国审小麦新品种瑞华麦523的选育及高产栽培技术

瑞华麦523是由优质、早熟、抗赤霉病且综合性状较好的小麦品种郑麦9023和集丰产性、适应性、抗逆性三者结合于一体半冬性小麦品种烟1604杂交,通过系谱法选育而成的高产、抗赤霉病、迟播早熟小麦新品种,2017年5月通过国家级审定,审定编号国审麦20170004。该文介绍了瑞华麦523的选育经过、特征特性,并提出了其栽培技术要点。     

瑞华麦523的选育、特征特性及栽培技术

瑞华麦523系江苏瑞华农业科技有限公司用郑麦9023与烟1604杂交,经8代系谱法选择育成的常规小麦新品种,2014年通过江苏省品种审定委员会审定(苏审麦201407),属弱春性早熟小麦品种,适宜黄淮冬麦区南片的河南(南部稻茬麦区除外)、安徽北部、江苏北部、陕西关中地区高中水肥地块作晚茬种植。该文主要介绍了瑞华麦523的选育经过、特征特性及栽培技术要点。     

小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂的变异

【目的】研究小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂的变异,为1BL.1RS在小麦育种中的进一步应用提供依据。【方法】利用GISH和FISH技术从小麦品种绵阳11(MY11)和白粒黑麦远缘杂交的后代中筛选1R(1B)代换系G1和1BL.1RS易位系G2。选用小麦染色体1B上的40对引物对亲本MY11、白粒黑麦、G1、G2以及普通小麦中国春(CS)进行SSR分析。【结果】6对引物在MY11、CS及G2中扩增出1BL的条带,在G1和白粒黑麦中未扩增出条带,其中3对引物(Xgwm259、Xbarc188,Xgwm268)在亲本MY11及后代1BL.1RS易位系(G2)中扩增出差异性的1BL条带,说明在小麦-黑麦远缘杂交产生的易位系后代中,1BL染色体臂发生变异。有13对引物在MY11、白粒黑麦和G1、G2中扩增出差异性条带,说明在小麦-黑麦远缘杂交后代中小麦微卫星发生了一定的变化;引物Xbarc8能扩增出白粒黑麦染色体1RS的特异条带,且该条带稳定出现,可以作为白粒黑麦1RS染色体识别和鉴定的分子标记。【结论】小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂发生变异,Xbarc8是鉴定白粒黑麦1RS染色体臂的新的分子标记。     

1BL/1RS易位系小麦品质性状相关基因等位变异分析

为了探讨1BL/1RS易位系在小麦品质育种中的潜在利用价值,利用小麦品质相关基因分子标记,明确了258份1BL/1RS易位系小麦品种(系)中5个相关基因型的分布规律。在258份1BL/1RS易位系小麦品种(系)中,Ppo-A1b和Ppo-D1a 2个基因型分布频率分别为58.2%和64.0%,Ppo-A1b/Ppo-D1a基因型所占比例为36.8%。这表明1BL/1RS易位系在低PPO活性小麦育种中具有应用价值。Psy-A1低黄色素等位变异基因型Psy-A1b仅占全部1BL/1RS易位系品种(系)的30.2%。在低黄色素小麦育种亲本组配中,应注意1BL/1RS易位系品种(系)的选择。硬质麦Pinb-D1b基因型所占比例为60.9%。在258份1BL/1RS易位系小麦品种(系)中,其中27份的基因型为Ppo-A1b/Ppo-D1a/Psy-A1b/Pind-D1b,这些品种(系)在小麦品质育种中有重要应用价值。穗发芽密切相关基因Vp1的等位基因Vp-1Ba、Vp-1Bb、Vp-1Bc所占比例分别为33.3%、3.1%、63.6%。     

甘肃省小麦品种(系)HMW-GS和1BL/1RS易位系测定及其对品质的影响

【目的】为甘肃省小麦品质育种改良及食品加工提供理论依据和实践指导.【方法】本研究应用SDS-PAGE及1BL/1RS易位系特异引物,测定了小麦亲本材料的HMW-GS组成、1BL/1RS易位系和品质状况.【结果】HMW-GS的Glu-A1位点有3种变异,Glu-B1位点7种,Glu-D1位点6种,优质亚基5+10的频率较低,仅占17.46%;共出现17种HMW-GS组合形式,N/7+8/2+12组合的频率最高;Glu-1总评分与沉淀值、面团稳定时间、面团形成时间、面筋指数等性状呈极显著正相关;26个小麦材料被鉴定为1BL/1RS易位系,占供试材料的41.27%;1BL/1RS易位系可显著降低与面筋质量有关的品质性状,使沉淀值、面筋指数、面团形成时间、面团稳定时间等品质指标显著降低,而对反映蛋白质数量的相关性状影响较小,蛋白质含量、湿面筋含量等指标在1BL/1RS易位系和非1BL/1RS易位系间无明显差异.【结论】甘肃小麦品种中优质HMW-GS亚基所占比例低,且1BL/1RS易位系所占比例较高,在小麦品质育种改良工作中需要继续引进优良材料作为亲本.     

1BL/1RS小麦的分子和细胞学鉴定及黏类CMS育性恢复区域分布的分析

【目的】揭示黏类小麦细胞质雄性不育系育性恢复基因的区域分布及恢复材料的1BL/1RS情况,为黏类细胞质雄性不育系优良恢复源筛选提供理论依据,以推动黏类小麦雄性不育"三系"强优势组合的选配能不断得到新的材料保障。【方法】以8个黏类不育系和国内外一批小麦品种(系)为试材,结合分子和细胞学技术,进行1BL/1RS易位系鉴定,并利用中国国内法对其育性恢复程度进行分类。【结果】在参试的256份材料中,初步鉴定约20%的小麦品种(系)属于1BL/1RS易位系;育性表现半不育、高可育和全可育的品种(系)分别有86.15%、91.67%和100%为非1BL/1RS易位系,表现全不育和高不育的品种(系)中均有40%左右属于1BL/1RS易位系;恢复能力在50%以上的品种(系)在中国春麦区、长江中下游冬麦区、西南冬麦区和华南冬麦区的比例依次为60%、65.85%、68.42%和71.43%。【结论】黏类不育系优良恢复源大都为非1BL/1RS易位系,主要集中在中国春麦区和南方冬麦区。     

新疆主要小麦品种(系)中抗条锈病基因的分子检测

【目的】选用抗条锈病基因Yr10和1BL/1RS易位的分子标记,明确抗条锈病基因Yr10和1BL/1RS易位在新疆小麦品种(系)中的分布,为新疆小麦抗条锈病品种的合理布局及抗性材料的选育提供理论依据。【方法】利用Yr10及1BL/1RS易位的分子标记,检测其在新疆麦区46份小麦材料中的分布。【结果】在46份供试材料中,新冬17号检测到Yr10基因的存在;新冬24号、新冬46号、MJ307、HMJ555、1112、新紫1号、983-S、新麦211和新麦23检测到1BL/1RS易位,占全部材料的19.57%。【结论】对当前小麦条锈病流行小种条中32号具有较好抗性的Yr10基因,在新疆麦区小麦主栽品种(系)中分布率很低,可能含有Yr10基因的新冬17号在选育抗病材料中具有一定价值,育种中应加强基因Yr10的利用;在选育新品种时需减少1BL/1RS易位的分布频率。     

小麦大穗材料西农9814外源物质的分子细胞遗传学检测

【目的】检测小麦品种西农9814的外源物质,分析其遗传基础,为西农9814的进一步改良及应用提供依据。【方法】以中国春为对照,以西农9814及其亲本临旱957和西农1718为供试材料,采用基因组原位杂交(GISH)、SCAR标记和微卫星(SSR)技术进行外源物质检测。【结果】通过GISH分析,推测西农9814是1BL-1RS或6BL-1RS的小麦-黑麦易位系;SCAR分析检测发现,西农9814和其亲本西农1718均含有黑麦1.5kb的1RS特征条带,通过SSR分析发现,在黑麦和西农9814中,1BS上的2对引物未扩增出1BS条带,而6BS上的2条引物扩增出了6BS条带,证实西农9814为黑麦的1BL/1RS易位系,而且为1RS的整臂易位。【结论】小麦品种西农9814为黑麦的1BL/1RS易位系。     

黑麦CenH3基因克隆及其在小麦1BL/1RS易位染色体中的定位

黑麦属蕴藏着丰富的遗传变异和改良小麦品质的优良基因,将其导入小麦能够拓宽小麦的遗传基础、丰富小麦的遗传变异。研究采用分子克隆技术获得黑麦CenH3基因的部分片段,并进行探针标记;同时,利用基因组原位杂交技术,筛选出32份1BL/1RS易位系;应用FISH技术,检测筛选出的32份1BL/1RS易位系,所有1BL/1RS易位系材料中均未发现黑麦CenH3基因的信号。但是,应用小麦和黑麦特异着丝粒DNA序列进行FISH检测,2个信号均出现在所有被检测的1BL/1RS易位系材料中。说明1BL/1RS易位染色体在不同小麦背景和山羊草属背景中均能稳定遗传,1RS的着丝粒DNA序列对1BS的着丝粒DNA序列有很好的补偿性,与小麦CenH3蛋白相互作用指导易位染色体正确分离且稳定遗传。     

重要育种亲本川麦44对衍生品种的遗传贡献

【目的】小麦品种川麦44不仅本身具有高产、稳产、广适等特性,而且以其为亲本已选育审定新品种11个,是小麦育种的一个重要亲本。明确川麦44的遗传特性,鉴定其含有的重要基因或QTL位点,为更好地利用川麦44选育新品种提供理论支撑。【方法】利用荧光原位杂交明确小麦-外源易位对川麦44及其衍生品种的影响以及川麦44及其衍生品种在染色体层面的遗传规律。利用660K SNP芯片数据分析川麦44对其衍生品种的遗传贡献,明确衍生品种中来源于川麦44的高传递率区段。利用已知的小麦基因功能标记及QTL连锁标记,对川麦44中有利于育种的重要基因位点进行鉴定。【结果】细胞学鉴定表明川麦44不含四川小麦品种中常见的2条易位染色体6VS/6AL和1RS/1BL。其衍生品种中,仅昌麦32和昌麦34含1对1RS/1BL易位染色体,其余品种不含有小麦-外源易位染色体。系谱分析表明,昌麦32和昌麦34的易位染色体遗传自另外一个杂交亲本——昌麦19。1RS/1BL易位的导入可能是昌麦32和昌麦34表现为弱筋的原因之一。除了小麦-外源易位染色体,多个染色体的核型在川麦44及其10个衍生品种中表现出多态性。其中,4A染色体有2种类型,80%的衍生品种与川麦44相同核型相同;5A染色体有4种类型,与川麦44相同的频率为40%;6B染色体有2种类型,与川麦44相同的频率为40%,7B染色体有2种类型,与川麦44相同的频率为40%。660K SNP芯片分析共鉴定到1 106个分布于川麦44所有染色体上的高遗传率区段,平均长度为1.57 Mb。从基因组层面来看,B基因组的区段总长度和总数均最大。从不同染色体来看,区段最长的3条为别为4A、2B和5B,区段数最多的3条染色体分别为4A、2B和3B。利用61个已知的小麦基因功能标记及13个产量相关QTL连锁SNP标记分析川麦44及其衍生品种,再与之前获得的川麦44高传递率区段对比,发现有9个基因的标记和3个QTL位点标记锚定在川麦44高传递率区段内,这些基因被认为是潜在的川麦44高被选择基因。依据功能标记或连锁标记的等位类型推断,其中2个功能基因TaSdr、NAM-A1和3个QTL位点QTKW.sicau-2AS.1、QTKW.Sicau-4AL、QSL.sicau-5AL.2可能是川麦44携带的重要优势等位基因或位点,在培育衍生品种过程中被优先选择保留。5个基因或QTL位点分别对穗发芽、有效分蘖数、千粒重和穗长4个性状具有正向效应。【结论】重要育种亲本川麦44基因组片段在衍生品种中的长度短,具有较高的遗传配合力,易于与不同的同源染色体重组,不易导致连锁累赘问题。TaSd、NAM-A1、QTKW.sicau-2AS.1、QTKW.Sicau-4AL和QSL.sicau-5AL.2是利用川麦44育种的5个重要靶基因位点,可加强对其在分子标记辅助育种中应用。     

新疆春小麦品种资源1BL/1RS易位和Bx7OE基因的分子检测

[目的]为新疆春小麦面筋品质改良提供有用材料和标记辅助选择的方法.[方法]选用4个STS标记对162份新疆春小麦品种资源1BL/1RS易位和Bx7亚基超量表达基因Bx7OE的分布进行检测,同时验证这4个标记的有效性.[结果]新疆春小麦品种资源中,1BL/1RS易位品种有24份,占14.8;,含有Bx7OE基因的品种有3份,占1.9;.在新疆春小麦地方品种、引进品种和自育成品种中,1BL/1RS易位和Bx7OE基因的分布频率也存在明显差异,其依次为7.5;、0;,24.4;、6.7;,14.1;和0;.[结论]新疆春小麦品种中1BL/1RS易位和Bx7OE基因的分布比例很低,这主要与新疆小麦育种中长期以来使用的亲本材料有直接关系.这四个特异性标记检测结果可靠稳定,可用于小麦品质育种中亲本评价和杂交后代优质基因聚合,可作为面筋强度辅助选择的有效工具.     

多重PCR的建立及黄淮麦区主要品种品质相关基因的鉴定

 【目的】小麦加工品质由多个位点控制,而每个位点又有多个等位基因控制。建立品质性状多重PCR反应体系是提高分子标记辅助选择效率及降低成本的一种重要措施。【方法】选择影响小麦品质性状重要基因的分子标记,即高分子量谷蛋白亚基基因标记Ax2*、Bx14、Bx17和Dx5;低分子量谷蛋白亚基基因标记Glu-A3 d;糯蛋白亚基Wx-B1基因标记BDFL-BRD和Wx-D1基因标记MAG269;1BL/1RS易位标记ω-sec及多酚氧化酶（PPO）活性基因标记PPO18。根据优质面包、优质面条亚基组成要求及引物的退火温度,建立3个多重PCR反应体系PCR-Ⅰ（Ax2*/Bx17/Dx5）、PCR-Ⅱ（BDFL-BRD/MAG269/PPO18）和PCR-Ⅲ（Bx14/Glu-A3d/ω-sec）。【结果】用构建的3个多重PCR对141份黄淮麦区小麦品种加工品质相关基因的分布情况进行了检测。结果表明Ax2*、Bx14、Bx17具有较低的分布频率,分别为4.3%、7.1%、1.4%;Dx5和Glu-A3 d分布频率相对较高,分别为17.7%和27.7%;而1BL/1RS易位和低PPO活性（扩增片段为876 bp）的材料分别占44.0%和51.8%;Wx-B1缺失材料占4.3%。在供试的141份材料中已有80份进行了高、低分子量谷蛋白亚基和黑麦碱的SDS-PAGE电泳检测,与本研究建立的多重PCR检测结果完全一致。【结论】建立的多重PCR体系可以准确、稳定、高效地检测9个小麦品质性状的基因组成。     

小麦2D染色体上多酚氧化酶（PPO）基因STS标记的开发与应用

 【目的】开发出小麦籽粒PPO活性的分子标记,并对新标记的应用进行研究,为面制食品外观品质的改良提供参考。【方法】根据一条由小麦2D染色体上PPO基因编码的mRNA序列（GenBank：AY515506）设计引物,对7个高PPO活性和7个低PPO活性小麦品种进行PCR扩增,筛选出有差异的引物,对130份小麦品种资源进行检测,验证不同带型与PPO活性的相关性,并利用一套中国春缺体、四体及双端体对STS标记进行染色体定位。在此基础上,结合一个位于小麦2A染色体上的PPO基因分子标记（PPO18）,对新开发的标记在小麦低PPO活性分子标记辅助选择中的作用进行评价。【结果】在AY515506的不同位置共设计了8对引物,其中一对引物（STS01）在高、低PPO活性材料中表现出多态性。该引物在7个低PPO活性的材料中能扩增出560 bp的目标片段,在7个高PPO活性的材料中没有扩增出目标片段,利用中国春缺体、四体及双端体最终将该标记定位在2D染色体长臂上。利用该标记检测130份小麦品种,结果表明有75个品种可以扩增出560 bp的目标片段,其PPO活性均值为221.08 A475/（min•g•103）;55个品种没有扩增出目标片段,PPO活性均值为309.98 A475/（min•g•103）,方差分析表明两者的差异达极显著水平（P＜0.01）。利用STS01和PPO18共同检测后发现,130份品种中,有37个品种的双标记扩增均表现出高活性带型（H1H2）,这些品种PPO活性的均值为337.82 A475/（min•g•103）,显著高于其它几种扩增带型品种的PPO活性均值（P＜0.01）。32个双标记扩增均表现为低活性带型（L1L2）的小麦品种PPO活性值普遍较低,可作为改良面制食品外观品质的候选亲本。【结论】STS01是一个位于小麦2D染色体长臂上PPO基因分子标记,可以在小麦PPO活性分子标记辅助选择中加以应用。     

优质面条商品小麦澳白麦相关品质基因的分子标记鉴定

【目的】鉴定澳白麦面条相关品质基因构成,为改良中国小麦面条品质提供信息。【方法】利用38个已知面条品质相关基因的功能标记,对从澳白麦群体中分离出的36个穗系的高、低分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS、LMW-GS）、1B/1R易位、Waxy蛋白亚基、多酚氧化酶（PPO）活性、黄色素含量、籽粒硬度和穗发芽（PHS）抗性等相关基因进行鉴定。【结果】共发现13个对面条品质有正向效应的基因,其中非1B/1R易位类型和HMW-GS基因Bx7频率达100%,HMW-GS基因By8、LMW-GS基因Glu-A3b和Glu-B3b分别占供试材料的88.9%、88.9%和83.3%,淀粉品质相关Wx-B1蛋白亚基缺失类型占86.1%,低PPO活性等位基因Ppo-D1a和低黄色素含量等位基因Psy-B1b类型分别占86.1%和80.6%,与软-中等籽粒硬度相关等位基因Pinb-D1a类型占97.2%,抗穗发芽Vp-1Bc型穗系占88.9%。36个穗系共包含12类不同的品质基因型,其中第2类基因型（含HMW-GS基因Bx7和By8、LMW-GS基因Glu-A3b和Glu-B3b、低PPO活性基因Ppo-D1a、低黄色素含量基因Psy-B1b、软-中等籽粒硬度基因Pinb-D1a、抗穗发芽基因Vp-1Bc,不含1B/1R易位,Wx-B1蛋白亚基缺失）频率达63.9%,含正向效应基因最多、负向效应基因最少,是决定澳白麦优良品质的主导基因型。【结论】澳白麦是一个多系混合的商品小麦,优质面条基因较全面且频率高、基因型互补是其面条品质优良的根本原因。利用澳白麦资源进行面条品质育种,其中第2类基因型可作为首选亲本材料。     

55份小麦品种（系）抗条锈病基因和1BL／1RS易位的分子检测

通过已报道的Yr5、Yr10和1BL/1RS分子标记,对55份供试小麦品种(系)进行分子检测.结果表明:供试材料中均不含抗条锈病基因Yr5;有2份含抗条锈病基因Yr10;含1BL/1RS的易位材料比例较高,占25.5%.为抵抗当前流行的条锈病病菌生理小种,小麦育种应加强抗病基因Yr5和Yr10的应用.鉴于1BL/1RS易位对面包品质的不利影响,在亲本利用上应更加谨慎.     

新疆部分春小麦品种(系)相关品质性状基因等位变异的分子检测

[目的]准确、快速鉴定小麦品质基因,为小麦品质改良和分子育种提供亲本材料.[方法]利用高分子量麦谷蛋白亚基Dx5标记、1B·1R易位系特异性SCAR标记、2A和2D染色体的PPO18、PPO16、PPO29标记以及7A染色体上的YP7A相关品质基因的分子标记,对新疆部分春小麦材料进行基因等位变异检测.[结果]在所检测的小麦材料中Dx5、1B·1R易位系、黄色素含量和籽粒多酚氧化酶(PPO)活性基因等位变异存在一定差异.其中,含Dx5材料的分布频率为28.9;,含低黄色素含量Psy-A1b等位变异分布频率为34.0;,同时在2A和2D含低PPO活性的Ppo-A1b和Ppo-D1a等位变异材料只有2份.97份材料中聚合多种优质基因的材料很少.[结论]所用的标记可以准确鉴定其等位基因的变异,并在品质育种中可直接利用进行分子标记辅助选择.     

部分新疆小麦材料多酚氧化酶活性基因分布规律研究

[目的]了解新疆小麦材料多酚氧化酶(PPO)活性基因的等位变异组成和分布以及与PPO活性的关系,为小麦PPO活性的分子标记辅助选择奠定基础.[方法]利用PPO基因的功能标记PPO18、PPO29和PPO16对445份新疆冬春小麦材料进行2A和2D染色体上PPO等位基因Ppo -A1a、Ppo - A1b、Ppo - D1a和Ppo - D1b的检测,分析不同等位变异与PPO活性的相关性及变化趋势.[结果]PPO18在等位基因Ppo-A1a(高PPO)和Ppo - A1b(低PPO)中的分布频率为73.03;和26.97;,PPO16和PPO29在等位基因Ppo-D1a(低PPO)和Ppo - D1b(高PPO)中的分布频率76.63;和23.37;.Ppo -A1a与Ppo -A1b基因型的PPO活性平均值差异达极显著水平(P＜0.01).而Ppo- D1a与Ppo - D1b两者基因型的平均PPO活性差异不显著(P0.05);两个PPO基因的等位基因组合类型分布频率为:Ppo -A1a/Ppo - D1a(54.38;)、Ppo - A1a/Ppo-D1b( 18.65;)、Ppo -A1b/Ppo - D1a(22.25;)和Ppo -A1b/Ppo -D1b(4.72;);同时冬春小麦材料间PPO活性基因分布存在明显差异,总体来看,新疆小麦材料中高PPO活性的等位变异类型所占比例较高.[结论]PPO18、PPO16和PPO29标记可以作为小麦材料PPO活性鉴定有效工具.可直接利用此标记进行标记辅助选择.