相同HMW-GS组合小麦品种主要品质指标分析

为研究具有相同HMW-GS组合小麦品种的品质差异情况,本研究利用山东农业大学品质育种实验室保存的种质资源和黄淮冬麦区新育成的小麦品种(系)230份,用SDS-PAGE电泳分析材料的亚基类型并筛选鉴定具有相同HMW-GS组合的小麦品种。结果表明:①在Glu-A1位点具有3种亚基类型(N、1、2*);Glu-B1位点具有5种亚基类型(6+8、7+8、7+9、14+15、17+18);Glu-D1位点具有2种亚基类型(2+12、5+10)。并筛选鉴定出具有相同HMW-GS(1、7+9、2+12)组合的小麦品种(系)12份。②对具有相同HMW-GS的小麦品种(系)进行了主要品质指标测定,其粗蛋白含量、湿面筋含量和吸水率变异较小,变异系数分别为4.5%、7.5%和4.4%;沉淀值、形成时间、稳定时间变异均较大,其中稳定时间变异最大,平均为3.7 min,变幅为1.6~15.1 min,变异系数为99.8%,由此表明,相同HMW-GS组合小麦品种(系)间主要品质指标存在较大差异,这为进一步研究HMW-GS对小麦品质的影响和小麦品质育种提供了参考。     

小麦产量性状与粒重性状的遗传分析

以小麦6044×01-35杂交后获得的重组自交系群体为试材,对其产量性状与粒重性状予以遗传分析。结果表明,重组自交系群体产量性状均呈正态分布,有不同程度的变异;单穗粒重与穗长和千粒重呈极显著正相关,与单株穗数、行总粒重呈极显著负相关,与株高呈显著负相关;广义遗传力较高的为株高、穗下节间长、穗长、单株粒重和单穗粒重;由主成分分析可知,对穗粒重贡献最大的是单株粒重、穗下节间长、穗长、单株穗数;通过逐步回归分析和通径分析,单株粒重对单穗粒重有促进作用,直接通径系数最大,单株穗数对单穗粒重的负效应最高。     

小麦冬前最大分蘖期根数的QTL定位

为了研究小麦冬前最大分蘖期根数的分子遗传基础,以小麦加倍单倍体(DH)群体(花培3号×豫麦57)的168个株系为材料,测定3个不同生长环境下DH群体的初生根数、次生根数和总根数,利用已经构建的DH群体遗传连锁图谱,采用基于混合线性模型的复合区间作图法对冬前最大分蘖期根数进行了QTL定位分析。结果表明,共检测到控制初生根数、次生根数、总根数3个性状的7个加性效应QTL和7对上位性互作QTL,分布在1B、2B、2D、3B、4A、4D、5D、6B、6D、7D染色体上,单个QTL可以解释4.67%～16.56%的遗传变异;在1B染色体上的Xwmc406—Xbarc156区间,检测到控制次生根数、总根数的QTL,表现出一因多效或紧密连锁效应,2个主效QTL qSrn1B和qRtn1B分别解释次生根数和总根数表型变异的16.56%和12.80%,可用于小麦根系性状的分子标记辅助选择。     

不同类型超级小麦品种小花分化及产量构成因素的相关性分析

以山东省超级小麦项目组近几年育成的8个不同类型的超级小麦新品种(系)为材料,进行了小花分化历程的观察比较和在不同地力下产量及产量结构三要素的相关分析。结果表明:从小花原基初始分化到四分体形成期所经历的天数为31～37天,大穗型品种历时较长。小花分化的开始时间主要与品种抽穗期早晚有关,与品种类型关系不大。超级小麦的产量水平随土壤肥力提高而增加,在高肥地力下,中间型和大穗型品种增产潜力较大;在中肥和低肥地力下,多穗型品种产量较高。中间型品种的单位面积穗数、穗粒数和千粒重与产量的相关性最好,是超级小麦育种和高产栽培中最值得注意的类型。     

国审小麦新品种‘山农116’遗传背景及其高产优质稳定性分析

为了使新审定的高产稳产强筋小麦品种‘山农116’尽快大面积应用于生产,从其杂交亲本遗传背景和在国家、山东省区域试验中高产稳产性表现,多年份品质测试结果的强筋稳定性表现等方面进行了深入分析。结果表明,‘山农116’国家区域试验和山东省区域试验均比对照增产达极显著水平,国家试验比高产对照品种‘周麦18’增产4.0%,山东省试验比对照‘济南17’增产3.8%;2018—2021连续4年在全国小麦质量鉴评中,‘山农116’的品质测试指标均达GB/T17892标准强筋或中强筋小麦。‘山农116’株高76.9 cm,株型紧凑,穗层整齐,熟相好,聚合了母本的强筋、抗病、早熟和父本的高产、节水、抗倒伏等优异特点,适宜黄淮麦区大面积推广和市场订单种植利用。     

利用高密度SNP 遗传图谱定位小麦穗部性状基因

小麦穗部性状之间相关性密切, 其中穗粒数和千粒重是重要的产量构成要素, 挖掘与穗部性状相关联的基因位点对分子标记辅助育种及解释基因效应具有重要意义。本研究以RIL群体(山农01-35×藁城9411) 173个F_8:9株系为材料, 利用90 k小麦SNP基因芯片、DArT芯片技术及传统的分子标记技术构建的高密度遗传图谱, 在5个环境下进行穗部相关性状QTL定位。检测到位于1B、4B、5B、6A染色体上7个控制千粒重的加性QTL, 解释表型变异率6.00%~36.30%, 加性效应均来自大粒母本山农01-35; 检测到8个控制穗长的加性QTL, 解释表型变异率14.34%~25.44%; 3个控制穗粒数的加性QTL; 5个控制可育小穗数的加性QTL; 3个控制不育小穗数的加性QTL, 贡献率为8.70%~37.70%; 4个控制总小穗数的加性QTL; 6个控制小穗密度的加性QTL。通过基因型与环境互作分析, 检测到32个加性QTL, 解释表型变异率0.05%~1.05%。在4B染色体区段EX_C101685–RAC875_C27536检测到控制粒重、穗长、穗粒数、可育小穗数、不育小穗数、总小穗数的一因多效QTL,其贡献率为5.40%~37.70%, 该位点在多个环境中被检测到, 是稳定主效QTL。在6A染色体wPt-0959-TaGw2-CAPS区间上检测到控制粒重、总小穗数的QTL。研究结果为穗部性状的分子标记开发、基因精细定位和功能基因克隆奠定了基础。     

利用基因芯片技术进行小麦遗传图谱构建及粒重QTL分析

【目的】小麦遗传图谱是进行小麦染色体分析和研究表型变异的遗传基础。通过利用传统分子标记和现代基因芯片技术相结合,构建高密度遗传图谱,重点开展主要产量主要构成要素--粒重的初级基因定位,确定影响粒重的主效QTL位点,为开发粒重CAPS分子标记及在分子标记辅助育种提供依据和指导,并为利用小麦粒重次级群体进行精细定位和基因挖掘奠定基础。【方法】利用90 K小麦SNP基因芯片、DArt芯片技术及传统的分子标记技术,以包含173个家系的RIL群体（F_9：10重组自交系）为材料,构建高密度遗传图谱,并利用QTL network2.0进行了3年共4环境粒重QTL分析。【结果】构建了覆盖小麦21条染色体的高密度遗传图谱,该图谱共含有6 244个多态性标记,其中SNP标记6 001个、DArT标记216个、SSR标记27个,覆盖染色体总长度4 875.29 cM,标记间平均距离0.78 cM。A、B、D染色体组分别有2 390、3 386和468个标记,分别占总标记数的38.3%、54.3%和7.5%;3个染色体组标记间平均距离分别为0.80、0.75和0.80 cM。用该分子遗传图谱对4个环境下粒重进行QTL分析,检测到位于1B、4B、5B、6A染色体上9个加性QTL,效应值大于10%的QTL位点有QGW4B-17、QGW4B-5、QGW4B-2、QGW6A-344、QGW6A-137;其中QGW4B-17在多个环境下检测到,其贡献率为16%-33.3%,可增加粒重效应值2.30-2.97g,该位点是稳定表达的主效QTL。9个QTL的加性效应均来自大粒母本山农01-35,单个QTL位点加性效应可增加千粒重1.09-2.97 g。【结论】构建的覆盖小麦21条染色体的分子遗传图谱共含有6 241个多态性标记,标记间平均距离为0.77 cM。利用该图谱检测到位于1B、4B、5B、6A染色体上9个控制粒重的加性QTL,其中QGW4B-17是稳定表达的主效QTL位点,贡献率为16.5%-33%,可增加粒重效应值2.30-2.97 g。     

小麦RIL群体SSR分子标记偏分离的遗传分析

为了研究小麦SSR分子标记偏分离的遗传特性,以普通小麦6044和0135杂交得到的F8重组自交系（RIL）群体为材料,利用具有多态性的76对SSR引物进行群体间分析。结果表明,有15个分子标记表现偏分离（P<0.05）,占总标记数的19.74%。这些偏分离标记中有7个标记偏向父本6044,占总偏分离标记位点数的46.67%;8个标记偏向母本0135,占总偏分离标记位点数的53.33%。这些标记在图谱上有两种分布形式,分别为成簇分布和孤立分布。在7条不同的染色体上均发现偏分离标记,其中在3条染色体上发现3个热点区域。     

小麦籽粒产量及穗部相关性状的QTL定位

由小麦品种花培3号和豫麦57杂交获得DH群体168个株系,种植于3个环境中,利用305个SSR标记对籽粒产量和穗部相关性状(穗长、穗粒数、总小穗数、可育小穗数、小穗着生密度、千粒重和粒径)进行了QTL定位。利用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0软件,共检测到27个加性效应和13对上位效应位点,其中 8个加性效应位点具有环境互作效应。相关性高的性状间有一些共同的QTL位点,表现出一因多效或紧密连锁效应。5D染色体区段Xwmc215–Xgdm63,检测到控制籽粒产量、穗粒数、总小穗数、可育小穗数和小穗着生密度5个性状的QTL位点,各位点的遗传贡献率较大且遗传效应方向相同,增效等位基因均来源于豫麦57,适用于分子标记辅助育种和聚合育种。控制千粒重与穗粒数的QTL位于染色体不同区段,有利于实现穗粒数与粒重的遗传重组。