小麦成熟胚再生体系优化及优良受体基因型筛选

为了筛选出高再生能力的基因型,对成熟胚接种前处理、取胚方式和诱导培养基成分进行了优化,并利用优化的再生体系对196个黄淮麦区的小麦品种(系)进行了筛选。结果表明,接种前4℃浸种15h结合切割取胚是成熟胚的最佳诱导前预处理组合,Mg诱导培养基更利于成熟胚植株再生。筛选出分化率高于21.29%的优良基因型10个,其中小麦品种郑麦366及小麦新品系D白C23、Z50和56-10-7的分化率(分别为31.58%、36.78%、34.72%和29.38%)显著高于对照品种Bobwhite(23.98%),而洛阳8716、陕农N82(2)、阎麦8911、西农928、宁春23和临远207的分化率与Bobwhite无显著差异。所获得的高再生能力的小麦品种(系)可用于下一步的小麦成熟胚遗传转化研究。     

农杆菌介导小麦成熟胚愈伤组织的遗传转化研究

为建立和优化小麦成熟胚愈伤组织遗传转化体系,以筛选出的适合小麦成熟胚组织培养再生的普通小麦山农2618为材料,采用农杆菌介导法对其成熟胚愈伤组织进行转化,对影响转化效率的因素如侵染菌液的浓度、侵染时间、超声波处理、真空处理等进行了研究.结果表明,这些因素对小麦成熟胚遗传转化效率有很大影响.菌液侵染浓度OD600为0.8、侵染时间为60 min时转化效率最高.在此基础上辅以超声波处理、真空处理可明显提高转化效率,最高转化率可达8.1%.对转化愈伤组织和转化植株分别进行GUS染色和PCR检测,结果表明外源基因已整合到小麦基因组中.     

小麦遗传转化中潮霉素筛选体系的建立及应用

为建立小麦遗传转化中高效的潮霉素筛选体系,以小麦品种郑麦9023的幼胚愈伤组织为材料,探讨了潮霉素浓度、处理时间、恢复培养与否对愈伤组织分化和再生的影响,并对基因枪转化的郑麦9023、邯6172、龙麦30、龙麦31的愈伤组织进行了筛选。结果表明,对小麦幼胚愈伤组织基因枪遗传转化后的筛选以50mg·L-1潮霉素处理30d为宜;恢复培养不能提高筛选阶段愈伤组织的存活率和分化率,但能提高转化后期的成苗率。经过筛选发现郑麦9023抗性愈伤和T0代抗性植株根系及花器官中均有GUS基因的表达;4个小麦品种抗性植株中潮霉素磷酸转移酶基因(hpt)和候选基因PCR阳性率分别为78.95%和73.68%以上;龙麦30、龙麦31的T1代植株的候选基因PCR阳性率分别在33.33%和73.33%以上,T2代阳性率分别在71.43%和75.00%以上。     

小麦成熟胚组织培养及遗传转化研究进展

小麦成熟胚转化体系的建立对促进小麦基因工程研究和功能基因组研究具有重要意义.小麦成熟胚具有取材方便、不受季节限制等优点,已成功应用于小麦组织培养及遗传转化研究,可望取代幼胚成为小麦遗传转化的方便受体.本文就目前小麦成熟胚组织培养及遗传转化研究进行了综述,目的是为进一步建立和完善小麦成熟胚再生体系和转化体系提供参考.目前国内外采用较多的小麦成熟胚培养方式主要有完整成熟胚培养、胚乳支撑成熟胚培养、成熟胚刮碎培养和成熟胚切割培养等.对培养基中激素种类、浓度配比的优化也进行了较多研究,并取得了一定结果.利用基因枪轰击法和农杆菌介导法转化小麦成熟胚均成功获得了转基因植株,证明小麦成熟胚及其愈伤组织作为受体进行遗传转化研究具有可行性.     

小麦不同外植体的组织培养效果研究

良好的组织培养效果是提高植物基因转化效率的基础。以山东省近年来育成并大面积推广的10个优良品种（系）为材料，对这些品种的花药、幼穗、幼胚和成熟胚的组织培养效果进行研究，旨在筛选每一基因型最适合于组织培养的外植体类型，为应用基因工程技术进行小麦遗传改良提供基础材料。结果表明，禽伤诱导率和再生成苗率与基因型和外植体类型（花药、幼穗、幼胚和成熟胚）密切相关。8802在花药和成熟胚培养中表现突出，花药出愈率达119．5％，愈伤分化成苗率19．9％;烟农19的幼穗愈伤直接分化成苗率最高，这43．5％；8802、烟农19和潍麦8号三个基因型的幼胚培养效果差异不显著，其愈伤分化成苗率分别为26．3％、24．5％和24．8％。蔗糖浓度在3％～9％之间，对成熟胚的愈伤组织诱导率影响很小。高浓度蔗糖降低愈伤生长速度。在一定蔗糖浓度下，愈伤诱导率与2，4-D浓度密切相关，高浓度的2，4-D对愈伤组织再生不利。MS＋4mg／L2，4-D对于成熟胚的脱分化相对较好，MS和MS＋0．4mg／L NAA＋0．6mg／L KT作为成熟胚的愈伤组织再生培养基，对不同基因型具有一定的适用性。     

农杆菌介导的小麦成熟胚遗传转化影响因素分析

为解决农杆菌介导的小麦成熟胚遗传转化效率较低的难题,以春小麦Bobwhite成熟胚为外植体,分析植物激素、愈伤组织预培养时间、侵染时间和共培养阶段干燥处理对小麦成熟胚愈伤组织遗传转化的影响,并在遗传转化处理中辅以3个组织再生相关基因(TaSERK1、TaSERK2、TaNiR)的qRT-PCR分析。结果表明,愈伤组织预培养阶段添加适量的2,4-D和Picloram均可诱导成熟胚愈伤组织的形成,但是2mg·L~(-1)Picloram培养基中愈伤组织的胚萌发率为20.78%,远高于2,4-D诱导的胚萌发率(11.38%);共培养阶段对农杆菌侵染的愈伤组织进行干燥处理能适当提高愈伤组织的转化效率;qRT-PCR分析发现再生相关基因TaNiR相对表达量的增加能适当提高愈伤组织的转化率。     

农杆菌介导的小麦成熟胚转化的影响因素

为了研究农杆菌介导的小麦成熟胚转化的影响因素,以6个小麦品种成熟胚为外植体进行离体培养,以EHA105和LBA4404农杆菌为供体(含有pCAMBIA1305双元载体)材料,研究了诱导培养基、分化培养基、农杆菌菌株、愈伤组织诱导培养时间、农杆菌菌液浓度和侵染时间对小麦成熟胚愈伤组织诱导、分化、再生的影响。结果表明:(1)以小麦品种小偃22的成熟胚为材料,获得最佳的诱导培养基方案(MS+2mg.L-1 2,4-D+0.5mg.L-1 KT+500mg.L-1水解酪蛋白+150mg.L-1天门冬酰胺)和分化培养基方案(MS+2mg.L-1 ZT+0.5mg.L-1 KT);(2)6个小麦品种中,洛阳8176和张掖春小麦具有较强的再生能力,筛选培养后较多的愈伤组织分化出小绿点;(3)洛阳8716和张掖春小麦的成熟胚,经愈伤组织诱导培养6-7d,农杆菌侵染后愈伤组织再生能力强;(4)农杆菌侵染后愈伤组织的再生能力与农杆菌菌株的关系不明显,而与小麦品种基因型、侵染时间和菌液浓度有较明显的关系;(5)以小麦洛阳8716和张掖春小麦成熟胚愈伤组织为受体,黑暗条件下诱导培养6-7d,在24±1℃黑暗条件下共培养3d和500mg.L-1羧苄青霉素(Cb)除菌及10mg.L-1潮霉素筛选处理后,共得到分化植株23株,其中以洛阳8716为受体材料,由农杆菌LBA4404和EHA105转化得到的植株分别为11株和4株,植株分化率分别为3.57%和1.31%;以张掖春小麦为受体材料,由农杆菌LBA4404和EHA105转化得到的植株分别为5株和3株,植株分化率分别为1.57%和1.14%。     

小麦成熟胚组织培养再生体系的优化及高再生率基因型的筛选

为了优化小麦成熟胚组织培养再生体系,并从优良小麦品种中筛选出高再生率基因型,选用20个小麦品种为材料,研究了4种胚的不同处理方式对成熟胚脱分化率及形成愈伤组织质量的影响,6种不同激素配比对愈伤组织分化再生的影响及2种生根培养基的生根效果;并对参试品种中的高再生率基因型进行了筛选。结果表明,用纵半切的全胚进行愈伤组织诱导形成的愈伤组织质量最好;小麦成熟胚愈伤组织在以下3种激素配比,即：B.IAA 1.0 mg.L-1＋ZT 2 mg.L-1;E.2,4-D 0.1 mg.L-1＋ZT 10 mg.L-1;F.6-BA 1 mg.L-1＋NAA 0.3 mg.L-1＋KT 4 mg.L-1的培养基上分化再生成苗率较高;再生苗在不加生长素的1/2MS培养基上生根效果很好。在供试的20个小麦品种中,有12个小麦品种的再生成苗率达到20%以上,其中西农928、宁春16和西农889的再生成苗率分别高达77.6%、52.7%和36.9%。B分化培养基对大部分基因型愈伤组织的分化培养具有比较好的通用性。本研究从黄淮麦区推广的小麦品种中筛选出的一些高再生率的基因型可以用作该地区小麦转基因研究的受体材料。     

根癌农杆菌介导小麦成熟胚遗传转化影响因素的研究

为了进一步完善根癌农杆菌介导的小麦遗传转化体系,以小麦成熟胚为转化受体,研究了根癌农杆菌介导法转化小麦的主要影响因素,结果表明,以gus基因瞬时表达率、抗性愈伤组织获得率和分化率为转化指标,小麦成熟胚在预培养基CM4C1P上预培养14d后,用侵染培养液Ⅰ侵染3 h,再经干燥共培养方式处理3 d,是根癌农杆菌介导成熟胚转化的合适条件.在优化条件下,转化约30 d后GUS稳定表达的愈伤组织数占受体组织总数的15.83%;GUS稳定表达的抗选择剂G418的植株数占受体组织总数的0.28%.     

农杆菌介导的小麦幼胚遗传转化体系的优化

为了优化农杆菌介导的小麦幼胚转化体系,通过对4个小麦品种河农827、石新828、河农825、良星99的幼胚组织培养及再生系统的研究表明,在改良培养基MSW1和MSW2中,小麦幼胚胚性愈伤组织诱导率与MSW0培养基相比分别提高了6.0%和5.4%,并且显著提高了植株再生能力。采用混合正交试验设计,对农杆菌遗传转化过程中小麦幼胚的诱导培养基、诱导时间、农杆菌侵染浓度、侵染时间进行了优化。结果表明,在诱导培养基MSW2,诱导培养6d,OD660=1,侵染时间3h时,愈伤GUS瞬时表达率及抗性愈伤成活率最高,对河农827成活的抗性再生植株进行PCR检测,获得了候选转基因植株。     

若干生态不育型小麦的可恢复性及部分小麦品种对其育性的恢复力

为研究生态不育型（EMS）小麦的恢复性，以27个EMS小麦及60个来自中国南方与北方的普通小麦为材料，研究了EMS小麦的可恢复性及若干小麦品种对其育性的恢复力，并对可恢复性和小麦品种对其育性的恢复力进行了分类。结果表明，EMS小麦按其可恢复性可分为“难恢型”（恢复源主要在南方冬麦区）和“易恢型”（南、北方冬麦区都有较多恢复源）两类。“难恢型”恢复源较窄，如农大95-1s、农大3338-13s；“易恢型”恢复源较宽，如943ls。按对EMS小麦的恢复力，参试小麦品种可分为“广恢型”、“亚广恢型”、“窄恢型”三类。“广恢型”品种对多数EMS小麦具有恢复力，是EMS小麦的共同恢复源（如21688）；“亚广恢型”品种对部分EMS小麦具有恢复力,其可恢复的EMS范围较“广恢型”品种窄，而较“窄恢型”品种广（如天引4号）；“窄恢型”品种仅对少数EMS小麦具有恢复能力，其可恢复的EMS小麦的范围最小（如运83-2、19643）。     

小麦单籽粒性状与品质的关系

目前测定小麦单籽粒品质的方法有单籽粒谷物品质测定法和谷蛋白溶涨指数法(SIG)。为了揭示单籽粒品质检测的作用,选用16个小麦品种(系)进行单籽粒性状的研究,结果表明,品种内单籽粒硬度、籽粒直径、单籽粒重量及SIG的变异较大,水分含量变异不大。单籽粒品质指标硬度、粒重、粒径及SIG与磨粉品质、面团流变学特性、蛋白质品质、籽粒品质部分指标呈显著或极显著相关,这些指标对于预测磨粉品质、早代株系品质筛选及食品品质具有快速、方法简单及预测能力强的优点。将单籽粒谷物品质测定参数及SIG相结合,可以有效地进行小麦育种后代筛选及品质预测。     

小麦杂种优势群研究 Ⅵ．普通小麦与穗分枝小麦、轮回选择后代材料、西藏半野生小麦和斯卑尔脱小麦早熟诱变系的SSR分子标记遗传差异研究

为分析小麦杂种优势群，采用微卫星（SSR）分子标记对中国北方冬麦区普通小麦（20份）、穗分枝小麦（4份）、轮回选择后代（14份）、西藏半野生小麦（3份）和斯卑尔脱小麦Hubel早熟诱变系（4份）共45份材料的遗传多样性进行了分析。结果表明，所用23个SSR引物在45个材料间共检测出226个等位变异，每个引物检测出5～16个等位变异，平均为9．82个。普通小麦群体与轮回选择后代、穗分枝小麦、西藏半野生小麦和Hubel诱变系间的遗传距离分别为0．7715、0．8145、0．9087和0．9217，均明显高于普通小麦群体内的0．6622；在聚类结果上，普通小麦、穗分枝小麦、轮回选择后代、西藏半野生小麦和Hubel诱变系也被明显地划分为五大不同类群，说明普通小麦群体与穗分枝小麦、轮回选择后代、西藏半野生小麦和Hubel诱变系间存在着较大的遗传差异。其中。轮回选择后代、穗分枝小麦和Hubel诱变系与普通小麦杂交F1代育性正常，且为普通小麦表型，可用作杂交小麦的亲本。西藏半野生小麦成熟时期穗轴自然断落，不利于收获，在用于小麦杂种优势利用时须先进行遗传改良。     

杂种小麦与常规小麦产量性状改良的比较分析

从1991－2000年，把每年参加产量鉴定的杂种小麦和常规小麦新品种的试验结果进行比较分析，结果表明：杂种小麦产量的平均超标优势为8．4％，变幅为3．0％－14．0％，年平均递增率为2．4％，而常规小麦的平均超标率为3．0％，变幅为1．1％－5．1％，年平均递增率仅为0．75％，就产量构成因素来看，杂种小麦的千粒重在不同年份均比常规品种的高，粒重优势显著，杂种小麦的穗粒数高于常规小麦，差异达显著水平，在群体条件下，杂种小麦的有效穗与常规小麦的变化基本一致；杂种小麦的株高改良已达到半矮秆水平，抗倒伏能力大大加强。     

小麦-小麦锈菌互作中相互识别的研究进展

寄主-病原物互作是当今植物病理学研究的热点领域,而两者互作中的识别则是研究的重点。小麦锈病作为植物病理学研究中的经典病害,小麦-锈菌相互识别的研究已达到很深的程度。本文从分子水平、细胞水平、组织水平及识别物质方面论述了小麦-小麦锈菌互作中相互识别的研究进展,并对两者识别的研究方向进行了展望。     

山东省小麦生产品种对小麦黄花叶病毒病的抗性

小麦黄花叶病毒病是危害我国冬小麦的一种重要病害,为明确山东小麦生产品种对该病害的抗性水平,给山东小麦黄花叶病毒病育种、病害防控及品种合理布局提供参考信息,于2012-2015年在山东省莒南县板泉镇的小麦黄花叶病毒病品种抗病性鉴定圃,对山东80个小麦生产品种进行了抗性评价和产量性状分析。结果表明,在供试的80个小麦品种中,济麦22、烟农5158、鲁原231、鲁原304、良星99、烟农0428、烟农173、烟农999、阳光10、红地09-5、山农18、山农29、烟农426、烟农836、济南17共15个品种对小麦黄花叶病毒病表现为抗病,占供试品种的18.75%;烟农24、鲁原502、济麦21、泰农1014等31个品种表现中抗,占供试品种的38.75%;其余34个品种表现为感病,占供试品种的42.5%。感病品种产量的损失率与有效穗数、穗粒数、千粒重3因素的综合损失率密切相关。     

小麦与玉米远缘杂交诱导小麦单倍体的研究

为了研究在小麦×玉米中亲本及2,4-D对诱导小麦单倍体的影响,将36个小麦杂交组合的F1植株与4个玉米品种分别进行远缘杂交,杂交后用50、100、150mg·L-1三种不同浓度的2,4-D溶液处理杂交穗,结果表明,不同小麦杂交组合远缘杂交的得胚率差异显著;不同玉米品种远缘杂交的得胚率总趋势表现为:爆烈玉米(9.9%)>糯玉米(8.9%)>普通玉米(8.2%)>甜玉米(4.6%);2,4-D对小麦单倍体的形成是必须的,且不同浓度之间存在差异,以100mg·L-1浓度处理效果最为理想;同时,2,4-D重复处理的得胚率高于一次处理。     

人工合成小麦染色体区段在小麦优良新品系中的分布

从人工合成六倍体小麦SHW-L1改良后代中选育的5个春小麦新品系,在青海表现出比对照品种高原448更优的农艺性状和产量潜力,推测源于外源物种的野生不良性状被淘汰,保留在新品系中的外源染色体区段可能对遗传改良有贡献。为了了解源自人工合成小麦SHW-L1的外源染色体区段在这5个改良新品系中的分布,利用11 660个具有染色体位置信息的多态性DArTseq标记对这5个改良品系进行了外源染色体区段分析。结果表明,共检测到78个外源染色体区段,其中,65个为源于四倍体小麦的A和B基因组,13个为来自于节节麦的D基因组。24个源于四倍体小麦的外源染色体区段分布于3个以上的品系中,这些区段主要来自于A基因组,其中2A有8个,7A有4个,1A有3个,6A有3个。本研究材料来自于混合选择,不同品系共有的外源染色体区段可能含有对当前育种有价值的重要基因位点或基因簇,这样的区段将是下一步关注的重点。     

黄淮麦区部分小麦种质资源高分子量谷蛋白亚基组成分析

为了深入了解黄淮麦区小麦(Triticum aestivum L.)种质资源高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成情况,为品质育种提供信息,利用SDS-PAGE电泳技术对185份普通小麦材料和5份黑粒小麦共计190份种质材料的HMW-GS组成进行了分析.结果表明这些材料在Glu-A1位点具有2种亚基类型(null,1),Glu-B1位点具有5种亚基类型(7 8,7 9,14 15,6 8,17 18),Glu-D1位点上具有3种亚基类型(2 12,5 10,5 12).对面包加工品质具有正效应的优质亚基14 15出现频率为7.36%,5 10出现频率为34.74%,5 12出现频率为2.63%.对面包烘烤而言,优质亚基组合1/14 15/5 10、1/7 8/5 12和1/7 8/5 10出现频率较低,分别为 0.53%、0.53%和11.58%;适合制作优质手工馒头的亚基组合1/7 8/2 12和null/7 8/2 12出现频率分别为6.32%和19.47%;适合制作优质面条的理想亚基组合1/14 15/2 12出现频率为4.21%,较好的亚基组合共计占23.16%.黄淮麦区的小麦种质资源主要适合面条和馒头专用品种的选育.     

国内外部分小麦材料在黄淮麦区的抗赤霉扩展特性及农艺性状研究

为筛选适宜黄淮麦区的小麦抗赤霉病育种材料，研究了国内外32个小麦材料在黄淮麦区的抗赤霉扩展特性及农艺性状。结果表明，32个材料人工接种均发病，但材料间发：病程度差异很大：其中高抗类型6个，中抗类型12个，中感类型9个，感病类型5个。通过对供试材料的主要农艺性状与抗赤霉扩展特性进行了相关分析，株高、穗长、穗密度等农艺性状与小麦抗赤霉扩展特性无相关性。