利用SSR标记分析"川麦42"和"川麦43"的遗传差异

“川麦42”和“川麦43”是源于CIMMYT硬粒小麦-节节麦人工合成种的姊妹系,具有高产、高抗条锈等特征。本实验利用小麦A、B、D基因组上的91对引物对“川麦42”和“川麦43”进行了SSR分子标记比较分析。结果表明,分析的91个SSR标记位点中有61个位点“川麦42”与“川麦43”多态性一致,占位点数的67.03%;有30个位点两个品种存在多态性差异,占位点数的32.97%;30个差异位点在A、B和D三个基因组的分布频率(占该基因组被检测位点数)不一致,其中A基因组分布最多,B基因组分布最少,其顺序为A>D>B。     

利用SSR标记分析"川育12"和人工合成小麦"SYN780"的遗传差异

四川育成品种“川育12”和CIMMYT硬粒小麦-节节麦人工合成种“SYN780”都具有优质小麦基因,本试验利用小麦A、B和D基因组上的229对引物对“川育12”和“SYN780”进行了SSR分子标记比较分析。结果表明,229个SSR标记位点中有140个位点“川育12”和“SYN780”存在多态性差异,占位点数的61.1%。这140个差异位点在A、B和D3个基因组的分布频率(占该基因组被检测位点数)不一致,其中B基因组分布最多,D基因组分布最少,其顺序为B(64.2%)>A(63.5%)>D(54.9%)。     

小麦新品种川麦104的遗传构成分析

【目的】解析突破性高产小麦新品种川麦104的遗传构成,探讨双亲川麦42和川农16对其高产特性的贡献。【方法】利用已构建的遗传连锁图谱上的176个SSR和683个DArT标记对川麦104及其亲本进行分析,了解川麦104的遗传构成;根据已定位到的产量性状QTL,分析来源于双亲的染色体区段对川麦104产量相关性状的贡献。【结果】在川麦104的双亲具有差异的859个多态位点中（22个位点缺失）,有522个位点上的等位基因来源于川麦42,315个位点上的等位基因来源于川农16;川麦104更多地继承了川麦42的遗传成分（60.8%）;川麦104中来源于双亲的遗传位点在A、B和D基因组分布不同,来源于川麦42的等位位点在A、B和D基因组所占比例分别为55.00%、60.20%和67.27%;川麦104中来源于双亲的等位位点在21条染色体上的分布也不同,来源于川麦42的等位位点主要分布于3A、5A、7A、1B、5B、7B、3D、4D、5D和7D染色体上,来源于川农16的等位位点主要分布于4A、3B、4B、6B、1D、2D和6D染色体上。川麦104来源于双亲的染色体区段（遗传距离大于5 cM）共68个,总长度为3 089.6 cM;来源于川麦42和川农16的染色体区段分别为36和32个,来源于川麦42的染色体区段主要分布在3D、5D、7A、7B和7D染色体上,来源于川农16的染色体区段主要分布在3B、4B和6D染色体上;在A和D基因组川麦104来源于川麦42的染色体区段比川农16的多,B基因组中来源于川农16的染色体区段比川麦42的多。在1B、1D、2B、4A、4D、5A、5B、5D和7A染色体上,9个来源于川麦42的染色体区段以及5个来源于川农16的染色体区段富集了与产量性状相关的QTL,其中,在1BS和4A染色体上来源于川麦42的染色体区段携带增加穗粒数的QTL等位位点;在1D、2B和4A染色体上来源于川农16的染色体区段携带增加单位面积穗数的QTL等位位点;5B染色体上来源于川麦42的染色体区段和4A、4D染色体上来源于川农16的染色体区段均携带增加千粒重的QTL等位位点,这些QTL的聚合对川麦104的产量三因素有增效作用。【结论】小麦新品种川麦104的高穗粒数特性来源于川麦42,多穗数特性来源于川农16,其千粒重特性双亲均有贡献,表明双亲的正效产量性状QTL重组是川麦104的高产遗传基础。     

重要育种亲本川麦44对衍生品种的遗传贡献

【目的】小麦品种川麦44不仅本身具有高产、稳产、广适等特性,而且以其为亲本已选育审定新品种11个,是小麦育种的一个重要亲本。明确川麦44的遗传特性,鉴定其含有的重要基因或QTL位点,为更好地利用川麦44选育新品种提供理论支撑。【方法】利用荧光原位杂交明确小麦-外源易位对川麦44及其衍生品种的影响以及川麦44及其衍生品种在染色体层面的遗传规律。利用660K SNP芯片数据分析川麦44对其衍生品种的遗传贡献,明确衍生品种中来源于川麦44的高传递率区段。利用已知的小麦基因功能标记及QTL连锁标记,对川麦44中有利于育种的重要基因位点进行鉴定。【结果】细胞学鉴定表明川麦44不含四川小麦品种中常见的2条易位染色体6VS/6AL和1RS/1BL。其衍生品种中,仅昌麦32和昌麦34含1对1RS/1BL易位染色体,其余品种不含有小麦-外源易位染色体。系谱分析表明,昌麦32和昌麦34的易位染色体遗传自另外一个杂交亲本——昌麦19。1RS/1BL易位的导入可能是昌麦32和昌麦34表现为弱筋的原因之一。除了小麦-外源易位染色体,多个染色体的核型在川麦44及其10个衍生品种中表现出多态性。其中,4A染色体有2种类型,80%的衍生品种与川麦44相同核型相同;5A染色体有4种类型,与川麦44相同的频率为40%;6B染色体有2种类型,与川麦44相同的频率为40%,7B染色体有2种类型,与川麦44相同的频率为40%。660K SNP芯片分析共鉴定到1 106个分布于川麦44所有染色体上的高遗传率区段,平均长度为1.57 Mb。从基因组层面来看,B基因组的区段总长度和总数均最大。从不同染色体来看,区段最长的3条为别为4A、2B和5B,区段数最多的3条染色体分别为4A、2B和3B。利用61个已知的小麦基因功能标记及13个产量相关QTL连锁SNP标记分析川麦44及其衍生品种,再与之前获得的川麦44高传递率区段对比,发现有9个基因的标记和3个QTL位点标记锚定在川麦44高传递率区段内,这些基因被认为是潜在的川麦44高被选择基因。依据功能标记或连锁标记的等位类型推断,其中2个功能基因TaSdr、NAM-A1和3个QTL位点QTKW.sicau-2AS.1、QTKW.Sicau-4AL、QSL.sicau-5AL.2可能是川麦44携带的重要优势等位基因或位点,在培育衍生品种过程中被优先选择保留。5个基因或QTL位点分别对穗发芽、有效分蘖数、千粒重和穗长4个性状具有正向效应。【结论】重要育种亲本川麦44基因组片段在衍生品种中的长度短,具有较高的遗传配合力,易于与不同的同源染色体重组,不易导致连锁累赘问题。TaSd、NAM-A1、QTKW.sicau-2AS.1、QTKW.Sicau-4AL和QSL.sicau-5AL.2是利用川麦44育种的5个重要靶基因位点,可加强对其在分子标记辅助育种中应用。     

利用SSR标记分析川育12×人工合成小麦Syn780重组自交系群体中的偏分离现象

利用栽培小麦“川育12”和“硬粒小麦—节节麦人工合成小麦”Syn780杂交得到的F8代重组自交系,对103个SSR分子标记的偏分离现象进行了分析,结果表明,22.3%的位点出现偏分离,发生偏分离的标记主要集中分布在A染色体组。为进一步利用该重组自交系标记双亲重要性状提供了参考信息。     

利用SSR标记分析川育12×人工合成小麦Syn780重组自交系群体中的偏分离现象

利用栽培小麦“川育12”和“硬粒小麦—节节麦人工合成小麦”Syn780杂交得到的F8代重组自交系,对103个SSR分子标记的偏分离现象进行了分析,结果表明,22.3%的位点出现偏分离,发生偏分离的标记主要集中分布在A染色体组。为进一步利用该重组自交系标记双亲重要性状提供了参考信息。     

利用SSR分子标记技术揭示"硬粒小麦-节节麦"人工合成六倍体小麦的遗传差异

为引入小麦近缘属种的优良基因和遗传变异、扩宽普通小麦的遗传基础,本文选用36对小麦A,B和D基因组的微卫星引物,对135份人工合成六倍体小麦的遗传多样性进行了评价。36对引物共检测到193个等位变异,每个位点等位变异数在2~14个之间,平均每个位点检测到5.36个等位变异;A,B和D 3个基因组检测到的等位变异数D>A>B,遗传多样性指数D>A>B。综合平均遗传丰富度和香浓指数两个指标分析结果表明,人工合成六倍体小麦第1和6同源群遗传多样性水平较高,第4和7同源群遗传多样性水平较低;21条染色体中,6D和2D染色体的遗传多样性最高,7D和4B染色体的遗传多样性最低。135份人工合成六倍体小麦遗传相似系数在0.36~0.85之间,平均遗传相似系数A>B>D基因组。人工合成六倍体小麦变异类型丰富,是改良普通小麦的重要基因资源。     

优质小麦新品种信麦1168的遗传基础分析

为研究小麦新品种信麦1168的遗传物质基础,利用小麦55K芯片对检测到的40 465个SNP标记分析双亲扬麦158和豫麦18对信麦1168的遗传贡献率。结果表明,母本扬麦158对信麦1168的遗传贡献率为54.71%,父本豫麦18对信麦1168的遗传贡献率为45.29%,扬麦158对信麦1168的贡献略大于豫麦18。从染色体水平看,扬麦158的1A、2A、4A、5A、7A、1B、2B、3B、4B、6B、1D、2D、3D、4D和7D等染色体对信麦1168的贡献率超过50%,在1B染色体上超过80%;豫麦18的3A、6A、5B、7B、5D、6D染色体对信麦1168的遗传贡献率均大于50%,在5D染色体上遗传贡献率超过70%。遗传贡献率分析结果表明,相同SNP位点分析和基因图谱分析结果高度一致。本研究揭示了信麦1168的遗传基础组成,以期为我国小麦种质资源保护、遗传研究与应用、亲本选配和种质资源创新提供科学依据。     

人工合成小麦与普通小麦杂交后代衍生群体的Rht8基因分析

【目的】四倍体小麦与节节麦杂交培育的人工合成小麦已广泛应用于国内外小麦品种改良。通过研究人工合成小麦与普通小麦杂交后代的Rht8基因型,有助于提高分子标记育种效率,也有助于Rht8基因型的多态性研究,并为人工合成小麦在中国小麦品种改良和分子标记育种中的应用提供依据和方法;【方法】以引自CIMMYT的人工合成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份优良高代系和川麦38、川麦42、川麦43和川麦47育成品种为材料,采用特异引物的PCR扩增和改进的聚丙烯酰胺凝胶电泳对其Rht8基因型进行了研究;【结果】在以syn768、Syn769、Syn780和Syn786人工合成小麦为亲本的117份后代衍生群体检测材料中,Rht8基因型频率为77.78%。从每一个人工合成小麦形成的小的后代衍生群体看,Rht8基因型频率各不相同。以syn768为亲本的后代衍生群体,Rht8基因型频率最高,为96.70%;在以syn769为亲本而育成的优良高代系和川麦38、川麦42与川麦43育成品种中,Rht8基因型频率最低,为71.64%;以Syn780为亲本的后代衍生群体中,Rht8基因型频率为73.68%,分离比率约为3:1;以Syn786为亲本育成的材料只有川麦47,该品种不含有Rht8该基因;【结论】不论父本或母本的Rht8的基因型状况如何,它们所产生的杂交后代材料Rht8基因的遗传是随机的。     

小麦新品种淮麦33的遗传构成分析

【目的】解析高产广适小麦新品种淮麦33的遗传构成,探讨双亲烟农19和郑麦991对其产量相关性状的遗传贡献,为小麦品种改良及亲本选配提供依据。【方法】利用部分农艺及品质性状、高分子量谷蛋白亚基组成及覆盖小麦21条染色体的625个SSR分子标记分析淮麦33及其双亲的遗传构成;比对已知的产量性状相关QTL,分析双亲的产量相关区段对淮麦33的遗传贡献。【结果】淮麦33的每平方米穗数和千粒重均介于两亲本之间,穗粒数和小区产量均显著高于两亲本;与烟农19相比,其株高显著降低。淮麦33的高分子量谷蛋白亚基组成为(1、17+18和2+12),其中1和17+18亚基均来自于母本烟农19,2+12亚基来自于父本郑麦991。SSR分子标记分析表明,双亲对淮麦33的遗传贡献和理论值相比出现了较大偏离,淮麦33分别继承了烟农19和郑麦991两亲本73.9%和26.1%的遗传物质。淮麦33与烟农19具有较大的遗传相似度,遗传相似系数为0.78。在不同基因组和染色体水平上,双亲对淮麦33的遗传贡献率差异较大,其中,烟农19在A、B和D基因组水平的遗传贡献率均较高,分别为75.1%、69.4%和68.7%;除6A染色体外,烟农19在其他20条染色体上的遗传贡献率均高于郑麦991,其中在2A染色体上达到100%,在1A、3A、2B、3B和4B等5条染色体上均超过90%。在遗传距离大于5 c M的染色体区段中,淮麦33来源于烟农19和郑麦991的染色体区段分别有34个和7个,其中在2D染色体上来源于烟农19的染色体区段最多,在5A染色体上来源于郑麦991的区段最多。淮麦33有38个不同于双亲的特异位点,主要分布在1B、1D、2A、2B、2D、3A、3B、3D、4A、4B、5A、5B、6B、6D和7A等15条染色体上。比对已知产量性状相关QTL,共发现10个产量相关区段,有6个来源于烟农19,分别位于1A、2D、3B、4B、4D和7A染色体上;3个来源于郑麦991,分别位于4A和5A染色体上;1个为淮麦33特异区段,位于6D染色体上。【结论】明确了小麦新品种淮麦33的遗传构成,其更多地继承了母本烟农19的遗传物质;发现淮麦33中来源于不同亲本的产量相关区段。     

不同小麦品种对条锈病的抗性评价

2005-2007年对毕节地区主栽的16个小麦品种进行了条锈病抗病性研究.结果表明,各品种间抗性存在明显差异,16个参试品种中,毕麦17号、黔麦15号、川农19号、毕麦16号、毕引88、毕燕普3号和黔麦16号对条锈病抗性表现为中抗至高抗,阿波、川麦107号表现为中感至高感,光头麦、吨半麦表现为高感,抗性表现较为稳定;川农18号、川农16号对条锈病抗性表现为中感至高抗,贵麦2号表现为高感至中抗,绵阳29号、内麦8号表现为中感至中抗,抗性表现不同年度间存在明显差异,生产上进行品种布局要根据当地实际进行科学选择.     

QTLMapping forAdult-Plant Resistance to Stripe Rust in a CommonWheat RIL Population Derived from Chuanmai 32/Chuanyu 12

Stripe rust, caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici, is a devastating wheat disease worldwide. The Chinese wheat cultivar Chuanmai 32 has shown stable resistance to stripe rust for 10 yr in Sichuan Province, a hotspot for stripe rust epidemics. The objective of the present study was to map quantitative trait loci (QTL) for adult-plant resistance (APR) to stripe rust in a population of 140 recombinant inbred lines (RILs) derived from Chuanmai 32/Chuanyu 12. Field trials were conducted in Chengdu and Yaan, Sichuan, from 2005 to 2008, providing stripe rust reaction data for 6 environments. 797 simple sequence repeat (SSR) markers were screened for association with stripe rust reaction, initially through bulked segregant analysis (BSA). Based on the mean disease values averaged across environments, the broad-sense heritability of maximum disease severity (MDS) was 0.75. Two QTLs for stripe rust resistance were detected by composite interval mapping (CIM). They were designated QYr.caas-3BL and QYr.caas-3BS and explained from 6.6 to 20.1%, respectively, of the phenotypic variance across environments. QYr.caas-3BL came from Chuanmai 32; QYr.caas-3BS with lower effect was from the susceptible parent Chuanyu 12. Both QTLs appear to be new.     

川麦42和川农16抗穗发芽QTL定位及聚合效应分析

【目的】小麦穗发芽严重影响小麦产量和品质,是全球小麦生产面临的重大问题之一。通过鉴定挖掘抗穗发芽QTL,聚合穗发芽抗性位点,选育抗穗发芽小麦品种,为四川小麦穗发芽抗性改良提供技术和材料支撑。【方法】以川麦42/川农16重组自交系（RIL,F₈）为材料,于2016—2018年分别在2个环境下对RIL群体进行籽粒发芽指数（GI,2016和2018）、籽粒发芽率（GR,2016和2018）和整穗发芽率（SGR,2017和2018）3个穗发芽指标测定。利用90K SNP芯片构建的遗传图谱检测全基因组穗发芽相关QTL,并分析抗性QTL聚合效应。【结果】双亲间GI、GR和SGR指标值差异显著,亲本川农16穗发芽抗性明显优于亲本川麦42。共检测到11个与穗发芽抗性有关的QTL,主要分布在2B、2D、3A、3D、4A、5A、5B和6B染色体上。5B染色体上检测到的单个环境表达的整穗发芽QTL解释的表型变异率最大,达到29%;在2D和3A染色体上检测到的整穗发芽主效QTL,以及5A染色体上检测到的与种子休眠相关的籽粒发芽主效QTL,在2个环境下均能表达,其抗穗发芽等位变异均来源于川农16。基因型分析发现,RIL群体中不同株系聚合抗性QTL的数量变幅为1—9个,表现为抗穗发芽的株系均携带4—9个与穗发芽相关的抗性QTL。重组自交系群体中6个株系GI、GR和SGR值均在15%以下,表现出高抗穗发芽特性;这6个优异株系聚合了多个与穗发芽相关的抗性QTL,且均聚合了川麦42在4A染色体上的微效QTL（QGi.saas-4A和QGr.saas-4A）,以及川农16在2D和5B染色体上的主效QTL（QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B）;编号为104和125的优异株系已通过审定,定名为川麦104和川麦64。其中,川麦104于2012年同时通过国家和四川省审定,其抗穗发芽能力强,产量、品质、抗病等优良性状突出,聚合了7个正向穗发芽QTL,包括2B、2D和5B染色体上来源于川农16的4个抗性QTL（QGi.saas-2B、QGr.saas-2B、QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B）,以及4A和6B染色体上来源于川麦42的3个QTL（QGi.saas-4A、QGr.saas-4A和QGr.saas-6B）;近年来,川麦104已成为西南麦区小麦育种的核心亲本,育成小麦品种（系）18个。【结论】共检测到11个抗穗发芽QTL,其中3个来源于川麦42,8个来源于川农16;RIL群体中的抗穗发芽株系均携带4—9个抗性QTL,优异株系川麦104和川麦64高抗穗发芽,均聚合了7个穗发芽抗性QTL。     

CIMMYT抗条锈小麦种质CI-66和CI-7抗性遗传研究及其利用

在小麦条锈病的常发区,对源于CIMMYT的CI-66和CI-7分别与川麦28杂交的F1、F2和BC1群体进行抗性鉴定,研究其成株期在自然发病条件下的抗性表现及杂交后代的抗感分离情况。结果表明,CI-66由1对显性纯合基因控制;CI-7则由1对显性基因和1对隐性基因的互补作用控制。同时,利用CIMMYT材料成功地选育出两份高抗条锈兼抗白粉病材料99B911和999B946。本文还利用30份CIMMYT小麦材料分析了成株抗性与播期的关系,为筛选稳定抗性小麦新材料提供了依据。     

优质高产小麦新品种川麦44的选育研究

对川麦44的产量、品质表现、蛋白质亚基的组成和抗病性进行了分析。结果表明川麦44具有优质强筋、高产、抗病性好,分蘖力强,成穗率高,矮杆,早熟、产量构成因素良好的特点,是适应四川省各生态麦区种植的优质小麦;川麦44的亚基组成为1,7 8,5 10,按Payne标准评分为10。对四川省优质小麦的育种和发展进行了探讨。     

Genome-wide association analysis for stripe rust resistance in spring wheat(Triticum aestivum L.) germplasm

Stripe rust is a continuous threat to wheat crop all over the world. It causes considerable yield losses in wheat crop every year. Continuous deployment of adult plant resistance(APR) genes in newly developing wheat cultivars is the most judicious strategy to combat this disease. Herein, we dissected the genetics underpinning stripe rust resistance in Pakistani wheat germplasm. An association panel of 94 spring wheat genotypes was phenotyped for two years to score the infestation of stripe rust on each accession and was scanned with 203 polymorphic SSRs. Based on D' measure, linkage disequilibrium(LD) exhibited between loci distant up to 45 c M. Marker-trait associations(MTAs) were determined using mixed linear model(MLM). Total 31 quantitative trait loci(QTLs) were observed on all 21 wheat chromosomes. Twelve QTLs were newly discovered as well as 19 QTLs and 35 previously reported Yr genes were validated in Pakistani wheat germplasm. The major QTLs were QYr.uaf.2 AL and QYr.uaf.3 BS(PVE, 11.9%). Dissection of genes from the newly observed QTLs can provide new APR genes to improve genetic resources for APR resistance in wheat crop.     

化控两系杂交小麦——川麦59产量、品质、抗病性等特征分析

为加快川麦59的推广应用,本文对化控两系杂交小麦新品种——川麦59的产量、品质、抗病性等特征进行综合评价.结果表明,川麦59在两年的区试中比对照分别增产19.2％和30.9％,在大区生产试验中比对照增产23.5％,具有良好的丰产性、稳产性及适应性.抗病性鉴定结果表明川麦59对条锈病具有较好的抗性.品质检测结果表明,川麦59达到国家中筋小麦标准,籽粒饱满,蛋白质含量较高,硬度中等.由此表明,川麦59是一个新型高产中抗中筋小麦疆优势组合.     

四川地方小麦品种条锈病抗性研究

【目的】利用获得的小麦条锈病成株抗性"一致性"QTL位点SSR分子标记,结合田间抗性表型鉴定,揭示四川地方小麦品种的条锈病抗性遗传多样性。【方法】通过QTL元分析技术,将已定位的小麦条锈病成株抗性QTL整合于同一张连锁图谱,获得条锈抗性"真实"QTL区段。并利用QTL区段内的SSR标记,结合田间条锈病抗性表型鉴定,对64份四川地方小麦品种抗条锈病多样性进行研究。【结果】通过元分析,获得7个控制小麦条锈病成株抗性MQTL。成株期条锈病抗性鉴定发现11份四川地方小麦品种表现为免疫或近免疫,其发病严重度、平均普遍率和病情指数低于10%。标记/性状关联分析发现3个与四川小麦地方品种条锈病成株抗性存在显著关联的SSR标记位点。【结论】四川地方小麦品种条锈病抗性表现差异显著;小麦条锈病成株抗性关联SSR标记的获得为利用条锈病抗性基因提供了分子标记辅助选择手段。     

四川省22 个小麦品种田间抗条锈病鉴定及聚类分析

选用2010—2017年四川省农作物品种审定的22个四川地区栽培的小麦品种,对其抗条锈病能力进行鉴定并筛选出高抗品种,然后设置自然诱发产生条锈病的大田鉴定试验。对小麦生育期抗条锈病能力的鉴定结果包括反应型、病叶率和病情指数进行相关性分析,结果成显著正相关。针对反应型、病叶率和病情指数进行聚类分析。综合分析结果将22个小麦品种分为三大类,6个品种为高抗条锈病,7个品种为中抗条锈病,9个品种为中感条锈病,其中高抗品种为资阳1号、国豪麦15、绵麦1501、西科麦7号、西科麦10号和川育24号。结果表明,由于CYR34的出现使得部分新培育的小麦品种快速丧失抗病性。