小麦抗逆育种专题

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1. 小麦种质资源苗期耐旱性综合评价及其生理调控机制

刘宇航, 史钰涵, 杨义婷, 李雪婷, 蒋梦鑫, 李佳怡, 李俊华, 桑世飞, 丰柳春, 王丽

河南农业科学 2026, 55 (7): 1-10. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2026.07.001

摘要（1726）

PDF （31619KB）（93）

以120份小麦种质为试验材料，利用 PEG6000溶液模拟干旱胁迫，测定株高、根长、地上部鲜质量、根鲜质量、地上部干质量、根干质量、根冠比、SPAD值，计算其耐旱系数，并基于表型性状耐旱系数进行主成分分析，然后通过耐旱性综合评价值（D）进行聚类分析，综合评价小麦种质苗期耐旱性，最后选取高耐旱种质和高敏旱种质测定其干旱胁迫条件下的过氧化氢（H₂O₂）、丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）、蔗糖（SS）含量及过氧化氢酶（CAT）活性，分析其耐旱生理调控机制。结果表明，通过预试验确定小麦苗期耐旱性鉴定的最佳PEG6000溶液质量分数为25%，该质量分数下各表型性状与未干旱处理间差异均达到极显著水平。干旱胁迫处理后，小麦种质地上部鲜质量、地上部干质量及SPAD值均大幅下降，根长、根冠比均明显升高。相关性与方差分析显示，干旱胁迫条件下表型性状间的相关性较正常水分条件下发生明显改变，其中，根长与地上部干质量的相关性消失，SPAD 值与株高、根鲜质量均呈极显著正相关；基因型、干旱及二者互作对8个表型性状均产生极显著影响。基于表型性状耐旱系数的主成分分析表明，前4个主成分的累计贡献率达86.67%。8个表型性状的耐旱系数与D值均呈极显著正相关，其中，地上部鲜质量、根鲜质量、地上部干质量、根干质量的耐旱系数与D值的相关系数较高，可作为小麦苗期耐旱性鉴定的核心指标。基于D值的聚类分析表明，供试材料可划分为5个组，筛选出高耐旱种质15份，包括西农109、洛旱22、山农116、新麦26、豫安X208、百农207、鲁原502、百农4199、新麦60、西农519、温麦801、赛德麦8、豫农186、西农20、丰德存20。高耐旱种质的H₂O₂、MDA含量均显著低于高敏旱种质，CAT活性、Pro含量、SS含量均显著高于高敏旱种质，且CAT活性、Pro含量和SS含量与D值均呈显著或极显著正相关，表明高耐旱种质通过提升CAT活性、积累Pro和SS，降低H_₂O_₂和MDA含量，减轻干旱伤害。

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2. 480 份小麦种质条锈病抗性鉴定与评价

代资举, 李文旭, 杨会民, 朱秀华, 王亚欢, 徐福新, 柳东阳, 侯锦娜, 秦毛毛, 吴政卿, 周正富, 雷振生

河南农业科学 2024, 53 (9): 1-15. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2024.09.001

摘要（2502）

PDF （1619KB）（725）

为了解现有小麦品种（系）对条锈病的抗性水平和条锈病抗性基因的利用情况，寻找新的条锈病抗源，收集不同生态区小麦品种（系）480份，田间接种当前流行生理小种（CYR32、CYR33和CYR34）混合菌种进行成株期条锈病抗性鉴定，同时调查叶锈病和白粉病田间自然发病情况，并利用已知小麦多效抗病基因位点Yr18/Lr34/Sr57/Pm38（7DS）、Yr29/Lr46/Pm39/Sr58（1BL）和Yr30/Lr27/Sr2/Sb3（3BS）的KASP标记进行抗条锈病基因检测。结果表明，供试的小麦种质中，有35份种质接种后对条锈病表现免疫，占参试种质的7.29%；69份种质表现高抗，占14.38%；79份种质表现中抗，占16.46%；其他297份种质表现中感或高感，占61.88%；含有Yr18基因抗性条带的种质有13份，含有Yr29基因抗性条带的种质有10份，含有Yr30基因抗性条带的种质有7份，同时携带2个抗性基因的种质有3份，没有同时携带3个抗性基因的种质。综上，480份小麦种质成株期条锈病抗性表现为抗病的有183份，占比38.12%，携带多效抗病基因的种质27份。携带Yr18或Yr30基因的种质对现有条锈病生理小种具有抗性，而Yr29基因的抗性水平已部分丧失。

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3. 小麦籽粒砷含量全基因组关联分析及候选基因预测

时夏, 孙东玲, 常阳, 李文旭, 代资举, 周正富, 吴政卿, 雷振生

河南农业科学 2025, 54 (10): 21-32. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2025.10.003

摘要（1960）

PDF （11294KB）（65）

以包含207个小麦品种（系）的自然群体为材料，利用小麦660K SNP芯片进行基因分型，并结合不同环境下表型数据和最佳线性无偏预测（BLUP）值对小麦籽粒砷（As）含量进行全基因组关联分析（GWAS），鉴定其遗传位点，预测候选基因，并利用单倍型分析、线性回归分析方法对小麦籽粒As含量稳定遗传SNP位点的优势、劣势单倍型及其聚合效应进行分析，为小麦籽粒As生物强化育种提供理论依据。结果表明，小麦自然群体籽粒As含量在多个环境下均存在明显变异，各环境下籽粒As含量均呈正态分布。采用混合线性模型（MLM）在全基因组水平上共鉴定到67个SNP与小麦籽粒As含量显著关联，其中，位于1A、2A、2D、3B、6B染色体上的6个SNP（AX-110393422、AX-110370420、AX-109339465、AX-109455432、AX-109359598、AX-111655266）在多个环境下表现稳定，为稳定遗传数量性状核苷酸位点（QTN）；同时发现在6B染色体末端存在1个SNP热点区域，峰值SNP AX-111655266在所有环境下均被检测到，且与小麦籽粒As含量关联程度最高，可解释表型变异的15.14%~21.53%，为主效QTN。基于小麦表达谱公共数据和自然群体籽粒灌浆20 d的候选基因差异表达分析结果，结合物理位置、基因功能注释等信息进行候选基因预测，发现与SNP AX-111655266 紧密连锁的候选基因TraesCS6B02G418600编码类磷酸转运蛋白PHO1，可能参与As的跨膜运输和信号转导，为控制小麦籽粒As含量的主效基因；其余5个SNP位点的候选基因分别为TraesCS1A02G346700、TraesCS2A02G106800、TraesCS2D02G171500、TraesCS3B02G131500、TraesCS3B02G252500，分别编码F-box蛋白、硫胺素焦磷酸激酶1、类GEM蛋白1、类泛素结合酶E2蛋白、蛋白磷酸酶2C家族蛋白，为控制小麦籽粒As含量的候选基因。6个稳定遗传SNP位点在所有环境下，优势单倍型群体籽粒As含量均极显著低于劣势单倍型群体。此外，随着优势单倍型数量的增加，小麦籽粒As含量逐渐降低，具有明显的加性效应。

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4. 周麦22号抗穗发芽突变体鉴定及农艺性状分析

王宇博, 王翊行, 丁林, 许豪, 赵炜, 李娜, 介艺泽, 田志成, 孟盼盼, 唐建卫, 董纯豪, 李巧云, 殷贵鸿, 黄振朴

河南农业科学 2026, 55 (6): 11-22. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2026.06.002

摘要（1610）

PDF （14737KB）（53）

针对黄淮麦区抗穗发芽种质与品种严重缺乏的生产问题，以周麦22号为材料，采用甲基磺酸乙酯（EMS）诱变技术创制突变体库，通过穗发芽抗性鉴定与农艺性状分析筛选农艺性状优良的抗穗发芽突变体材料，为抗穗发芽育种提供优异的种质资源。结果表明，从1 189份突变体材料中鉴定出中抗以上穗发芽材料36份，其株高、单株有效分蘖数、穗长、穗粒数、千粒质量、单株产量等变异系数较大，变异较丰富。在36份抗穗发芽突变体材料中，株高与野生型无显著差异的有23份，单株产量不显著低于野生型的突变体材料有16份，千粒质量不显著低于野生型的突变体材料有8份。株高和单株产量同时表现良好的突变体材料有12 份，分别是SFY04、SFY05、SFY06、SFY13、SFY15、SFY18、SFY21、SFY22、SFY23、SFY24、SFY27、SFY33，其中，SFY05、SFY13、SFY18、SFY22、SFY24、SFY27对穗发芽的抗性在2个年度均表现为中抗及以上；在单株产量不显著低于野生型的16份材料中，2份材料（SFY30和SFY04）千粒质量与野生型无显著差异，保持了野生型大粒的特性，其中，SFY30为矮秆大粒材料。单株产量与单株有效分蘖数呈极显著正相关。36份抗穗发芽突变体材料聚为4类，第1类包含SFY03等12份材料，综合性状较为均衡；第2类包含周麦22号等20份材料，具备明显的高产特征；第3类包含SFY15等4份材料，属于穗粒数优势型；第4类仅有1份材料（SFY19），在株高和穗长方面极为突出，均为最高，属于特殊生态型或遗传极端材料。综上，共创制并鉴定出抗穗发芽且农艺性状优良的突变体材料13份，包括12份株高和单株产量同时表现优良的突变体材料和1 份矮秆大粒突变体材料，其中，SFY05、SFY13、SFY18、SFY22、SFY24、SFY27等6份材料具有稳定的中抗以上穗发芽特性。

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5. 基于转录组测序的宛1329 抗穗发芽相关淀粉酶基因挖掘与分析

王震, 张彬, 石利朝, 刘瑞, 李金秀, 周冉, 杨玲, 赵倩, 李金榜

河南农业科学 2025, 54 (12): 32-39. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2025.12.004

摘要（1770）

PDF （6482KB）（94）

以高感穗发芽品种济麦22为对照，分析白粒小麦新品种宛1329及其父本连麦2号的穗发芽抗性和α-淀粉酶活性，在α-淀粉酶活性转变关键时期利用转录组测序、KEGG和GO富集分析等挖掘差异表达淀粉酶基因，并利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）进行验证。同时，采用AlphaFold分析候选基因编码区变异对蛋白质结构的影响。结果表明，宛1329和连麦2号均表现为中抗穗发芽，而宛1329相对发芽指数更低，抗性更强。籽粒吸胀后24 h，宛1329和连麦2号的α-淀粉酶活性明显低于济麦22，且α-淀粉酶活性在20 h、24 h和72 h与相对发芽指数呈极显著正相关。转录组测序及KEGG、GO富集分析结果表明，位于6D染色体长臂的TraesCS6D02G313300和TraesCS6D02G313500为α-淀粉酶候选基因。其中，宛1329的TraesCS6D02G313500基因第3外显子多转录138 bp，侵入3´UTR区。qRT-PCR验证结果表明，2个候选基因的相对表达量变化趋势与转录组分析结果一致，且TraesCS6D02G313500基因累计相对表达量表现为宛1329显著低于连麦2号。Alphafold预测结果表明，该变异导致α-淀粉酶C端延伸并降低蛋白质结构的稳定性，增加构象的可变性。综上，α-淀粉酶基因TraesCS6D02G313300和TraesCS6D02G313500是宛1329抗穗发芽的重要基因，其中TraesCS6D02G313500的结构变异可能进一步增强穗发芽抗性。

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6. 红粒抗穗发芽小麦种质的筛选与育种利用

付梦思, 左志轩, 许培, 岳灵, 胡喜贵, 胡铁柱, 李淦, 茹振钢, 赵来宾

河南农业科学 2025, 54 (11): 30-39. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2025.11.004

摘要（1484）

PDF （10832KB）（46）

为了筛选抗穗发芽新种质、挖掘抗穗发芽新基因、评价红粒抗穗发芽材料在黄淮麦区的育种利用情况，对98份黄淮麦区小麦品种（系）、33份西南麦区小麦品种（系）及以西南麦区小麦材料为第一次杂交亲本、黄淮麦区材料为复交亲本的310份杂交F₁的田间穗发芽情况进行统计，随机选择5份材料进行室内发芽验证，并对12份材料（4份红粒抗穗发芽和8份白粒感穗发芽材料）进行抗穗发芽相关基因的检测。结果表明，98份黄淮麦区小麦品种（系）和33份西南麦区小麦品种（系）聚为4类，第Ⅳ类为抗穗发芽材料，包含25份材料，大部分为红粒材料（68%），发芽率在0~11%。室内发芽率和田间发芽率结果表现相同的趋势。以红粒材料为第一次杂交亲本的195份F₁材料中，114份聚在第Ⅳ类（抗穗发芽，发芽率介于0~16%），占第Ⅳ类材料的93%，远远高于以白粒材料为第一次杂交亲本的后代中抗穗发芽材料的占比（7%），说明红粒材料贡献了大部分杂交后代的穗发芽抗性，利用红粒材料可以明显提高杂交后代的抗穗发芽能力。在这195份F1材料中，白粒材料有111份，33份抗穗发芽，说明粒色和穗发芽抗性是可以调节的。育种实践证明可以利用红粒种质培育白粒抗穗发芽新材料。白粒和红粒材料中未检测到TaVp-1B 和TaSdr-B1基因，都具有相同的Tamyb10-A、Tamyb10-B、Dorm-1、TaVp-1A 基因型，表明这些基因不是红粒材料抗穗发芽的主要原因。红粒抗穗发芽材料21B2含有PM19a抗穗发芽等位基因，中国春、21B2和21B42均含有Tamyb10-D基因，基因PM19a和TaMyb10-D可能对红粒材料的抗性起到促进作用。同时筛选到1份不含TaMyb10-D基因的抗穗发芽红粒材料，并在其后代获得了抗穗发芽白粒材料，说明其可以作为黄淮麦区抗穗发芽种质进行育种利用。

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7. 不同硫族元素添加量、处理及预处理时长对镉胁迫下小麦幼苗镉吸收转运的影响

周荆航, 王增昊, 张磊, 张夏, 刘佳佳, 胡铁柱, 张大众

河南农业科学 2026, 55 (6): 1-10. DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2026.06.001

摘要（1422）

PDF （2703KB）（112）

为探讨硫族元素（硫、硒和碲）对小麦幼苗镉（Cd）吸收转运的影响，研究硫族元素种类［Na₂SO₄（硫酸盐，SVI）、Na₂SO₃（亚硫酸盐，SIV）、Na₂SeO₄（硒酸盐，SeVI）、Na₂SeO₃（亚硒酸盐，SeIV）和Na₂TeO₃（亚碲酸盐，TeIV）］、添加量（SVI 和SIV 浓度为600、1 200、2 400 μmol/L，SeVI、SeIV 和TeIV 浓度为5、15、30 μmol/L）、处理时长（2、6、12、24、48、96、168 h）和预处理时长（0、24、72、168 h）对小麦幼苗Cd吸收动力学、含量和转运系数的影响。结果表明，与单独Cd处理（对照）相比，SVI、SeVI和SeIV对小麦幼苗根系Cd 吸收速率和最大吸收速率（V_max）的影响较小，而SIV 和TeIV 对Cd 吸收速率和V_max 影响较大，1 200 μmol/L SIV和15 μmol/L TeIV处理V_max较大，分别比对照提高88.1%和54.4%；600 μmol/L SIV处理米氏常数（K_m）最高，较对照提高39.7%，而SeIV和TeIV处理K_m降低。添加硫族元素能明显降低小麦根系和地上部Cd含量，其中，SeIV对根系Cd含量的影响最大，5、15、30 μmol/L SeIV分别使根系Cd含量比对照显著降低56.1%、61.2%、61.5%；1 200、2 400 μmol/L SVI使Cd转运系数较对照显著降低，分别降低2.4%、14.0%。硫族元素处理24 h内促进根系Cd吸收，处理≥48 h抑制根系Cd吸收，处理168 h时可使根系Cd含量较对照降低34.9%（SVI）~49.1%（SeIV）。硫族元素处理时长≥96 h显著降低地上部Cd含量，其中，SeVI和TeIV处理时长≥48 h降低地上部Cd含量的效果较显著，处理168 h时分别使地上部Cd含量较对照降低48.4%和50.7%。硫族元素处理时长≤96 h时Cd转运系数显著高于对照或与对照差异不显著；处理时长为168 h时，SeVI和TeIV使Cd转运系数显著低于对照。硫族元素预处理可降低小麦根系和地上部Cd含量。随预处理时长增加，SIV处理根系和地上部Cd含量、SVI处理地上部Cd含量和转运系数、TeIV处理Cd转运系数均呈降低趋势；预处理168 h时，SVI和TeIV分别使Cd转运系数较对照降低33.9%和7.1%。综上，硫族元素的种类、添加量、处理时长和预处理时长都会影响Cd的吸收和转运；1 200、2 400 μmol/L SVI和15 μmol/L TeIV通过增强根部对Cd的固定降低Cd转运系数；硫族元素处理时长≥48 h明显降低根部Cd含量，处理时长≥96 h显著降低地上部Cd含量；硫族元素预处理可降低小麦根系和地上部Cd含量，SVI预处理168 h时Cd转运系数最低，较对照降低33.9%。

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