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。     

小麦重组自交系群体9个重要农艺性状的遗传分析

为了初步判断小麦重要性状的遗传组成,并筛选适于QTL定位的性状,以小偃81和西农1376及其构建的重组自交系群体(RILs)F7代为材料,采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型研究了株高、叶面积、穗下茎长、穗下节长、穗下节间直径、穗长、小穗数、穗粒数和抽穗期等9个重要农艺性状的遗传特点.结果表明,穗下节长性状符合多基因遗传,无主基因存在;株高、小穗数、穗粒数、叶面积、穗长和抽穗期6个性状符合2对主基因+多基因遗传;穗下节间直径性状符合3对主基因遗传,无多基因存在;穗下茎长性状则符合3对主基因+多基因遗传.株高、穗长、抽穗期和穗下节间直径等4个性状的主基因遗传率分别为82.32％、75.75％、81.98％和91.04％,可能含有较大的主效QTL.     

圆锥小麦地方品种的农艺性状分析

为进一步拓宽小麦育种基因资源,对94份圆锥小麦地方品种的农艺性状进行了分析.结果表明,供试材料总体植株偏高,分蘖力强,成穗率适中,小穗密度中等,小穗数和穗粒数较多,千粒重较低,生育期较长.在株高、分蘖数、有效穗数、穗长、小穗数和穗粒数等性状上供试材料间存在极显著差异.相关分析表明,植株高度与多小穗关系密切,而千粒重更多受生育期的影响.不同地区来源的材料间农艺性状出现较大差异.主成分分析发现,6个主成分可提供91.02%的信息量,其中以小穗因子的贡献率最高(31.75%).本研究认为,多小穗数和多穗粒数是圆锥小麦地方品种最突出的优良性状,可做为小麦育种的重要基因资源.     

EMS诱变的小麦基部小穗不孕突变体的鉴定与小穗形态发育

为了解小麦基部小穗不孕突变体的农艺性状和小穗形态发育特点,对EMS诱变小麦品系山农1186所得的基部小穗不孕突变体进行了农艺性状鉴定和小穗发育过程观察.结果表明,10个突变株系基部有2～4个不孕小穗,而山农1186基部小穗正常结实;与受体山农1186相比,10个突变株系的穗长、小穗数没有变化,但穗粒数显著降低,降低幅度为20.63%～44.44%;突变株系的株高、穗下节、倒二节、倒四节、倒五节间长度显著增加,平均增长27.28%、20.55%、22.58%、51.10%和93.55%,倒三节间长度增加不显著,表明株高的增加是由多个节间伸长造成的;大多数株系的旗叶、倒二叶、倒三叶长度增加不显著,但宽度显著变窄,分别比对照平均减少16.93%、18.15%和14.36%,叶长、叶宽的变异并未引起叶面积的明显变化.对小穗发育的形态学观察发现,突变体基部小穗在四分体时期开始退化,雌蕊、雄蕊、子房萎焉失水,变成模糊的一团组织,进而导致基部小穗不孕.     

小麦农艺性状的主基因+多基因遗传分析

为明确小麦重要农艺性状的遗传组成,并筛选适于QTL的性状,以西农817和中国春为亲本,构建F2、F3群体,采用P1、P2、F1、F2、F3五世代联合分析方法,研究了株高、有效分蘖、小穗数、穗粒数、穗长、穗下节间距、小穗着生密度等产量相关性状的遗传模型.结果表明,7个性状不仅受基因的控制,同时也受到不同程度的环境影响.其中,穗长、穗粒数符合多基因遗传模型,无主基因存在;株高、小穗数、小穗着生密度符合一对加显性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型;穗下节间距符合一对完全显性主基因+加性-显性多基因模型;有效分蘖符合一对负向完全显性主基因+加性-显性多基因模型.     

波兰小麦主要农艺性状分析

为发掘可供普通小麦育种利用的优异基因资源,考察了来自21个国家的58份波兰小麦的主要农艺性状,结果表明,波兰小麦农艺性状存在丰富的遗传变异,具有植株高大、分蘖力强、小穗数多和千粒重偏低等特点.穗粒数与穗粒重、株高与千粒重、穗长及小穗数与穗密度的简单相关和偏相关均极显著,而穗长与小穗数、穗粒数与千粒重仅偏相关极显著.主成分分析将波兰小麦8个主要农艺性状简化为5个主成分,其累积贡献率为94.28%,以穗型因子的贡献率最高,达到35.12 %.供试材料在遗传距离0.67水平上可聚为四个大类,可区分为矮秆长穗少粒型、密穗多粒小粒型、粒多粒重型和高秆少穗少粒型等四种类型,同时注意到聚类结果与其地理来源并不完全一致.     

滴灌模式下矮秆基因对小麦部分农艺性状的效应

为探明滴灌模式下矮秆基因对小麦农艺性状的影响,对不同麦区的271份小麦品种(系)所含的矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8进行检测,并对其在滴灌栽培模式下的株高、穗长、小穗数、穗粒数和单株产量进行分析。结果表明,参试的271份小麦品种(系)中有177份含矮秆基因Rht-D1b,占65.31%;110份含Rht-B1b,占40.59%;58份含有Rht8,占21.40%;27份材料不含有所检测的3个矮秆基因。34.68%的品种(系)含有2个或3个矮秆基因。根据所含矮秆基因的类型可将271份材料分为8类。3个矮秆基因都能显著降低滴灌栽培模式下小麦的株高,其中Rht-B1b还显著降低了穗长、小穗数和单株产量,对穗粒数的影响不显著;Rht8对穗长、小穗数、穗粒数和单株产量均产生了负效应,但影响不显著;Rht-D1b对株高的影响最大,并对穗长、穗粒数和单株产量具有正效应,在育种中应加强利用。     

普通小麦品种陕农33矮秆突变体的矮化效应分析

为了解普通小麦品种陕农33矮秆突变体的矮化原因,通过农艺性状调查、茎秆细胞学观察、苗期赤霉素（GA）反应试验、内源激素含量测定和矮秆基因检测,分析了陕农33的13个矮秆突变体植株生长发育、茎秆解剖特征及对GA的敏感性。结果表明,与野生型陕农33相比,矮秆突变体的株高都显著下降,株高的下降与节间数无关,主要是由于节间长度的缩短,其中穗下节和第四节间的降秆效应较大。经进一步细胞学观察,突变体变矮是由茎秆细胞长度减少和细胞变小共同引起的,其中细胞长度减少是主因。从苗期植株对GA₃的反应看,13个矮秆突变体属于赤霉素不敏感型或弱敏感型,说明赤霉素转导途径存在问题,即矮秆突变位点可能在赤霉素转导途径上。从内源激素测定结果看,13个矮秆材料中只有1个材料的茎秆GA₃含量较陕农33略降,其余均增加,而CTK含量均减少,10个材料的IAA含量增加,说明这些材料的株高下降与赤霉素等内源激素代谢变化密切相关。通过矮秆基因检测,13个矮秆突变体和陕农33均含有目前应用范围较广的 Rht-D1b基因,只有两个矮化材料含有 Rht-B1b,因而推测矮秆突变体可能还含有其他致矮相关的基因。     

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。     

大穗小麦穗部性状的遗传分析

为给大穗小麦材料在杂交育种中的利用提供参考,以小麦大穗品系9110192和多穗品系密穗矮秆为亲本,采用P1、P2、F1、F2四世代联合分析方法,研究了杂交后代穗长、小穗数、小穗密度、穗粒数、穗粒重的遗传模型。结果表明,穗长、小穗密度、穗粒数、穗粒重均受两对加性-显性-上位性主基因与多基因共同控制;小穗数为多基因遗传,无主基因存在,各性状均不同程度受环境影响。穗长、小穗密度、穗粒数、穗粒重主基因遗传率分别为92.14%、88.69%、62.71%、59.67%,多基因遗传率分别为2.58%、3.19%、11.87%、13.1%。穗长与小穗密度受环境影响较小,早代选择可靠性较高,穗粒数、穗粒重受环境影响较大,应在稍晚世代选择。     

宁麦9号×镇麦168小麦F2群体产量相关性状的遗传模型分析

为给小麦遗传育种中产量性状改良提供参考,利用相关性分析和植物数量性状主效基因与微效多基因混合遗传模型对(宁麦9号×镇麦168)F₂代162个单株的有效穗数、株高、穗长、总小穗数、穗粒数以及单株粒重进行了联合分离分析。结果表明,该群体农艺性状均属于受多基因控制的数量性状,其中有效穗数和单株粒重仅受微效多基因调控,株高和总小穗数符合“两对加性-显性-上位性主基因”+“加性-显性多基因”混合遗传,而穗长和穗粒数则符合“两对加性主基因”+“加性-显性多基因”混合遗传。株高、穗长和总小穗数3个性状的主基因遗传力分别为64.98%、51.22%和47.12%,可能存在效应较大的QTL。     

20个安农糯小麦品系的主要农艺性状和品质分析

为给糯小麦品种选育及其品质改良提供参考依据,以扬麦158为对照,测定了20个糯小麦品系的主要农艺性状、蛋白质等籽粒品质性状和淀粉糊化特性。结果表明,19个近几年育成的糯小麦品系的株高等主要农艺性状均较早期育成的品系安农糯1有所改良,ANW1032、ANW10600、ANW10601、ANW10606、ANW610、ANW10612等6个品系的农艺性状和产量已达到对照品种水平。供试糯小麦品系的直链淀粉含量为0.14%～6.95%,蛋白质含量、总淀粉含量和湿面筋含量相对较高,沉降值较低,硬度上均表现为软质小麦。糯小麦品系的峰值时间比对照品种低2.3min以上;20个糯小麦品系中,有5个品系的高峰黏度显著高于对照品种;所有供试糯小麦品系的最后黏度和反弹值均显著低于对照品种;除安农糯1外的19个糯性系的低谷黏度均显著低于对照品种;糯小麦品系具有高稀懈值;糊化温度在糯性系间及其与对照品种间变化不大。综合分析表明,ANW1032、ANW10600、ANW10601、ANW10606、ANW610、ANW10612等6个品系的农艺性状和品质性状表现较好。     

糯玉米主要性状的遗传规律研究

本文利用选自不同来源的5个糯玉米自交系,用Griffing方法(4)完全双列杂交.研究其株高、茎粗、穗位高、穗长、穗粒重、穗行数、小区产量等15个农艺性状的一般配合力(GCA)、特殊配合力(SCA)和遗传参数.结果表明:除穗长、穗行数的SCA外,其余各性状的GCA和SCA均达显著或极显著水平;穗长、穗行数主要受加性基因控制,其余13个性状同时存在加性基因效应和非加性基因效应,且以加性基因效应为主;在糯玉米的育种中,GCA高的自交系不一定能组配出SCA高的杂交组合,但高SCA的杂交组合中一定有GCA高的亲本.本试验材料中,GCA高的自交系为N9603、N9605、N9606,SCA高的杂交组合为N9605×N9604、N9608×N9606、N9608×N9603。     

晋麦47背景回交导入系的遗传选择与性状分析

为深入研究小麦抗旱相关性状的遗传基础,以旱地品种晋麦47为轮回亲本、水地品种鲁麦14为供体亲本构建的导入系(ILs)为材料,在雨养和灌溉两种条件下考察穗下节和穗部农艺性状,利用56对在双亲间表现多态性的SSR标记引物对BC3F4导入系群体的150个株系进行遗传选择,分析筛选后的148个导入系遗传背景及性状相关性.结果表明,ILs群体中有两个株系分别在2个、13个标记住点的基因型不同于双亲,ILs群体的晋麦47基因型回复率达94.38%.在两种水分条件下ILs群体多数性状表现超双亲.性状变异系数在2.34%～127.11%之间,性状均值偏向轮回亲本晋麦47;ILs群体灌溉条件下的每穗总小穗数(TNS)极显著大于雨养条件下的,与鲁麦14相似.除穗顶部不育小穗敷(SST)外,其余性状在两种水分条件下均呈极显著正相关(r=0.221～0.555).ILs群体穗下节长(FIL)和旗叶叶枕至德基部长(LPSB)的遗传力均较高,大于0.5975;穗顶部不育小穗数(SST)、穗基部不育小穗数(SSB)的遗传力均较低,小于0.4638,说明小穗结实卒易受环境水分条件影响.     

小麦DH群体数量性状的遗传分析

为了研究小麦数量性状的遗传规律,利用郑州8761×川育35050杂交组合的F1花药培养获得的DH群体对小麦株高、穗下节长、穗长等性状进行了遗传分析.结果表明,株高、穗下节长、穗长、单株穗数、结实小穗数、不育小穗数、总小穗数、穗粒数这8个性状的遗传力分别为92%、83%、79%、30%、48%、48%、53%和47%;控制各性状的最少基因对数分别约为5、6、10、12、11、11、11和9对.各性状的偏度系数和峰度系数的估算结果表明,控制株高、穗下节长、穗长、结实小穗数、总小穗数和穗粒数的基因间无互作,控制单株穗数和不育小穗数的基因间存在互补作用.     

小麦显性矮源对主要农艺性状的影响

利用 5个普通小麦品种与 5个不同显性矮源回交 6代以上 ,产生的 5套近等基因系 ,研究显性矮源对株高、穗长、小穗数、穗下节间长、旗叶长和生物产量等主要农艺性状的影响。结果表明 ,显性矮源的近等基因系对回交父本的主要农艺性状有显著影响 ,回交父本的遗传背景对显性矮源近等基因系有一定的修饰作用。所有显性矮源近等基因系都极显著降低回交父本的株高、穗下节间长和生物产量。西农 0 2和矮苏 3矮源近等基因系对回交父本的穗长没有影响 ;奥尔森矮源近等基因系对回交父本的小穗数没有影响 ,对旗叶长影响比较小 ;矮变 1号矮源近等基因系对回交父本的所有主要农艺性状有极显著降低作用。携带 Rht10突变基因的西农 0 2和矮变 1号矮源近等基因系的主要农艺性状之间存在明显差异 ,表明西农 0 2矮源不同于矮变 1号矮源。此外 ,本文对如何降低显性矮源的负效应也进行了探讨     

冬小麦品质与产量性状的遗传分析

为了选育高产优质小麦新品种,选用黄淮南片大面积推广的5个高产小麦品种与5个优质小麦品种,采用5×5不完全双列杂交方法配制25个杂交组合,对冬小麦主要农艺性状和品质性状的配合力和遗传力进行了分析。结果表明,株高、主茎穗长、单穗粒数、单株产量的遗传均受加性和非加性基因共同控制,单株穗数主要由非加性基因控制,沉淀值主要由加性基因控制。株高、主茎穗长、单株产量和沉淀值的广义和狭义遗传力均较高,宜在早代选择。内乡188、豫展1号、豫麦34多数性状的一般配合力都较高,是理想的亲本材料,应在今后育种中重点利用。     

多小穗小麦综合性状轮回选择改良研究

为进一步改良多小穗小麦的综合性状,利用太谷核不育材料(含显性Ms2基因),导入多小穗基因和中矮秆Rht10基因进行轮回选择育种.结果表明,轮回选择使多小穗基因与Ms2基因和Rht10基因相结合,使群体主茎小穗数达到24～27个,植株高度从100 cm降至65～70 cm,抽穗期和成熟期提前;选择出具有30个小穗的中矮秆多小穗基因型株系;获得了Ms2基因、Rht10基因、多小穗基因和早熟基因有机地结合为一体的多小穗小麦综合改良群体.     

籼稻矮秆等基因系分析

 以11个籼稻矮秆品种（系）高秆籼稻棉花条和南京6号为轮回亲本，连续回交5代，育成两套籼稻矮秆等基因系。比较分析了有关株高、叶片配置和产量等22种性状的变异。结果表明：株高、地上部节间长、穗长、上部3叶片的长宽、剑叶和倒二叶的夹角等14个性状明显受矮秆基因多效性的影响。sd-1和非等位基因间存在差别。等基因系与原品种（系）之间，株高和地上部节间长多数性状有显著差别。讨论了非基因多效性引起的变异的遗传原因。     

64份小麦种质的赤霉素响应评价及矮秆基因分子鉴定

为深入了解小麦矮秆种质资源的性状表现和遗传组成，研究了64份小麦品种（系）的株高和节间长度对外施赤霉素的响应，并利用分子标记对矮秆基因组成等进行了鉴定。结果表明，不同材料的株高、节间数量和节间长度对赤霉素响应存在差异。节间长对赤霉素的响应集中在倒二节、倒三节和倒四节。供试材料可以通过增加穗长和穗颈长弥补节间数量减少对株高的影响。赤霉素浓度对供试材料株高构成指数影响较小。通过对不同材料株高构成指数分析发现，SH-04和川麦86两份材料具有良好的株高构成比例。分子标记鉴定表明，供试材料中Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8的分布频率为31.25%、10.94%和65.63%。矮秆基因的降秆效应表现为Rht-B1b>Rht8、Rht9和Rht13。本研究得出Rht9+Rht13的株高构成指数为0.613，最接近于0.618，含有该基因组合的材料可以在株型育种中加以利用。