中国农业科学 | 山西农业大学小麦研究所关于山西小麦苗期耐低磷特性及遗传分析研究

磷素是小麦生长所必需的矿质营养，对产量与品质形成至关重要。我国干旱与半干旱地区的水肥资源贫乏，约有50%的耕地土壤有效磷含量低于5 mg·kg^-1。不同基因型小麦的耐低磷能力存在差异，品种间磷素利用效率相差10倍以上。可见挖掘小麦自身潜力，培育耐低磷品种，对于小麦生产的可持续发展具有重要意义。

近期，山西农业大学小麦研究所/农业农村部有机旱作农业重点实验室（部省共建）联合山西农业大学农学院完成的题为“山西小麦苗期耐低磷特性及遗传分析”的研究在《中国农业科学》2024年第57卷5期正式发表。

以282份山西小麦品种为材料，在正常磷（0.2 mmol·L^-1）、中度低磷（0.1 mmol·L^-1）和低磷胁迫（0.01 mmol·L^-1）3个磷浓度条件下对苗期根部鲜重、茎叶部鲜重、植株鲜重、根部干重、茎叶部干重、植株干重，最大根长、总根长、根表面积、根体积、根直径和根尖数共12个形态指标进行考查，运用主成分分析、隶属函数分析及聚类分析等方法综合评价苗期不同品种的耐低磷特性，在此基础上，分析苗期性状演变趋势及生物量分配等特征，并利用全基因组关联分析挖掘小麦耐低磷位点。

正常磷和低磷条件下小麦苗期的形态变化

苗期不同性状对低磷的响应程度不同，磷浓度降低导致生物量分配策略发生变化，与根部生长情况比较，地上部生长受磷浓度变化影响小；磷浓度降低会抑制地上部生长，地上部干重和鲜重显著降低，而低磷促进了根系生长，根部干重和鲜重、最大根长、总根长、根体积和根尖数等指标显著增加。

不同条件下苗期性状的统计分析

根据耐低磷综合D值与形态指标相关分析发现最大根长和根直径可作为苗期耐低磷的筛选指标，D值聚类分析筛选到晋麦46、晋麦61、有芒大红茎、红秃麦、红和尚、白壳红、白线麦、火烧头和白山麦共9份耐低磷品种。性状演变分析发现品种耐低磷能力没有受到直接选择。

不同磷敏感类型品种各指标耐低磷系数对比

耐低磷能力随年代变化先降后升，2010年之前品种耐低磷能力呈下降趋势，2010年后品种耐低磷能力有所提升。关联分析检测到8个R²＞10%的稳定位点，其中，1A_545074550、2B_489279799、6A_166899658和6A_273060644未见报道。

MLP和LP时的D值随育种年代变化趋势

苗期最大根长和根直径可作为苗期耐低磷的筛选指标。通过综合评价山西小麦苗期耐低磷能力，筛选到9份耐低磷品种。在1A、2B和6A染色体上检测到4个与耐低磷相关的新位点。该研究获得山西省小麦种业创新良种联合攻关（YZGG-02-01）、山西省科技重大专项计划揭榜挂帅项目（202201140601025-2-04）、山西农业大学生物育种工程（YZGC013）的资助。

论文链接：

《山西小麦苗期耐低磷特性及遗传分析》

引用本文：

卫乃翠, 陶金博, 苑名杨, 张彧, 开梦想, 乔玲, 武棒棒, 郝宇琼, 郑兴卫, 王娟玲, 赵佳佳, 郑军. 山西小麦苗期耐低磷特性及遗传分析[J]. 中国农业科学, 2024, 57(5): 831-845.WEI NaiCui, TAO JinBo, YUAN MingYang, ZHANG Yu, KAI MengXiang, QIAO Ling, WU BangBang, HAO YuQiong, ZHENG XingWei, WANG JuanLing, ZHAO JiaJia, ZHENG Jun. Seedling Characterization and Genetic Analysis of Low Phosphorus Tolerance in Shanxi Varieties[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(5): 831-845.