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伴随人口数量膨胀和极端气候加剧，培育节水抗旱、高产广适的小麦新品种是保证我国粮食安全和资源高效利用的重要目标。本试验以黄淮麦区小麦主栽品种中麦895为主要研究对象，开展室内水培试验与连续两年大田试验，调查苗期根系结构、成株期水肥吸收利用效率及生育后期持绿耐高温相关生理性状，解析该品种苗期根系结构与成株灌浆期耐高温干旱相关的遗传机理，挖掘调控关键性状的基因位点，为培育高产广适性小麦新品种提供理论基础。主要研究结果如下：
1.在不同氮磷处理下，利用溶液培养法分析扬麦16/中麦895遗传群体的苗期根系形态、结构、生物量差异。结果表明，中麦895苗期根系性状优良，在高氮或低磷环境下具备较长根长、较大根直径及根表面积，与田间根系活力强、养分吸收利用率高表现相一致。结合扬麦16/中麦895DH群体遗传图谱对9个根系性状进行QTL定位，分别检测到59个受氮调控、34个受磷调控的基因位点，其中53个位点的加性效应来自中麦895。低氮条件下6个新位点分别位于4BL(3个)、7DS、和7DL(2)染色体上，与幼苗干重、根系干重、根苗总重、根长、根体积和根表面积相关，解释表型变异率为6.1%-12.5%。受磷调控的4个新的位点，分别位于3AS、6BL、7AL和7BL染色体上。定位到的QTL可作为提高苗期氮磷吸收效率研究的新来源。
2.品种遗传差异对不同水氮处理的响应和需肥规律存在显著差异。在田间不同水分和肥料处理下，利用中麦895和矮抗58研究品种间水肥利用效率和产量潜力差异。结果表明，中麦895在不同水氮处理下干物质积累量多，粒重大，花后干物质运转能力强，对高水高肥环境更为敏感。可能是由于其根系结构发达，水肥利用效率高，为高产提供了重要基础。考虑到黄淮麦区经济效益，推荐灌水量为120mm，W3处理(浇越冬水+拔节水)为中麦895和矮抗58的最适灌水模式。在磷肥、钾肥一定条件下，施氮量为180kg·hm-2或基施氮肥+拔节期追施氮肥为最适施氮量和施氮模式。
3.2016-2018年连续2年2点利用扬麦16/中麦895DH群体研究开花期至灌浆后期生理遗传差异。结果表明，遗传群体及亲本的NDVI、叶绿素含量均不断下降，冠层温度不断上升。产量与叶绿素含量、NDVI呈显著正相关，与冠层温度呈负相关。中麦895在灌浆中后期能保持较高的叶绿素含量和NDVI，以及较低的冠层温度，为加快灌浆进程和延缓叶片衰老提供重要保障，与田间水肥高效吸收利用及耐灌浆胁迫表现相一致，具备持绿性和高产潜力。
4.2年4个环境下共检测到25个稳定表达的与持绿相关生理性状的QTL。其中，与NDVI、叶绿素含量、冠层温度相关的位点分别是11、8和4个，解释表型变异率为4.32-32.22%。含有功能持绿基因的家系均表现为灌浆中后期(花后14-21天)具有较高的上三叶叶绿素含量、花后21天较高NDVI和花后7天较低冠层温度，QTL遗传贡献均来源于父本中麦895。结合PCA分析筛选出5个家系DH6046、DH6095、DH6093、DH6016和DH6163具有较好持绿性且产量较高。对DH群体调控根系性状与持绿生理性状的QTL位点进行精确分析，发现4个重合位点。即参与调控根系结构(根直径、根尖数)和根系生物量(根系干重、根苗比)的主效位点也是调控灌浆期叶绿素含量、冠层温度和NDVI的重要位点，并与产量呈显著相关。
1.在不同氮磷处理下，利用溶液培养法分析扬麦16/中麦895遗传群体的苗期根系形态、结构、生物量差异。结果表明，中麦895苗期根系性状优良，在高氮或低磷环境下具备较长根长、较大根直径及根表面积，与田间根系活力强、养分吸收利用率高表现相一致。结合扬麦16/中麦895DH群体遗传图谱对9个根系性状进行QTL定位，分别检测到59个受氮调控、34个受磷调控的基因位点，其中53个位点的加性效应来自中麦895。低氮条件下6个新位点分别位于4BL(3个)、7DS、和7DL(2)染色体上，与幼苗干重、根系干重、根苗总重、根长、根体积和根表面积相关，解释表型变异率为6.1%-12.5%。受磷调控的4个新的位点，分别位于3AS、6BL、7AL和7BL染色体上。定位到的QTL可作为提高苗期氮磷吸收效率研究的新来源。
2.品种遗传差异对不同水氮处理的响应和需肥规律存在显著差异。在田间不同水分和肥料处理下，利用中麦895和矮抗58研究品种间水肥利用效率和产量潜力差异。结果表明，中麦895在不同水氮处理下干物质积累量多，粒重大，花后干物质运转能力强，对高水高肥环境更为敏感。可能是由于其根系结构发达，水肥利用效率高，为高产提供了重要基础。考虑到黄淮麦区经济效益，推荐灌水量为120mm，W3处理(浇越冬水+拔节水)为中麦895和矮抗58的最适灌水模式。在磷肥、钾肥一定条件下，施氮量为180kg·hm-2或基施氮肥+拔节期追施氮肥为最适施氮量和施氮模式。
3.2016-2018年连续2年2点利用扬麦16/中麦895DH群体研究开花期至灌浆后期生理遗传差异。结果表明，遗传群体及亲本的NDVI、叶绿素含量均不断下降，冠层温度不断上升。产量与叶绿素含量、NDVI呈显著正相关，与冠层温度呈负相关。中麦895在灌浆中后期能保持较高的叶绿素含量和NDVI，以及较低的冠层温度，为加快灌浆进程和延缓叶片衰老提供重要保障，与田间水肥高效吸收利用及耐灌浆胁迫表现相一致，具备持绿性和高产潜力。
4.2年4个环境下共检测到25个稳定表达的与持绿相关生理性状的QTL。其中，与NDVI、叶绿素含量、冠层温度相关的位点分别是11、8和4个，解释表型变异率为4.32-32.22%。含有功能持绿基因的家系均表现为灌浆中后期(花后14-21天)具有较高的上三叶叶绿素含量、花后21天较高NDVI和花后7天较低冠层温度，QTL遗传贡献均来源于父本中麦895。结合PCA分析筛选出5个家系DH6046、DH6095、DH6093、DH6016和DH6163具有较好持绿性且产量较高。对DH群体调控根系性状与持绿生理性状的QTL位点进行精确分析，发现4个重合位点。即参与调控根系结构(根直径、根尖数)和根系生物量(根系干重、根苗比)的主效位点也是调控灌浆期叶绿素含量、冠层温度和NDVI的重要位点，并与产量呈显著相关。