草甘膦是目前使用最广泛的广谱灭生性除草剂,培育耐草甘膦作物将有助于改善农田杂草化学防控效果、减少用药量和简化防控措施。为充分挖掘小麦耐草甘膦基因位点,利用来自黄淮麦区的484份种质资源进行草甘膦耐药性鉴定,根据小麦15K SNP芯片数据,采用全基因组关联分析的方法,挖掘与小麦草甘膦耐药性相关QTL。结果显示,不同年代培育的小麦品种草甘膦耐药性的变化趋势缓慢,草甘膦耐受性未显著提升;根据表型鉴定结果,筛选出黄淮麦区耐草甘膦小麦种质材料3份,即河农130、冀麦782和泰山23号;利用全基因组关联分析方法,检测到与小麦草甘膦耐药等级显著相关的QTL 7个,包含19个显著性SNPs,分布于小麦1A(0.00~30.48 Mb)、1B(6.57~30.57 Mb)、1D(0.00~22.98 Mb)、4A(656.09~680.09 Mb)、5A(508.19~532.19 Mb)、6A(54.56~85.09 Mb)和6D(12.02~36.02 Mb)染色体上;位于小麦1A和6A染色体上的2个QTL qGlyT-1A和qGlyT-6A是小麦耐草甘膦的主效位点,共包含16个可能与小麦耐草甘膦相关的基因。

为探究钙依赖蛋白激酶(CDPK)在小麦生长和逆境应答中的作用,从普通小麦中克隆了TaCDPK17基因,并对其进行了序列结构、表达模式和抗逆功能初步分析。结果表明,TaCDPK17基因编码区长1 701 bp,编码566个氨基酸,具有CDPK家族的典型结构特征,包括1个保守的丝氨酸/苏氨酸激酶结构域和4个EF手型结构域。对TaCDPK17与其他12种植物的CDPK17进行进化树分析表明,TaCDPK17与禾本科作物,特别是节节麦、大麦的CDPK17序列有较高同源性。TaCDPK17基因启动子区域富含与激素调控、光照响应,以及非生物应答胁迫相关的顺式调控元件,其中,脱落酸(ABA)响应元件(ABRE)和茉莉酸甲酯响应元件(CGTCA)数量较多。基于实时荧光定量PCR的表达分析结果显示,TaCDPK17受100 μmol/L ABA、100 μmol/L茉莉酸甲酯、20% PEG6000和250 mmol/L NaCl诱导后,表达量有不同程度升高。在2 μmol/L ABA和100 mmol/L NaCl胁迫处理条件下,过表达TaCDPK17的拟南芥种子萌发率显著高于野生型对照。同时,过表达TaCDPK17缓解了ABA或渗透胁迫处理对幼苗根生长的抑制作用。在气孔关闭过程中,过表达TaCDPK17的转基因植物对ABA更敏感,与野生型植物相比,表现出更强的气孔关闭趋势。这些结果表明,TaCDPK17在小麦逆境胁迫和激素信号应答中发挥着重要作用。

植物磺化肽激素受体(PSK receptor,PSKR)在促进植物细胞增殖和非生物胁迫中起着重要作用。为了探讨小麦PSKR的序列特征和生物学功能,采用同源克隆技术,从普通小麦品种晋麦47根组织中克隆出TaPSKR1 3个部分同源基因的cDNA序列,因3个基因分别位于6A、6B和6D染色体上,故分别命名为TaPSKR1-6A、TaPSKR1-6B和TaPSKR1-6D。并且利用生物信息学手段对其基因结构、蛋白理化性质、顺式作用元件、功能结构域及系统进化树进行分析,通过qRT-PCR分析TaPSKR1基因在不同组织以及不同逆境胁迫下的表达模式。结果表明,TaPSKR1-6A、TaPSKR1-6B和TaPSKR1-6D均包含一个外显子,其开放阅读框分别为3 153,3 132,3 156 bp,分别编码1 050,1 043,1 051个氨基酸。生物信息学分析结果表明,TaPSKR1定位在细胞膜上,具有信号肽、跨膜结构域和8个LRRs结构域及胞内激酶结构域,属于PSKR家族成员。系统进化显示,TaPSKR1蛋白与小麦近缘物种及水稻亲缘关系较近,处于同一分支上。实时定量PCR分析结果表明,TaPSKR1基因在根、茎、叶片、穗和种子中均有表达,在根中的表达量极高;逆境胁迫分析表明,干旱和盐胁迫处理下,叶片中TaPSKR1的3个部分同源基因的表达急剧上调,推测TaPSKR1可能在小麦抵抗逆境胁迫过程中起重要的调控作用。

为了明确干旱胁迫对不同抗旱性冬小麦灌浆期下午旗叶光合荧光特性和产量的影响,2018—2019年度和2019—2020年度,在防雨棚池栽条件下,以强抗旱性冬小麦品种晋麦47(JM47)和弱抗旱性冬小麦品种偃展4110(YZ4110)为材料,采取测墒补灌的方法,设置重度干旱(W1:播前65% MFC(最大田间持水量)+拔节后45%~55% MFC)、中度干旱(W2:播前75% MFC +拔节后55%~65% MFC)、轻度干旱(W3:播前75% MFC +拔节后65%~75% MFC)、适宜供水(W4:播前75% MFC +拔节后75%~85% MFC)4个处理,测定了灌浆前期、中期和中后期14:00—16:00的旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO₂浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、瞬时水分利用效率(IWUE)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)以及成熟期的产量及其构成因素。结果表明,水分和品种对小麦灌浆期下午的旗叶光合、荧光特性和成熟期的产量均有显著影响。从2 a均值来看,与W4相比,干旱胁迫处理(W1、W2和W3)灌浆期下午的旗叶Pn、Gs和ΦPSⅡ,JM47分别降低2.07%~68.92%,-3.23%~50.00%和-1.89%~30.19%;YZ4110分别降低7.71%~80.19%,11.11%~59.26%和0~73.47%;JM47和YZ4110灌浆中期下午的旗叶Tr分别降低6.30%~32.87%和6.49%~41.74%,灌浆中后期下午旗叶Fv/Fm分别降低1.20%~18.52%和2.50%~30.00%,且上述指标的降幅基本表现为JM47<YZ4110。与YZ4110相比,干旱胁迫处理(W1、W2和W3)JM47灌浆期下午的旗叶Pn、Gs、ΦPSⅡ和Fv/Fm分别提高0.86%~64.89%,8.33%~36.36%,1.96%~184.62%和1.25%~17.86%,JM47的产量分别提高28.91%,8.06%和5.40%。除IWUE外,灌浆期下午旗叶光合荧光参数与产量均显著或极显著相关,但相关系数因品种和灌浆时期而异,JM47以灌浆前期旗叶Tr,灌浆中期旗叶ΦPSⅡ,灌浆中后期Pn、Gs和Fv/Fm的相关系数最大;YZ4110以灌浆前期旗叶Pn、Gs和Tr,灌浆中期旗叶ΦPSⅡ,灌浆中后期旗叶Fv/Fm的相关系数最大。综上,干旱会导致灌浆期下午旗叶光合能力和籽粒产量降低,强抗旱性品种JM47在灌浆期下午能保持较好的旗叶光合荧光特性,可在干旱胁迫下显著提高灌浆中期下午的旗叶ΦPSⅡ和灌浆中后期下午的旗叶Pn、Gs和Fv/Fm,从而提高籽粒产量。

为发掘控制小麦旗叶长、宽、面积和千粒质量、穗粒数、穗粒质量的QTL，并阐明旗叶大小与籽粒性状之间的遗传关系，以农大3338和京冬6号构建的包含216个家系的DH群体为材料，于2015年和2016年分别在临汾和运城进行了田间试验，结合含有469个标记的遗传图谱，利用复合区间作图法进行了QTL分析。结果显示，共检测到105个加性QTL，其中，40个为旗叶性状的QTL，65个为籽粒性状的QTL，单个QTL的贡献率为2.28%~39.91%。在1B、2A、2B、2D、3A、4A、4B、4D、6A、6D和7A染色体发现了多个QTL富集区，富集区内的QTL或紧密连锁，或一因多效，在QTL水平证实了旗叶长、宽、面积和千粒质量、穗粒质量、穗粒数是紧密关联的。7个QTL （Qflw-4A.1、Qflw-4B.1、Qflw-4D.1、Qfla-4B、Qtgw-4A.1、Qtgw-4B.2、Qtgw-4B.3）能够在3种或4种环境中被重复检测到，具有较高的LOD值，并对表型具有较高的贡献率。对这7个稳定表达的主效QTL进行深入挖掘与精细定位，可能对于MAS育种和基因克隆具有重要的意义。

为进一步挖掘小麦逆境胁迫响应基因在植物非生物逆境胁迫应答中的作用，探究小麦逆境胁迫响应机制，从前期转录组结果中筛选出1个编码MYB蛋白的基因，暂命名为Tamyb59，通过PCR技术扩增Tamyb59的全长；利用NCBI和DNAMAN软件进行基因序列比对和保守结构域的分析；利用Expasy和TMHMM等在线软件进行氨基酸组成、亲水系数分析；采用MEGA 6.0软件构建系统进化树；构建pMDC83-GFP融合表达载体，进行基因表达的亚细胞定位分析。采用qRT-PCR分析了基因在不同非生物胁迫处理过程中不同组织的表达特性，并利用SAS数据处理软件进行差异显著性分析。结果表明：该基因含有典型的SANT保守结构域，CDS序列全长为522 bp，编码173个氨基酸，编码蛋白分子质量为19.7 ku，理论等电点为7.61。基因系统进化分析结果表明，Tamyb59与山羊草、粳稻、玉米等9种植物MYB转录因子有52.0%~85.6%的同源性，其中与谷子的MYB蛋白同源性最高。亚细胞定位结果显示，Tamyb59基因编码蛋白定位在细胞核。利用qRT-PCR分析了基因在不同非生物胁迫处理过程中不同组织的表达特性，组织表达特异性分析显示，Tamyb59基因在小麦根中的表达量较高，茎、叶和幼穗中表达量较低；PEG和盐胁迫处理过程中，Tamyb59基因的表达均呈现先上升后下降的趋势，说明Tamyb59基因对不同非生物胁迫有不同的响应。

为了探寻快速高效筛选冬小麦抗旱品种的方法，给冬小麦抗旱品种筛选提供参考依据，以烟农999、泰麦1918、济麦22号、济麦23号、泰山27和师栾02-1 6个冬小麦品种为供试材料，设置正常水分处理（土壤相对含水量75%）、轻微干旱处理（土壤相对含水量55%）和中度干旱处理（土壤相对含水量40%），研究了苗期叶绿素荧光参数、生物量、根冠比、SPAD、超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）含量及其之间相关关系。结果表明：与其他冬小麦品种相比，干旱胁迫下，泰麦1918的抗旱系数（DTC）最大，根冠比降低程度最小，SPAD值、光系统Ⅱ最大光合效率（Fv/Fm）、光系统Ⅱ实际光合效率（φPSⅡ）和相对电子传递速率（ETR）的降低程度最小，SOD活性的降低程度最小，非光化学淬灭（NPQ）升高程度最大，丙二醛含量升高程度最小。6个供试冬小麦品种的抗旱性强弱依次为泰麦1918 > 烟农999 > 济麦22号 > 济麦23号 > 泰山27 > 师栾02-1。通过相关性分析发现，叶绿素荧光参数与抗旱系数、SOD活性以及MDA含量的相关性均达到极显著水平。综上，供试材料中泰麦1918的抗旱性最强，叶绿素荧光参数可作为在苗期筛选冬小麦抗旱性品种的重要依据。

为了解干旱对不同类型小麦籽粒灌浆期糖类、淀粉、蛋白质和微量元素的动态规律，明确干旱对营养物质在高产小麦、优质小麦和节水小麦灌浆过程中的差异，以黄淮北片麦区的小麦品种冀麦325、冀麦418、冀麦323为试验材料。选取同一天抽穗、开花的植株进行标记，于花后7～31 d每6 d取各品种籽粒样本，研究了灌浆期间干旱对籽粒中可溶性总糖、蔗糖、葡萄糖、果糖、蛋白质、Fe、Zn、Mn、Cu含量、直链和支链淀粉积累量、淀粉积累速率及淀粉合成关键酶活性的影响。结果表明，在灌浆过程中，干旱胁迫显著降低了小麦籽粒蔗糖和葡萄糖的含量，对果糖含量的影响相对较小，高产品种冀麦325的蔗糖和果糖受干旱影响较小。干旱胁迫降低了小麦籽粒支链淀粉和总淀粉含量，对直链淀粉含量的影响相对较小。干旱胁迫对高产品种和优质品种淀粉含量的影响明显大于耐旱品种冀麦418。干旱胁迫在灌浆初期和中期提高了淀粉合成酶的活性，中后期活性较灌溉对照迅速下降。随籽粒灌浆的进行，4种微量矿质元素的含量呈下降趋势，在小麦籽粒中的表现为Mg > Fe > Zn > Mn。冀麦325籽粒的Fe、Zn和Mg积累量较高。研究干旱条件下不同类型小麦籽粒灌浆过程中营养物质积累差异，为优化栽培措施，实现专用小麦优质、高产、节水提供理论数据和参考依据。

为了利用小麦感叶锈病突变体进行抗病基因功能和机制研究，用EMS处理小麦抗叶锈病近等基因系TcLr19的种子，对获得的M₂、M₃植株进行农艺性状观察和田间抗叶锈性鉴定。结果显示，不同浓度的EMS溶液处理种子共获得367个M₁单株，处理浓度为1.0%时，接近半致死剂量，且M₂表型突变频率最高，适宜突变筛选。在2 359个M₂突变群体中，共筛选到表型突变体38个，表型突变频率1.61%；筛选出感叶锈病突变体53个，感病突变频率2.25%。在459个M₃感病突变群体中，共鉴定出146个感病突变体，其中M₃6-2、M₃33-8、M₃33-9、M₃33-11、M₃44-4、M₃96-8这6个M₃感病突变材料，遗传稳定率较高，达70%以上。为保证结果的可靠性，试验中还利用Lr19的分子标记对突变体进行分子辅助筛选。结果表明，EMS诱变是获得小麦感叶锈病突变体的有效手段，不仅为小麦抗叶锈基因的克隆和功能研究提供了重要的基础材料，还为小麦育种提供了新的种质。

探究养分专家（NE）管理对小麦玉米轮作体系氮肥利用率和土壤有机碳固存的影响，可为小麦玉米轮作体系培肥增效提供理论基础。2009年开始在华北小麦玉米轮作体系中设置不同管理模式定位试验，将NE管理与农民习惯（FP）管理进行对比，通过9 a田间试验，对不同管理模式下作物产量、氮肥利用率、土壤有机碳含量、固碳速率及固碳效率进行测定和计算，解析长期NE管理在小麦玉米轮作体系中的优越性。结果表明：与FP管理相比，长期NE管理降低了氮肥施用量，但小麦和玉米籽粒产量均无显著差异。NE管理玉米平均氮素累积回收率、农学效率、偏生产力分别较FP管理提高7.4百分点，39.7%，28.4%；小麦分别提高8.0百分点，28.9%，32.8%。9 a后NE管理与FP管理表层土壤有机碳含量均有所提高，但NE管理较FP增长较快，NE处理0~5 cm，5~10 cm，10~20 cm土壤有机质含量年增长速率分别为0.28，0.27，0.34 g/（kg·a），较FP年增长速率提高7.7%，68.8%，126.7%。NE和FP处理秸秆还田年均碳投入量分别为8.5，8.7 t/（hm²·a），固碳速率分别为1.35，0.68 t/（hm²·a），固碳效率分别为18.6%，0.4%（处理间差异显著）。养分专家管理可提高氮肥利用率，增加土壤有机碳固存，长期养分专家管理是小麦玉米轮作体系减肥增效、土壤有机碳库提升的重要措施之一，可保障该体系粮食高产稳产，助力其绿色发展。

为了探讨雨养模式下植物生长调节剂协同调控冬小麦根系生长和产量形成的机理,在华北平原雨养条件下,研究烯效唑和矮壮素复配剂以及清水对照对冬小麦产量形成、群体数量和根系生长的影响。结果表明:植物生长调节剂处理显著提高冬小麦穗数和籽粒产量,但是对小穗数和穗粒数没有显著影响。植物生长调节剂可以促进冬小麦冬前分蘖,明显提高生育前期群体数量。植物生长调节剂处理下,冬小麦分蘖期单株根系根长和根表面积显著降低,但是冬小麦单株根直径、根条数、根重和根冠比显著增加。植物生长调节剂处理主要影响冬小麦分蘖期0~30 cm土层的根长密度和0~50 cm土层的根重密度,而对深层土壤中的根长密度和根重密度影响较小。植物生长调节剂可以协同调控冬小麦根系生长和分蘖形成,从而有利于塑造合理群体结构和提高产量。

为明确多次微喷和氮肥用量对冬小麦籽粒灌浆特性及氮素吸收利用的影响，以主栽品种济麦22为材料，设置了微喷4次（S4，拔节期+孕穗期+开花期+灌浆期）和3个追施氮肥处理（N1、N2和N3分别为纯氮45，90，135 kg/hm²），氮肥随灌水等量分次施入，以漫灌作为对照（CK，拔节期750 m³/hm²+开花期750 m³/hm²，拔节期追施纯氮90 kg/hm²），考察了籽粒产量、灌浆期上三叶叶绿素含量和籽粒干物质积累动态、不同时期植株氮素积累、分配与运转及土壤硝态氮含量。结果表明，多次微喷灌提高了籽粒产量，尤以S4N2增加显著（P<0.05），相比CK提高10.5%~24.5%。微喷产量的增加主要归因于千粒质量的提高，2013-2014年和2014-2015年S4N2千粒质量比CK分别提高了3.47，5.97 g。微喷灌显著延长了籽粒灌浆天数，特别是推迟了最大灌浆速率出现日，延长了籽粒灌浆高峰持续期；S4N2最大理论千粒质量、最大灌浆速率、平均灌浆速率均高于其他处理。微喷灌处理灌浆中后期上三叶叶绿素含量显著高于CK，尤其以旗叶和倒二叶表现明显，叶片功能期延长，利于籽粒灌浆和粒重提高。微喷灌处理植株氮素积累量显著高于CK，成熟期表现为随施氮量的增加呈现先升高后降低的趋势。微喷灌植株花前贮藏氮素的转运量及其对籽粒氮的贡献率降低，花后同化氮素的贡献率提高，尤以叶片和茎鞘表现明显。同时，微喷灌提高了籽粒氮素积累量和氮肥偏生产效率。少量多次微喷灌使氮肥在冬小麦生育期内主要集中于0~80 cm土层，但施氮过多会导致硝态氮向深层土壤淋失。综合上述结果认为，在本试验条件下，微喷4次在适宜的追氮量（90 kg/hm²）条件下可实现冬小麦高产和氮肥高效利用。

为进一步挖掘小麦春化相关基因，探明小麦春化发育调控机制，从不同春化发育特性小麦品种春化响应转录组高通量测序结果中筛选并克隆到1个EST序列，命名为Trx59，该基因的开放阅读框为372 bp，编码124个氨基酸，保守结构域分析显示，Trx59基因有1个Thioredoxin结构域。利用qRT-PCR分析了在春化处理过程中Trx59基因在不同春化发育特性小麦品种的表达特性，并利用VIGS技术进行基因功能的初步验证。结果表明：随着春化处理时间的延长，Trx59基因的表达量逐渐升高，从表达量和表达时间来看，Trx59基因的表达量和表达时间表现为春性品种高于且早于冬性品种。构建BSMV：Trx59重组载体并接种于小麦植株，14 d后出现明显的光漂白现象，Trx59基因的表达水平急剧降低，说明Trx59基因已被显著抑制；BSMV：Trx59接种的小麦植株穗分化明显晚于阴性对照组，初步判断Trx59基因与小麦发育有关。

为了解黄淮麦区不同小麦主推品种在生育前期的光合生理特性及其干物质积累变化特点,且为筛选高光合育种亲本提供依据,以温麦6号、周麦18、矮抗58、百农418和百农419为试材,研究了其生育前期光合速率、叶绿素含量(SPAD)、叶绿素荧光参数、叶面积指数(LAI)及干物质积累变化规律。结果表明,在生育前期,百农419表现出较强的光合生理特点,其SPAD值在1月10日、1月25日、2月10日、3月1日分别比温麦6号高出2.75%,3.55%,1.43%,20.50%,比周麦18高出8.76%,10.82%,15.80%,16.44%,比矮抗58高出14.19%,16.16%,2.05%,13.74%,比百农418高出14.67%,10.63%,6.01%,13.55%;最大光化学效率(Fv/Fm)和电子传递速率(ETR)在4个测定时期均最高,显著高于温麦6号,在1月10日、1月25日、2月10日3个时期显著高于周麦18;光合速率比温麦6号高出20.75%,14.08%,2.91%和13.40%,比周麦18高出44.49%,31.67%,14.96%和20.10%,比矮抗58高出76.11%,28.30%,9.43%和17.51%,比百农418高出49.95%,82.29%,31.40%和20.35%;LAI明显高于其他品种,最终表现为生育前期百农419干物质积累较多。不同小麦品种在生育前期的光合生理特性结果表明,百农419具有作为高光效育种亲本的潜力。

研究了炭化温度对小麦秸秆生物炭产率及理化特性的影响，为小麦秸秆生物炭的制备及还田作用机制提供理论依据。通过低氧炭化法，以20℃/min的升温速度将小麦秸秆炭化至特定温度（100，200，300，400，500，600，700，800℃），然后对其炭化产率和理化性质（孔隙状况、全碳及无机碳含量、CEC含量、表面含氧官能团情况及pH值、FTIR）进行分析，结果表明，低温炭化时小麦秸秆生物炭呈酸性，400℃之后呈碱性；随热解温度的升高，小麦秸秆生物炭的炭化程度逐渐增大，100~400℃产率自91.32%降至18.52%；炭化过程中，小麦秸秆生物炭孔隙增加，结构疏松；比表面积、孔径和比孔容均表现出先增大后减小的趋势，且均在400℃时达到最大，分别为6.675 m²/g、13.992 nm、0.015 cm³/g；有机碳含量在200~400℃较高；CEC含量于400~800℃维持在较高水平，处于69.13~84.35 cmol/kg；FTIR和表面含氧官能团的结果显示，小麦秸秆生物炭的芳香化程度随着热解温度的升高而增大，结构也愈加稳定。小麦秸秆的制备以400℃左右的炭化温度条件较为理想。

为了解黄淮麦区几种高产小麦品种穗光合特性及产量性状，为筛选高光合育种亲本提供依据，以矮抗58、百农418、百农419、豫麦49和周麦18为试材，研究了其穗部光合速率、叶绿素含量、PS Ⅱ最大光化学效率（Fv/Fm）、颖壳横切面结构及产量性状变化规律。结果表明，百农419穗部表现出较强的光合特性。在开花期、花后7 d及花后15 d其光合速率分别比矮抗58高14.12%，42.86%，6.11%，比百农418高2.69%，4.65%，4.50%，比豫麦49高11.45%，12.08%，16.24%，比周麦18高22.92%，6.35%，10.64%；其颖壳叶绿素a含量和总叶绿素含量较高，Chla/Chlb分别比矮抗58高22.47%，20.04%，0.41%，比百农418高5.72%，18.63%，3.21%，比豫麦49高6.14%，25.68%，0.56%，比周麦18高12.35%，21.26%，2.49%，具有较强的光能捕获能力；Fv/Fm在4个测定时期均最高；此外，百农419颖壳细胞组织较厚，维管束数目较多，大维管束的周长与面积较大，具有较强的“流”能力。产量结果显示，百农419的理论产量和实际产量分别高出矮抗58 25.22%和14.05%、高出百农418 17.15%和10.82%、高出豫麦49 23.74%和19.28%、高出周麦18 8.55%和8.57%，差异显著。综合试验结果认为，百农419穗部光合能力较强，产量较高，具有作为绿穗灌浆高光效育种亲本的潜力。

成株期抗叶锈病基因Lr12在生产上具有良好抗性,为Lr12进行精细定位并开发可靠的分子标记,以感病材料Thatcher和含Lr12抗性基因的近等基因系RL6011为亲本杂交产生F₁,进一步自交产生F₂单株和F_2∶3 家系。在田间利用5种强毒力叶锈菌混合小种(PHTT、THKS、THTT、PHTS和PHKS)接种F₂单株和F_2∶3家系进行成株抗叶锈性鉴定和抗性遗传分析。随后利用16K液相芯片对F₂的10个抗病单株和10个感病单株进行基因分型,获得与Lr12紧密连锁的SNP位点,确定抗病基因所在的染色体物理区间,开发SSR分子标记并构建遗传连锁图谱。结果表明,对RL6011(Lr12)/Thatcher的3 494个F₂单株进行抗叶锈性鉴定,抗病单株与感病单株之间的分离比符合3∶1( {\mathrm{\chi }}_{3:1}^2 =0.14;P=0.71)。对685个F_2∶3家系进行抗叶锈性鉴定,抗病单株、抗病杂合单株与感病单株之间的分离比符合1∶2∶1( {\mathrm{\chi }}_{1:2:1}^2= 2.01;P=0.37),表明Lr12为显性基因且群体分离符合单基因遗传规律。通过遗传连锁图谱分析成株期抗叶锈病基因Lr12基因位于SSR分子标记YK12817和YK12928之间,遗传区间为0.38 cM,对应中国春参考基因组(IWGSC.Ref.V1.0)中4BL染色体579.44~581.53 Mb物理范围内共2.09 Mb的物理区间。上述结果为预测候选基因提供了确定的依据。

为了研究小麦类钙调素基因的功能和在植物逆境响应中的分子机制，以电子克隆结合RT-PCR的方法，在小麦中克隆到一个类钙调素基因TaCML79。该基因的开放阅读框长度为588 bp，编码的蛋白长度为195个氨基酸，推测的分子量为20.45 kDa，等电点为4.6，属于酸性蛋白，具有2个典型的和一个不完整的EF-hand结构域。多序列比对和系统进化树分析表明，TaCML79与野生稻的ObCML35和水稻的OsCML10亲缘关系较近，相似性分别为84.6%和86.8%。该基因的表达在根和地上部分受到热激、NaCl、渗透和冷胁迫的诱导或抑制，初步推断该基因可能与植物抗逆有密切的关系。

利用普通小麦测序草图可从基因组范围内对小麦单条染色体上的某个区段进行分析。Pm43是作物遗传与分子改良山西省重点实验室在小麦2D染色体长臂上定位的一个抗白粉病基因。利用信息学方法分析Pm43所在物理图谱、遗传图谱和基因组图谱上的位置，可为其精细定位乃至候选基因的确定提供参考。试验采用Pm43两侧标记序列进行比对，将Pm43定位于染色体C-2DL3-0.49区间的79～99 cM内，所在基因组区段为2DL_9835990～2DL_9823315。利用目前已克隆小麦抗病基因的保守基序作为探针，从目标区段内检索出89条包含抗病基因类似物（Resistance gene analogues，RGA）序列的scaffold，其中，36条scaffold被诊断出含有SSR位点，之后针对SSR位点开发分子标记。利用携带有Pm43的普通小麦材料CH5025、感白粉病材料台长29以及CH5025×台长29的F₂作图群体的抗感池DNA，对开发的SSR标记进行连锁性检测，共筛选出4个多态性标记，从而将目标区段进一步确定在标记PK_9908430和NBS_9908778之间。最后经聚类分析，筛选出与已克隆Pm基因同源性较高的1个PK序列和1个NBS序列，且在粗山羊草2D染色体和水稻第4染色体中均存在与这2个序列同源的RGA表达序列。

为了研究不同浓度NaCl胁迫对小麦生理特性及TaNHX1基因表达的影响，以鲁原502和青麦6号2个小麦新品种为试验材料，50，100，150，200 mmol/L NaCl胁迫下测定2个小麦品种种子发芽率、幼苗鲜质量、根系活力、质膜透性、MDA含量、Na⁺含量等生理指标，并通过荧光定量PCR方法对小麦耐盐基因TaNHX1在根部和茎基部的表达量进行了比较。结果表明，100 mmol/L以上浓度NaCl胁迫下青麦6号种子发芽率显著高于鲁原502；低浓度NaCl胁迫对青麦6号幼苗生长具有显著促进效应，150 mmol/L NaCl胁迫下青麦6号幼苗鲜质量显著降低，而鲁原502幼苗鲜质量在100 mmol/L NaCl胁迫下就开始显著降低；高浓度NaCl胁迫下鲁原502根系活力下降幅度显著大于青麦6号；相同浓度NaCl胁迫下鲁原502叶片质膜透性和MDA含量均显著高于青麦6号，说明NaCl胁迫对青麦6号叶片细胞质膜伤害较小；高浓度NaCl胁迫下青麦6号根部和茎基部Na⁺含量均显著高于鲁原502，说明青麦6号根部和茎基部的拒Na⁺能力显著大于鲁原502，可以有效限制Na⁺向地上部运输；鲁原502和青麦6号的TaNHX1基因分别在100，150 mmol/L NaCl胁迫下达到最高表达量。以上结果说明青麦6号比鲁原502更耐盐，鲁原502的最高耐盐浓度为100 mmol/L，青麦6号的最高耐盐浓度为150 mmol/L。

以莱阳潮土区长期定位秸秆还田小麦-玉米轮作为研究对象，探讨秸秆还田条件下施用氮肥以及单施有机肥对小麦、玉米产量以及籽粒品质的影响。采用氨基酸组成分析法、半微量凯氏定氮法以及残余法，对不同秸秆还田施肥处理下籽粒品质做出分析，得出2季秸秆还田施氮肥（WCN）处理小麦、玉米籽粒粗脂肪含量较1季秸秆还田施氮肥（WN）处理显著提高5.72%和9.49%。秸秆所占比例越大越有利于提高籽粒粗脂肪含量。WCN处理小麦、玉米籽粒蛋白质含量较2季秸秆还田（WC）处理显著提高32.53%，72.44%，表明氮肥所占比例越大越有利于提高蛋白质含量。单施有机肥与2季秸秆还田施氮肥能显著提高小麦、玉米产量。不同秸秆还田处理对小麦籽粒赖氨酸、胱氨酸、丙氨酸影响较小，对玉米籽粒胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸影响也较小，除天门冬氨酸、亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸、胱氨酸、丙氨酸外，长期不同秸秆还田处理对其他氨基酸的影响趋势与氨基酸总量的变化规律类似。综上所述，在秸秆还田的基础上配施氮肥能够得到较高的产量，提高籽粒品质。

为了提高优质小麦的育种效率，在早代明确高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白的组成，增加育种的针对性，以1个小麦杂交组合的296个DH株系群体为试材，采用半粒SDS-PAGE法检测麦谷蛋白，且用A-PAGE检测了醇溶蛋白。结果表明：母本衡09-6324的HMW-GS构成为null、7+9、2+12，是有Sec-1特征带的1BL/1RS易位系品种，父本师栾02-1亚基组成1、7+9、5+10，是非1BL/1RS易位系品种。296个DH株系共鉴定出6种不同的HMW-GS类型，均为父母本表达亚基类型的再分配，无变异类型。与面包加工品质呈正相关的5+10亚基出现频率为35.13%。DH株系材料中1BL/1RS易位系类型的占54.05%，1、5+10优质亚基同时出现，且没有Sec-1表达的占15.20%，这些株系可作为新的面包小麦种质资源使用。采用半粒SDS-PAGE和A-PAGE法对育种早代的优异单株进行有效鉴定和选择，可以提高优质小麦育种效率。

以漫灌方式为对照，研究了井渠结合灌区微灌不同灌水量对冬小麦产量形成及耗水特征的影响，为该区节水技术的应用提供技术支撑。设置了4个微灌处理（灌水量分别为90，135，180，225 mm）和1个漫灌对照处理。结果表明，在该年型下微灌总灌水量180 mm即可达到小麦高产，在该灌水量下穗数较高，穗粒数和千粒质量适中；漫灌对照处理灌水量虽多，但产量并无优势。耗水量随灌溉量的增加而增加，尤其是灌水量超过135 mm后耗水量增幅明显，并且灌水量超过180 mm，其水分利用效率明显下降。灌水量达到180 mm即可得到较高的叶面积指数，并且在该灌水量范围内作物生长较快，干物质积累量较高。较少或较多的灌溉量均不利于得到较高的倒三叶SPAD值，灌水135~180 mm叶片持绿性较好。可见，该年型微灌灌水量宜控制在180 mm以内，在该灌水量内产量较高，灌水量较对照却减少148 mm，耗水量减少123 mm，水分利用效率大幅提高。

WRKY蛋白是主要存在于植物体内一类转录因子家族，在植物的生长发育和逆境应答中发挥重要作用。为了揭示小麦WRKY基因功能，从普通小麦中克隆出TaWRKY71a基因后进行氨基酸序列分析，并对TaWRKY71a基因在不同组织及不同胁迫条件下的表达模式进行分析。结果表明，TaWRKY71a基因编码一个含有355个氨基酸的蛋白质。氨基酸序列分析显示，TaWRKY71a蛋白含有1个WRKY结构域及1个C₂H₂锌指结构。预测分析表明，TaWRKY71a蛋白定位在细胞核；其二级结构包含28.17%的α-螺旋、16.34%的延伸链、4.79%的β-转角和50.70%的无规则卷曲。不同物种间WRKY蛋白的同源性分析比较表明，TaWRKY71a与粗山羊草WRKY71、水稻WRKY71、高粱WRKY71和拟南芥WRKY40的氨基酸序列之间具有高度的保守性。qRT-PCR分析表明，TaWRKY71a在叶、根、茎、花和种子中均有不同程度表达，并受ABA、NaCl和PEG诱导表达，推测该基因可能参与小麦逆境胁迫应答。研究结果为进一步研究TaWRKY71a的生物学功能奠定了基础。

为了明确T型细胞质雄性不育小麦T763A败育的形态特征和细胞学特点及对T763A恢复系的选用提供依据,以不育系T763A,保持系763B,恢复系Tm3315B、Tm504B和TP731B为供试材料,进行外部形态特征观察和花粉粒制片(醋酸洋红、I₂-KI和DAPI);并以中国春和黑麦为对照试材,对所有供试材料进行核型鉴定。结果表明:T763A败育类型为典败和圆败,成熟花粉粒皱缩无规则,内含物少,花粉败育,败育主要发生在单核晚期到二核期;所有供试材料均为非1B/1R类型;3个恢复系(Tm3315B、Tm504B和TP731B)恢复能力均较强,其中以Tm504B对T763A的恢复能力相对最好,这可能与T763A的胞质类型及与恢复系所含的恢复基因数量有关。