利用人工合成小麦自发产生的非整倍体进行基因定位

人工合成小麦可以同时将四倍体小麦和节节麦的优良基因转移到六倍体遗传背景。人工合成小麦可通过两种途径自发产生非整倍体:一是通过减数分裂核再组形成的非整倍配子结合,在合成小麦的第一代就产生非整倍体,另一种是通过新形成人工合成小麦的细胞学不稳定,产生非整倍体。人工合成小麦自发产生的非整倍体,可以专门用于四倍体小麦或节节麦质量性状基因的染色体定位。该细胞学定位方法主要包括以下几个步骤:①筛选出具有目标性状基因的四倍体小麦或节节麦材料;②创制人工合成小麦;③筛选目标性状存在差异的植株;④鉴定缺失染色体。该方法对四倍体小麦或节节麦目标基因转移的同时,实现对目标基因的染色体定位。     

六倍体小簇麦的细胞学和农艺性状

人工合成新物种六倍体小簇麦(2n=6x=42,AABBBVV)减数分裂异常,在中期、后期和四分体期可观察到较多的单价体、落后染色体和微核,表现出强烈的细胞学不稳定性,且减数分裂异常是小簇麦结实率低的原因之一。农艺性状方面,小簇麦具有大穗多花、千粒重大,抗性较好,长势旺等优良特性,有希望培育成一种新作物;但结实率低,籽粉不饱落、穗轴易断,尚需作较多的基础工作。六倍体小簇麦易与普通小麦杂交,其杂交结实率高达36.3％。本研究结果指出,新合成的人工新种表现出强烈的细胞学不稳定,它以不正常减数分裂为特征,在人工合成新物种的育种工作中,细胞学不稳定性的改良应该是一个首要目标。     

黄淮小麦农艺性状演变趋势

【目的】通过对黄淮小麦品种农艺性状演变趋势分析,研究黄淮小麦适应气候变化自然选择和人工高产育种选择的规律。【方法】记载二倍体、四倍体、六倍体小麦进化材料和现代小麦品种不同生育期的农艺性状,收获后测定产量性状。【结果】小麦在进化过程中,分蘖和叶片数有减少的趋势。二倍体→四倍体→六倍体野生种,株高有增加的趋势;从六倍体野生小麦到现代小麦,株高和生物学产量又有明显降低的趋势。单株总叶面积在返青—抽穗期是二倍体＜四倍体＜六倍体＜农家种＜现代品种,在开花期—灌浆期是六倍体＞四倍体＞农家种和现代品种＞二倍体,表现相反趋势。小麦单株生物学产量有降低的趋势,籽粒产量和收获指数有增加的趋势。【结论】野生种具有适应低温和生长缓慢的野生生长方式和遗传特性,现代品种适应气候变暖而提早成熟,减少分蘖,避免旺长遭遇冷害,后期叶片将更多的干物质转运到籽粒。     

野生二粒小麦分子生物学研究现状及其在育种中的应用

野生二粒小麦是四倍体和六倍体小麦的祖先种,是普通小麦育种的优异基因源.介绍了野生二粒小麦与普通小麦的亲缘关系和作为优质基因源的优点,总结了分子生物学在野生二粒小麦上的研究现状,并讨论了野生二粒小麦在育种中的应用前景.     

四倍体小黑麦的细胞学研究

本研究对四体倍小黑麦(2n=4x=28,DDRR)的细胞学和农艺性状进行了系统分析,结果表明,四倍体小黑麦减数分裂异常,在中期、后期和四分体期可观察到较多的单价体、落后染色体和微核,表现出强烈的细胞学不稳定性,同时发现植株的单价体数和结实率呈显著的负相关,D与R染色体组无部份同源染色体配对行为。在四倍体小黑麦群体中,非整倍体植株的频率较低,农艺性状方面,与结实率有关的性状如穗粒数等比双亲差,小穗数、小花数等性状优于双亲,且出现了双亲都不具有的新性状如穗轴较坚韧。四倍体小黑麦不易与普通小麦杂交,ph基因有促进杂交的作用。     

人工合成六倍体小麦后代衍生群体Waxy蛋白亚基的分子标记

四倍体小麦与节节麦杂交培育的人工合成六倍体小麦已广泛应用于国内外小麦品种改良。以引自CIMMYT的Syn768、Syn769和Syn780人工合成六倍体小麦分别与中国四川成都平原主栽普通小麦品种杂交、回交的BC2F2：6后代群体中选育的113份优良高代系为材料,采用SSR特异引物的PAGE凝胶电泳对其Waxy蛋白亚基缺失类型进行了研究。结果表明,在所检测的121份材料中,8份材料缺失Waxy—B1型蛋白亚基,占全部材料的6．6％;没有检测到其他类型的缺失体。从每个人工合成六倍体小麦亲本材料所形成的后代衍生群体来看,Waxy-B1缺失体频率各不相同,说明Waxy蛋白亚基缺失类型在人工合成六倍体小麦后代衍生群体材料中的表现存在着随机性,与亲本的基因型状况关系极大。通过研究人工合成六倍体小麦与普通小麦杂交后代的Waxy蛋白亚基缺失类型,有助于提高分子标记育种效率。     

野生二粒小麦与栽培小麦农艺性状及籽粒营养组分比较研究

为丰富小麦的遗传背景、提升小麦的品质,以来自于以色列Hermon地区的110个野生二粒小麦和2份国外栽培小麦为供试材料,并测定其农艺性状和籽粒多组分营养成分,以发掘新的基因资源。结果发现,野生二粒小麦与栽培小麦籽粒蛋白质、植酸、氨基酸、总酚和农艺性状指标达到显著差异水平。网络相关性分析显示,野生二粒小麦与栽培小麦在籽粒营养性状间都呈现出较多的正相关,但是野生二粒小麦籽粒营养性状与农艺性状多呈现负相关。对两年环境中野生二粒小麦群体籽粒可溶性蛋白质和多组分营养含量的筛选中,发现基因型HP1籽粒氮素营养表现出极低值。同时,基因型HP143籽粒可溶性蛋白质的含量表现出较高值。通过对两个环境下小麦群体籽粒可溶性蛋白质和多组分营养物质含量的主成分分析发现,基因型HP143存在明显的分离,且HP143籽粒多组分营养性状的含量都较高。筛选到的小麦籽粒各组分含量极端的基因型个体,将为今后小麦遗传与育种研究提供有效的基因材料。对这些差异进行研究为改良小麦品种提供了遗传基础。     

偏凸山羊草与硬粒小麦双二倍体杂种的形成及其遗传稳定性

从偏凸山羊草与硬粒小麦杂种双单倍体Ｆ１（ＡＢＤＭＶ）的自交和自由授粉后代中,获得了一株由未减数配子融合而产生的双二倍体．其自交一代在形态和细胞学上都表现分离,单株间体细胞染色体数变动在４９～５５条之间,减数分裂时有较多的单价体和多价体存在;自交二代的植株形态和分离情况基本与自交一代相同,但群体中分离出了少量染色体数较少的植株,其形态明显不同于其它杂种单株而与普通小麦非常相近,减数分裂也接近正常,表明其后代中,能以较低频率分离出遗传上较为稳定的近似于六倍体普通小麦的类型．由此讨论了这种双二倍体的不稳定性在小麦育种理论研究上的意义．     

以色列野生二粒小麦在黔西北的物候期及农艺性状研究

在黔西北地区生态气候下,对来源于以色列的18个野生二粒小麦群体200个基因型的物候期及主要农艺性状特征进行了研究。结果表明：在黔西北地区,18个野生二粒小麦群体能够正常生长并表现出较高的适应性。统计分析表明,野生二粒小麦群体和基因型间的物候特征及农艺性状均存在显著差异性;物候期及各农艺性状特征相互间存在显著相关性。野生二粒小麦良好的性状和差异特征,为黔西北地区栽培小麦改良提供极其丰富的基因资源。     

硬粒小麦-节节麦人工合成小麦的细胞遗传学及形态学研究

利用具有染色体自然加倍特性的硬粒小麦(Triticumdurum L.,2n=4x=28,AABB)与节节麦(Aegliops tauschii Cosson.,2n=4x=14,DD)杂交,得到杂种F1染色体自然加倍合成的4个六倍体小麦,SHW-Z1、SHW-Z2、SHW-Z3和SHW-Z4。对这4个合成小麦的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对行为及形态学进行了分析,结果表明:4个合成六倍体小麦的染色体数都是2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ中均出现了一定频率的单价体;4个人工合成小麦的C-值变化范围为0.70~0.77;SHW-Z4中具有21个二价体细胞的频率最高,为94%;SHW-Z1和SHW-Z3出现了一定频率的三价体和四价体。4个六倍体小麦在分蘖力、单株成穗数、穗长等性状方面表现优异,但高感条锈病,其遗传特性有待进一步改良。     

Comparative Analysis of Six Triticum turgidum L. Subspecies for Acid and Aluminum Tolerance

The aluminum （A1） tolerance of hexaploid wheat and rye has been extensively studied. However, the A1 tolerance of tetraploid wheat （Triticum turgidum L.）, the AABB genome donor of hexaploid wheat, has not been well characterized. To understand the A1 tolerance of tetraploid wheat and identify potentially new sources of tolerance to acidic soils, 254 Triticum turgidum wheat lines, including six subspecies of T. turdigum ssp. dieoccoides, ssp. dicoccon, ssp. carthlicum, ssp. turgidum, ssp. durum, and ssp. polinicum, were screened for acid and A1 tolerance by measuring the root regenerate lengths and the tolerance indices in acid nutrient culture solution containing A1. Significant differences were observed either among or within tetraploid wheat subspecies on the RRL （root regenerate lengths）. The orders for average RRL among subspecies in pH 7.00, pH 4.50 and pH 4.50 ＋ 50μmol L^-1 A1^3＋ were carthlicum ≥ turgidum ≥ durum ≥ dicoccoides polinicum ≥ dicoccon, carthlicum ≥ turgidum ≥ durum ≥ polinicum ≥ dicoccon ≥ dicoccoides and durum ≥ dicoccoides carthlicum ≥ turgidum ≥polinicum ≥ dicoccon, respectively. Significant difference was also observed on the root acid tolerance index （RT11） and root A1 tolerance index （RTI2） either among or within tetraploid wheat subspecies. Compared to RTI2, RTI1 varied in a wide range but with large value. The orders of the average RTI1 and RTI2 among subspecies were polinicum ≥ dicoccon ≥ carthlicum ≥ dicoccoides ≥ turgidum ≥durum, and dicoccoides ≥ durum ≥ turgidum ≥polinicum carthlicum ≥dicoccon, respectively. Significant difference on acid and A1 tolerance was existed either among or within subspecies. Some potentially tolerance germplasms different from those derived from hexaploid wheat, including 42 acid tolerance and 41 A1 tolerance lines, were identified in 254 tetraploid wheat lines. They provide new sources for hexaploid wheat acid and A1 tolerance improvement.     

硬粒小麦与野生二粒小麦重组自交系群体穗部性状的QTL定位

野生二粒小麦是现代栽培小麦的祖先种,含有极为丰富的遗传多样性。本研究利用来自以色列Gitit的野生二粒小麦G18-16与来自欧洲的硬粒小麦栽培品种Langdon杂交构建的重组自交系F6代152个家系,进行了抽穗期、单株有效穗数、穗粒数、穗长、芒长等数量性状基因位点(QTL)分析,发现全部家系在5个性状上表现出宽广的遗传差异。14个穗部性状加性QTL被定位,LOD值为1.9~13.4,贡献率为7.3%~54.2%。控制抽穗期的QTL共3个,定位在3A(2个)和7B上;在2A(2个)和5A上共找到3个控制穗粒数的QTL;在5B上找到2个控制单株有效穗数的QTL;控制穗长的3个QTL分布在5A(2个)和7A上;在4B,5A和7A上共找到3个控制芒长的QTL。获得的QTL可用于今后分子标记辅助育种改良现代栽培小麦。     

普通小麦及其亲缘种农艺与籽粒品质性状及金属元素含量相关分子标记分析

【目的】基于农艺和籽粒品质性状及籽粒Fe、Zn含量相关分子标记对普通小麦及其亲缘种进行综合评价,筛选优异育种亲本,为宁夏小麦高产优质新品种培育提供优异育种亲本。【方法】以国内外103份普通小麦及其亲缘种为材料,利用变异分析、相关分析、主成分分析、二维排序等方法对其9个农艺性状和9个籽粒品质性状进行评价,并对Fe、Zn含...     

小麦高蛋白质含量基因GPC-B1的分子标记研究

应用SSR分子标记技术对4份来自美国的小麦研究材料的高蛋白含量基因GPC-B1进行分子标记分析。通过引物筛选和标记研究,其SSR分子标记为Xuhw89122。为鉴定其分子标记分析结果,对所有的小麦研究材料进行蛋白质含量的测定,来自美国的4份研究材料之一的PI638740的蛋白质含量高达20.41%,明显高于其他研究材料。田间观察结果显示,PI638740的成熟期比别的研究材料提前衰老一周左右。本研究将为转移控制小麦高蛋白质含量的基因到其他优良小麦品种(品系)中、推进小麦育种进程及改进小麦育种技术提供理论依据。     

野生四倍体二粒小麦 (Triticum dicoccoides)农艺性状的QTLs(英文)

本研究对四倍体小麦与农艺性状关系密切的数量性状位点 (QTL)进行分析和作图。利用二粒小麦 (T .dicoccoides)HermonH5 2和栽培品种langdon (T .durum)杂种F2 中的 15 0个单株进行作图。建立了显性、共显性两种以PCR为基础的分子框架图模型。该图谱超过 30 0 0cM ,覆盖整个基因组。分析了 11个重要农艺性状 :株高 (HT) ,抽穗期 (HD) ,单株穗数(SNP) ,每穗小穗数 (SLS) ,单株穗重 (SWP) ,单穗重 (SSW ) ,单株粒数 (KNP) ,单穗粒数 (KNS) ,小穗粒数 (KNL) ,百粒重(GWH) ,和单株籽粒产量 (YLD)。运用新的计算机软件MultiQTL分析处理单个QTL ,11个性状共检测到 4 9个QTL位点。每个性状的QTL数目从 2个 (HT)到 7个 (GWH)不等。所有的QTLs通过统计检验在 5 %或更高的水平上达到显著 ;正态检验表明大多数QTLs是真实存在。这些QTL主要分布在四条染色体上的 6个区域 ,并不是在染色体上随机分布 ,其中与 11个性状有关的 2 3个主要QTLs,一半以上分布在 2A和 5A上的 3个区域 ,而且许多QTLs排列在非常短的染色体片段上 (小于 5cM )。在T .dicoccoides中发现一些有利隐蔽等位基因。这一研究说明T .dicoccoides在小麦改良中是一个珍贵的种质资源 ,对它进行研究 ,能加快小麦的遗传分析 ,促进T .dicoccoides中有利基因向?     

QTL Mapping for Important Agronomic Traits in Synthetic Hexaploid Wheat Derived from Aegiliops tauschii ssp. tauschii

Aegiliops tauschii is classified into two subspecies: Ae. tauschii ssp. tauschii and Ae. tauschii ssp. strangulata. Novel genetic variations exist in Ae. tauschii ssp. tauschii that can be utilized in wheat improvement. We synthesized a hexaploid wheat genotype (SHW-L1) by crossing an Ae. tauschii ssp. tauschii accession (AS60) with a tetraploid wheat genotype (AS2255). A population consisting of 171 F8 recombinant inbred lines was developed from SHW-L1 and Chuanmai 32 to identify QTLs associated with agronomic traits. A new genetic map with high density was constructed and used to detect the QTLs for heading date, kernel width, spike length, spikelet number, and thousand kernel weight. A total of 30 putative QTLs were identified for five investigated traits. Thirteen QTLs were located on D genomes of SHW-L1, six of them showed positive effect on agronomic traits. Chromosome region flanked by wPt-6133–wPt-8134 on 2D carried five environment-independent QTLs. Each QTL accounted for more than 10% phenotypic variance. These QTLs were highly consistent across environments and should be used in wheat breeding.