利用KASP标记定位小麦群体中的无芒位点Awn-4A.1

芒是小麦穗部重要的光合器官之一，是小麦长期进化和适应环境的产物，对小麦产量和逆境适应具有重要影响。为了探究芒的发育及芒长的遗传机制，本研究利用小麦无芒品种中国春（Chinese Spring，CS）和有芒品系MK147构建的F₂分离群体与F₅代重组自交系（RIL）群体为材料，对无芒位点进行了标记和定位。遗传分析表明，群体中的无芒性状受半显性单基因控制；采用Wheat660K SNP芯片结合集群分离分析法（bulked segregate analysis，BSA）在F₂群体构建的无芒、有芒混池中检测到一个多态性SNP标记的富集区，初步将QTL定位于4A染色体上。在该QTL区间开发了58个KASP标记，并将定位区间缩小至KASP标记SNP-1537与SNP-4195之间，遗传距离为0.81 cM，对应中国春参考基因组（IWGSC.Ref.V1.0）4A染色体上9.23 Mb （100.56～109.79 Mb）的区间，将该位点命名为 Awn-4A.1。     

小麦BNS雄性不育基因连锁群分析和主效QTLs初步定位

为初步定位小麦温敏雄性不育系BNS中与不育相关的QTL及其所属连锁群,用BNS及其完全保持系郑麦366的F₂为作图群体,建立自交结实率和花粉可育率两个表型BSA池,选用均匀分布在小麦染色体上的710个SSR分子标记,在BSA池中筛选连锁标记,并进行QTL定位,同时用连锁标记引物在BNS DNA中重扩增,扩增产物序列在小麦基因组中进行比对,验证标记所属染色体并分子定位。结果表明,在2对BSA池中共筛选到12个连锁标记,涉及8个连锁群。单标记分析发现,5个连锁标记（Xwmc396、Xwmc517、Xbarc55、Xwmc332和Xwmc752）与不育QTL紧密连锁。用区间分析法分析发现,有2个主效不育QTL,分别为2B染色体上的 qBS1 （紧密连锁Xwmc332和Xbarc55）和7B染色体上的 qBS2 （紧密连锁Xwmc396和Xwmc517）。两个主效QTL的LOD值均大于5,贡献率均大于13%,且显性效应均大于加性效应。     

硬粒小麦白粉病成株抗性QTL的遗传分析

小麦白粉病是世界范围内广泛流行的小麦叶部真菌病害,显著影响小麦的产量和品质。由于现有品种的白粉病抗性不断丧失,使得进一步挖掘新的白粉病抗源及抗病基因十分重要。本研究以硬粒小麦品种UC1113和Kofa构建的包含93个株系的F₈代RIL群体为材料,利用235个多态性标记构建遗传图谱,并结合白粉病成株抗性表型数据,对4个环境下的白粉病成株抗性进行QTL定位。结果表明,在RIL群体中共定位到4个与白粉病成株抗性相关的QTL,分别位于1AL、4AL（2）和5AL染色体上。其中,来自UC1113的3个QTL（ QPm.hnau-1AL 、 QPm.hnau-4AL.1 和 QPm.hnau-4AL.2 ）为新的白粉病成株抗性QTL。本研究为小麦白粉病抗性基因挖掘和抗病育种提供了重要信息。     

四倍体小麦株高和穗长性状的QTL定位及其遗传效应分析

株高和穗长是影响小麦高产稳产的重要农艺性状。为进一步发掘控制株高和穗长的主效QTL,以硬粒小麦矮兰麦和野生二粒小麦LM001构建的F₈代重组自交系（RIL）群体为材料,基于小麦55K SNP芯片构建的遗传连锁图谱,并结合5年8个生态环境的株高和穗长表型数据,进行QTL定位和遗传解析。结果表明,在RIL群体中,株高和穗长均呈现正态分布,符合数量性状遗传特征。共检测到24个QTL,其中7个与株高相关,分布在2A、2B、4B、5A、6A和7A染色体上,可解释7.46%~20.03%的表型变异;17个与穗长相关,分布在2A、2B、3A、4A、4B、5A和6B染色体上,可解释6.52%~17.10%的表型变异。控制株高的 QPh.sicau-AM-4B和 QPh.sicau-AM-7A以及控制穗长的 QSl.sicau-AM-2B.2和 QSl.sicau-AM-4B.4能够同时在单环境和多环境分析中检测到,为稳定的主效QTL,分别解释了9.17%~20.03%、10.44%~ 14.48%、10.41%~16.29%和7.54%~11.70%的表型变异。此外,在RIL群体子代中存在超亲分离现象,进一步的QTL聚合效应分析表明,株高位点 QPh.sicau-AM-4B和 QPh.sicau-AM-7A的聚合或者穗长位点 QSl.sicau-AM-2B.2和 QSl.sicau-AM-4B.4的聚合均能极显著地提高株高和穗长表型,表明鉴定到的控制株高和穗长的QTL位点具有累加效应。     

小麦QTL富集区 QC-4BS重要农艺性状基因的精细定位及 Rht1基因的效应分析

为了探明位于小麦4BS染色体上的一个QTL富集区 QC-4BS重要农艺性状的遗传效应,对 QC-4BS重要农艺性状基因进行了精细定位,并分析了位于 QC-4BS内的 Rht1基因对小麦株高（PH）、穗粒数（KNPS）、千粒重（TKW）、蛋白质含量（GPC）及容重（TW）等性状的遗传效应。结果表明, QC-4BS主要位于小麦4BS染色体的 IWA1846至IWA4662标记区间,长度为11.9 cM,对应的物理距离约为15.17 Mb,其中控制PH的QTL为 Rht1基因,距离IWA1846标记约7.16 Mb;控制GPC和KNPS的位点接近IWA482标记;控制TW的位点接近基因 Rht1。 Rht1基因除了具有明显的降低小麦PH的效应外,也可影响小麦的某些产量及品质性状,具体表现为增加小麦KNPS,降低TKW、GPC及TW。     

不同水分条件下小麦碳同位素分辨率的遗传分析和QTL定位

为探讨小麦碳同位素分辨率(△)与抗旱性及产量性状的关系,以小麦品种宁春4号和宁春27号杂交构建的重组自交系（RILs）群体为材料,分析△在不灌水（W0）、灌1水（W1）、灌2水（W2）和灌3水（W3）四种水分条件下与其他不同性状间的遗传相关性,并定位控制小麦△的QTL位点。结果表明,△在RILs群体中呈双向超亲分离,分布频率表现为正态分布。随着干旱胁迫的增强,△值降低,RILs株系间的△变异程度增大,△双向超亲分离的比例增加。四种水分处理下叶片△与千粒重、穗粒重均呈负相关。穗粒重（Y）与△ (X₁)、叶绿素含量(X₂)、千粒重(X₃)的回归方程为:Y=0.056-0.110X₁+0.046X₂+0.037X₃,表明在适度干旱条件下低△影响了穗粒重。采用QTL IciMapping 4.0对△进行QTL检测,共检测到5个QTL,其中位于7B染色体上的有3个,位于5B和3D上的各1个。位于7B染色体上的3个QTL是在W0、W2和W3三种水分条件下分别检测到的,且W0和W3下检测到的2个QTL的标记区间相同（barc267~gwm46）,其中Q△-7B.3对△表型的贡献率达到40.3%。     

大麦籽粒苯丙氨酸含量QTL初步定位分析

为挖掘控制大麦籽粒苯丙基酸含量的QTL,以紫光芒裸二棱和Schooner构建的包含193个家系的重组自交系（RIL）为材料,测定RIL群体及亲本籽粒苯丙氨酸含量,并结合SSR标记和完备区间作图法构建遗传连锁图谱,对大麦籽粒苯丙氨酸含量进行QTL定位。结果表明,紫光芒裸二棱籽粒苯丙氨酸含量为1.23 mg·g^-1,Schooner籽粒苯丙氨酸含量为0.60 mg·g^-1,群体籽粒苯丙氨酸含量在0.59~1.24 mg·g^-1之间;所构建的大麦遗传连锁图谱包含180对SSR标记,总遗传距离为2 671.03 cM,平均标记间距为14.84 cM;共检测到4个控制大麦籽粒苯丙氨酸含量的QTL,均为新发现的QTL,除 qPHE-4H加性效应来自母本紫光芒裸二棱外,其他3个QTL加性效应均来自父本Schooner。 qPHE-2H和 qPHE-7H为主效QTL,分别位于2H和7H染色体上,表型贡献率分别为12.32%和15.45%。该研究结果为大麦籽粒苯丙氨酸含量QTL精细定位奠定了基础。     

地方小麦品种贵协3号赤霉病抗性QTL的定位与效应鉴定

为明确抗填料霉病地方小麦品种贵协3号的赤霉病抗性遗传基础,利用感赤霉病品种绵麦96-5及其构建的含有196个株系的双单倍体(doubled haploid,DH)群体为材料,于2018和2019年分别在江苏南京和四川绵阳对赤霉病严重度进行调查,并利用55K DArT基因芯片技术构建的遗传图谱进行QTL定位。结果表明,所构建的遗传图谱覆盖小麦全基因组,图谱全长15 195.8 cM,平均图距10.6 cM。利用复合区间作图法共检测到3个抗赤霉病QTL（QTL-FHB.GX-2B、QTL-FHB.GX-5B和QTL-FHB.GX-7A）,分布在2B、5B和7A染色体上,抗性等位基因均来自于抗病亲本贵协3号,可解释1.2%~1.5%的表型变异,说明贵协3号的赤霉病抗性是多个微效基因/QTLs的累加效应。     

小麦花药伸出特性的QTL分析

花药伸出特性直接影响小麦的授粉结实率和穗部真菌病害抗性,为挖掘控制小麦花药伸出特性的QTL,以半闭颖品种周8425B和开颖品种小偃81构建的包含102个株系的F_2:12RIL群体为材料,于2019和2020年各分两个播期种植于西北农林科技大学小麦试验站,以小麦花药伸出率和视觉花药伸出等级两个性状表型值对4个环境下的花药伸出特性进行表型鉴定,并利用90K芯片构建的高密度遗传连锁图谱进行QTL定位。结果共检测到8个控制花药伸出特性的QTL,分布在3A、3B、5B、6B、6D和7A染色体上,其中6B和6D染色体上各有2个QTL。 QAe.nwsuaf-3A、 QAe.nwsuaf-3B和 QAe.nwsuaf-6B位点在多个环境中均能被检测到,表型变异解释率分别为3.65%~10.48%、8.12%~26.09%和3.49%~8.93%。     

普通小麦“宁7840×Clark”RIL群体抗条锈病QTL分析(英文)

为了解小麦条锈病抗病基因在染色体上的位置,对源自小麦杂交组合宁7840×Clark的重组自交系(RIL)群体进行了抗条锈病QTL分析。结果表明,在染色体1BS上检测到一个主效的QTL即QYr-hwwg-1B。该QTL由抗病亲本宁7840提供,位于SNP标记Xsnp3620和Xsnp5435之间,区间长度为2.5cM,可解释55.8%的表型变异。根据宁7840的小种抗性推测QYr-hwwg-1B可能是由来自1B/1R易位系的抗病基因Yr9引起的。抗性基因Yr9、Yr10、Yr15、Yr24、Yr26、YrH52和YrAlp均位于小麦1B染色体短臂的一端,形成一个抗条锈基因簇,并与SSR标记Xgwm11紧密连锁。另外,有56个SNP标记与该标记区间共分离,可以用于小麦抗条锈基因精细定位图谱的构建及分子标记辅助选择育种。     

河南省小麦条锈菌特异性SSR标记的筛选

为了简便地进行小麦条锈菌的早期检测,在前期工作的基础上,以小麦条锈病、叶锈病、白粉病的病叶和健康叶片为实验材料,采用来自条锈菌的SSR引物进行河南省小麦条锈菌的分子检测。结果表明, 在所用的条锈菌特异性SSR引物中,发现有4对引物能够将条锈菌和其他的病原菌区分开来。通过对来自河南省不同地区的小麦条锈病和叶锈病病叶的鉴定,其中2对引物 RJ3、RJ21的稳定性和可重复性均较好,表明这2对引物可以用于小麦条锈菌的分子检测。     

新疆伊犁地区小麦条锈菌群体遗传结构分析

新疆伊犁地区是小麦条锈病的常发区和重发区，其年平均发生面积超过100×10⁴ hm²以上。为明确新疆伊犁地区小麦条锈菌群体的遗传结构，2021年，从新疆伊犁地区的新源县、巩留县、察布查尔县和伊宁县共采集到320份小麦条锈菌标样，利用16对小麦条锈菌SSR引物进行了群体遗传研究。结果表明，新疆伊犁地区条锈菌群体遗传多样性水平较高，群体间存在一定的遗传分化。群体间遗传变异仅占总变异的12%，群体内遗传变异占88%，不同群体间存在频繁的菌源交流，其中察布查尔县与新源县群体菌源交流最为频繁（N_m=4.717）。     

波兰小麦×普通小麦品系“中13”RIL群体籽粒特性的QTL定位

小麦籽粒特性与籽粒产量和品质密切相关。本研究以波兰小麦(Tiriticum polonicum L.)×普通小麦(Triticum aestivum L.)品系"中13"杂交组合衍生的99个F8重组自交系(Recombinant inbred lines,RIL)群体为材料,利用SSR分子标记构建连锁遗传图谱。根据两年实验数据,利用复合区间作图法对粒重、粒长和粒宽3个籽粒特性相关性状进行了QTL定位分析,共检测到12个与籽粒特性相关的加性QTL位点。其中,3个粒重QTL,1个位于1A染色体上,另外2个都在2A染色体上,单个QTL可解释表型变异的13.35%～20.04%;5个粒长QTL,其中2个位于2A染色体上,其余3个分别位于3A、5A和2B染色体上,单个QTL可解释表型变异的8.53%～21.03%;4个粒宽QTL,分别位于1A、2A、3B和5B染色体上,单个QTL可解释表型变异的9.76%～40.79%。在2A染色体上共检测到5个籽粒特性相关性状的QTL,表明2A染色体与籽粒特性关系密切。     

湖北襄阳小麦条锈菌夏孢子数量的周年动态

条锈病是小麦的主要病害之一,严重威胁小麦的安全生产。湖北襄阳是我国小麦条锈菌的主要冬繁区之一,可以向我国东部和北部麦区提供菌源。为明确襄阳地区小麦条锈菌夏孢子数量动态变化规律,更科学制定小麦条锈病的监测预警和防控策略,本研究利用孢子捕捉仪及TaqMan RT-qPCR方法,2019-2021年对襄阳地区空气中条锈菌夏孢子数量进行了连续监测。结果表明,襄阳地区条锈菌夏孢子数量高峰出现在4-5月和10-11月,且不同年份孢子数量和高峰期持续时间差异较大。相关性分析发现,条锈菌夏孢子数量与空气温度及日照时数呈显著正相关关系(P<0.05)。     

小麦种质资源BJ399抗条锈病基因的分子标记定位

条锈病是影响小麦产量和品质的一种世界性病害。种质资源BJ399对小麦条锈病具有良好的苗期和成株期抗性,为明确其条锈病抗性基因,利用BJ399和高感条锈病品种铭贤169杂交,获得BJ399/铭贤169的F_1、BC_1和F_2代分离群体,并利用我国当前流行的条锈菌生理小种条中34号(CYR34)进行温室苗期抗条锈性鉴定和遗传分析。结果表明,BJ399对CYR34的抗性由1对显性基因控制,暂命名为 YrBJ399。筛选到3个与目的基因连锁的SSR标记Xwmc296、Xgwm425和Xgwm558,且3个标记位于抗病基因的同一侧,距离目的基因最近的标记为Xwmc296,其遗传距离为9.5 cM,标记Xgwm425和Xgwm558与目的基因 YrBJ399的遗传距离分别为14.3 cM和18.0 cM,并初步将抗病基因定位于小麦染色体2AS上。根据抗病基因来源和染色体定位结果推测, YrBJ399可能是一个抗条锈病新基因。     

Identification of genotyping-by-sequencing sequence tags associated with milling performance and end-use quality traits in hard red spring wheat (Triticum aestivum L.)

Genotyping-by-sequencing (GBS) utilizes Next-Generation sequencing to genetically and physically map traits of interest. Here we use GBS to identify QTLs and SNP markers associated with milling and end-use quality traits in an hard red spring wheat recombinant inbred line (RIL) population. The RIL population and parents were phenotyped for eleven milling and end-use quality traits, and genotyped using GBS technology, simple sequence repeat (SSR) and allele specific sequence tagged site markers. A genetic map comprising 696 markers was used to map the end-use quality traits. Multiple QTL mapping identified 79 QTLs, 19 of which were declared ‘major’ as they explained greater than 15% of the phenotypic variance each. Transgressive segregants were observed for all phenotypes and co-locating QTLs controlling multiple quality traits were confirmed on chromosomes 1BL, 5AS, 7AS, 7AL and 7BS. To date, no GBS analysis to locate end-use quality QTLs in wheat has been conducted, thus the reporting and validation of these GBS sequence tags and their associated QTLs will shed light on the genetic architecture underlying these quantitative traits and assist wheat breeders in developing cultivars with favorable alleles through the use of marker assisted selection.     

高抗白粉病和条锈病小麦-卵穗山羊草衍生后代1003的分子细胞遗传学鉴定

卵穗山羊草中蕴含着许多小麦改良所需的优良基因,是小麦重要的三级基因库。为了解其更多遗传特性,本研究利用细胞学、原位杂交、分子标记、形态学和抗病性鉴定等技术对小麦-卵穗山羊草SY159的衍生后代1003进行鉴定。细胞学鉴定结果表明,1003含有44条染色体,减数第一次分裂中期含有22个二价体且配对良好,减数第一次分裂后期含有44条染色体且均等分离;基因组原位杂交(Genomic in situ hybridization,GISH)分析显示,1003含有42条小麦染色体和2条卵穗山羊草染色体;EST和PLUG分子标记分析表明,导入的染色体属于7M染色体;荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)分析表明,1003中含有38条与中国春标准核型相一致的染色体,4A、5A和7M的FISH信号有变异;苗期抗病性鉴定结果表明,1003对白粉病生理小种E09免疫,对条锈病生理小种条中23(CYR23)高抗;形态学调查表明,1003的农艺性状介于双亲之间,千粒重高于双亲。因此,1003是一个具有白粉病和条锈病抗性的小麦-卵穗山羊草二体异附加系,可为小麦品种改良和抗病育种提供新的种质资源。     

西藏林芝小麦条锈菌的分子群体遗传结构分析

为了明确西藏林芝地区小麦条锈菌的分子群体遗传结构,2010年,从西藏林芝地区的米林县、林芝县、波密县和工布江达县共采集到259个小麦条锈菌标样,利用10对小麦条锈菌SSR引物进行了群体遗传研究。结果表明,该地区小麦条锈菌的遗传多样性水平较低,群体存在一定的遗传分化,群体间遗传变异占总变异的12%,群体内遗传变异占88%,不同群体间存在着频繁的菌源交流。     

基于吉846/掖3189重组近交系群体的玉米丝黑穗抗性的QTL分析

基于实验室前期构建的吉846(高抗)/掖3189(感病)含273个家系的F7重组自交系(RIL)群体的连锁图谱,进一步筛选多态性的SSR标记加密图谱,结合3年抗病鉴定结果对玉米抗丝黑穗病进行QTL定位。结果表明,将亲本间存在差异的66个新SSR标记加密到遗传图谱中,构建含160个SSR标记和49个AFLP标记的遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组3302.8 cM,平均图距15.8 cM。应用完备区间作图法共检测到3个抗丝黑穗病相关QTL,分别位于染色体bin2.09、bin3.04和bin9.04区域。利用混合线性模型法检测到7个未报道的抗病相关QTL,分别位于染色体bin2.05、bin6.02、bin8.05、bin9.01、bin10.03和bin10.07区域。