小麦穗发芽抗性机制及抗性育种研究

穗发芽是禾本科作物籽粒在收获前于高湿环境下的穗上发芽现象,严重影响小麦的产量与品质。种子休眠水平是影响小麦穗发芽抗性的主要因素,而往往驯化作物的籽粒休眠水平低,导致栽培小麦普遍比其野生祖先种更易发生穗发芽。小麦穗发芽主要受外源环境（温度、湿度等）和内源植物激素（GAs、ABA、IAA、MeJA、ET、BR）的调控。已鉴定出一批抗穗发芽材料,并克隆了一系列调控穗发芽抗性的关键基因,如PM19、MFT、MKK3、Myb10-3D、Vp1等。通过分子标记辅助选择、人工合成小麦和CRISPR/Cas9基因编辑技术,已成功创制了抗穗发芽小麦新材料。本文综述了小麦穗发芽抗性的遗传机制及抗性育种研究的最新进展,未来仍需继续挖掘关键穗发芽抗性基因,以生物育种的方法培育抗穗发芽小麦新品种。     

小麦穗发芽机制研究进展

穗发芽是小麦生产上的重要灾害之一,了解穗发芽机制对小麦穗发芽抗性遗传与育种研究具有重要指导作用。田间的穗发芽是基因型和环境互作的结果。种子发育过程中以及萌发时的温度、水分和光周期等环境因素均能影响穗发芽。品种的抗性要素可分为内外两部分：①外部因素包括穗部性状、籽粒颜色以及颖壳和种皮中的萌发抑制物等;②内部因素主要是种子的休眠性,休眠与碳水化合物和呼吸代谢缺陷有关,并受激素、pH和水势变化等调节。     

小麦穗发芽敏感性测定方法初探

１９９３年用完整麦穗沙床保湿发芽法、完整麦穗吸水保湿发芽法和脱粒种子直接发芽法测定小麦穗发芽敏感性。结果表明，以完整麦穗吸水保湿发芽法较理想可靠；如仅为了解品种休眠特性对穗发芽的影响，用胶史料一种子直接发芽更显简便可靠。前法第１４天，后法第７天的出芽百分数衡量发芽敏感可靠的指标。     

白皮小麦抗穗发芽性的鉴定及抗性机理的探讨

１９９３～１９９４年度对３０个白皮小麦品种（系）穗发芽抗性复写结果表明，在白皮品种（系）中也有抗性较强的品种，白皮品种宁麦７号抗性强，休眠深度超过了红皮对照品种杨麦５号和扬麦１５８。小麦穗发芽抗性与籽粒吸水速率有关，而与含水量无关。穗发芽指数是衡量抗生强弱的可靠指标。     

小麦穗发芽试验中穗姿态及灭菌剂的选择

小麦穗发芽是世界性的灾害,高效的穗发芽抗性鉴定方法是穗发芽抗源选择及抗穗发芽育种中有效选择的关键。穗发芽抗性鉴定受到多种环境条件的影响,其中发芽试验中穗的摆放姿态和灭菌剂的选择对鉴定结果影响较大。通过比较小麦发芽试验过程中穗摆放姿态和不同的灭菌剂对穗发芽试验结果的影响,以期筛选出适合黑龙江省生态条件的小麦穗发芽鉴定方法。     

人工合成小麦和地方品种穗发芽抗性育种利用效率

【目的】小麦穗发芽是影响小麦产量和品质的重要限制因子。具有抗穗发芽特性的人工合成小麦和地方品种是改良栽培小麦穗发芽抗性的重要基因资源,通过分子标记辅助选择转育人工合成小麦和地方品种穗发芽抗性位点,评价人工合成小麦和地方品种导入系抗穗发芽育种利用效率,筛选抗穗发芽小麦新材料,为小麦穗发芽抗性育种提供数据和材料支撑。【方法】以抗穗发芽的人工合成小麦SYN792和四川地方品种涪陵须须麦为母本,以穗发芽敏感品种川麦45为轮回亲本,构建2个BC₁F₇群体。2017年,通过整穗发芽鉴定法对2个BC₁F₇群体的1 796个株系进行穗发芽表型初筛,然后利用与人工合成小麦PHS-3D和地方品种PHS-A1穗发芽抗性位点连锁的SSR标记进行分子标记选择,筛选出整穗发芽率(SGR)小于35%且携带PHS-3D和PHS-A1抗性位点的导入系;2018和2019年,连续2年对初筛选出的PHS-3D和PHS-A1导入系进行整穗发芽率、籽粒发芽指数(GI)和产量相关性状鉴定,其中,籽粒发芽鉴定试验设置25℃(18GI)和32℃(...     

小麦穗发芽抗性的分子机制和育种研究进展

小麦(Triticum aestivum Linn.)穗发芽(PHS)是世界性的气象危害,严重影响小麦产量和品质。小麦穗发芽抗性复杂,影响因素众多。大量与PHS相关的QTLs已被定位,但仅有少数的基因被确定和深入研究,如R、Vp-1、MET和Sdr。重点综述了穗发芽抗性位点定位,及上述基因调控穗发芽的进展,并对目前研究中存在的问题和未来方向进行了讨论。     

控制小麦穗发芽和改良加工品质的研究

控制小麦穗发芽和改良加工品质的研究中国农业科学院作物所肖世和，陈孝，尚立民小麦穗发芽的产生有多种原因。但穗发芽抗性主要与胚对脱落酸的过敏性、胚乳的α－淀粉酶活性、颖片内的发芽抑制物以及种子的吸水速率等因素有关。而穗发芽的进程和后果都与内源α－淀粉酶活...     

河北省小麦种质穗发芽抗性鉴定

穗发芽严重影响小麦产量和加工品质,河北省也经常遭受小麦穗发芽为害,开展小麦种质穗发芽抗性鉴定、筛选抗穗发芽材料对河北省小麦生产具有重要的指导意义和应用价值。选择河北省小麦主栽品种和优异种质共计193份材料,在干旱和正常灌溉2种环境下种植,利用发芽指数对参试小麦品种的穗发芽抗性进行评价。结果表明:小麦材料在干旱环境与正常灌溉环境下的发芽指数相关系数为0.78,说明在不同的生长环境下小麦品种的穗发芽抗性较为稳定。2种生长环境下不同发芽指数的小麦材料数量均呈现正态分布规律,这与小麦穗发芽抗性是由多基因控制的数量性状相吻合。河北省小麦种质穗发芽抗性普遍较弱,仅有3份材料在干旱生长环境下达到高抗穗发芽水平,而高感穗发芽材料所占比例高达39.38%(干旱)和64.25%(正常灌溉)。河北省抗穗发芽小麦品种缺乏,抗穗发芽小麦育种工作亟需加强。     

小麦红粒性状遗传研究进展

小麦按子粒外观颜色的不同,大多可划分为白粒小麦和红粒小麦。小麦种皮颜色对小麦穗发芽抗性和加工品质都有影响。在受穗发芽危害比较严重的长江流域和东北春麦区,红粒小麦品种所占比例较高。综述了小麦红粒性状的遗传基础、形成机制以及其与穗发芽抗性的关系。     

节节麦抗穗发芽基因的染色体定位及其抗性机理

 利用长休眠的河南节节麦与四倍体小麦矮兰麦杂交并经人工加倍合成的新六倍体小麦RSP,其节节麦抗穗发芽特性得到表达。通过对RSP不同灌浆期及不同发芽处理研究表明,在开花后35d的穗发芽高峰期其发芽率也仅为6.06％。其抗穗发芽的因素主要来自种子的抑制,麦穗的机械作用和颖壳内含物的抑制较次。利用RSP对节节麦的抗穗发芽基因进行定位分析,结果表明,RSP的抗穗发芽基因是隐性单基因位于2D染色体上。     

小麦穗发芽与抗穗芽种的选育

解决小麦穗发芽的根本途径是培育抗穗发芽的小麦品种。开展抗穗芽育种主要是解决抗穗芽亲本、穗发芽抗性鉴定方法及科学的选择等问题，它是穗发芽抗性机理和遗传规律的综合运用。近年的抗穗芽育种实践证明，抗穗芽后代材料的抗芽性差异显著，容易识别。     

小麦重组自交系群体穗发芽抗性的鉴定方法与分析

小麦收获前穗发芽是一个世界性的问题,严重影响小麦的产量和后期加工品质.一个简单可靠的穗发芽抗性鉴定方法对于小麦抗穗发芽育种工作有着重要的意义.本试验利用万县白麦子/京411重组自交系群体(RIL)202份家系为试材,检测其F2-6,F2-7两年的发芽率和发芽指数,分析发芽率和发芽指数在年份内和年份间的相关系数变化情况,旨在找到一种简单易行的鉴定小麦穗发芽抗性的方法.结果表明,同一年份内,从发芽后第1 d到第7 d,发芽率和发芽指数的相关性均极显著,用发芽后第3 d发芽率或发芽指数来鉴定小麦穗发芽抗性效果较好;不同年份间,从发芽后第2 d到第7 d,发芽率与发芽率的相关性、发芽指数与发芽指数的相关性均极显著,用发芽指数来衡量小麦穗发芽抗性较发芽率更稳定;两年重组自交系群体发芽指数分布频率表明,发芽后第3 d发芽指数正态分布最集中,综合各种参数可得出用小麦发芽后第3 d发芽指数来鉴定小麦抗穗发芽性效果最佳.     

春小麦穗发芽敏感性配合力的研究

选用５个穗发芽敏感性不同的小麦品种进行完全双列杂交，通过穗发芽敏感性遗传效应分析和配合力测定结果表明：小麦穗发芽敏感性主要受加性基因效应影响，其广义遗传力和狭义遗传力估计值均较高；亲本品种穗发芽敏感性的一般配合力存在极显著差异，双亲均值与杂种植的相关性全部达极显著水平；在小麦抗穗发芽育种中，双亲都应具有抗穗发芽的特性。     

水稻穗发芽研究进展

作物收获前的穗发芽是一个严重的全球性农业生产问题。经过漫长的驯化过程,栽培作物的休眠 水平普遍低于野生祖先。尽管休眠期的缩短可能提高作物的繁殖代数和农业产值,但过早的休眠释放使作物在 成熟收获前发生穗萌发,造成巨大的经济损失。从穗发芽的生理基础、穗发芽相关 QTL 和基因、穗发芽防控及 展望等方面对水稻穗发芽现象进行梳理,认为高含水量是水稻种子萌发和穗发芽的先决条件,该过程中,淀粉 酶活性增强和可溶性糖含量升高为穗发芽提供能量,水稻籽粒中植物激素 ABA 和 GA 的含量及种子对二者的敏 感性是决定穗发芽的关键所在。近年来,穗发芽相关 QTL 及其功能基因的挖掘为阐明水稻穗萌机理以及培育穗 发芽抗性品种提供重要依据。从长远来看,广泛开展水稻种质资源鉴评,尤其在野生稻、地方品种中寻找丢失 的休眠基因,并通过分子育种途径聚集此类基因,培育抗穗萌品系（品种）,对于解决穗发芽问题、提高水稻 产量和品质、保证国家粮食安全具有重要意义。     

苏麦3号小麦穗部病毒诱导的基因沉默(VIGS)体系的建立及验证

为了探讨利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)体系在小麦穗部进行基因沉默的可行性,用大麦条纹花叶病毒诱导苏麦3号小麦穗部PDS基因的转录后沉默,再接种禾谷镰刀菌进行抗性鉴定。结果表明,与接种空载BSMV∶00的对照相比,接种BSMV∶PDS的小麦穗中PDS基因表达量下调了77%(P0.05)。接种BSMV∶00的小麦穗受到赤霉病菌侵染后,穗部平均病小穗数和DON毒素含量分别为2.75个和4.55μg/g,与接种无菌水对照无显著差异(P0.05)。说明在苏麦3号穗部VIGS系统中,通过接种病毒能使靶标基因沉默;接种赤霉病菌后,苏麦3号病小穗数和DON毒素含量不受接种病毒的影响,对赤霉病菌的抗性保持不变,建立的VIGS体系可以应用于小麦赤霉病抗性候选基因的功能分析。     

小麦穗发芽研究进展

谷物收获前穗发芽是一个世界性的问题。在我国南方麦区 ,小麦收获前常遇到连续阴雨天气 ,导致穗发芽发生。近年来 ,随着农业种植结构的调整 ,白皮小麦的种植面积在逐渐扩大 ,但由于白皮小麦的穗发芽抗性普遍较弱 ,因此小麦穗发芽问题日益严重。小麦穗发芽不仅使小麦显著减产 ,而且使其加工、营养品质和种用价值均受到影响 ,造成严重的经济损失。国外在小麦抗穗发芽品种的遗传、育种、鉴定技术等方面均开展了广泛的研究。自１９７５年以来 ,已经召开了７届国际性学术研讨会。近年来 ,除上述几个领域外 ,应用化学物质控制小麦穗发芽方面也取得…     

小麦抗穗发芽白皮新品种(系)的筛选

小麦穗发芽是淮南麦区推广白皮品种的重要限制性因素,筛选白皮抗穗芽品种是该麦区的育种目标之一。通过对３１ 份白皮高代品系的抗穗发芽的鉴定,筛选到了６ 个抗性较好的品系和一个抗性较好的组合,并指出小麦品种鄂６１５０６ 所配组合后代具较好的抗穗发芽性。     

论蔬菜种子发芽特性和发芽技术

针对蔬菜种子发芽试验难的问题，经实践，对种子的发芽试验条件、发芽特性、休眠以及破除休眠的方法等做详细的论述。     

人工合成小麦的颖壳硬度和穗发芽抗性关系研究

人工合成小麦具有较强的抗病、抗逆等特点,抗穗发芽是其中的重要性状。然而,人工合成小麦的穗发芽抗性与其颖壳硬度的关系尚不清楚。本研究利用抗穗发芽、硬颖壳的人工合成小麦与正常颖壳硬度、穗发芽的普通小麦杂交构建的杂种F3代群体,研究穗发芽与颖壳硬度之间的关系。研究结果表明：在群体水平上人工合成小麦的穗发芽抗性与其硬颖壳没有明显的相关关系。进一步分析发现,尽管群体中穗发芽抗性较强的株系中,其抗性与硬颖壳有显著的相关关系,但是,仍有40%左右的株系表现为正常颖壳硬度却抗穗发芽。这一研究结论清楚地表明,人工合成小麦穗发芽抗性是可以通过杂交转移到普通小麦中来的。这一结论对小麦抗穗发芽育种具有重要意义。