黄淮麦区小麦新品种(系)的遗传多样性分析

为了解黄淮麦区新育成小麦品种的遗传多样性,选用33对SSR引物对2011/2012年度国家黄淮冬麦区(南片)区试42个小麦品种(系)的遗传差异情况进行了分析。结果显示,(1)33对引物共检测到128个等位变异,每对引物检测到等位变异数2～6个,平均3.88个;每个SSR位点多态性信息指数(PIC)为0.09～0.77,平均为0.53。(2)小麦新品种3个基因组的平均遗传丰富度不同,由高到低排序为A>B>D,平均遗传多样性指数为B>A>D。(3)品种间遗传相似系数(GS)为0.15～0.88,平均为0.52。聚类分析结果表明,42个品种被聚为2大类,4个亚类,其中大部分品种聚集于前两个亚类。本研究表明,黄淮麦区小麦区试品种(系)中少数品种具有较大遗传差异,可为亲本利用提供参考,但参试品种总体遗传多样性水平较低。     

黄淮南部麦区小麦品种赤霉病抗性的快速改良

小麦赤霉病已发展成为危害黄淮南部麦区小麦生产的主要病害，快速提高黄淮南部麦区小麦品种的赤霉病抗性是解决赤霉病问题的重要途径。本研究采用回交和分子标记辅助选择技术，将抗赤霉病主效基因Fhb1和Fhb7导入黄淮南部麦区3个优异小麦品种中。结果发现，在基本保持原有丰产性和品质特性的基础上，3个小麦品种回交后代群体的赤霉病抗性提高了38.38%~52.87%。通过对主要农艺性状和抗病性选择，从以郑麦1860为受体亲本的回交后代群体中，选育出6个与受体亲本产量水平相当、主要品质特性相似、赤霉病抗性显著提高的小麦新品系。在回交过程中采用人工气候室加代技术加快育种进程，每世代平均需要112 d。本研究的育种方法可用于今后黄淮南部麦区小麦品种的赤霉病抗性快速改良。     

江苏主栽小麦品种遗传多样性的SSR分析

为了从分子水平上明确江苏省小麦品种资源的遗传多样性水平,选用138对微卫星分子标记(SSR)对江苏省近40年来的90份主栽小麦品种的遗传多样性进行研究。结果表明,在90份主栽品种中,138个SSR位点共检测到542个等位变异,平均每个位点有3.93个等位变异,变化范围2~11;多态性信息含量(PIC值)变化范围为0.032 6~0.824 5,平均为0.415 1;基因组的平均等位变异及PIC值均为BAD;对90个品种按照所应用的麦区可分为淮北麦区品种(45个)和淮南麦区品种(45个),淮北麦区品种平均PIC值为0.428 7,淮南麦区品种平均PIC值为0.356 6,淮南麦区品种基因多样性和PIC值显著低于淮北麦区,并且不同时期淮北和淮南麦区品种的遗传多样性也存在不同的变化趋势。     

黄淮麦区小麦抗赤霉病新种质的创制和筛选

为了创制和筛选黄淮麦区小麦抗赤霉病新种质,以济麦22为受体,采用分子标记辅助选择与连续回交相结合的方法,将小麦赤霉病抗源苏麦3号抗病主效QTL导入黄淮麦区小麦品种济麦22;对黄淮麦区育成的564份品种（系）采用单花滴注方法进行连续3年赤霉病抗性鉴定和筛选。结果创制含苏麦3号抗赤霉病主效QTL的材料18份,其中4份农艺性状与济麦22相仿,赤霉病抗性明显提高;通过筛选获得赤霉病抗性水平达中感以上的材料18份,分子标记和 Fhb1基因鉴定结果表明,其中9份材料不含有 Fhb1基因,其抗赤霉病主效基因可能与苏麦3号不同。这些创制和筛选获得的抗赤霉病种质材料将为提高黄淮麦区小麦赤霉病抗性提供有益帮助。     

2006-2014年我国小麦品质在年度和品质区之间的变化

为了解我国小麦在年度间和品质区之间的品质变化,对2006-2014年我国10个品质区637个小麦品种6 339份样品的籽粒品质、面粉品质和面团流变学特性进行测定与分析.结果表明,(1)我国小麦籽粒蛋白质含量较高,平均达13.94％,湿面筋平均含量为30.4％;但蛋白质质量一般,沉淀指数平均值为32.1mL,稳定时间平均值为5.8 min,相对美国硬红冬小麦较低.(2)年度间小麦品质呈规律性偏态分布,平均值在年度间变化无规律;从品质类型看,强筋、弱筋小麦比例在减少,中筋小麦比例在增加.(3)品质区之间小麦质量差异较大,东北、北部和西北春麦区、华北北部强筋麦区、黄淮北部强筋与中筋麦区、黄淮南部中筋麦区蛋白质数量性状高于长江中下游中筋与弱筋麦区、四川盆地中筋与弱筋麦区和云贵高原麦区;蛋白质质量性状表现较为复杂,其中长江中下游中筋与弱筋麦区小麦稳定时间一般,但最大拉伸阻力较高,华北北部强筋麦区、黄淮北部强筋与中筋麦区和黄淮南部中筋麦区小麦稳定时间较高,但最大拉伸阻力一般;各品质区以中筋小麦为主.我国小麦总体质量表现为中等水平.小麦品种类型结构的变化是导致年度间小麦质量以及品质区小麦质量变化的重要原因,北方强筋麦区优质强筋小麦品种和南方弱筋麦区优质弱筋小麦品种减少,反映了强调产量、大力推广高产品种的生产实际情况.     

四川地方小麦品种产量与品质相关性状SSR标记位点的优异等位变异遗传解析

为发掘控制小麦产量及品质相关性状的优异等位变异和携带优异等位变异的基因资源,本研究采用与小麦产量及品质相关性状显著关联的13个SSR标记,利用Breseghello提出的无效等位变异(null allele)方法对64份四川地方小麦品种构成的自然群体的等位变异进行遗传解析。共鉴定出38个控制产量相关性状、18个控制品质相关性状的等位变异。其中,7份四川地方小麦品种携带有较多的等位变异(50个)。优异等位变异分析显示,等位变异产生的表型效应值在方向和大小上均有所不同,在与产量性状关联的5个优异等位变异中,2个具有较大增效效应值(效应值3.00),其余3个则具有较大的减效效应值(效应值3.00);与品质性状关联的12个优异等位变异中,9个具有较大的增效效应值,3个具有较大的减效效应值。SSR标记Xgwm372的4个等位变异与产量和品质相关性状均显著关联。基于上述研究结果,这些与小麦产量与品质相关性状显著关联的SSR等位变异可为小麦育种杂交亲本的选择和分子辅助选择育种提供依据。     

部分美国及我国小麦品种的遗传多样性分析

为了比较美国及我国小麦品种的遗传多样性,选用55对SSR引物对引自美国的67份小麦品种及我国黄淮麦区推广面积较大的17个品种进行了遗传多样性分析。结果表明,67份美国小麦品种共检测到443个等位变异,单个引物位点的等位变异为2～24个,平均每个位点8.10个,各位点多态性信息含量(PIC)变幅为0.11～0.92,平均为0.59;黄淮麦区小麦品种共检测到266个等位变异,单个引物位点的等位变异为2～9个,平均每个位点4.82个,PIC变幅为0.10～0.84,平均为0.55。67个美国小麦品种A、B、D三个基因组的平均等位变异与平均PIC值大小分别为:B(8.60)>D(7.88)>A(7.63)和B(0.62)>A(0.58)>D(0.56);黄淮麦区17个小麦品种三个基因组的平均等位变异与平均PIC值大小分别为:B(5.30)>A(5.10)>D(3.94)和B(0.58)>A(0.57)>D(0.48)。聚类分析结果表明,55对SSR引物能将84份材料区分开来,并分为六大类,15个国内小麦品种被聚为一类,中国春自成一类,其余材料被聚为四类。由此可知,美国小麦品种的遗传多样性较高,与黄淮麦区小麦品种的遗传差异较大。     

小麦光周期基因在我国不同麦区中的组成分布

为明确光周期基因在我国小麦品种中的组成分布特点,利用已有的特异性分子标记对我国977份小麦品种的光周期基因Ppd-A1、Ppd-B1和Ppd-D1进行检测,分析比较不同麦区中光周期基因的组成分布特点。结果表明,在Ppd-A1位点有5份材料无PCR扩增条带(0.5%),其余972份材料都为光周期敏感型Ppd-A1b(99.5%);在Ppd-B1位点仅青春37为光周期不敏感型Ppd-B1a(0.1%),有3份材料无PCR扩增条带(0.3%),其余973份材料为光周期敏感型Ppd-B1b(99.6%);在Ppd-D1位点有789份材料为光周期不敏感型Ppd-D1a(80.8%),其余188份材料为光周期敏感型Ppd-D1b(19.2%)。在东北春麦区、新疆冬春兼播麦区、青藏春冬兼播麦区等高纬度麦区,小麦品种多携带光周期敏感型基因Ppd D1b;在北部冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区,不敏感型Ppd-D1a基因分布频率较高;Ppd-D1a基因分布频率总体呈现以黄淮冬麦区为最高,向其他方向麦区呈现下降的趋势。在Ppd-A1位点和Ppd-B1位点发现的无PCR扩增条带的新等位变异,丰富了小麦育种种质资源的多样性,为选育适应不同环境条件的品种奠定了材料基础,是进一步研究的重要材料。     

黄淮麦区部分小麦品种(系)重要产量性状全基因组关联分析

为挖掘与小麦产量性状的相关等位变异及给分子标记辅助育种提供参考,选取SSR与SNP标记对52个黄淮麦区品种(系)材料进行全基因组扫描,对株高、穗长、单株穗数、可育小穗数、穗粒数、千粒重等6个重要产量性状进行标记,并进行遗传多样性、群体遗传结构与全基因组关联定位等分析。结果表明,供试群体可被划分为4个亚群,5种环境间所测产量性状差异均达到0.05显著水平,且穗长和单株穂数的变异系数最大。利用Powermarker进行标记遗传多样性分析,共检测到899个等位变异,平均等位变异丰富度为3.625,遗传多样性指数平均值为0.586,多态性信息含量(PIC)平均值为0.510。利用Tassel的MLM(Q+K)模型关联得到与产量显著关联的分子标记共13个(6个SSRs和7个SNPs),这些与产量相关性状的优异等位变异可为发掘和利用小麦育种优良基因提供依据,并为今后的遗传育种工作提供参考。     

我国黄淮冬麦区小麦品种与美国冬小麦品种的遗传多样性比较

为给高效运用美国小麦品种资源提供参考依据,采用68对SSR引物对引自美国的44份冬小麦品种和我国黄淮麦区的44份冬小麦品种进行了遗传多样性的比较分析。结果显示,在美国品种中共检出522个等位位点,平均每对引物检测到7.676个等位变异;各位点多态性信息含量(PIC)变幅为0.150~0.937,平均为0.625;品种间的平均遗传距离为0.33。在我国黄淮麦区小麦品种中共检测出313个等位位点,平均每对引物检测出4.603个等位变异;各位点PIC值变幅为0.094~0.877,平均为0.564;品种间的平均遗传距离为0.21。表明美国冬小麦品种的遗传多样性大于我国黄淮地区冬小麦品种。美国小麦品种A、B、D基因组的平均PIC值的大小顺序为B(0.683)D(0.678)A(0.541),黄淮麦区小麦A、B、D基因组的平均PIC值的大小顺序也为B(0.630)D(0.546)A(0.525),美国品种与黄淮麦区品种B基因组的遗传多样性均显著高于A基因组和D基因组。聚类分析发现,在相似系数0.72处可将88个小麦品种聚为8类,且70%以上品种的聚类结果与地域来源吻合,表明SSR分析结果能很好地将国外品种与国内品种区分开来。     

新疆小麦品种及部分引进小麦品种资源的HMW-GS组成与分布

为了给新疆小麦品质育种中种质资源的合理利用提供依据,利用SDS-PAGE电泳技术,对66份新疆小麦品种、69份国内引进小麦品种及67份国外引进小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成情况进行了分析和比较。结果表明,不同来源的小麦品种间HMW-GS变异及亚基组成类型存在较大差异,在新疆材料中,Glu-1位点共检测到11种亚基和10种亚基组合类型;国内引进材料中,Glu-1位点共检测到14种亚基和17种亚基组合类型;国外材料中,Glu-1位点共检测到18种亚基和29种亚基组合类型。但新疆材料中具有优质亚基5 10和14 15的品种(分别占28.5%和1.5%)明显少于国内外材料。这些结果说明新疆材料的遗传亲本基因比较匮乏,而国外材料的亚基变异及亚基组成种类非常丰富,因此新疆在今后的育种中要重视利用具有优质遗传背景的材料,以提高新疆小麦品种优质HMW-GS的分布频率。     

北方冬麦区小麦品种产量相关性状和幼穗分化特点研究

为了解北方冬麦区小麦产量相关性状和幼穗分化特点,对该麦区10个代表性小麦品种的产量相关性状和幼穗分化进程进行了研究。结果表明,8个产量相关性状在10个品种间存在不同程度的差异;产量与穗数、穗粒数和千粒重间相关系数分别为0.28、0.45和0.08。不同生态区小麦品种间产量潜力差异较小,高产品种（> 9 000 kg·hm^-2）的成穗数均为中等偏多型。品种间幼穗分化进程有明显差异,北部冬麦区和黄淮冬麦区北片品种一般表现为前期发育慢,后期发育快,个别品种的各个时期发育均慢;黄淮冬麦区南片多数品种则表现为各个时期发育都较快,个别品种前期快,中期慢,后期快。对春化和光周期基因不同等位变异检测发现,除了Vrn-D1,10个供试品种在其他已知春化基因和光周期基因座Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-B3和Ppd-D1上含有相同的等位变异。     

一粒小麦种质遗传多样性分析

为了从野生一粒小麦中发掘有用基因,随机选取33个普通小麦EST-SSR标记和定位于小麦A基因组的41个普通小麦基因组DNA-SSR标记,对35份一粒小麦、3份四倍体小麦和1份普通小麦进行了遗传多样性分析。结果表明,在扩增这些标记位点的引物中有45对在一粒小麦上有扩增产物,其中33对检测出位点多态性,而且基因组DNA-SSR标记的多态检测率明显高于EST-SSR标记多态检测率。这些多态位点包括211个等位位点,平均每个位点有6.03个等位变异。利用PHYLIP分析软件按UPGMA方法对这些一粒小麦种质进行了聚类分析,以遗传距离0.5为界,可以将其分为7种类型。这种聚类关系与对应种质的白粉病抗性呈现出一定的相关性,因此根据聚类结果可以在一定程度上推测相关种质所携带的抗白粉病基因的起源和变异。对一粒小麦与野生二粒小麦种质的遗传距离的分析结果表明,不同来源的二粒小麦的A基因组可能有不同的起源。     

山西小麦品种籽粒硬度与主要品质性状研究

为明确山西省近十年育成小麦新品种的籽粒硬度和品质状况,利用单籽粒谷物特性测定仪(SKCS)、DA7200多功能近红外分析仪,对来自山西省近十年审定的56个小麦新品种的籽粒硬度、蛋白质含量、出粉率等指标进行了检测和分析。结果发现,山西省近十年审定的小麦品种中,硬质麦比例较高,为78%,混合型麦和软质麦比例较低,分别为12%和8%;硬度指数范围较宽,为16.33～78.93。经相关分析,小麦籽粒硬度指数与被测品质性状均呈正相关关系,其中,与出粉率、吸水率、最大拉伸阻力均呈极显著正相关(P0.01)。硬质麦的蛋白质含量、湿面筋含量、出粉率、沉降值等品质参数均显著高于混合型麦和软质麦。混合型麦的蛋白质含量、湿面筋含量、出粉率、沉降值等品质参数略高于软质麦。     

小麦赤霉病的抗性遗传分析

为给小麦抗赤霉病遗传改良提供参考,利用苏麦3号及5个当地推广小麦品种为亲本,按Griffing双列杂交法Ⅱ配制15个杂交组合,以赤霉病病小穗率为抗性指标,研究了小麦赤霉病抗性的遗传。结果表明,在6个小麦品种中,苏麦3号和扬麦9号赤霉病抗性的一般配合力最好,能极显著地提高杂种后代的赤霉病抗性。小麦赤霉病抗性的遗传符合加性显性模型,同时受加性和显性效应的作用,且加性效应更重要,显性程度为部分显性。控制赤霉病遗传的增效等位基因为显性,增减效等位基因频率在亲本中的分配存在显著差异。苏麦3号具有最多的控制赤霉病抗性遗传的显性基因,而宁麦8号则具有控制赤霉病抗性遗传最多的隐性基因。小麦赤霉病抗性可能受2~3对主效基因的控制,狭义遗传力较高,早代选择有效。论文最后还就小麦抗赤霉病育种进行了探讨。     

杂种小麦与常规小麦产量性状改良的比较分析

从1991－2000年，把每年参加产量鉴定的杂种小麦和常规小麦新品种的试验结果进行比较分析，结果表明：杂种小麦产量的平均超标优势为8．4％，变幅为3．0％－14．0％，年平均递增率为2．4％，而常规小麦的平均超标率为3．0％，变幅为1．1％－5．1％，年平均递增率仅为0．75％，就产量构成因素来看，杂种小麦的千粒重在不同年份均比常规品种的高，粒重优势显著，杂种小麦的穗粒数高于常规小麦，差异达显著水平，在群体条件下，杂种小麦的有效穗与常规小麦的变化基本一致；杂种小麦的株高改良已达到半矮秆水平，抗倒伏能力大大加强。     

新疆小麦品种春化和光周期主要基因的组成分析

为了明确新疆冬春麦区小麦春化和光周期基因的分布特点,利用STS标记对185份品种(系)的重要春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3和光周期基因Ppd-D1位点的等位变异组成进行了检测和分析。结果表明,在新疆小麦品种中,春化和光周期基因位点显性等位变异分布频率不同。含有春化显性等位变异Vrn-A1的品种47个,占供试品种(系)的25.4%;Vrn-B1为43个,占23.3%;Vrn-D1为38个,占20.5%;Vrn-B3位点不存在显性等位变异。春化显性等位变异Vrn-A1、Vrn-B1和Vrn-D1在冬、春性小麦内的分布比例也不同。在春性小麦品种(系)中,显性等位变异Vrn-A1出现的频率较高(55.3%);其次为Vrn-B1,占50.6%;Vrn-D1占44.7%。在冬性小麦中,仅有显性等位变异Vrn-B1出现,占2.0%。在光周期基因Ppd-D1位点,80.0%的品种(系)携带光不敏感显性等位变异Ppd-D1a;其中在春性和冬性小麦品种(系)中,Ppd-D1a出现的频率分别为83.5%和77.0%。新疆小麦品种(系)中,存在11种春化和光周期基因显性等位变异组合。     

CIMMYT小麦选种圃种质在甘肃春麦区的表现及利用价值评价

国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的小麦种质具有优质、多抗、适应性广等特点。为了解CIMMYT不同选种圃材料在甘肃春麦区的表现,2013-2014年对来自CIMMYT的1 023份不同小麦选种圃种质进行了两点次(兰州和武威黄羊)农艺性状综合评价。结果表明,高降雨量圃材料籽粒小,红粒,植株较对照宁春4号高10cm左右,生育期100d以上,易倒伏,千粒重低,穗粒数少,丰产性差,不适宜在试验区直接种植,可用作品种改良的中间材料;半干旱圃材料白粒,抗条锈,平均株高70cm,生育期90d左右,适宜于生育期内灌一次水或播种前仅灌冬水的生态区域种植;灌溉圃面包材料变异类型多,白粒,长芒,抗条锈性好,总体上植株偏高(两试点较宁春4号高5~10cm),产量较宁春4号偏低或持平。结合各类种质的农艺性状及丰产性,初步筛选出92份表现较好的材料。