快速定向育种技术体系的建立及其在转基因小麦育种中的应用

以转抗旱相关TaEBP基因新春9号的T4代5个株系为供体材料,黄淮冬麦区金禾9123等10个主栽(推)小麦品种为受体材料进行杂交,结合小麦幼胚培养直接成苗、绿体快速春化、温室快速发育及分子跟踪检测技术建立快速定向育种体系;利用这一体系将抗旱相关TaEBP基因通过回交转育方法导入黄淮冬麦区小麦品种中,获得一批回交3代的转基因小麦新种质,使小麦的生育期缩短至90 d左右,可提高小麦育种速度和效率,实现1年4代快速繁育。     

转DREB基因小麦新品系抗旱生理指标测定

脱水应答元件结合蛋白(DREB)基因的应用,为培育抗旱转基因小麦新品种奠定了重要基础。本试验对在旱地和水地上种植的6个转GmDREB1和GhDREB基因的转基因小麦新品系旗叶中可溶性糖和脯氨酸进行了提取与测定,结果显示转基因小麦新品系旗叶中的可溶性糖及脯氨酸含量较其受体品种有所提高,证明抗旱转录因子基因的导入可提高受体小麦品种的抗旱性。     

黑龙江省矮败小麦利用与研究进展

利用连续回交手段将矮败小麦由冬性转育为春性。以春性矮败小麦为优良基因积聚和各类小麦新种质创造高效技术平台,建立优质、高产、抗赤霉病、抗白粉病和抗穗发芽等5个轮回选择群体。结合生态育种、小麦×玉米诱导单倍体、HMW-GS近等基因系品质遗传分析系统,品质快速分析方法和人工接种鉴定等手段,筛选、评价和利用各类优异小麦新种质,并进行优质强筋小麦新品种选育。     

非结构性碳水化合物积累与小麦植株抗旱性及产量的关系

为明确叶片和茎鞘中非结构性碳水化合物(NSC)与小麦植株抗旱性和产量的关系,选用3个抗旱等级不同的小麦品种(‘洛旱7号’‘周麦18’‘西农979’),分别设置干旱和对照处理,研究不同品种叶片和茎鞘非结构性碳水化合物在干旱胁迫下的积累差异及其与产量的关系。结果表明,叶片和茎鞘中可溶性糖质量分数随着花后时间的增加均呈先增加后下降趋势,且均在花后20d质量分数最高。干旱胁迫下,3个品种叶片和茎鞘中可溶性糖、蔗糖、淀粉及NSC总量均较对照显著增加。不同品种之间表现为,‘洛旱7号’叶片和茎鞘中可溶性糖、蔗糖、淀粉及非结构性碳水化合物质量分数高于其他2个品种;其中在10DAA时,‘洛旱7号’叶片和茎鞘蔗糖质量分数平均较‘周麦18’高8.54%和6.77%,较‘西农979’高0.31%和12.40%。其中干旱胁迫下‘洛旱7号’产量较对照降低13.3%,‘周麦18’和‘西农979’则分别降低39.0%和41.5%。NSC与穗粒质量及产量相关分析表明,开花期茎鞘中蔗糖和淀粉质量分数与穗粒质量、产量显著正相关。说明,提高小麦植株的NSC质量分数特别是茎鞘中质量分数可能有助于缓解小麦干旱,提高干旱胁迫下小麦产量。     

分子标记辅助选育兼抗白粉病、条锈病、黄矮病小麦新种质

 选育和推广多抗、兼抗型小麦品种是今后小麦育种发展方向之一。本研究通过复合杂交、回交，将抗白粉病基因聚合体Pm4 +Pm13 +PmV、抗条锈病基因YrX（源自YW243）、抗黄矮病基因Bdv2向优异农艺亲本转育。利用抗病性鉴定和分子标记辅助选择，选育出聚合了3～5个抗病基因的兼抗白粉、条锈和黄矮病的冬性小麦新种质和春性小麦新种质，其中聚合Pm4 +Pm13 +PmV +YrX +Bdv2等5个抗病基因的冬性材料1株，聚合Pm4 +Pm13 +YrX +Bdv2d 的冬性、春性（BC2F3）材料分别为2株、3株，聚合Pm4 +PmV +YrX +Bdv2等4个抗病基因的冬性、春性（BC2F3）材料分别为6株和18株，聚合Pm13 +YrX +Bdv2、PmV +YrX +Bdv2等3个抗病基因的春性材料分别为7株和46株。本研究可为小麦多抗、兼抗育种提供遗传组成明确的丰富抗源和快捷的选择方法。     

“蓝矮败”——小麦杂种优势利用的第五途径

“蓝矮败”是蓝粒、矮秆、花药败育三性状相互标记的特殊小麦种质,其植株矮壮,花药败育,授粉正常结实,同一麦穗结不同颜色籽粒,通过色选机可将蓝粒的“蓝矮败”与白粒的小麦F1杂交种分离。利用“蓝矮败”生产小麦杂交种易于掌控亲本,便于品种权保护,农户不能自留用种,基地种子不易流失,且制种技术简单,受气候等环境因素影响小,种子纯度易保证。本文介绍了“蓝矮败”及其小麦杂种优势利用的途径、特点及应用前景。     

利用矮败小麦进行轮回选择的几个问题

矮败小麦是中国农业科学院刘秉华等育成的核不育小麦新种质。该种质将Tai小麦的显性不育基因MS2与矮变一号小麦Rht10显性矮秆基因有机结合，是太谷核小麦的进一步应用。文章就如何利用矮败小麦进行轮曰选择育种的几个问题提出了自己的观点，给出了详尽阐述。     

两个小麦品种的抗旱性鉴定与评价

为探索小麦品种‘西农100’和‘周麦18’的抗旱特性,采用大田和盆栽组合试验,通过测定根部性状、萌发率、生理指标和显微结构等,分析其抗旱性。结果表明：‘西农100’的根质量、平均根数、根表面积与体积显著低于‘周麦18’,在水培25 d时,‘西农100’的总根长与最大根长显著高于‘周麦18’。两个品种在PEG胁迫下的发芽率都达到了90%以上,苗期抗旱性等级均为极强。两个品种在苗期干旱胁迫下的幼苗存活率较高,相对含水量无显著差异。‘西农100’在水分临界期受到干旱胁迫后,其产量显著低于‘周麦18’;两个品种的旗叶抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、渗透调节物质(Pro、可溶性蛋白)含量与小麦的抗旱性呈正相关,复水后抗氧化酶活性随时间逐渐降低至对照水平,渗透调节物质含量显著降低;‘西农100’和‘周麦18’在干旱胁迫下的叶片均出现明显结构变化;总体来说,在水分临界期‘西农100’抗旱性整体弱于‘周麦18’。     

矮败小麦在西藏的进展及应用研究

矮败小麦是矮秆基因标记的太谷核不育小麦,是理想的群体改良工具,在种质资源创新方面具有很大的应用前景。矮败小麦育成后,经过中国农科院等科研单位多年的研究与摸索,逐步建立起一套科学、方便、实用的矮败小麦轮回选择技术体系,并在品种选育、种质创新、矮败小麦遗传特性转移、生理生化等方面取得了很大的进展。2005年西藏农科院农业所引进矮败小麦后,根据西藏不同的生态环境和育种目标,建立起3个矮败冬小麦改良群体,并获得了一批综合性状较好的稳定品系及具有特殊遗传背景的特异中间材料。     

矮败小麦利用的研究Ⅲ．株高遗传评价

以矮败小麦为母本经姊妹交，测交、回交以及轮回群体中开放授粉获得有关分离世代群体。通过计算其群体株高平均数、方差和遗传力，以及亲子间株高相关系数，对矮败小麦株高遗传特性进行研究。结果表明：矮败小麦株高表现出较高的遗传力，但不育株、可育株间株高差异显著，不育株一般４０ｃｍ左右，且株高遗传变异相对较小。不同遗传背景对可育株株高影响显著，而对不育株影响甚微。对可育株株高选择，早代进行效果较好。矮败小麦不育株与不同株高的父本杂交，后代可育株株高呈现偏父正态分布，且半矮秆植株的分离频率相对较高。回交世代中，回交父本对后代可育株影响较大，而对不育株影响较小。随着回交世代增加，可育株株高越来越接近父本。经４～５代回交后，两者之间几乎无甚差别。由于矮败不育株有利于接受群体中较矮植株的花粉，在轮回选择中，应用矮败小麦能够有效地控制群体株高。     

利用矮败小麦材料选育超级小麦品种

综述了矮败小麦材料在育种中的作用、价值及其育成的优良品种和育种材料,介绍了利用矮败小麦材料进行轮回选择的一般程序。     

小麦种间杂种优势研究:Ⅰ.普通小麦与斯卑尔脱小麦及密穗小麦种间杂种产量和品质优势

以6个普通小麦为母本,5个斯卑尔脱小麦和 5个密穗小麦为父本配制6×10种间 NCⅡ双列杂交组合,对其杂种F1的产量及品质性状进行了研究。结果发现:小麦种间杂种在产量上具有明显的杂种优势,其中斯卑尔脱小麦与普通小麦所配的30个种间杂交组合产量杂种优势平均为109.24%(43.14%~187.96%),单株穗数及千粒重平均优势较大且与产量优势的相关分别达极显著水平和显著水平;密穗小麦与普通小麦所配的30个种间杂种的杂种优势为77.19%(-2.18%~143.42%),单株穗数和主穗粒数优势较大且与产量优势的相关均达极显著水平。种间杂种的品质指标中籽粒硬度大多降低,但农大3226所配组合均具正向优势,密穗小麦所配种间杂种籽粒蛋白质含量及湿面筋含量低于普通小麦。但是种间杂种沉淀值的杂种优势比较普遍。认为,种间杂种的品质性状在一些组合中比普通小麦有所提高。     

穗分枝小麦与普通小麦的杂种优势研究

对普通小麦和穗分枝小麦杂交种的田间杂种优势表现进行了系统研究,以期为明确穗分枝小麦在小麦杂种优势中的利用价值提供参考。2年度(2008—2009年和2009—2010年)的田间试验结果显示,穗分枝小麦与普通小麦之间存在着明显的杂种优势,其中,单株粒质量的杂种优势在-3.83%～65.43%之间,平均为20.66%,且比对照京411高5.11%,说明利用穗分枝小麦可以大幅度提高小麦杂种优势潜力。     

人工合成小麦CA57与普通小麦的亲和性研究

本试验随机选取了15个普通小麦品种(系)为亲本与人工合成小麦CA57进行杂交,研究其杂交亲和情况。结果表明:人工合成小麦CA57与CA41、矮抗58、偃展4110、周麦11、周麦16、百泉3039、百农9310、高优503和陕182等9个亲本杂交亲和,而与郑农7、豫麦34、温麦6号、中优9507、4HN1133和郑麦9023等6个亲本杂交不亲和。经系谱分析表明,普通小麦品种的遗传背景影响其与人工合成小麦CA57杂交的亲和性。人工合成小麦CA57与部分普通小麦的杂交不亲和性可以通过桥梁亲本(与人工合成小麦CA57杂交亲和的小麦品种)解决。     

小麦条点花叶病毒品种抗病性评估

利用ＥＬＩＳＡ技术、成株期病级和产量组成，评估了９个小麦品种——ＢＷ１５５，Ｔａｂｅｒ，Ｂｕｔｅ，Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，Ｏｓｌｏ，Ｋｅｔｅｐｗａ，Ｇｒａｎｄｉｎ，Ｍｉｎｔｏ和Ｌａｕｒａ对小麦条点花叶病毒（ＷＳ－ＭＶ）的抗病性。结果表明，ＢＷ１５５、Ｔａｂｅｒ的抗病性最好，Ｌａｕｒａ为高感品种；在抗ＷＳＭＶ鉴定中，以病级、产量损失率或ＥＬＩＳＡ测定值为指标具有一致性，三者高度相关，但以ＥＬＩＳＡ测定方便快速；对一些耐病品种的鉴定，需结合产量组成分析     

黄淮南片麦区小麦品种利用现状及建议

对2010年以来小麦生育期间黄淮南片麦区非生物灾害和病虫害发生特点及大面积生产和区域试验中表现较好的品种的表现进行分析,认为冬春干旱、春季倒春寒冻害,灌浆后期高温、干热风、倒伏等灾害,以及纹枯病、赤霉病、根腐病、叶锈病、白粉病、蚜虫等病虫害是影响该区小麦生产和品种利用的主要因素;大面积生产和区域试验中表现较好的品种一般为冬春抗寒性较强,抗倒性较好,后期根系活力强、耐热性好、灌浆快,抗(耐)病性好[抗(耐)赤霉病、叶锈病、白粉病、纹枯病、根腐病等]的品种。对品种利用现状进行分析,提出了黄淮南片麦区不同地区小麦品种利用原则,最后对近年来部分新审定品种和区域试验中表现较好的小麦品种进行介绍,并提出了这些品种的利用建议。     

优质冬性糯小麦转育研究

糯小麦是一种新型小麦,含支链淀粉(含量≥99%),因此在食品工业和非食品工业中有着巨大的应用价值。自20世纪90年代以来,糯小麦研究已成为国际热点,近年来也得到我国育种家的重视,现已有少数糯小麦品种问世,但其冬性均较弱,不适宜北方冬麦区种植。研究利用现有糯麦种质与目前广泛种植的优质冬性小麦品种杂交,选育出适宜北方冬麦区种植的优质、高产、多抗的糯性冬小麦新品系。     

小麦品种对麦蚜天敌群落生物多样性的影响

研究几个小麦品种的麦田麦蚜天敌群落生物多样性变化及差异,结果表明差异不显著,同时比较了安农84C-1品种1995、1996年年度间麦田麦蚜天敌群落多样性差异,差异也不显著,初步表明小麦品种对麦田麦蚜天敌群落生物多样性影响不显著.     

普通小麦与糯小麦杂交后代糯质材料的选择

[目的]为糯小麦的选育提供理论基础。[方法]以＂皖麦19＂、＂皖麦48＂等20个小麦品种为母本,糯质品系＂W1032＂为父本,配制20个杂交组合,在F2代群体中鉴定糯性变异材料,计算全糯质籽粒出现的比例。[结果]20个杂交组合的F2代随机群体中,全糯质籽粒出现的频率为0.75%～3.05%,其中13个组合F2代随机群体的糯质籽粒出现频率符合＂1/64＂的分离比例,说明小麦糯性变异主要由主基因控制,并可能存在微效基因修饰。[结论]该研究为糯小麦的培育提供了新的种质资源。