利用矮败小麦建立高效育种技术新体系

矮败小麦是我国特有的遗传资源。它结合太谷核不育小麦雄性败育彻底和矮变一号降秆作用强的特点于一体,其后代总是有一半靠异交结实的矮秆不育株和一半靠自交结实的非矮秆可育株,是理想的轮回选择工具。以矮败小麦为基础,轮回选择为核心建立了一套小麦高效育种技术新体系,为不同生态区域不同改良目标的小麦育种提供了成熟的技术平台。     

矮败小麦育种技术研究进展

矮败小麦是我国自主创制的小麦特异种质资源。其4D染色体上紧密连锁有显性矮秆基因Rht D1c和显性雄性核不育基因Ms2,因此,矮败小麦后代始终会分离出一半异交结实的矮秆不育株和一半自交结实的高矮秆可育株,是理想的遗传改良工具。经过多年研究与实践,建立了方便高效的矮败小麦育种技术体系,在我国小麦育种中发挥了重要作用。近年来,分子生物学研究的快速发展为矮败小麦育种技术的进一步提升提供了强有力的工具,同时,矮败小麦育种技术体系也为分子生物学研究成果在小麦育种中的应用提供了高效的技术平台。矮败小麦育种技术与现代分子育种技术结合,将为我国小麦育种技术的发展开辟新的途径。总结了矮败小麦育种技术研究进展,并对该项技术今后的发展趋势进行了讨论。     

矮败小麦及其在矮化育种中的应用

矮败小麦是具有矮秆基因标记的显性核不育材料。它接受非矮秆品种的花粉,后代分离的矮秆株为雄性不育,非矮秆株为雄性可育。矮败小麦在轮回选择和矮化育种中有重要价值。     

小麦矮化育种中矮败的应用

矮败小麦是具有矮秆基因标记的显性核不育材料,它接受非矮秆品质的花粉,后代分离的矮秆株性为雄性不育,非矮秆株为雄性可育。矮败小麦在轮回选择和矮化育种中具有重要的价值。     

矮败小麦高效育种技术平台的研究

[目的]探讨矮败小麦高效育种技术平台。[方法]对矮败小麦的创制和应用研究进展进行了总结,并提出了将单倍体育种技术引入矮败小麦高效育种技术体系的构想。[结果]矮败小麦既保留了太谷核不育小麦雄性败育彻底、不育性稳定、开放授粉异交结实率高的特性,又发挥了矮变1号降秆作用强的特点,是较理想的群体改良工具。目前对矮败小麦的应用主要包括利用矮败小麦进行群体改良的种质资源平台、利用矮败小麦建立高效育种技术新体系的技术平台及利用矮败小麦作为新品种选育的生产平台。通过在已建立的小麦高效育种技术体系中引入单倍体技术的应用,从理论上建立了一套矮败小麦高效育种生物技术新体系。[结论]该研究为矮败小麦的进一步研究及应用提供了参考。     

矮败小麦高效育种技术平台的研究

[目的]探讨矮败小麦高效育种技术平台。[方法]对矮败小麦的创制和应用研究进展进行了总结,并提出了将单倍体育种技术引入矮败小麦高效育种技术体系的构想。[结果]矮败小麦既保留了太谷核不育小麦雄性败育彻底、不育性稳定、开放授粉异交结实率高的特性,又发挥了矮变1号降秆作用强的特点,是较理想的群体改良工具。目前对矮败小麦的应用主要包括利用矮败小麦进行群体改良的种质资源平台、利用矮败小麦建立高效育种技术新体系的技术平台及利用矮败小麦作为新品种选育的生产平台。通过在已建立的小麦高效育种技术体系中引入单倍体技术的应用,从理论上建立了一套矮败小麦高效育种生物技术新体系。[结论]该研究为矮败小麦的进一步研究及应用提供了参考。     

“矮败小麦”株高的回交遗传效应

矮败小麦是太谷核不育基因 Ms2和矮秆基因 Rht10紧密连锁体,是一种具有矮秆标记性状的显性核不育新材料。其独特之处在于不育株接受任一非矮秆父本的花粉,后代总是分离出一半矮秆不育一半高秆可育。这在遗传育种中有极其重要的实用价值。为了利用好这个宝贵材料,我们用矮败小麦不育株为母本,40个普通小麦品种(系)为父本四年内连续回     

小麦新品种--轮选987

品种来源：轮选987是中国农业科学院作物所刘秉华研究员带领课题组，经过10年研究，成功创制了以矮秆基因标记的太谷核不育小麦——矮败小麦，并建立了方便实用的矮败小麦高效育种技术新体系（矮败小麦不是一个具体的品种，而是一个育种工具，它就像一个良种加工厂、孵化器，育种材料通过它加工后，可以源源不断地创造出新种质，并培育出满足不同需求的新品种，由此为小麦育种研究提供了一个先进成熟的技术平台），培育出的高产、优质、多抗、广适的“轮选”小麦优良品种，2003年2月通过农业部国家农作物品种审定委员会审定（品种审定号：国审麦2003017）。     

矮败小麦2种杂交方式后代群体株高遗传特点观察

为了在育种过程中有效控制矮败小麦群体的株高,对矮败小麦混合互交轮选群体和控制授粉后代群体的株高表现进行了分析。结果表明,2种杂交方式后代群体中可育株和不育株株高差异明显,有利于选择利用。混合互交轮选群体应注意扬花前在一定选择强度下及时淘汰不良高秆可育株,并收获相对较矮的矮秆不育株种子混合成下一轮群体。对轮选群体中分离出的优良矮秆不育株进行控制授粉,也应优先考虑选择株高相对较矮的优良种质做父本。通过以上措施,矮败小麦后代群体在株高性状上容易得到较好的控制,从而提高符合育种目标的优良可育株的出现频率。     

蓝标型矮败小麦的创制及利用

以蓝粒太谷核不育硬粒小麦附加系89-2343(AABB 4D/4E)与普通小麦7739-3(2n=42)杂交、回交所产生的蓝粒可育株与白粒矮败材料杂交、回交,育成了矮败蓝粒小麦附加系98-266.利用97-866为基础,转育成8份不同基因背景的新蓝标矮败小麦,并对这8个蓝标矮败小麦的粒色和育性分离及杂种优势进行了分析.结果表明,蓝粒不育株变幅为20.6%～23.8%,平均为22.3%;白粒非矮秆可育株占77.6%,其他类型仅占0.1%,表明蓝粒基因、Ms2和Rht10均位于附加染色体上,且连锁紧密;但不同轮回亲本,矮败蓝粒的传递率有差异;而同一轮回亲本在年份间的蓝粒不育株传递率差异不显著.同时,对蓝标型矮败小麦的杂种优势进行了探讨.     

轮回选择对不同遗传背景矮败小麦的性状影响

以6种遗传背景的矮败小麦近等基因系为材料,研究了矮败回交后代分离的高秆可育株和矮秆不育株的抽穗期、开花期、株高、每株穗数、穗长、每穗小穗数的差异。结果表明,不仅高秆可育株与矮秆不育株的株高之间存在显著差异,而且不同遗传背景的矮秆不育株的株高之间也存在不同程度的差异;矮秆不育株比高秆可育株的抽穗期平均晚3 d,而开花期平均晚1.5 d;在同样的遗传背景下,高秆可育株与矮秆不育株的穗长、每穗小穗数无显著差异;但就每株穗数而言,无论在哪种遗传背景下,矮秆不育株的穗数明显比高秆可育株多。     

“矮败”小麦的选育

矮变1号是陕西省西安市农科所从小麦品种矮秆早中选出的矮秆天然突变体,是小麦重要的矮源之一。太谷核不育小麦是一个显性核不育材料,已广泛用于我国的小麦育种实践、为更有效地利用太谷核不育小麦,我们以本院品资所贾继曾提供的矮变一号小麦为父本、核不育有北京13号等为母本进行杂交,F_1代选择矮秆不育株授以北京837等的花粉。在测交后代的5216株群体中,高秆不育的2632株,矮秆可育的2538株,高秆     

“十五”期间我国农业科技五大领域领先世界

农业部12月22日宣布，“十五”计划以来，我国农业科技呈现加快发展态势，在五大领域涌现出一批具有自主知识产权的重大科技成果。①中国超级稻研究和示范引领水稻“第三次革命”。自1996年启动“中国超级稻研究计划”以来，始终居国际领先水平。“十五”期间，累计示范推广2亿多亩，增产稻谷125亿k左右。②矮败小麦技术体系突破育种“瓶颈”。矮败小麦是用我国特有太谷核不育小麦的雄性败育基因和我国专家发现的小麦矮秆基因，通过染色体工程创制而成的小麦育种新种质和育种新技术。利用这一新种质和新技术可使数十个小麦亲本的优异基因聚合到一个新品种之中，从而提高新品种的产量、品质、抗病虫、抗不良环境条件的水平，实现高产、优质、抗性三者的有机结合。     

矮败小麦在育种上的利用 Ⅰ.矮败小麦株高和育性关系的初步研究

3年试验结果表明,在福州地区矮败小麦后代表现矮秆株不育。高秆株可育。矮秆性和不育性连锁遗传。从小麦拔节到抽穗期间,均可根据植株高度间接判别不育性,提高选择效率。矮败小麦株高表现连续分布,不育株内和可育株内均有一定差异,且不育株的高限和可育株的低限表现交叉,存在中间类型。在以株高为标记性状判别育性时,应选择明显高株和明显矮株。尤其在拔节期。更需选择极端类型才能准确,而对中间类型植株。仍需通过检查花药确定其育性。     

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。     

“中国农业科学院矮败小麦育种技术创新中心”在淮阴所揭牌

近日,“中国农业科学院矮败小麦育种技术创新中心（淮安）”揭牌仪式在淮阴所隆重举行。中国农业科学院作物科学研究所张保明书记与省农科院常有宏副院长为“中国农业科学院矮败小麦育种技术创新中心（淮安）”揭牌。矮败小麦是利用我国特有的遗传资源太谷核不育小麦作材料，以“矮变一号”为标记供体，集太谷核不育小麦雄性败育彻底和“矮变一号”降标作用强的特性于一体的一种新型小麦育种工具。     

矮败小麦在新疆的性状表现及分析

[目的]为在新疆更好地利用矮败小麦开展轮回选择提供有益的参考.[方法]2011 ～2012年采取田间种植的方法,分别研究育性、株高、农艺性状和异交结实率,并对其原因进行分析.[结果]矮败小麦败育彻底、不育性稳定;不育株和可育株植株高度有交叉,存在中间类型;矮化发生在矮秆株发育早期和晚期;影响异交结实率的因素较多,花期不遇是异交结实率低的主要原因.[结论]Rht10基因的表达受遗传背景的修饰,表现为不完全显性,与环境存在互作.错期播种和人工辅助授粉是提高不育株异交结实率的重要方法.     

轮回选择对矮败小麦产量及品质性状的影响

为更好地利用矮败小麦在山西开展轮回选择创制优异小麦新品系提供有益参考,2010—2014年用引进的矮败小麦和当地主推品种连续回交3次,研究分析其后代群体可育株和轮回父本的产量及品质性状。结果表明,回交后代可育株的株高低于轮回父本,而硬度、千粒质量、蛋白质含量、湿面筋、沉降值、容重均高于轮回父本;矮败小麦与正常父本杂交,其矮秆性对后代不育株和可育株都有一定的影响。以矮败小麦为基础,轮回选择为核心,构建了高产、优质、抗旱3个矮败基础群体,选育出了农艺性状和品质均有所突破的小麦新品系,可为高产、优质、多抗小麦新品种的选育打下基础。     

矮败小麦雄性败育的细胞形态学观察

对矮败小麦中的可育株和不育株进行了小孢子发育过程的细胞形态学观察。结果表明，矮败小麦可育株的花药及花粉的发育与一般小麦相同，具有正常的发育过程。而不育株则表现明显的不正常，败育现象从花粉母细胞分化后直到二核期都有发生，但主要发生在四分体形成以后的小孢子释放期。不育株花药组织发育异常，绒毡层常提早解体，中层组织常发生异常加厚且解体较晚，药隔组织形态结构异常。矮败小麦的雄性败育过程与太谷核不育小麦基本     

矮败小麦胚芽鞘长度的研究

本研究对矮败小麦育性，株高和鞘长三性状相互间的遗传关系进行了分析。进一步证实了太谷核不育基因（Ｍｓ２）与矮秆基因（Ｒｈｔ１０）紧密连锁，同时发现矮败小麦的短芽鞘与矮秆性紧密相关，其短芽鞘特性可作为太谷核不育基因的早期形态标记。通过短芽鞘区分可育株与不育株的准确率因组合而异，平均为８８．２％。用２０ｍｇ．ｋｇ＾－＾１ＧＡ３浸种处理可明显促进可育株芽鞘伸长，但对不育株芽鞘伸长作用不明显，从而加大可育株