江苏省不同麦区小麦品种（系）对赤霉病的抗性及籽粒DON积累分析

为拓宽小麦抗赤霉病育种资源库,收集江苏省淮南和淮北麦区共69份小麦品种（系）,在大田自然发病条件下调查赤霉病的发病情况,同时测定籽粒中的脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）毒素;并利用抗赤霉病基因Fhb1、Fhb2和Fhb5的功能标记或连锁标记对供试小麦品种（系）进行检测。结果表明,淮北麦区小麦品种（系）的赤霉病发病程度明显高于淮南麦区品种（系）;不同小麦品种（系）籽粒中DON毒素含量与病情指数、病穗率均呈极显著正相关;携带单个或多个抗性基因的小麦品种（系）的病情指数和籽粒DON含量大都有所降低,其中扬大617可能同时携带3个抗性基因（Fhb1+Fhb2+Fhb5）,其病穗率、病情指数及籽粒中DON含量均较低,可作为新的赤霉病抗源加以利用。     

67份美国小麦品种矮秆基因的分子标记检测

为了明确矮秆基因在美国小麦品种中的分布特点并发掘较少利用的矮秆基因,本研究利用8个小麦矮秆基因的特异分子标记对67份美国小麦品种中的矮秆基因进行了检测。结果表明,67份美国小麦品种中,超过80%的品种（56个）含有矮秆基因,其中 Rht-B1b和 Rht8基因频率较高,分别占62.7%和43.3%。仅有5个品种含有 Rht-D1b基因,同时发现3个品种含有 Rht5基因,2个品种含有 Rht12基因,未发现含有 Rht4、 Rht9和 Rht13基因的品种。在含有矮秆基因的品种中,35.8%的品种含有2个或2个以上的矮秆基因。其中有1个品种同时含有3个矮秆基因,有20个品种同时含有 Rht-B1b和 Rht8基因,有3个品种同时含有 Rht-D1b和 Rht8基因,有1个品种同时含有 Rht-D1b和 Rht12基因,其余32个品种各含有1个矮秆基因。本研究未发现同时含有 Rht-B1b、 Rht-D1b、 Rht8以及同时含有 Rht-B1b、 Rht-D1b的品种。     

黄淮麦区小麦品种和CIMMYT材料的矮秆基因型及其对株高和胚芽鞘的影响

为促进矮秆基因在小麦品种遗传改良中的应用,以131份黄淮麦区小麦品种和31份CIMMYT（国际玉米小麦改良中心）小麦材料为研究对象,用分子标记检测 Rht-B1a、 Rht-B1b、 Rht-D1a、 Rht-D1b和 Rht8等小麦矮秆基因,并结合赤霉素处理,分析了供试材料所含矮秆基因类型及其对株高和胚芽鞘长度的影响。结果表明,供试材料中,63份含有矮秆基因 Rht-B1b,66份含有矮秆基因 Rht-D1b,105份含有矮秆基因 Rht8,分别占供试材料的38.88%、40.74%和64.81%。黄淮麦区小麦品种大多数含有矮秆基因 Rht-D1b,CIMMYT小麦中大多数含有矮秆基因 Rht-B1b。赤霉素处理结果显示,供试小麦材料中,有52份对赤霉素敏感,占被检测材料的32.09%。该批材料中,矮秆基因 Rht-D1b和 Rht8的降秆效应最大, Rht-B1b和 Rht-D1b的降秆效应分别是14.69%和17.74%,各基因组合的降秆效应表现为 Rht-D1b+ Rht8＞ Rht-D1b＞ Rht-B1b+ Rht8＞ Rht-B1b＞ Rht8。同时含有矮秆基因 Rht-B1b和 Rht-D1b的材料缩短胚芽鞘长度的效应最强,缩短效应为26.20%,缩短胚芽鞘长度的效应表现为 Rht-B1b+ Rht-D1b＞ Rht-B1b+ Rht-D1b + Rht8＞ Rht-D1b＞ Rht-D1b+ Rht8＞ Rht-B1b＞ Rht-B1b+ Rht8＞ Rht8。基于以上结果,矮秆基因 Rht8能够在降低小麦材料株高的同时不影响胚芽鞘长度,因此应重视其在矮化育种中的应用。     

59份江苏小麦品种（系）的抗赤霉病评价与农艺性状分析

赤霉病是小麦的重要病害,严重影响小麦产量和品质。为发掘赤霉病的抗性种质资源和抗性基因,本研究分别以苏麦3号、扬麦158、扬麦15和安农8455为高抗、中抗、中感和高感赤霉病对照品种,于2016-2017和2017-2018连续2年对来自江苏的59份小麦品种（系）采用单花滴注接种法进行田间赤霉病抗性鉴定,同时利用与 Fhb1 、 Fhb2 、 Fhb4 、 Fhb5 和 QFhs.crc-2DL 连锁的分子标记对供试材料进行检测,并对赤霉病表现为稳定中抗及以上水平品种（系）的千粒重、株高、穗粒数等农艺性状进行调查。结果表明,59份供试小麦品种（系）中,19份在两个年度均表现为中抗。分子标记检测发现,9份小麦品种（系）仅携带 Fhb1 ,平均病小穗率为22.21%;10份小麦品种（系）仅携带 QFhs.crc-2DL ,平均病小穗率为27.82%;携带 Fhb2 、 Fhb4 和 Fhb5 基因的品种（系）较少。镇麦12号、宁麦1529、宁麦27、镇麦13322、宁麦17110、镇麦13、宁麦17108和宁麦17396的赤霉病抗性和综合农艺性状均较好,可以作为小麦抗赤霉病遗传改良的种质资源。     

黄淮麦区小麦种质资源矮秆基因分布及其与农艺性状的关系

为了进一步阐明多个矮秆基因的分布及其与小麦农艺性状的关系,运用分子标记对来自我国黄淮麦区的246份小麦种质资源中6个矮秆基因位点(Rht1、Rht2、Rht4、Rht8、Rht9及Rht12)分别进行了检测,同时连续3年调查参试材料株高、穗长、穗下节长、小穗数、旗叶长、旗叶宽、穗粒数、粒长、粒宽和千粒重共10个农艺性状,分析了不同矮秆基因位点对小麦农艺性状的影响。结果表明,6个矮秆基因在黄淮麦区小麦中均具有广泛分布,其中含有Rht1和Rht2基因的小麦品种分布最广。分析矮秆基因位点对小麦农艺性状的影响发现,在Rht1位点,Rht1-B1a和Rht1-B1b两种基因型间的株高没有显著差异;在Rht2位点,拥有Rht2-D1b类型的小麦品种所有年份间的株高和穗下节长较低,但千粒重较高,为相对优良的基因型。排除Rht1和Rht2基因效应后,Rht4、Rht8、Rht9和Rht12位点对黄淮麦区小麦品种不同农艺性状均具有重要影响,其中,Rht4基因位点主要对小麦株高和千粒重具有重要影响,且Rht4-B1b类型为相对优良的基因型;Rht8基因位点主要对小麦穗下节长、穗长和千粒重具有重要影响,且Rht8-D1b类型为相对优良的基因型;Rht9基因位点主要对小麦株高和千粒重具有重要影响,且Rht9-A1a类型为相对优良的基因型;Rht12基因位点主要对小麦千粒重和穗长具有重要影响,且Rht12-A1a类型为相对优良的基因型。进一步分析发现,6个位点中对株高影响最大的是Rht2基因,其次是Rht4基因;有4个位点(Rht1、Rht2、Rht8、Rht12)对千粒重有显著影响,其中Rht2基因的影响最大。分析除Rht1外其他5个位点优良基因型在不同时期小麦品种中的分布发现,从早期历史品种、近期历史品种到现代品种,不同位点优良基因型分布比例总体呈现上升趋势,表明优良矮秆基因型在黄淮麦区小麦品种选育中的利用逐渐增加,尤其是82.9%的现代小麦品种已含有Rht2-D1b类型。     

黄淮麦区71个小麦品种的赤霉病抗性与基因型分析

为筛选出黄淮麦区抗赤霉病优异品种（系）,以黄淮麦区71个主栽小麦品种（系）为材料,于2016-2017和2017-2018两年度采用单花滴注接种的方法,以苏麦3号、郑麦9023、淮麦22和济麦22分别作为抗、中抗、中感和感赤霉病对照品种,在赤霉病重发病区扬州对供试品种（系）进行赤霉病抗性鉴定,同时利用与抗赤霉病基因位点 Fhb1、 Fhb2、 Fhb4、 Fhb5和 QFhs.crc-2DL紧密连锁的分子标记进行基因型分析。结果显示,西农511等5个品种（系）的赤霉病抗性均达到中抗水平,淮麦30等17个品种（系）表现为中感,其他49个品种（系）表现为感病。对照品种苏麦3号同时携带 Fhb1、 Fhb2基因和 QFhs.crc-2DL位点;淮麦40和徐麦DH9可能同时携带 Fhb1基因和 QFhs.crc-2DL位点;太麦198可能携带有 Fhb4基因;明麦16、皖麦32可能携带有 QFhs.crc-2DL位点。有17个赤霉病抗性较好的品种（系）均不携带本研究所检测的抗病基因/QTL。     

部分印度小麦品种矮秆基因的检测及其对部分性状的影响

为了解印度小麦品种中矮秆基因的分布特点,明确矮秆基因对株高和胚芽鞘长度的影响,本研究利用8个小麦矮秆基因的特异分子标记结合赤霉素处理,检测21份印度小麦品种中的矮秆基因,并结合田间株高调查和室内胚芽鞘长度测量评价了该批材料中各种矮秆基因对株高和胚芽鞘长度的影响。结果表明,21份印度小麦品种中均检测到了相关矮秆基因,且均含有两个及其以上矮秆基因,其中含有3个矮秆基因的材料有13份,含有4个矮秆基因的材料有3份。该批材料中矮秆基因Rht8和Rht4的分布频率较高,分别占66.7%和61.9%;含有Rht5和Rht-B1b的材料也较多,分别占57.1%和52.4%;未检测到含有Rht12和Rht13基因的材料。赤霉素处理结果表明,该批材料中对赤霉素敏感的有4份。胚芽鞘长度调查结果表明,大部分材料的胚芽鞘长度比中国春的长,其中13份材料的胚芽鞘显著长于中国春。田间株高调查结果显示,该批材料株高均显著低于中国春。以上结果表明,这21份印度小麦品种中的矮秆基因降低株高的效应较强,且对幼苗胚芽鞘无不利影响,适于旱地矮秆小麦改良利用。     

黄淮麦区小麦抗赤霉病新种质的创制和筛选

为了创制和筛选黄淮麦区小麦抗赤霉病新种质,以济麦22为受体,采用分子标记辅助选择与连续回交相结合的方法,将小麦赤霉病抗源苏麦3号抗病主效QTL导入黄淮麦区小麦品种济麦22;对黄淮麦区育成的564份品种（系）采用单花滴注方法进行连续3年赤霉病抗性鉴定和筛选。结果创制含苏麦3号抗赤霉病主效QTL的材料18份,其中4份农艺性状与济麦22相仿,赤霉病抗性明显提高;通过筛选获得赤霉病抗性水平达中感以上的材料18份,分子标记和 Fhb1基因鉴定结果表明,其中9份材料不含有 Fhb1基因,其抗赤霉病主效基因可能与苏麦3号不同。这些创制和筛选获得的抗赤霉病种质材料将为提高黄淮麦区小麦赤霉病抗性提供有益帮助。     

秋播冬麦区矮秆基因 RhtB1b、 RhtD1b和 Rht8的分布频率及其与产量性状的关系

为给小麦株高和产量的遗传改良提供参考依据,利用 Rht-B1b、 Rht-D1b基因的STS分子标记BF/MR1和BF/WR1、DF1/MR2和DF2/WR2,以及 Rht8基因的微卫星标记Xgwm261,对237份不同生态区秋播小麦材料进行分子标记检测,并分析 Rht-B1b、 Rht-D1b和 Rht8对株高及产量相关性状的影响。结果表明：（1）在分布频率方面, Rht-B1b、 Rht-D1b和 Rht8在秋播冬小麦中的频率较高,其中携带 Rht-B1b、 Rht-D1b和 Rht8的小麦材料分别占比16.5%、47.9%和44.1%;聚合两个矮秆基因（ Rht-D1b+Rht8、 Rht-B1b+Rht8和 Rht-B1b+ Rht-D1b）的小麦材料占比25.4%;聚合三个矮秆基因（Rht-B1b+Rht-D1b+Rht8）的小麦材料占比2.1%;（2）在分布特点方面,不同冬麦区存在一定偏好性：北部冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区均以 Rht-D1b、 Rht8和 Rht-D1b+Rht8为主;西南冬麦区以 Rht-B1b、 Rht-D1b和 Rht8为主,西南冬麦区以 Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8为主;（3）在降秆效应方面,降秆效果从强到弱依次为（ Rht-B1b+Rht-D1b+Rht8）>（ Rht-D1b+Rht8）> （ Rht-B1b+Rht8）> Rht-D1b> Rht-B1b> Rht8;(4)在产量结构特点方面, 携带 Rht-D1b和 Rht8的材料总体上具有较高的千粒重和单位面积穗数,携带 Rht-B1b的材料具有较高的穗粒数,但矮秆基因本身与产量因子间无显著的遗传相关性。     

黄淮麦区小麦品种矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8的检测及其对农艺性状的影响

为了解黄淮麦区小麦品种主要矮秆基因的分布和利用状况及其与主要农艺性状的关系,利用分子标记结合系谱分析对黄淮麦区20世纪及近年来新育成的129份小麦品种所含矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8进行检测,并结合田间株高、基部茎秆直径和壁厚、小穗数、穗粒数、千粒重及不同播期条件下的株高差等农艺性状的调查结果,分析比较了不同矮秆基因对农艺性状的影响。结果表明,129份小麦品种中,含Rht-B1b基因的品种有37份,含Rht-D1b基因的品种有73份,含Rht8基因的品种有89份,不含这3个矮秆基因的品种有6份,所占比例分别为28.68%、56.59%、68.99%和4.65%。其中,同时含Rht-B1b和Rht-D1b的品种有1份,同时含Rht-B1b和Rht8的品种有29份,同时含Rht-D1b和Rht8的品种有44份,同时含Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8的品种有1份。不同矮秆基因及其组合的品种,在小穗数、基部茎秆直径及基部茎秆壁厚等性状上无显著差异,但仅含Rht8基因的品种的千粒重、基部茎秆直径及壁厚均大于其他基因型,并且能够显著增加穗粒数。不同矮秆基因的降秆作用强度依次为Rht-D1bRht-B1bRht8,并具有累加效应。在不同播期条件下,除不含矮秆基因材料外仅含Rht8的品种的株高稳定性最佳,仅含Rht-B1b的品种株高稳定性最差。仅含Rht-B1b的品种小穗数最高,但千粒重却最低,并显著低于不含这3个矮秆基因的品种。以上结果表明,虽然矮秆基因Rht8的降秆作用较弱,但其对农艺性状的有利贡献较多,且在不同播期环境条件下株高稳定性较好,因此在未来小麦育种中应注重矮秆基因Rht8的利用。     

小麦新品系的赤霉病抗性及分子标记分析

为有效降低赤霉病对我国黄淮麦区小麦生产的影响，培育抗赤霉病小麦新品种，以自主创制的13个抗赤霉病稳定的小麦新品系为材料，利用赤霉病菌地表接种和单花滴注法接种鉴定、分子标记检测等技术，鉴定其抗病性、主要农艺性状及赤霉病抗性相关的遗传基础。结果表明：（1）品系Xn12-2和Xn13-2对赤霉病表现为抗，平均病小穗率为11.5%和13.4%，严重度为1.9；其余11个品系表现中抗，平均病小穗率均小于30%，严重度均小于3.0，其中4个品系（Xn12-2、Xn10-2、Xn12-3和Xn12-7）兼抗条锈病；（2）参试新品系的越冬抗寒性较好，株高较矮（67~82 cm），穗较长（9.6~11.3 cm），千粒重高（39.2~50.2 g）；（3）11个品系携带有苏麦3号的Fhb1基因，部分品系兼具苏麦3号的Fhb2、Fhb5或QFhs.crc-2DL位点的优异等位变异。综上所述，参试部分品系不仅具有良好的赤霉病和条锈病抗性，其主要农艺性状基本满足黄淮南部麦区的主要育种目标要求，可作为小麦抗赤霉病改良的材料。     

47份外引小麦种质中矮秆基因的检测及其降秆效应分析

为有效利用外引小麦种质资源,明确矮秆基因的组成分布和降秆效应,利用8个矮秆基因( Rht-B1b、 Rht-D1b、 Rht4、 Rht5、 Rht8、 Rht9、 Rht12、 Rht13)的特异性分子标记分别对47份外引种质矮秆基因进行分子检测。结果表明,有46份种质含有矮秆基因,其中, Rht-B1b、 Rht4和 Rht12基因的频率最高,均为40.43%,其余依次为 Rht8(31.91%)、 Rht-D1b和 Rht13(均为19.15%)、 Rht5(8.51%)、 Rht9(6.38%)。有10份小麦种质含有单个矮秆基因,占21.28%;有36份小麦种质含有2个及以上矮秆基因,占76.60%,其中有11份含有3个矮秆基因,有2份含有4个矮秆基因。单个矮秆基因降秆效应以 Rht5最强,为31.78%,含有 Rht5的小麦材料平均株高为86.65cm。含有优良矮秆基因 Rht9、 Rht12和 Rht13的小麦材料平均株高分别为101.07 cm、92.87 cm和92.75 cm,其中, Rht9在8个矮秆基因中降秆效应最弱。     

Rht12矮秆基因在不育系繁殖中的应用研究

为了解决小麦矮秆不育系的繁殖问题，使半矮秆杂种小麦尽快投入生产应用，利用中国农业大学从德国引入的Rht12矮秆系与江苏省小麦推广品种杂交和回交，育成了适合江苏省南部种植的Rht12矮秆系及其T型细胞质雄性不育系。由同一品种转育的Rht12矮秆系，其株高变动于50～90cm之间；不同株高的Rht12矮秆系可以配制出不同株高的杂种F1。在拔节期至穗期喷施50～100mg/kg的赤霉酸溶液，可以使Rht12矮秆系的株高显著增加。在不育系种子繁殖区内，喷施50mg/kg的赤霉酸溶液，保持系株高由65cm增加到90cm，不育系植株的异交结实率由对照的20.2%增加到60.4%，从而显著地提高了不育系种子产量。株高的差异也能在收获时防止保持系种子混入不育系中，从而可以确保不育系种子的纯度。本文还讨论了如何解决Rht12矮秆系所存在的晚熟性和早枯等不良性状问题。     

The Rht13 dwarfing gene reduces peduncle length and plant height to increase grain number and yield of wheat

The green-revolution Rht-B1b and Rht-D1b dwarfing alleles are usually associated with increased wheat yields but are linked to reduced early growth and poor emergence if sowing conditions are unfavourable. Other dwarfing genes are available but not used in commercial breeding. The Rht13 bread wheat donor, Magnif M1, produces uniquely short peduncle and penultimate internodes to reduce plant height. A set of near-isogenic (NILs) and recombinant inbred (RILs) lines varying for height were developed from the cross of Magnif M1 and the Rht8c-containing Chuan-mai 18, and evaluated for a range of agronomic characteristics across favourable environments. Reductions in plant height were associated with increased grain number (r² = 0.35**) and harvest index (r² = 0.62**) in the NILs. Reduced-height RILs containing the Rht13-linked, Xgwm577_M microsatellite marker were significantly shorter, produced greater biomass, yield and harvest index, and increased spike and grain number than lines without the marker. Approximately 74 and 7% of the total phenotypic variance in plant height was accounted for by allelic differences in Xgwm577 and Rht8 loci, respectively. The peduncle and penultimate peduncle internodes of Rht13-containing lines were proportionately shorter than Rht8c-containing sibs and lines containing the Rht-B1b dwarfing allele. The unique height-reducing phenotype, increased grain number and yield associated with Rht13 indicate considerable potential for use of this dwarfing allele for improving wheat performance.     

中国春背景下长穗偃麦草抗赤霉病相关基因的染色体定位

长穗偃麦草具有良好的赤霉病抗性,是小麦赤霉病抗性改良的重要种质资源。为了深入研究长穗偃麦草的赤霉病抗性并对其抗性相关基因进行染色体定位,连续两年两地于开花期通过单花滴注法对中国春-长穗偃麦草二体附加系、置换系等31份材料进行穗部接种,21d后调查发病情况;同时调查了各材料的自然发病情况。结果表明,长穗偃麦草的赤霉病抗性主效基因定位于1E和7E染色体,其中7E染色体的短臂具有良好的赤霉病抗性,2E和4E染色体具有微效抗性基因,而3E、5E和6E可能存在易感基因。     

四川小麦主要矮秆基因的分子鉴定

为系统研究四川小麦品种主要矮秆基因的组成,应用Rht-B1b和Rht-D1b基因的STS标记及Rht8基因的连锁SSR标记,对262个小麦品种(系)进行了检测。结果表明,四川小麦品种(系)具有Rht8基因连锁标记的频率为54.6%,Rht-D1b基因的频率为37.4%,Rht-B1b基因的频率为15.3%。与前人的研究比较发现,四川小麦Rht8连锁标记的频率高于全国平均值,而Rht-B1b和Rht-D1b的频率都低于全国平均值。这3种矮秆基因一共构成了8种组合类型。为分析不同基因组合对株高的影响,对连续种植3年的125份材料进行了测定。这些材料中,不含3种基因的类型占12.8%,仅含有Rht8的类型最多(33.6%),其次为仅含有Rht-D1b基因的类型(20%);同时含有Rht8基因和Rht-D1b基因的类型占17.6%;含有Rht-B1b基因的组合类型所占比例较少(都低于10%)。矮秆基因的降秆强度表现为:Rht-D1bRht-B1bRht8。同时具有3种矮秆基因的材料,其降秆强度最大,其次为含有2种矮秆基因的组合类型。