近十年基于重要小麦亲本周麦22的遗传改良

为掌握近十年来黄淮麦区小麦遗传改良的进展和性状间的遗传差异,选用黄淮麦区骨干亲本周麦22及其衍生的22个小麦新品种为材料,研究其产量性状和品质指标,并对其衍生方式、遗传进展进行分析。结果表明,周麦22衍生系的平均产量和穗数分别较周麦22提高598.7kg·hm~(-2)和12.6个·m~(-1),遗传增益分别为10.1%和17.6%,差异均达显著水平;而周麦22衍生系的千粒重、穗粒数和株高与周麦22均无显著差异。通过周麦22培育出4个优质强筋小麦品种,占衍生品种总数的18.2%。周麦22衍生系的籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、SDS沉淀值和吸水率较周麦22均显著降低,遗传增益分别为-4.6%、-11.1%、-5.2%和-1.7%;面筋指数和面团稳定时间较周麦22均显著提高,遗传增益分别为148.2%和41.2%;籽粒硬度和面团形成时间较周麦22略有降低,但差异均未达显著水平。周麦22衍生品种产量的提高主要来源于穗数和千粒重的提高,蛋白质质量性状在遗传改良中有所提高,但蛋白质数量性状呈下降趋势。加强蛋白质质量与数量性状的协调改良已成为当前小麦品质改良的重点和难点。     

新疆冬小麦过氧化物酶基因TaPod-D1和TaPod-A1的等位变异及分布

为了给新疆小麦品种面粉色泽的改良提供参考依据,利用位于7D染色体上的功能标记POD-7D1和POD-7D6及3A染色体上的功能标记POD-3A1和POD-3A2对98份新疆冬小麦品种(系)进行等位变异检测。结果表明,在TaPod-D1位点,有42份(占42.9%)材料含有与高POD活性相关的TaPod-D1a等位基因,56份(占57.1%)材料含有与低POD活性相关的TaPod-D1b等位基因;在TaPod-A1位点,有28份(占28.6%)材料含有与高POD活性相关的TaPod-A1b等位基因,70份(占71.4%)材料含有与低POD活性相关的TaPod-A1a等位基因。在不同类型的新疆冬小麦品种(系)中,两个不同位点上高POD活性等位变异TaPod-D1a和TaPod-A1b的分布频率均表现为引进品种(系)≈自育品种(系)地方品种。所检测的新疆冬小麦品种(系)共有四种等位基因组合,分别为Tapod-D1b/Tapod-A1a、Tapod-D1a/Tapod-A1a、 Tapod-D1b/Tapod-A1b和Tapod-D1a/Tapod-A1b,它们在新疆冬小麦品种(系)中的分布频率依次为39.8%、31.6%、17.4%和11.2%。     

春小麦主要籽粒性状的全基因组关联分析

为挖掘控制春小麦主要籽粒性状的关联SNP及候选基因,以国外引进品种、新疆地方品种、新疆自育品种共298份春小麦品种为材料,利用小麦55K SNP芯片,对5个环境下小麦千粒重、粒长、粒宽3个主要籽粒性状进行基于Q+K混合线性模型(mixed linear model,MLM)的全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）。结果表明,供试小麦品种的3个主要籽粒性状在5个环境下的变异系数为3.89%~19.77%,其中粒宽的变异幅度最小,千粒重的变异幅度最大。不同环境中,新疆育成品种的3个主要籽粒性状的平均值均最高,而新疆地方品种的3个籽粒性状的平均值均最低。GWAS结果表明,共检测到84个与小麦主要籽粒性状显著关联的稳定SNP位点,它们分布在小麦的21条染色体上,单个SNP位点可解释3.74%~11.18%的表型变异。在1B、2B、3B、4B、5A、5D染色体上检测到6个同时关联多个籽粒性状的稳定位点。对84个SNP位点进行候选基因筛选,筛选到6个可能与小麦主要籽粒性状相关的候选基因,可作为小麦籽粒研究的重要基因。