酸性土壤在世界上广泛分布,由于营养成分缺乏以及金属离子毒害,限制了作物产量提高,已成为世界范围内影响农业生产的最大限制因素之一。酸性土壤的毒害主要是由于高浓度的游离A13+对作物根尖造成损害,导致根部短小膨大,再伸长能力受到抑制,影响营养物质与水分吸收,最终导致减产。提高作物A13+毒害的耐受性是在酸性土壤中增加产量的主要途径之一。对现有材料进行广泛的耐铝筛选、评价是培育耐铝作物新品种的基础。四川及周边地区分布着面积较大的酸性土壤且拥有丰富的小麦遗传资源,对其进行耐铝筛选和评价,为培育耐铝小麦品种奠定基础。硬粒小麦对A13+毒害极其敏感,严重限制其在酸性土壤中的产量。为了提高硬粒小麦的耐铝能力,将六倍体普通小麦4D染色体上的TaALMT1和4B染色体上的TaMATE1B耐铝基因导入澳洲优质硬粒小麦Jandaroi,并对其耐铝能力进行评估。主要结果如下：1)通过土壤实验,TaALMT1基因上游序列分析以及苹果酸分泌测试对40份四川小麦主栽品种和52份地方小麦品种进行耐铝评价。以中等耐铝材料中国春,澳洲耐铝品种ET8及铝敏感品种ES8为对照,从中筛选到部分与中国春耐铝能力近似的材料,如主栽品种川麦44、川麦45、川麦32、川育16,地方品种As1596、As1572、 As1576、As1580、As1592、As1589和成都光头等。TaALMT1基因上游序列分析显示主栽品种含有较地方品种更为丰富的上游序列类型。目前国内外仅报道中国春具有TaALMT1基因III型上游序列类型,而本研究发现除中国春外的6份四川小麦品种(川麦35、川麦33、川麦41、川麦42,、川幅5号和绵阳29)和2份地方小麦品种(As1635和As1641)具有III型上游序列。III型序列与有机酸分泌以及耐铝的关系仍需进一步研究。2)通过土壤实验,TaALMT1耐铝基因上游序列分析以及苹果酸测试对西藏小麦耐铝进行了评价。从中筛选出部分耐铝能力较强的西藏小麦,如AS1242等。以中国春为对照的土壤实验中,西藏小麦的根长度指标均未超过中国春,但部分材料与之接近,显示其具有一定耐铝能力。西藏小麦上游序列类型较为单一,多为I和II型,仅两个材料为IV和V型。具有较强耐铝能力的西藏小麦多为II型上游序列,而I型多分布于敏感型小麦。耐铝西藏小麦均有苹果酸分泌,而敏感材料均分泌较少或不分泌。3)通过土壤实验,TaALMT1耐铝基因上游序列分析及苹果酸分泌测试,从27份来自滇、藏、新3地的中国特有小麦云南铁壳麦、西藏半野生小麦和新疆稻麦中筛选出耐铝能力较强的新疆稻麦AS360,其具有TaALMT1耐铝基因Ⅰ型上游序列,在土壤实验中其根生长情况较中国春稍差但最长根长于耐铝对照ET8；有机酸测试显示其分泌较多的苹果酸。因此,AS360可以作为潜在耐铝抗源进行应用。在3种特有小麦中,云南铁壳麦的耐铝能力相对较强,而除As360外的新疆稻麦的耐铝较弱,与西藏半野生小麦的耐铝能力相当。4)将Longdon 4D (4B)代换系与半矮秆澳大利亚优质硬粒小麦品种Jandaroi杂交并以Jandaroi作为轮回亲本进行回交,得到BC3F3的纯合株系。测试表明,导入4D染色体增强了硬粒小麦耐铝和耐盐能力,尤其是主根的耐铝能力得到增强,但侧根的耐铝能力仍然较差,不及六倍体小麦。在正常土壤的盆栽实验中,导入4D染色体后的Jandaroi导入系与Jandaroi相比,总产量无太大变化,但粒重降低。5)将Longdon 4D (4B)代换系与缺失ph1基因的硬粒小麦品种Cappelli杂交,回交2代,从中筛选到缺失ph1基因的纯合植株,通过分子标记在其自交后代中筛选到插入最小D染色体片段的植株,最终将该染色体片段导入优质硬粒小麦品种Jandaroi。通过对杂交F3的纯合株系进行基因组荧光原位杂交以及D基因组特异标记Dgas的定量PCR鉴定,确认插入的4D染色体片段远小于其亲本之一的Longdon 4D (4B)代换系。经过水培和土壤试验证实该株系的耐铝能力较Jandaroi大幅提高,对其F2进行鉴定,其TaALMT1耐铝基因分离符合孟德尔单基因遗传分离定律。6)通过六倍体普通小麦与四倍体硬粒小麦杂交,将六倍体小麦4B染色体的TaMATE1B基因导入硬粒小麦,经过水培和土壤实验,证实其确能提高硬粒小麦耐铝能力。水培实验表明,其在高、低A13+浓度均可保护根的生长,但在高A13+浓度保护根生长的效果不及TaALMT1基因；在土壤实验中它保护根生长的效果与TaALMT1基因差异不大,并能在低A13+浓度的酸性土壤保护侧根生长,而TaALMT1基因不能保护侧根生长。