线性关系转化为多个简单线性区间的组合，株高、茎粗和块茎产量可作为评价马铃薯综合值的关键指标。本研究结果为马铃薯种质的利用及品种选育提供科学依据。

摘要:选用2003-2022年通过福建省审定的22份菜用大豆品种，基于26个表型性状和30对SSR分子标记进行遗传多样性分析及分子指纹图谱构建。结果表明，22份菜用大豆7个质量性状存在16种变异类型，平均多样性指数为0.494，19个数量性状变异系数变幅为3.44%~50.60%，平均多样性指数为1.934，表明整体具有丰富的表型遗传多样性。30对SSR分子标记共检测到122个等位变异，等位变异数和有效等位变异数平均值分别为4.0667和2.7013，平均Nei′s基因多样性指数为0.5691，平均Shannon′s多态性信息指数为1.0479，多态信息含量变幅为0.0830~0.7319，平均为0.5262，其中Satt184引物的多态信息含量最高。22个品种间的遗传相似系数为0.3301~1.0000，平均为0.6341，其中沪选23-9与毛豆389之间的遗传相似数最大，青酥6号与闽豆1号间的遗传相似系数最小。聚类分析表明，22份菜用大豆基于表型性状和分子标记均被划分为3类，闽豆1号基于两种方法均被单独划分为一类，表明闽豆1号不管在表型性状还是遗传背景上都与其他品种差异较大，适合用作杂交亲本。综合考虑标记在染色体上分布、带型清晰度、多态等原则，筛选出9对引物Satt197、Satt442、Satt268、Satt005、Satt431、Satt334、Satt556、Sat_112和Satt487，构建22份福建省菜用大豆审定品种分子指纹图谱，利用该引物组合可以区分除沪选23-9、毛豆389和浙鲜10号以外的19份菜用大豆品种。研究结果为福建省菜用大豆种质资源的高效利用和新品种选育提供了科学依据，有利于对已审定品种的区分与保护。

摘要:以30份木薯种质资源为研究对象，测定40个表型性状，综合运用多样性指数、相关性分析和主成分分析等方法对木薯种质表型性状进行遗传多样性分析及系统评估，并筛选优异的木薯种质资源。结果表明，24个质量性状遗传多样性指数在0.393~2.056，广义遗传力在91.16%~100%，其中遗传多样性指数最高的是嫩茎颜色，最低的是烂根情况，且遗传多样性指数大于1的性状有第一片完全展开叶的颜色、顶端未展开嫩叶颜色、块根形状等12个性状；16个数量性状的变异系数在12.17%~61.66%，遗传多样性指数在0.7614~2.0883，广义遗传力在84.19%~99.58%，其中遗传多样性指数最高的是收获指数，最低的是叶片裂叶数，除叶片裂叶数外，株高、鲜薯淀粉含量、叶面积等15个性状的遗传多样性指数均大于1，说明30份木薯类型多样、遗传多样性丰富。株高与单株块根鲜重、成熟主茎内皮颜色、块根肉质颜色等呈一定的相关性。主成分分析提取到13个主成分，累计贡献率达到了82.23%，其中株高、茎粗、顶端未展开嫩叶颜色、单株块根鲜重等21个性状贡献较大。逐步回归分析法确定了顶端未展开嫩叶颜色、块根分布等7个性状对木薯综合性状影响显著。利用隶属函数综合评价法筛选出H588、GR6、GR3等排名前10的优异种质资源。聚类分析将30份种质分为4大类，第Ⅰ类为高产、高淀粉类群；第Ⅱ类为株高中等、结薯集中、收获指数较高、开花多的杂交育种材料类群；第Ⅲ类为株型直立、高产类群；第Ⅳ类为分枝低、植株偏小、淀粉含量适中的低位分枝类群。研究结果可为木薯种质资源高效发掘利用和新品种选育提供参考。

摘要:朝鲜淫羊藿（Epimedium koreanum Nakai）作为中国东北地区重要的药用植物，因过度采挖导致野生资源锐减，因此研究其种质资源的遗传多样性，并解析其居群间的亲缘关系对其保护策略的制定具有重要意义。采用ISSR（Inter simple sequence repeat）标记技术，前期通过优化反应体系筛选出7条高多态性引物，对采集自东北地区14个居群的128份样本进行了遗传多样性分析。结果表明，7条ISSR引物共扩增出80个条带，其中74个条带表现出多态性，多态性条带比例达到92.60%；平均等位基因数为1.6438，平均有效等位基因数为1.3747，平均Nei′s基因多样性指数为0.2189，平均Shannon′s信息指数为0.3290，其中WNS居群（辽宁省桓仁县五女山景区）遗传多样性最高，而DLZC居群（吉林省临江市大栗子村）最低；与同属植物进行比较后发现朝鲜淫羊藿种质资源具有中等水平的遗传多样性。居群间的遗传相似系数范围在0.7441~0.9700之间，遗传距离在0.0304~0.2955；Mantel检验显示遗传距离与地理距离无显著相关性，表明居群分化可能受生境隔离或繁殖特性影响。遗传结构分析（Gst=0.2784）表明，72.16%的遗传变异发生在群体内。此外，通过聚类分析将14个居群划分为5个类群。本研究为朝鲜淫羊藿的遗传多样性保护及种质资源管理提供了数据基础。

摘要:为挖掘稻米外观和蒸煮食味品质相关数量性状位点，以籼稻9311和热带粳稻Cypress为亲本构建了一个包含181个株系的重组自交系，利用重测序的方法构建高密度遗传连锁图，于2018年和2019年对稻米垩白粒率、垩白度和直链淀粉含量进行QTL定位。共检测到4个垩白粒率QTL，5个垩白度QTL和6个直链淀粉含量QTL，其中位于第5号染色体18397268~20398241 bp区间的一个同时影响垩白和直链淀粉含量的新位点qCR5/qAC5被重复检测到，2018年和2019年垩白粒率LOD值分别为3.11和3.82，加性效应分别为-5.54和-6.12；2018年和2019年直链淀粉含量LOD值分别为3.76和3.82，加性效应分别为-1.06和-1.05，该位点垩白粒率和直链淀粉含量的增效等位基因均来自亲本9311。通过回交的方法构建以9311为背景的近等基因系，利用BC₅F₂分离群体验证了qCR5/qAC5的遗传效应，其对垩白粒率和直链淀粉含量的表型贡献率分别为20.9%和18.6%。研究结果为qCR5/qAC5的精细定位打下坚实基础，对稻米品质遗传改良有较大的潜在利用价值。

摘要:稻米脂肪和直链淀粉含量调控抗性淀粉亚型5（RS5）即熟米饭中抗性淀粉（RS， resistant starch）的生物合成。分析水稻胚乳直链淀粉合成调控基因Waxy（Wx）和脂肪合成途径中的PAL6基因对不同RS亚型的遗传效应及稻米品质与RS之间的关系，有利于高RS水稻的分子育种和品质改良。本研究对69份不同直链淀粉含量水稻种质进行熟米饭中RS含量（RSc，RS content in cooked rice）、回生米饭中RS含量（RSr，RS content in retrograded rice）及蒸煮食味品质测定，同时检测Wx和PAL6功能变异位点，探究其对RSc和RSr的遗传效应和单倍型功能。结果表明Wx和PAL6对水稻RS生物合成具有显著遗传调控效应，PAL6的遗传调控效应较小。Wx^a型和Wx-T型的RS含量均极显著高于Wx^b型和Wx-C型，PAL6-2型的RSr和RSb（RSr-RSc）极显著或显著高于PAL6-1型；单倍型分析显示Hap1 （Wx^a-Wx-T-PAL6-1）、Hap2 （Wx^a-Wx-T-PAL6-2）和Hap3 （Wx^a-Wx-C-PAL6-2）能极显著提高RSc和RSr。RSc和RSr与表观直链淀粉含量、热浆粘度、冷胶粘度、消减值和回复值呈极显著正相关，与胶稠度、崩解值、成糊温度和最高粘度呈极显著或显著负相关；RSr与粗脂肪含量呈显著负相关，表明稻米在蒸煮过程中脂肪与直链淀粉结合导致其短期回生受抑制，进而影响RSr的形成。在高RS单倍型种质中，筛选出CG133R、GBC120、GBC116、RILC-20、蜀恢885和RILC-15共6个品质较优的种质。本研究挖掘了调控水稻高RS的新单倍型，为高RS水稻分子育种和品质改良提供了理论基础和种质资源。

摘要:水稻是世界上最重要的粮食作物之一，其生长发育和产量会受到干旱胁迫的影响，因此发掘并鉴定水稻耐旱基因对培育水稻耐旱品种具有重要意义。本研究发现水稻JmjC家族基因JMJ715表达受到干旱胁迫诱导。转基因实验发现，与野生型（粳稻品种笹锦）相比，JMJ715敲除突变体株系对干旱胁迫处理更敏感，在复水后存活率显著降低，且干旱胁迫处理后的植株相对含水量显著减少。亚细胞定位结果显示，JMJ715定位在细胞核。启动子顺式作用元件分析发现，JMJ715基因启动子包括光响应、激素响应、胁迫响应等作用元件。实时荧光定量PCR结果显示，JMJ715在野生型笹锦各个组织中均有表达，其中在穗部和根部的表达量较高。干旱胁迫处理后的转录组测序结果显示，差异显著基因中有OsASR5、OsNR2等17个与干旱胁迫响应相关的已知基因。农艺性状调查结果显示，与野生型相比，正常生长条件下，JMJ715敲除突变体的穗数、每穗粒数、单株产量显著增加，而结实率、千粒重、粒形无显著变化。干旱处理后的JMJ715敲除突变体穗数、每穗粒数、单株产量等产量构成因素显著低于野生型。研究结果说明，JMJ715参与调控水稻耐旱性，并影响正常生长条件下水稻穗数、每穗粒数及单株产量。

摘要:为了解十倍体长穗偃麦草5Ag染色体在不同小麦背景中的遗传稳定性及其在配子中的传递，本研究利用小麦-十倍体长穗偃麦草二体代换系DS5Ag（5D），即百农普偃5814（PY5814），与6个小麦品种（系）中国春、百农矮抗58、兰考矮早8、温麦6号、周麦16以及Q03073进行杂交，杂种F₁自交，并分别与上述6个品种（系）进行正反交，利用分子标记技术对F₂和BC₁F₁代进行鉴定。结果表明，PY5814与6个不同小麦品种（系）杂交获得的F₁均能够正常结实；在不同组合的F₂分离群体中，5Ag染色体传递率范围为51.61%~71.76%，表明5Ag染色体在不同小麦背景中的遗传率不同，传递受小麦背景的影响。在BC₁F₁群体中，5Ag染色体通过雌配子和雄配子的传递率范围分别为21.43%~31.73%和29.51%~39.73%，表明5Ag染色体可以通过雌、雄配子传递；在兰考矮早8和温麦6号背景下，其通过雄配子的传递率高于通过雌配子的传递率，表明其在遗传研究中适合做父本。同时利用基因组荧光原位杂交（GISH，genomic in situ hybridization）技术对部分F₂材料进行了验证，其结果与分子标记结果一致。本研究还为构建适宜杂交群体规模的预测，从而在后代中有效筛选出携带5Ag染色体的目标单株提供了理论指导。

摘要:西南草莓（Fragaria moupinensis）为我国特有的四倍体草莓，果实兼具食用和药用价值，但目前为止，关于西南草莓生物活性物质的研究相对较少。本研究通过代谢组及转录组，挖掘西南草莓果实中关键生物活性物质，并探究其在果实成熟过程中的变化规律，解析其合成分子机制。代谢组分析表明，ABC转运器、苯丙烷生物合成、半乳糖代谢、黄酮和黄酮醇生物合成等代谢调控通路参与西南草莓果实成熟代谢调控，并且西南草莓果实成熟过程中桑色素、萹蓄苷、野漆树苷、山柰酚3-O-半乳糖苷、圣草枸橼苷、染料木黄酮等多种具有抗氧化、抗炎活性的类黄酮、黄酮醇、黄酮、黄烷酮、异黄酮类生物活性物质含量逐步上升。转录组分析表明，类黄酮生物合成、糖酵解/糖原异生、柠檬酸循环等通路参与西南果实成熟调控。转录组及代谢组关联分析表明苯丙烷代谢途径在西南草莓关键活性物质生物合成中发挥重要作用。研究结果为西南草莓药用价值开发及栽培草莓育种改良提供理论基础。

摘要:紫花苜蓿（Medicago sativa L.）是温带重要牧草，但在高纬度地区种植时，春季返青期低温冷害常导致其返青延迟与生长抑制，直接影响饲草产量和品质。为探讨紫花苜蓿对低温胁迫的分子响应，本研究以耐寒紫花苜蓿龙牧806为研究对象，采用理化分析和转录组测序方法，对不同时间低温胁迫下的生理指标与差异表达基因进行联合分析。筛选出的8101个差异表达基因经富集分析，筛选到6条与低温胁迫显著相关的代谢通路。利用加权共表达网络分析解析紫花苜蓿响应低温胁迫的分子机理，发现MYB-related家族基因在苜蓿耐低温中可能发挥着重要作用。将Meblue模块的差异表达基因进行富集分析，从三羧酸循环与糖酵解/糖异生2个代谢通路中进一步筛选出12个与抗寒性相关的差异表达基因。研究结果为紫花苜蓿抗寒机制解析提供新的参考，也为苜蓿耐寒分子育种提供理论支撑。

摘要:以野生葱属植物青甘韭为材料，采用非靶标代谢组学技术，分析了其在盐胁迫（NaCl）、干旱胁迫（PEG）及盐旱复合胁迫（NaCl_PEG）下的代谢响应差异，旨在揭示青甘韭对盐旱胁迫的适应机制。试验设纯水对照、240 mmol/L NaCl胁迫、12% PEG-6000干旱胁迫、240 mmol/L NaCl+12% PEG-6000盐旱复合胁迫4个处理。通过超高效液相色谱-质谱联用技术检测代谢物，结合主成分分析、火山图、层次聚类、韦恩图及KEGG通路富集分析，3个比较组共鉴定到622个差异代谢物。盐旱复合胁迫对青甘韭代谢网络扰动最剧烈，明确的差异代谢物数量（331种）高于盐胁迫（185种）和干旱胁迫（212种）。脂肪酸、萜类等为主要响应类群，其中盐旱复合胁迫下脂肪酸上调52种，表明渗透调节起主要作用。黄烷-3-醇类、齐墩果烷型三萜等前20种高变幅代谢物，通过抗氧化、信号传导（如NAE（16∶1）跨通路调控）和防御功能参与胁迫适应。盐胁迫富集核苷酸代谢，干旱胁迫以乙二醛酸和碳代谢为主，盐旱复合胁迫以ABC转运蛋白与氨基酸生物合成为主。K-Means聚类显示100种代谢物在盐旱复合胁迫下呈梯度上调，涉及胁迫协同响应机制。本研究首次揭示了青甘韭对多胁迫的代谢响应特征，筛选出的关键代谢物（如脂肪酸、萜类）和通路（如ABC转运蛋白）为抗逆分子机制解析提供了新靶点，为青藏高原特色葱属植物资源的栽培管理和抗逆育种提供了理论基础。