以DNA位点纯合率评价小麦品种的一致性和稳定性

为了解小麦杂交组合高世代株系和我国小麦品种的DNA位点纯合率,及其评价小麦品种一致性和稳定性的可行性,采用172对SSR、99对EST-SSR和76对AFLP-SCAR引物,检测了10个F₄代株系、10个F₅代株系和511个品种的DNA位点纯合率。结果表明,F₄代和F₅代株系的DNA位点纯合率分别为82.1%~94.5%和95.7%~99.4%。根据F₅代500个单株的DNA纯合位点比率,推测出F₆代株系的DNA位点纯合率为98%~100%。在511个品种中,有10%的品种其DNA位点纯合率低于95%。通过比较证明,DNA位点纯合率越高品种的一致性和稳定性越好。对2006—2009连续3个年度国家冬小麦区域试验品种的检测证明,DNA位点纯合率高于95%的大多数品种和DNA位点纯合率为90%~95%的少数品种具备一致性和稳定性;DNA位点纯合率低于90%的品种不具备一致性和稳定性。说明可以将DNA位点纯合率作为评价小麦品种一致性和稳定性的辅助标准。并提出了以20个个体为样本、检测50个DNA位点的小麦品种DNA位点纯合率检测方法以及检测方法中需注意的细节。     

粘果山羊草在小麦育种中的初步应用

为了将粘果山羊草的优异农艺性状转移到小麦背景中,本研究用(粘果山羊草/中国春)杂交F1代与普通小麦亲本复交并自交,共获得了42个F4代单株及其衍生的42个F5代株系,并从主要农艺性状、细胞学和高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)等方面对这一批材料进行了研究。研究发现:(1)F5代株系在形态上与普通小麦十分相似,部分株系的分蘖数和条锈病抗性有显著提高,部分株系的千粒重表现出超亲现象;(2)12个F4代植株的细胞学鉴定发现,7个单株的染色体数目与普通小麦不一致,其中1个单株还可能存在不稳定结构变异。这表明部分参试单株存在细胞学不稳定性现象,需要进一步自交纯合和鉴定;(3)聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测发现除1株变异株J7-4外,其余材料的HMW-GS组成均和普通小麦亲本一致。本研究为小麦育种提供了一批优异的育种材料。     

粘果山羊草在小麦改良中的初步应用

为了将粘果山羊草的优异农艺性状转移到小麦背景中,本研究用(粘果山羊草/中国春)杂交F1代与普通小麦亲本复交并自交,共获得了42个F4代单株及其衍生的42个F5代株系,并从主要农艺性状、细胞学和高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)等方面对这一批材料进行了研究。研究发现：1、上述F5代株系在形态上与普通小麦十分相似,部分株系的分蘖数和条锈病抗性有显著提高, 部分株系的千粒重表现出超亲现象,具有一定的育种利用价值;2、12个F4代植株的细胞学鉴定发现：7个单株的染色体数目与普通小麦不一致,其中1个单株还可能存在不稳定结构变异。这表明部分参试单株存在细胞学不稳定性现象,需要进一步自交纯合和鉴定;3、聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)检测发现除1株变异株J7-4外,其余材料的HMW-GS组成均和普通小麦亲本一致,变异株的变异机理和它对品质的影响还有待进一步深入研究。本研究为小麦育种提供了一批优异的育种材料。     

连续回交对消除农杆菌介导转化引起水稻体细胞变异的影响

农杆菌介导的转化引起许多体细胞变异, 影响了转基因植物的农艺性状。因此, 转基因作物的培育需要大量的T₀代再生植株。在本研究中, 我们将转基因水稻株系与原始品种连续回交, 然后评价其回交后代的表现, 消除体细胞变异, 恢复转基因亲本的农艺性状。回交的供体亲本是3个转基因水稻株系, 分别带有来自于苏云金芽胞杆菌(Bt)的抗虫基因。与原始品种连续回交至BC₃F₁代, 每代BC_nF₁单株再自交两代, 同时对各个世代进行抗虫性选择。通过发芽试验获得转基因纯合的BC_nF₃株系, 在室内抗性试验中, 所有的BC_nF₃纯合株系都能杀死100%的幼虫。在田间试验中, 这些株系的单株产量明显高于供体亲本, 大部分农艺性状与原品种没有显著的差异。这些结果说明连续回交能够在很大程度上恢复转基因水稻株系的农艺性状, 从而减少转基因育种过程中所需的工作量。     

小麦×玉米杂交后代的农艺性状变异

从５个组合的小麦×玉米杂交后代中筛选出４２个变异株系与其小麦亲本作比较，这些株系在株高、有效穗数、穗长、穗粒数、粒重、成熟期及抗病性等性状产生了不同程度的变异，且这些变异是双向性的；从这些变异株系中筛选出了一些植株较矮、高抗白粉病、农艺性状好的株系，可以作为优良的育种亲本材料。证明小麦×玉米杂交途径在小麦单倍体育种、品种改良和提高育种效率方面具有重要实用价值。     

小麦航天诱变育种效果研究

利用返回式卫星搭载两个小麦品种（系）种子进行空间诱变处理，对SP2代农艺性状变异效果进行了分析。结果表明，两个品种（系）的农艺性状均发生了变异，但株系内变异多数为不显著。两个品种（系）的诱变率和性状的变异方向存在差异，豫农201的诱变率高于大粒1号；大粒1号变异株系的性状指标多数为增加，豫农201变异株系的性状指标多数为减少。性状间的诱变率具有差异，株高和粒重的诱变率明显高于其它性状     

回交在水稻育种中的应用

<正>有性杂交一直是作物育种的主要手段,它的基本原理是通过杂交亲本间的基因交流,产生各种重组基因型,或称为变异类型,杂种F1代具有最多的杂合性,随着自交代数的增加,杂合位点不断分离出纯合的个体,通过人工选择与淘汰,培育出具有双亲优良性状甚至超亲性状的纯合品种(包括杂交种亲本或自交系)。有性杂交常用的杂交方式是单交和复交,单交是两个亲本一次杂交,而复交是多个亲本的连续杂交,相比之下复交     

高粱DNA导入水稻后代主要性状分析

本研究利用花粉管通道法,将高粱无融合生殖系SSA-1 (Shanxi sorghum apomict-1)的全基因组DNA导入水稻‘辽盐28号’、‘辽盐6号’两个品种,子代的遗传性状发生了明显变化,经过连续自交选择和鉴定,获得了27个表型稳定的D_4代株系。通过田间种植,对导入株系的抽穗期、分蘖数、株高、千粒重等农艺性状的表型进行了统计分析。结果表明:D_4代株系的农艺性状存在广泛变异,部分D_4代株系茎秆、穗粒颜色更偏向供体高粱,表明高粱全基因组DNA成功导入受体细胞,并对受体基因的表达产生了影响,与受体亲本相比,导入株系在抽穗期、分蘖数、株高、每穗粒数、每穗粒重、穗长、千粒重等主要性状上都表现出明显变异。进一步对变异株系分析筛选有助于挖掘新种质材料,为选育水稻新品种提供丰富的种质资源。     

旱地杂种小麦优势测定及亲本组配模式研究

在旱作条件下,选用水旱两种生态型的小麦品种各4个,组成4×4不完全双列杂交,分折了8个主要农艺性状的超标优势和杂种优势,并对其遗传机制进行研究.结果表明水旱品种间杂交,其F1杂交优势普遍存在.F1杂种生态型是以千粒重为主,兼顾穗粒数,表现为重穗型.杂种F1产量性状变异受水地亲本影响大,旱地亲本对株高、穗下节长,单株穗数等与抗旱性密切的性状影响明显.水旱两种生态型品种杂交,易于实现抗旱与丰产的有机结合,是一种值得重视的抗旱育种杂交模式.     

利用普通小麦、硬粒小麦种间杂种优势选育高千粒重新种质研究

为了提高千粒重,连续8年对普通小麦(T.aestivum)和硬粒小麦(T.durum)的正反交后代进行种质创新研究。结果表明:利用普通小麦、硬粒小麦种间杂种优势,是实现种质创新,培育高千粒重新种质的一条有效途径,在入选的319个子粒饱满度一级的株系中,260个株系千粒重超全国小麦黄淮区域试验对照品种石4185(亲本),占入选株系的81.5%,其中,最高千粒重为61.22 g,超亲优势为46.28%;正交、反交后代在该性状上无差异,表明子粒千粒重与细胞质无关;目前已选育出抗旱、抗病、农艺性状优良,千粒重40.1~61.22 g的株系263个,可直接用于小麦遗传育种研究及新品种选育。     

外源转入基因在小麦中的遗传规律及其对农艺性状的影响

利用农杆菌介导法将外源基因GUS和nptⅡ导入了3个小麦基因型新春9号、Bobwhite和PM97034，经对自交后代连续3代进行PCR、组织化学染色及ELISA检测和筛选，获得了纯合稳定转基因株系。以3个受体亲本为对照，随机区组、重复3次设计，对纯合稳定转基因株系进行了株高、穗长、穗粒数、穗粒重、千粒重、成熟期等农艺性状调查，研究外源转入基因对主要农艺性状的影响。结果表明，转基因株系除株高和生育期与对照有显著差异外，其他农艺性状差异均未达到显著水平。进一步以新春9号转基因株系与新春9号（CK）杂交，对F₁代和F₂代植株进行PCR、组织化学染色和ELISA检测，分析外源转入基因在小麦遗传背景中的遗传规律。结果表明，GUS基因和nptⅡ基因在F₁代中表现完全显性，在F₂代中呈现2.6︰1的分离比例，符合孟德尔遗传规律。     

小麦（Triticum aestivum L.）品种的组培特性和转基因受体选择

本研究分析了西南地区地方品种资源的几个组培特性的变异及优良转基因受体小麦品系选育的可能性。研究指出,小麦幼穗的脱分化能力和愈伤组织再分化能力具有基因型间的广泛变异,农家品种和育成品种中的变异趋势一致。在不同的品种中,半愈期和成愈率分别分布在6～28 d以上和15.85%～100%,半愈期呈现了连续的分布,并在12 d     

两个小麦抗赤霉变异系的抗性及RAPD分析

在禾谷镰刀菌粗毒素胁迫下,通过幼胚培养无性系的筛选,获得了QK-02和HK-04两个抗赤霉病的小麦变异系,与其供体亲本相比,抗赤性明显提高,其它个别性状虽略有改变,但其综合性状表现与其亲本基本相似。用524个随机引物对两个变异系和各自亲本及苏麦3号进行RAPD分析,结果显示,变异系QK-02与亲本西农1376间存在多态片段的引物有11个,变异率为2.1%,在这些多态片段中,S3471220和S3751360在苏麦3号上也能检测到;变异系HK-04与亲本花育888间有15条引物有多态片段,变异率为2.86%,在这些多态片段中,S149620在苏麦3号上也能检测到。RAPD分析结果表明,两个抗赤霉变异系与亲本的抗病性差异是由于遗传物质的改变引起的,其抗赤霉病性是可以稳定遗传的。在抗病变异系与亲本及苏麦3号上筛选到的3个分子标记（S3471220、S3751360和 S149620）可能与小麦赤霉病抗性有关。     

小麦主要农艺性状的相关性及聚类分析

为了解小麦产量与农艺性状间的关系。采用变异性分析、相关性分析和聚类分析,对18份小麦新品系的产量及各农艺性状间的关系进行统计分析。结果表明,不同小麦品系的产量与其农艺性状间存在显著差异,株高和千粒重变异系数较大,产量与茎蘖数呈极显著正相关,有效穗数与产量、茎蘖数呈显著正相关,穗粒数与千粒重、株高呈负相关。聚类分析结果显示,18份小麦品系可划分为4个类群,依据各类群的特点提出了不同的改良目标。在小麦育种选配亲本时,应注意亲本间农艺性状的相关性和协调性。     

Combining ability analysis for harvest index in winter wheat

Summary Cereal breeders have used harvest index (HI) as a selection criterion in segregating generations to identify physiologically superior lines with improved partitioning of total assimilate into grain. Information on combining ability for HI of the hard red winter wheat (Triticum aestivum L.) cultivars of the Southern Great Plains is not available. A study was undertaken to examine HI of seven genetically diverse winter wheat parents, evaluate their general combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA) effects, and study correlations of HI with several agronomic traits. The seven parents were crossed in a half-diallel mating design to produce 21 crosses. The F₁'s, their F₂ progenies, and the parents were evaluated in replicated field tests at Stillwater and at Lahoma, OK. The combining ability analysis was performed using Griffing's Method 4, Model 1. The results showed significant variation among parents for HI. The GCA and the SCA effects were mostly inconsistent between generations and between environments. However, parents with consistently high HI and positive GCA estimates were identified. The progeny with high HI mostly resulted from parents with high GCA estimates. The correlations between HI and agronomic traits indicated that improvement in HI should also result in high grain yield, early maturity, and short plant height.     

小偃麦新种质CH7102抗条锈病特性的遗传分析

对衍生于普通小麦与八倍体小偃麦‘小偃7430’杂种后代的抗条锈病新种质CH7102进行抗性鉴定和遗传分析,明确其抗性来源及其遗传方式。采用条锈菌流行小种CYR31、CYR32对CH7102及其亲本进行苗期抗性评价;对CH7102分别与感病品种和已知抗性基因载体品系的杂交后代接种CYR32进行成株期抗条锈性遗传分析和等位性测验。CH7102具有与其抗病亲本‘小偃7430’和彭提卡偃麦草相似的侵染型,而所有的小麦亲本均感病,表明CH7102的抗性来自彭提卡偃麦草;CH7102与感病品种‘台长29’和‘绵阳11’杂交、回交,其F2、BC1、F2:3代的抗、感分离比分别符合3:1、1:1和1:2:1的单显性基因分离模式。而CH7102与已知抗性基因载体品系杂交F2代的抗感分离比为15:1。CH7102对条锈病的抗性来自彭提卡偃麦草,其抗性受1对显性核基因控制,而且与已知的抗CYR31、CYR32的抗性基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr24/Yr26、Yr41不存在等位关系,属新的抗条锈病基因。     

Ethyloxanilates as specific male gametocides for wheat (Triticum aestivum L.)

Induction of male sterility by deployment of male gametocides holds immense potential in heterosis breeding of wheat. The efficacy of a new class of male gametocide for wheat (Triticum aestivum L.) is described: ethyloxanilates, the most active example of this class being ethyl 4‐fluorooxanilate (E4FO). E4FO induces male sterility, specifically, without detectable effects on various agronomic features and female fertility. The plants sprayed once with 0.15% E4FO exhibited 100% pollen and floret sterility without causing a significant reduction in total yield. E4FO was screened on 29 genotypes of wheat at 0.15% test concentration and was observed to induce 99.76 ± 0.37% male sterility. Thirteen F₁‐hybrids of wheat were produced using the gametocide in Winter 2000–2001 and were evaluated for their agronomic performance in Winter 2001–2002. The cross combinations viz., lines WR 544 × HW 2046 and HW 2044 × WR 956 have outperformed their respective better parents by 48.17% and 23.42% in grain yield/plant and thus have potential as hybrids.     

转Cry1Ab基因水稻种质杂交后代的标记辅助选择及抗虫性评价

以转Cry1Mb基因的水稻株系TS．9(后命名为克螟稻)为种质,与优良亲本杂交,在分离世代,通过与目标基因紧密连锁的潮霉素抗性作为筛选标记,结合田间农艺性状选择,获得目标基因位点纯合的新品系。Cry1Mb蛋白含量检测结果表明大多数新品系携带的靶基因在经杂交重组、自交纯合后保留了原亲本高效表达的特性。抗虫鉴定结果表明,对二化螟(Chilo suppressalis)、稻纵卷叶螟等(Cnapha locrocis medinalis)鳞翅目害虫表现高抗性能,同时,在株高、生育期、产量构成因子等重要农艺性状上也有显著改良。从而,对转基因水稻种质的育种利用途径和选择方法作了有益探索。