摘要:我国不是玉米起源国，但我国已成为世界上最大玉米生产国，这离不开玉米育种水平的大幅度提升。玉米种质资源是玉米育种的基础支撑，因此也是保障国家粮食安全的战略资源。本文回顾了玉米种质资源对近现代我国玉米育种和生产的历史贡献，简要介绍了全球玉米种质资源保护情况和我国玉米种质资源引进情况，提出下一步玉米种质资源引进策略和重点，需要特别关注玉米驯化和传播早期发生地区、保存玉米种质资源的国际研究机构和保存数量名列前茅的国家，通过国际交换和国际合作是未来加快玉米种质资源引进的主要途径。

摘要:腐生型真菌（Necrotrophic fungi）是威胁小麦生产的一大类毁灭性病原菌，其通过分泌毒素和细胞壁降解酶诱导寄主细胞死亡以摄取营养。与活体营养型病原菌不同，该类真菌独特的“先杀后食”致病策略使得经典的“基因对基因”抗性模型难以完全阐释其防御机理。系统梳理腐生型真菌的致病策略及小麦的防御机制，对加速我国小麦抗病遗传改良具有重要的意义。本文梳理了腐生或半腐生型病原菌的致病策略；总结了以细胞壁加固、有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK，mitogen-activated protein kinase）级联反应及茉莉酸（JA，jasmonic acid）/乙烯（ET，ethylene）信号主导的通用性防御模型和以毒素降解酶的解毒作用、感病因子的功能缺失以及免疫负调控因子的解除为主的特异性防御机制；在此基础上，构建了小麦应对腐生型真菌侵染的“通用－特异”分层协同防御模型，明确了通用性防御模型在限制病原菌早期定殖中的核心作用，探究了特异性抗性位点如何通过信号反馈增强基础免疫，形成时空整合的防御网络。最后，针对腐生型真菌的致病共性，提出了基于通用性防御与特异性抗性整合的广谱抗病育种策略，旨在为培育持久抗性的小麦新品种提供理论依据。

摘要:全球气候变化给我国水稻生产带来严峻挑战，开展高、低海拔环境下水稻品种主要农艺性状的鉴定评价，对培育耐冷、气候适应性水稻品种意义重大。以436份国内外不同地理来源的水稻品种为材料，在高海拔云南嵩明和低海拔河北曹妃甸鉴定点进行了水稻主要农艺性状的2年重复精准鉴定。结果表明，在高、低海拔环境下的水稻主要农艺性状表现出显著差异；低海拔曹妃甸鉴定点的水稻株高、穗长、有效穗数和结实率的表型均值均极显著高于高海拔嵩明鉴定点，而在嵩明鉴定点水稻抽穗期延迟，抽穗天数增加，穗粒数相应增加。不同来源水稻品种间结实率的低温反应指数存在明显差异，其中，中国云南和日本品种结实率的低温反应指数最高，表现出较强的耐冷性。从我国稻区划分来看，西南稻区和西北稻区水稻品种结实率的低温反应指数均值最高，耐冷性最强，其次为华北稻区和东北稻区水稻品种。高、低海拔环境下，穗长和有效穗数的稳定性系数相比于其他性状较小，表型值相对稳定，受环境变异的影响较小；抽穗天数的稳定性系数最大，其稳定性最差，对环境变化最敏感。聚类分析表明，不同来源水稻品种的亲缘关系与其来源地地理及纬度有一定的相关，地理或纬度相近的水稻品种亲缘关系较近。同时还筛选出耐冷性较强的越光、舞姬、日立23等20份材料与高、低海拔环境下抽穗天数稳定性较好的苏粳2号、中作58、红旗5号等20份材料，这些材料可作为优良亲本，在水稻耐冷与气候变化适应性育种中加以利用。

摘要:低温冷害严重威胁我国东北、西北等高纬度玉米主产区生产安全。提高芽期耐冷性是预防玉米低温冷害、实现稳产高产的重要方式之一。利用科学、高效、实用的芽期耐冷性评价体系开展玉米材料耐冷性筛选与鉴定具有重要的理论和生产意义。以遗传来源广泛的292份玉米自交系为试验材料，在芽期采用室内出芽方式，测定发芽率、发芽势、芽长、根长等耐冷性指标，通过主成分分析、加权隶属函数法（D值）等方法开展玉米芽期耐冷性综合评价。结果显示，低温胁迫可显著降低玉米种子芽期发芽率、发芽势、出芽速度、发芽指数、简单活力指数、根平均生长速度、芽平均生长速度，芽长也显著缩短，且不同自交系性状间表现出显著差异。利用D值对玉米自交系芽期进行耐冷性综合评价，群体均值为0.359，变化范围在 0.079~0.747之间，表现出较大的变异范围，其中SY1039的D值最高，耐冷性最强。此外，根据D值可将292份自交系划分为极强耐低温群、强耐低温群、中等耐低温群、弱耐低温群和极弱耐低温群5个不同耐冷型亚群。其中来源于热带/亚热带杂种优势群的自交系有较好的耐冷表现。相关性分析表明，相对芽长与相对芽平均生长速度以及相对根长与相对根平均生长速度之间正相关性最高，均为1.00；相对发芽势与相对发芽指数间负相关性最高，为-0.20。本研究为玉米耐冷性鉴定提供方法参考， 为耐冷机制研究和材料筛选提供材料基础。

摘要:高温严重影响大豆生长发育进而影响产量，生产上迫切需要耐高温品种，而发掘高温不敏感优异种质是培育耐高温品种的关键。利用自然高温环境，2018-2020年分别在合肥（高温组）与徐州（对照组）两点开展对比试验，系统比较了608份大豆种质资源在不同温度环境下的株高、底荚高度、主茎节数、有效分枝数、单株荚数、单株粒重以及百粒重等性状的表型差异。结果表明，温度是导致两个试验点间性状差异的主效因子，底荚高度、有效分枝数、百粒重等性状表型差异与温度极显著相关，再进一步通过高温响应系数进行主成分、隶属函数以及聚类分析，系统评价了供试大豆种质资源对高温的敏感性差异。相比对照组，高温组供试种质的主茎节数极显著升高，底荚高度、有效分枝数、单株荚数、单株粒重和百粒重极显著降低。主成分分析根据高温响应系数，将6个性状转化为3个主成分，累计贡献率达74.23%；根据各主成分权重计算综合评价T值，通过聚类分析将608份大豆种质资源的高温敏感性划分为5种类型，包括极敏感型（9份）、较敏感型（123份）、中度敏感型（309份）、轻度敏感型（158份）以及不敏感型（9份），筛选出关东102、Suzumaru、Bedford和PI80828-1等国外高温不敏感种质，为耐高温大豆新品种培育提供材料支撑和理论参考。

摘要:为系统评价茄子种质资源的遗传多样性并筛选抗病种质，以62份茄子种质为试验材料，通过形态学性状和InDel分子标记技术分析了其遗传多样性，并利用人工接种鉴定了种质对青枯病和褐纹病的抗性。结果表明，供试茄子种质的果实纵径、果形指数、果色等形态性状变异丰富，所有性状变异系数均大于10%，其中果实性状的多样性最突出。表型聚类将供试种质划分为4个类群，依据果实性状可区分紫红长茄、白绿果茄等类型；InDel分子标记聚类同样划分为4个类群，其中栽培种高度集中于第Ⅰ类群（49份），遗传基础相对狭窄，而野生种独立聚为第Ⅲ、Ⅳ类群，与栽培种遗传距离较远，是拓宽遗传多样性的关键来源。在分子水平上，23个InDel标记的多态性信息含量（PIC）均值为0.290，其中18个标记（78.3%）表现为中度多态性（0.25<PIC<0.50），5个标记为低度多态性（PIC<0.25），表明遗传多样性处于中等水平。抗病性鉴定共筛选出4份高抗青枯病材料，包括野生种质非洲红茄（24AE001、24AE002）和水茄（24AE004）以及栽培种质24AE100；8份免疫褐纹病材料，包括野生种质非洲红茄（24AE001、24AE002）、喀西茄（24AE003）以及栽培种质24AE024、24AE058、24AE068、24AE078、24AE098，其中野生种质表现出更强的抗病性。本研究结果表明茄子种质资源具有较丰富的遗传多样性，野生种质资源是重要的抗病基因来源，筛选出的抗病材料可为茄子抗病育种提供重要的种质基础。

摘要:种质资源的评价及遗传多样性分析是现代育种的重要环节，综合性状优良且遗传背景清晰的核心种质对于建兰育种至关重要。以收集的109份建兰种质为材料，测定8个数量性状和9个质量性状，采用层次分析法构建评价模型并计算综合得分；同时，利用24对SSR引物进行PCR扩增，分析群体遗传参数并进行聚类。结果表明，花部性状是建兰观赏价值的核心（权重0.5730），其中瓣型最为关键（权重0.3350）。基于综合得分筛选出3份Ⅰ级种质（均为荷瓣）和18份Ⅱ级种质（以荷瓣、梅瓣为主）。SSR分析检测到94个等位基因，显示群体遗传多样性丰富，多态信息含量为0.655，且观测杂合度（Ho=0.612）高于期望杂合度（He=0.465），表明群体可能存在一定程度的远交现象。基于遗传相似系数，109份建兰种质可分为7个类群，发现表型聚类与基因型（SSR）聚类部分关联但存在差异，揭示瓣型等关键观赏性状可能受少数主效基因控制，而SSR标记则反映了中性遗传背景。本研究建立的层次分析法评价体系明确了瓣型在建兰育种中的核心地位；SSR分析揭示了群体丰富的遗传多样性及杂交活跃的背景。系统对比表型与基因型聚类结果，提出“表型初选与遗传背景优化相结合”的育种策略，为建兰核心种质筛选、分子标记辅助育种及亲本选配提供参考。

摘要:滇黄精作为云南特色大宗中药材，对其种质资源进行系统评价与新品系选育具有重要意义。以系统选育的煜欣黄、煜欣艳、煜欣红3个新品系及自然群体共4个供试群体为材料，每个群体随机选取30个单株（共120个单株样本）为研究对象，测定9个表型性状及3个药用成分含量，系统分析遗传变异规律并进行综合评价。结果表明，试验材料遗传多样性丰富，群体内与群体间品系间12个性状变异系数分别为4.46%~83.01%和8.03%~77.35%，药用成分变异幅度显著高于表型性状。相关性分析显示，株高与产量相关性状呈显著或极显著正相关，根茎厚与多糖含量、甲基原薯蓣皂苷含量均呈极显著正相关，总花梗长与甲基原薯蓣皂苷含量、薯蓣皂苷元含量均呈极显著正相关，表明滇黄精地上部形态特征与地下部产量及内在品质间存在显著的连锁效应，利用株高、总花梗长等易观测性状可对滇黄精的增产潜力与品质优劣进行初步推断与辅助筛选。主成分分析提取前4个主成分，累计贡献率为66.91%，筛选出株高、根茎长、根茎宽、根茎厚、根茎重5个核心评价指标。聚类分析将供试材料划分为4个类群：第Ⅰ类为高产型（以煜欣黄为主）；第Ⅱ、Ⅳ类为高皂苷型（以煜欣艳为主）；第Ⅲ类为高多糖型（以煜欣红为主）。基于隶属函数法对各单株进行综合评分，筛选出综合表现最优的前30份优良单株，其中煜欣黄15份、煜欣艳13份、煜欣红2份，自然群体未入选。研究系统解析了不同滇黄精品系的表型及品质特征，明确了煜欣系列新品系的综合优势，为滇黄精的定向育种及高效利用提供了理论依据和优异材料。

摘要:以128份石斛为材料，基于29个表型性状和15对SSR标记进行了遗传多样性分析及关联分析。结果表明，假鳞茎长、花序梗长和花数量等17个数量性状变异系数为25.90%~145.64%，遗传多样性指数为1.02~1.50，其中花序梗长变异系数最大；12个质量性状共检测到70个变异类型，遗传多样性指数变幅为0.08~1.83，以花瓣颜色、萼片颜色和唇瓣颜色的变异类型最为丰富。相关性分析表明花纵径、花横径、中萼片长等花器官数量性状间呈极显著正相关。聚类分析将128份种质分为5大类，第Ⅰ类表现为假鳞茎高大且花径大，第Ⅱ类表现为花序顶生且花小，第Ⅲ类植株较矮且花数量少，第Ⅳ类植株表型变异小且花色以紫红/紫色为主，第Ⅴ类植物表现中等且花色丰富。SSR标记共检测到98个等位变异，有效等位基因数、观察杂合度、期望杂合度、Shannon’s信息指数和多态性信息含量的均值分别为3.742、0.345、0.618、1.320和0.631。基于SSR标记的群体结构分析和主成分分析表明128份种质可分为2个亚群。基于广义线性模型（GLM，general linear model）和混合线性模型（MLM，mixed linear model）的关联分析共检测到8个SSR标记与13个表型性状极显著相关，其表型变异解释率为8.68%~22.30%。本研究为石斛重要观赏性状的分子标记辅助选择提供了可用标记，有助于提升石斛育种效率。

摘要:中国是世界上最大的甘薯生产国，同时又保存有丰富的甘薯种质资源，但是甘薯分子标记的开发和种质资源的身份鉴定进展缓慢。基于甘薯种质资源的基因组重测序数据，从中挑选合适的SNP位点，设计并筛选得到18个KASP标记，多态性信息含量和最小等位基因频率分析显示标记总体多态性较好。基于该18个KASP分子标记对195份甘薯种质资源进行分型，群体结构分析可以将上述甘薯种质资源分为3个群体，其中群体G1主要包含国内种质，国外引进种质主要分布于G2和G3群体。该分群结果得到了聚类分析和主坐标分析的支持。分子方差分析和遗传分化分析显示3个群体间的遗传分化水平较低，基因流分析显示3个群体间基因交流频繁。从18个KASP标记中，筛选出11个KASP即可区分195份甘薯种质资源，这11个KASP标记可以作为甘薯种质资源鉴定的核心分子标记，并据此为195份甘薯种质资源构建了指纹图谱。本研究为甘薯种质资源的分类和鉴定提供工具和基础。

摘要:卷须初始节位是黄瓜重要的农艺性状，是植株从幼苗期转入抽蔓期的重要标志，但在黄瓜中调控卷须初始节位的基因尚未见报道。以229份来自4种不同生态型（欧洲型、加工型、华北型和华南型）的黄瓜核心种质为试验材料，分别于2024年4月和8月在中国农业科学院寿光试验基地塑料大棚调查卷须初始节位，对其进行表型分析，并通过全基因组关联分析在4号、5号和6号染色体上分别检测到4个重复位点gITN4.1、gITN5.1、gITN6.1和gITN6.2，贡献率分别为11.31%、9.35%、10.06%和9.10%。基于对这4个位点内基因的序列分析、单倍型分析和表达分析，筛选出6个与卷须初始节位关联的候选基因CsaV3_4G010490、CsaV3_4G010540、CsaV3_5G025510、CsaV3_5G025520、CsaV3_6G037390和CsaV3_6G051770。研究结果为培育适宜轻简化栽培的黄瓜品种提供了优良种质资源，为解析黄瓜卷须初始节位的分子调控机制奠定了基础。

摘要:抗寒性是决定寒地小苹果越冬能力及地理分布的关键性状。利用程序控温低温恒温槽模拟吉林地区冬季极端低温（-25℃至-35℃）日变化，于2024年及2025年对297份寒地小苹果资源的一年生枝条进行冰冻胁迫处理，鉴定评价其抗寒性，获得了抗寒性分级表型数据。基于297份寒地小苹果基因组重测序数据，对基因型与抗寒表型数据全基因组关联分析，以山定子基因组为参考基因组，共检测到34个与抗寒性显著关联的SNP位点，定位于山定子基因组12号、15号和16号染色体上的3个主效区间，并初步筛选出86个候选基因。GO功能富集分析表明，9个基因参与胁迫应答、6个基因响应脱落酸、2个基因参与低温响应、2个基因参与水分运输；同源基因分析表明45个候选基因与拟南芥响应低温的转录因子和冷响应（COR， cold-responsive）基因同源；Pfam注释识别出20个候选基因保守结构域，这些结构域与低温胁迫下转录调控、囊泡运输和膜结合、Ca²⁺信号感知和清除有毒醛类物质等生物学功能相关；RNA-seq基因表达分析表明，共有27个候选基因响应低温胁迫，在苹果一年生枝条休眠期有8个基因高表达，在人工模拟冰冻胁迫中有12个基因高表达；qRT-PCR分析发现5个基因（Mbac12g00487、Mbac12g00488、Mbac12g02683、Mbac15g00435、Mbac16g01000）在一年生枝条被迫休眠期和人工模拟冰冻胁迫过程中上调表达。本研究为苹果抗寒基因功能深入研究提供候选基因和数据参考。

摘要:水稻细胞壁主要由纤维素、半纤维素、木质素和果胶组成。其中，半纤维素约占总细胞壁组分的三分之一。木聚糖作为最主要的半纤维素多糖，在植物的生长发育中发挥重要作用。拟南芥中糖基转移酶43（GT43）和糖基转移酶47（GT47）家族被报道是木聚糖主链合成的核心酶组分。为探究水稻GT43和GT47家族基因在木聚糖主链合成中的作用，以水稻Kitaake为材料，对二者家族成员OsIRX9L、OsIRX10和OsIRX14进行生物信息学、基因表达、细胞壁测定和突变体表型鉴定综合研究。研究结果发现，OsIRX9L、OsIRX10、OsIRX14分别与拟南芥AtIRX9L、AtIRX10、AtIRX14蛋白在进化上高度保守同源。基因表达分析发现3个基因均在水稻次生壁组织中表达量较高，与次生壁纤维合酶基因呈共表达模式。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术创建了上述基因的纯合突变体株系（osirx9l-1、osirx9l-2、osirx10-1、osirx10-2、osirx14-1、osirx14-2），组织免疫化学染色显示，与野生型相比，所有突变体的木聚糖含量均显著降低，且木糖含量也显著降低，其中osirx10突变体木聚糖和木糖含量最低。细胞壁组分测定结果表明突变体的半纤维素和纤维素含量均低于野生型，其中半纤维素减少尤为显著，同样在osirx10中下降幅度最大。农艺性状分析发现，突变体的株高和干物重均显著低于野生型。综上，本研究表明，OsIRX9L、OsIRX10、OsIRX14基因共同参与水稻木聚糖的合成过程，对细胞壁组成和植株生长发育具有重要影响，其中OsIRX10发挥主要作用。

摘要:HD-ZIP转录因子广泛分布于植物中，是一类在植物生长发育调控及非生物胁迫响应过程中发挥关键作用的蛋白家族，但是目前针对谷子中该基因家族的系统鉴定及其成员功能的研究仍较为有限。本研究以前期实验室通过多组学联合分析筛选出的谷子抗旱候选基因Seita.1G253700.1为研究对象，利用公开的豫谷1号谷子基因组数据库，结合生物信息学分析对谷子HD-ZIP基因家族进行系统性鉴定，并分析其理化性质、系统发育、保守基序、基因结构、染色体定位及顺式作用元件。结果表明，谷子中HD-ZIP基因家族共鉴定出29个家族成员，其中氨基酸长度在220~422 aa之间，相对分子质量在23.99 kDa~44.41 kDa之间，理论等电点在4.60~9.63之间，亚细胞定位预测均定位于细胞核。根据系统发育树，谷子HD-ZIP家族成员分布在HD-ZIP Ⅰ和HD-ZIP Ⅱ亚家族，HD-ZIP Ⅲ和HD-ZIP Ⅳ亚家族无该家族成员分布，而且各亚家族成员的基序类型与基因结构差异显著；29个基因分布于7条染色体上，其中9号染色体基因数量最多，且基因数目与染色体的长度不成比例关系。顺式作用元件分析表明HD-ZIP基因家族含有脱落酸响应元件和干旱诱导MYB结合位点等多种非生物胁迫响应元件；将SiHD05基因转到拟南芥后，通过表型与生理指标综合分析发现，过表达SiHD05的拟南芥在干旱胁迫下叶片萎蔫程度加剧，超氧阴离子和脱落酸含量显著升高，验证该基因对拟南芥抗旱性具有负调控作用。本研究为探索谷子同源异型域-亮氨酸拉链蛋白SiHD05的机理与提高作物抗逆性的研究提供了参考。

摘要:为明确蓝花鼠尾草与其白花突变体间的花色差异机制，从形态学、细胞学、生物化学和分子水平等方面比较蓝、白花在物候、形态、细胞、代谢及基因层面的差异。结果表明，蓝花植株属蓝紫色系（Violet-blue group， N89A），白花植株为纯白色（White group， NN155B）。与白花植株相比，蓝花植株开花茂盛、花期长且香气浓郁。细胞学观察发现，蓝花上表皮呈尖锥状并富含色素，而白花细胞则为球形且无色。代谢分析表明，白花总花青苷含量极显著低于蓝花，但其总黄酮含量显著高于蓝花，表明其代谢流向类黄酮分支。基因表达及克隆分析进一步表明，白花SfDFR（二氢黄酮醇-4-还原酶）在第159-160位核苷酸处存在两个A碱基的插入，导致移码突变，翻译提前终止，其编码蛋白功能丧失，阻断了二氢黄酮醇向有色花青素的合成。本研究首次报道了由DFR基因双碱基插入突变导致白花表型形成的遗传机制，从细胞、代谢与基因层面系统解析了蓝、白花色差异的生理与分子基础，为高等植物中白花形成提供了新见解，也为观赏植物分子育种提供了关键基因靶点与分子标记，对利用基因编辑等技术定向调控花色、培育新奇观赏品种具有潜在应用价值。

摘要:盐胁迫作为典型的非生物胁迫类型，已成为限制植物生长发育的核心因素之一。二酰基甘油激酶DGKs（Diacylglycerol kinases）是一种信号酶，可通过磷酸化二酰基甘油形成磷脂酸，在应对非生物胁迫过程中起关键作用。通过克隆紫花苜蓿MsDGK5基因，构建pCAMBIA3301-MsDGK5超表达载体，使用花序侵染法遗传转化拟南芥，获得过表达MsDGK5基因的拟南芥植株并进行功能验证。结果表明，MsDGK5基因的全长序列为1428 bp，可编码475个氨基酸；MsDGK5蛋白与蒺藜苜蓿MtDGK5蛋白亲缘关系最近；MsDGK5基因受到盐胁迫的显著诱导，在根中的表达量于处理后48 h升至最高；转MsDGK5基因拟南芥对盐胁迫的耐受能力明显增强，表现为过表达拟南芥的鲜重、存活率和总叶绿素含量均显著高于对照，相对电导率显著低于对照。研究发现，MsDGK5基因过表达可显著增强拟南芥的耐盐性，该结果为系统解析紫花苜蓿MsDGK5基因功能及盐胁迫应答分子机制提供了重要理论依据，为紫花苜蓿耐盐遗传改良选育奠定了分子基础。

摘要:作物抗倒伏性是一类复杂的数量性状，精准的表型鉴定是挖掘抗倒伏基因、解析其内在遗传机制的关键。然而，对稻种资源开展精准的抗倒伏田间鉴定，一直是作物育种工作者面临的重要技术难题。为解决这一问题，本研究团队在前期相关研究基础上，制定了一套水稻抗倒伏田间鉴定的标准化技术规程。该规程涵盖了抗倒伏田间鉴定的全流程，明确了各关键环节的操作规范与基本要求，包括试验通用要求、整地、种植方式、水分管理、施肥方案、病虫草害防治及成熟期抗倒伏鉴定。本规程可为水稻种质资源抗倒伏性的系统鉴定提供可靠的技术参考，适用于我国所有水稻种植区的成熟期水稻种质资源抗倒伏田间鉴定工作。