小麦叠氮化钠诱变群体重要功能基因的KASP标记检测

为了解沧麦6005叠氮化钠诱变群体中小麦重要功能基因的组成情况,利用高通量的KASP标记技术对小麦株高、抗病性、抗旱性、抗穗发芽、春化和品质等性状相关的基因进行了检测分析。结果表明:1)控制小麦株高的基因Rht-B1和Rht-D1在73份叠氮化钠诱变材料中出现6种组成类型,分别是Rht-B1a+197bp+Rht-D1a(1份)、Rht-B1a+197bp+Rht-D1b(39份)、Rht-B1a+Rht-D1a(1份)、Rht-B1a+Rht-D1b(13份)、Rht-B1b+Rht-D1a(13份)和Rht-B1b+Rht-D1b(3份),含有Rht-D1b的家系占全部突变家系的75.34%。2)在小麦抗病和抗逆性方面,73份诱变材料中发现含抗叶锈病基因Lr68的材料7份,含抗赤霉病基因Fhb1的材料5份,抗叶锈病基因Lr34在供试材料中未发现;在抗穗发芽方面,有3份材料含TaSdr-B1基因的TaSdr-B1a抗穗发芽单倍型,有53份材料含有PHS1基因的Rio Blanco type抗穗发芽单倍型,有16份材料含有TaMoc-A1基因的Hap-H抗穗发芽单倍型,在所有供试材料中含TaMFT-A1基因的Jagger-type和Zen/2174-type抗穗发芽单倍型的材料数分别为15份和22份;在抗旱性方面,有55份材料含有COMT-3B基因的3Ba单倍型,有28份材料含有Dreb-B1基因的TaDREB-B1a抗旱单倍型,有52份材料含有TaSST-4A基因的A2a抗旱单倍型;3)在小麦春化和早熟性方面均为一种单倍型,在春化方面,所有的诱变材料均为冬性类型。在早熟性方面,所有的供试材料在TaELF3-B1基因上均检测为晚开花的单倍型。4)在小麦品质方面,有45份材料含有高分子量麦谷蛋白亚基5+10,有18份材料含有Glu-A1基因的Ax1 or Ax2*强筋单倍型。综合表明,叠氮化钠诱变方法和KASP标记技术结合起来,可以作为一种小麦分子辅助育种的有效策略,能显著地提高小麦育种效率。     

云南小麦品种(系)株高和粒重相关功能基因的KASP标记检测

利用矮秆基因Rht-B1、Rht-D1和千粒重功能基因TaCwi-A1、TaGW2-6A、TaSus2-2B的KASP标记,对云南省育成的42份小麦品种(系)进行单倍型检测,旨在筛选出含有目标基因的优异小麦种质,为云南省小麦产量相关性状的遗传改良提供材料和方法。结果表明,供试材料的株高基因组成分为5种类型,分别为Rht-B1a/Rht-D1a(40.48%)、Rht-B1a/Rht-D1b(23.81%)、Rht-B1a+197bp/Rht-D1a(4.76%)、Rht-B1b/Rht-D1a(28.57%)、Rht-B1b/Rht-D1b(2.38%)。供试材料中TaCwi-A1基因TaCwi-A1a高粒重单倍型的分布频率为42.86%,TaGW2-6A基因Hap-6A-A高粒重单倍型的分布频率为38.10%,TaSus2-2B基因Hap-H高粒重单倍型的分布频率为71.43%。5份品种(系)为3个千粒重基因的TaCwi-A1a/Hap-6A-A/Hap-H高粒重单倍型组合,频率为11.90%。研究表明,云南小麦品种(系)产量相关性状具有较好的遗传改良潜力。     

新疆育成春小麦和推广品种中矮秆基因Rht-B 1 b、Rht-D 1 b分布的分子鉴定

利用小麦矮秆基因Rht-Blb、Rht-Dlb的4对特异分子标记。NH-BF和MR1、NH-BF和WR1．2、DF和MR2、DF和Wk2、4,对新疆育成春小麦和推广品种中矮秆基因Rht-B1b及Rht-Dlb的分布情况进行了分子标记鉴定,结果表明,在鉴定的38个品种中,21．05％含Rht．B1b基因,44．74％含Rht-Dlb基因,二者合计为65．79％;同时含有Rht—B1b和Rht-Dlb2个矮秆基因的仅占5．26％。本研究首次对新疆部分育成春小麦和推广品种中矮秆基因Rht．B1b、Rht．D1b的分布做了分子鉴定。方法简便、成本低、重复性强。该方法及已检测的结果可用于选择含有Rht-B1b和Rht-D1b矮秆基因的矮秆和半矮秆品种做亲本。淘汰不合目标基因的植株,缩小选择的群体,从而提高选育效率。     

春化、光周期和矮秆基因在不同国家小麦品种中的分布及其效应

为促进国外种质资源在我国的有效利用,将14个国家的100份代表性小麦品种在国内的8个代表性地点种植,调查抽穗期、成熟期和株高,并以4个春化基因(Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1和Vrn-B3)、1个光周期基因(Ppd-D1a)及2个矮秆基因(Rht-B1b和Rht-D1b)的分子标记检测所有品种的基因型。春化基因Vrn-A1a、Vrn-B1、Vrn-D1和vrn-A1+vrn-B1+ vrn-D1的分布频率分别为8.0%、21.0%、21.0%和64.0%;显性等位变异Vrn-A1a、Vrn-B1和Vrn-D1主要存在于来自中国春麦区及意大利、印度、加拿大、墨西哥和澳大利亚的品种中,这些品种一般为春性类型;春化位点均为隐性等位变异或vrn-A1+vrn-D1+Vrn-B1的品种主要分布在中国冬麦区、美国冬麦区、俄罗斯冬麦区,以及英国、法国、德国、罗马尼亚、土耳其和匈牙利,这些地区的小麦均为冬性类型。秋播时,供试品种均能正常抽穗,且携带春化显性变异的材料较隐性类型抽穗早,显性等位变异表现加性效应,4个春化位点均为隐性变异的一些欧美材料因抽穗太晚在杨凌和成都不能正常成熟;而春播时,显性等位变异基因型抽穗的频率高,隐性等位变异基因型基本不能抽穗。光周期不敏感基因Ppd-D1a的分布频率为68.0%,主要分布在中国、法国、罗马尼亚、俄罗斯、墨西哥、澳大利亚和印度,而光周期敏感等位变异Ppd-D1b主要分布在英国、德国、匈牙利和加拿大等中高纬度地区;携带Ppd-D1a的品种较携带Ppd-D1b的品种抽穗早,大多数Ppd-D1a品种在长日照和短日照条件下均能成熟,大部分Ppd-D1b品种在短日照条件下不能成熟。Rht-B1b和Rht-D1b基因的分布频率分别为43.0%和35.0%,其中Rht-B1b主要分布于美国、罗马尼亚、土耳其、意大利、墨西哥和澳大利亚,Rht-D1b主要分布于中国、德国、英国、意大利和印度。一般来说,一个国家的品种携带Rht-B1b或Rht-D1b之一,而这2个基因在高纬度地区分布频率较低。Rht-B1b、Rht-D1b和Ppd-D1a的降秆作用均达显著水平,Rht-B1b和Rht-D1b的加性效应突出。     

黄淮南片麦区新育成品种（系）中3个矮秆基因分子标记检测及其与农艺性状的关系

利用矮秆基因RhtB1-b、RhtD1-b和Rht8特异分子标记对郑麦583和2015-2016年度参加河南省区域试验、河南省品种比较试验、国家黄淮南片区域试验及国家黄淮麦区品种比较试验的共630份小麦材料的基因型进行检测。结果表明,供试材料中检测到549份材料含有RhtB1-b基因;592份材料含有RhtD1-b基因;513份材料含有Rht8基因;422份材料同时含有3个矮秆基因,169份材料仅含有2个矮秆基因,说明3个主要的矮秆基因在河南小麦育种过程中被聚合使用。此外,分析发现,矮秆基因Rht8与株高和每公顷穗数,以及千粒重具有显著相关性。郑麦583等小麦品种聚合了这3个矮秆基因,具有优良的丰产性,通过选择和利用矮秆基因对于培育具有丰产性优点的小麦品种具有一定价值。     

四倍体小麦矮秆基因的赤霉素敏感性及对农艺性状的影响

为明确四倍体小麦矮秆基因Rht14、Rht16和Rht18的赤霉素敏感性及其对小麦农艺性状的影响,促进这些矮秆基因的合理利用。选用分别含有Rht14、Rht16和Rht18的四倍体小麦近等基因系ANW16D(Rht14)、ANW16F(Rht16)、ANW16G(Rht18)及其高秆轮回亲本LD222以及六倍体小麦中国春(Chinese spring),测量其不同浓度GA3处理下小麦的株高,计算赤霉素敏感系数(GRI)并推断3种矮秆小麦的赤霉素反应类型。在成熟期对LD222近等基因系小麦的农艺性状如株高、穗长、主穗穗下第一茎节(P-1)节间长、节间表皮细胞、种子表皮细胞及种子体积等进行测量,分析Rht14、Rht16、Rht18这3个矮秆基因对小麦这些农艺性状的效应。结果表明,ANW16D、ANW16F和ANW16G这3个矮秆小麦株高恢复到正常LD222株高的最适GA3浓度为10-4mol/L;3个矮秆品种均为赤霉素敏感型且敏感性大小为中国春ANW16GANW16FANW16DLD222;Rht14、Rht16、Rht18均是通过降低主穗穗下第一茎节(P-1)节间长度来使小麦株高降低,降低效应为Rht18Rht16Rht14;它们降低小麦株高的根本原因均是缩短了小麦节间表皮细胞长度且缩短效应与降低株高效应一致;3个矮秆基因均在降低小麦株高的同时不影响种子的体积。     

Rht8、Rht10和Rht12矮秆基因对产量构成因子的影响

利用携带不同矮秆基因的近等基因系,通过两年、两地的试验研究证明,Rht8半矮秆基因虽然其总小穗数显著低于其他系,但其籽粒产量、小花结实率较Rht10和Rht12显著高.Rht10的降秆作用最强,千粒重显著高于Rht8,但其分蘖成穗率、结实率及小区籽粒产量显著低于其他,表现对环境条件特敏感.Rht12矮秆基因的降秆程度显著高于Rht8,但由于生物产量太低、成熟太晚,造成籽粒产量显著降低,在小麦育种中单独利用价值较低.     

小麦新材料Talkrph1bRht3和krph1bRht3综合体的创制及其遗传分析

以中国春Talkrph1b综合体为基础材料,进一步将显性矮秆基因Rht3引入其遗传背景中,创制出两个新型小麦工具材料中国春krph1bRht3和中国春Talkrph1bRht3综合体。它们的株高50～60 cm,与黑麦具有较高的杂交亲和性;它们与黑麦杂交获得的杂种F1与中国春/黑麦F1相比,花粉母细胞减数分裂中期I,染色体联会频率相对较高,单价体     

小麦矮秆种质SN224的鉴定及农艺性状QTL分析

SN224是从六倍体小黑麦与普通小麦杂种后代选育的矮秆小麦种质,为对其有效利用提供参考依据,本研究对其进行了细胞学和主要农艺性状的鉴定,对它矮秆性状的遗传特点进行了分析。结果表明,SN224平均株高68.6 cm,株型较紧凑,纺锤穗、有芒、白粒,千粒重42.0 g左右,中抗条锈病和白粉病,后期不早衰,综合农艺性状较好;SN224根尖细胞染色体数目为42条,花粉母细胞减数分裂MI可观察到21个二价体,为1BL?1RS易位系;SN224/辉县红杂种F₁株高介于双亲之间,F₂群体的株高分离表现连续变异。利用已知主效矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8以及1RS的特异分子标记检测证明,SN224不含有3个矮秆主效基因,1RS对SN224矮秆性状的表达没有影响。利用SN224/辉县红F₂群体,构建了含有134个标记的分子标记连锁遗传图谱,总长1332.1 cM。采用加性-完备区间作图法(ICIM-ADD)进行QTL分析,检测到2个降低株高的主效QTL QPh1B和QPh4B,分别位于1B染色体Xwmc719–Xgwm18和4B染色体Xgwm368–Xmag4284标记区间,它们可分别解释株高变异的20.0%和10.2%;检测到分别控制穗长、单株穗数和每穗小穗数的7个QTL;在4B染色体KSUM062–Xmag4284标记区间同时检测到降低株高、增加穗长和单株穗数的QTL。     

衡观35广适基因对冬春小麦杂种优势利用初探

分析衡观35广适基因对冬春麦杂交F1影响,可为冬春杂交小麦定向分子育种提供理论依据。利用广适节水小麦品种衡观35与145份节水春麦材料杂交配制F1,用相关分子标记测定不同矮秆基因、春化基因和光周期不敏感基因对F1影响。结果表明,测试春小麦材料不具有Rht1和Rht2基因,有Rht8矮秆基因的16份,具有矮秆基因(Rht1、Rht2、Rht8)的衡观35与携带Rht8矮秆基因的春小麦材料杂交F1降秆作用最明显,达25.5%。具有隐性春化基因(vrn-A1和vrn-B1)的衡观35与携带vrn-A1基因的春麦材料后代抗寒性强,平均冬季存活率达73.3%。具有光周期不敏感基因(Ppd-D1a)的衡观35与携带光周期不敏感基因(Ppd-D1a)的春小麦杂交F1成熟期比春小麦亲本平均提前11 d。这一结果可作为冬春杂交小麦强优势组合亲本选取的分子参考依据,为定向培育广适、高产、节水的杂种小麦提供理论基础。     

小麦矮秆突变体Xu1801的鉴定及其矮化效应分析

在徐麦35原种繁育过程中发现1株天然矮秆突变体,经连续多代单株选择,该突变体株高性状稳定遗传,将其命名为Xu1801 (徐1801)。为研究Xu1801矮化原因,进行了农艺性状调查、倒伏指数分析、苗期赤霉素处理和矮秆相关基因检测。调查发现, Xu1801平均株高68.16 cm,较野生型徐麦35株高降低24.05%,其矮化效应表现为节间减少和各节间极显著缩短;其中,第5节间效应值最大,达44.16%。Xu1801的旗叶宽度、叶绿素含量、小穗密度极显著高于徐麦35,其他农艺性状与徐麦35差异较小。Xu1801产量达8604.17kghm–2,低于徐麦35;而蛋白质含量、湿面筋、沉降值等品质指标均显著优于徐麦35。Xu1801茎秆粗壮,各节间充实度较好,倒伏指数47.73,极显著低于徐麦35。GA3处理可知, Xu1801和徐麦35同属于赤霉素反应不敏感型种质。分子标记检测发现, Xu1801可能含有Rht-D1b、Rht4、Rht8、Rht9和Rht12等矮秆相关基因; WMC317 (Rht4)和BARC102 (Rht5)在Xu1801和徐麦35之间呈现出不同条带,其他标记扩增条带在...     

山东小麦品种中矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b分布的分子鉴定

利用小麦矮秆基因Rht—B1b、Rht—D1b的4对特异分子标记,NH—BF和MR1、NH—BF和WR1．2、DF和MR2、DF和WR2,对山东小麦品种中矮秆基因Rht—B1b及Rht—D1b的分布情况进行了分子标记鉴定,结果表明在鉴定的150个品种中有20．67％含有Rht—B1b基因,有54．00％含有Rht—D1b基因,二者合计为74．67％;同时含有Rht—B1b和Rht—D1b2个矮秆基因的仅占3．33％。表明山东小麦矮化育种中Rht—D1b基因的利用远高于Rht—B1b。     

山西省中部地区主栽小麦品种的标记分析

【研究目的】山西省中部地区是山西小麦生产的重要地区,了解该地区目前主栽小麦品种的基因组成特点,对于进一步选育新品种具有重要的指导作用。【方法】采用SDS-PAGE方法对10个山西省中部地区主栽小麦品种的高分子量谷蛋白亚基组成进行了分析,同时用黑麦1RS 上特有的醇溶蛋白标记对上述材料进行1BL/1RS易位检测,并进一步利用已经开发的小麦矮杆基因Rht8和PPO功能基因标记PPO18,分析了10个小麦品种的基因组成。【结果】结果表明,供试材料在编码HMW-GS 位点上具有较大的变异,其中晋太9923高分子量谷蛋白亚基评分为10分。携带有1BL/1RS易位的材料为4份,占供试材料的40.0%。Rht8基因的平均分布频率为70.0%,Ppo-A1b基因在参试品种中出现的频率达100%。     

用微卫星标记鉴定中国小麦品种中Rht8矮秆基因的分布

利用微卫星Xgwm261标记对中国小麦主产区近30年小麦主栽品种进行Rht8矮秆基因的鉴定,同时进行系谱分析加以验证,结果表明:就全国范围而言,约42.3%的品种含有Rht8,但不同生态区的分布频率不同;结合赤霉酸(GA3)反应实验,约20.6%的品种同时含有Rht8和对GA3不敏感矮秆基因.根据系谱分析,中国小麦品种Rht8的供体品种主要是来自意大     

30份春小麦品系主要农艺性状的聚类分析

为了合理利用春小麦种质资源,给小麦新品种选育提供材料,对30份供试材料的9个农艺性状进行主成分分析和聚类分析。结果表明,有效分蘖数、生物产量、单株产量、穗粒数、穗长、千粒重、株高7个农艺性状的变异系数超过10%,是影响春小麦特征特性的主要农艺性状;参试材料分为3类,第Ⅱ类材料的综合表现较优,该组材料的生物产量、单株产量较大,千粒重、穗粒数适中,是综合性状表现较为理想的育种选择材料。     

30余年来北部冬麦区小麦品种产量改良遗传进展

采用1965年以来北部冬麦区育成的10个主栽品种,在水、肥供应充足、病、虫、倒伏得到有效控制条件下,连续两年共进行4个点次试验;同时对1B/1R易位系和矮秆基因进行分子鉴定。结果表明,品种产量年遗传进展为64.63 kg hm^-2 或1.20%,其较大幅度的提高出现在1980年丰抗号品种育成时期。丰抗2号和丰抗8号是该地区最早育成的含有1B/1R染色体和Rht-D1b矮秆基因的品种。主要农艺性状演变的总趋势是抽穗期提前、株高显著降低、生物学产量基本保持稳定、单位面积穗数减少、每穗粒数有所增加、千粒重和收获指数大幅度提高,其年遗传进展分别为－0.1%、－0.70%、0.35%、－0.50%、0.63%、1.12%和0.79%。通过减少不孕小穗和小花数来增加每穗粒数,通过提高灌浆速率来提高千粒重,再把高穗粒重与较多的单位面积穗数结合在一起,是北部冬麦区进一步提高产量的重要途径。     

山西省中部地区主栽小麦品种的分子标记分析

山西省中部地区是山西小麦生产的重要地区,了解该区当前主栽小麦品种的基因组成特点,对于进一步选育新品种具有指导作用。采用SDS-PAGE方法分析了10个小麦品种的高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白组成,并利用5个功能基因标记分析了其矮秆基因、硬度、多酚氧化酶等基因组成。结果表明,供试材料HMW-GS存在4种组合类型,其中晋太9923亚基组合为1,7+8和5+10,评分为10分;根据醇溶蛋白和黑麦专化标记分析说明4个品种含有T1RS·1BL易位;3个品种含Rht2,7个品种含Rht8,1个品种为Rht2+Rht8组合;4个品种扩增出Pinb-D1b位点,5个品种具有Pinb-D1a位点,1个品种为杂合型;利用多酚氧化酶基因标记在10个品种检测出3个不同位点,表明该基因在品种间存在多样性,其中4个品种含有长度为876bp的低活性位点。     

小麦新品种春化和光周期基因组成以及春化基因与产量性状的关系

为研究春化和光周期基因在河南省小麦新品种中的分布特点及春化基因与产量性状的关系,以近年河南省冬小麦品种区域试验的118份小麦品种为材料,用STS标记对4个春化基因位点(Vrn-A1,Vrn-B1,Vrn-D1和Vrn-B3)和1个光周期基因位点(Phd-D1)进行检测,并结合供试材料的农艺性状,分析近年来河南省小麦新品种春化基因组成及其与品种的冬春性、苗穗期及产量性状的相关性。结果表明,供试的118份小麦品种在Phd-D1、Vrn-A1、Vrn-B3位点均为隐性等位变异;含有显性等位变异Vrn-B1的品种有9份,其分布频率为7.62%,且均表现为弱春性;含有显性等位变异Vrn-D1的品种有41份,其分布频率为34.7%,这些品种中有21份表现为弱春性;进一步的分析表明,显性等位变异Vrn-D1与苗穗期显著负相关,与产量构成各要素正相关,但未达显著水平;显性等位变异Vrn-B1与产量构成要素中的成穗数和穗粒数负相关,而与千粒重正相关,但均未达显著水平。     

小麦新材料Talkrph1bRht_3和krph1bRht_3综合体的创制及其遗传分析

以中国春Talkrph1b综合体为基础材料 ,进一步将显性矮秆基因Rht3引入其遗传背景中 ,创制出两个新型小麦工具材料中国春krph1bRht3和中国春Talkrph1bRht3综合体。它们的株高 5 0～ 6 0cm ,与黑麦具有较高的杂交亲和性 ;它们与黑麦杂交获得的杂种F1 与中国春 黑麦F1 相比 ,花粉母细胞减数分裂中期I,染色体联会频率相对较高 ,单价体数明显减少 ,二价体数明显增加 ,并出现三价体和四价体 ,平均染色体交叉结数显著提高 ,表明两种新的综合体材料诱导部分同源染色体配对的能力较强。它们在利用远缘杂交和染色体工程技术向小麦转移其亲缘物种的有益基因中具有重要利用价值。     

大麦半矮秆品种资源“米麦114”和“尺八大麦”的遗传评价

用大麦半矮秆品种资源米麦114和尺八大麦与高秆测验种Bowman杂交的P1、P2、F1、F2及B1和B2六个世代群体为试村，研究了这两份半矮秆资源株高等性状的遗传规律及其之间的遗传关系。发现它们的半矮生性状均主要受一对隐性基因控制；千粒重由微效多基因决定，符合基因的加性——显性遗传模式。米麦114的穗长和穗密度各受一对隐性