小麦对缺铁胁迫的适应性反应

采用溶液培养法,比较正常供铁和缺铁胁迫下小麦的生理生化指标,同时设置加氧和不加氧2个处理。结果表明,完全营养液加氧处理的小麦株高和穗长最大,达到51.0cm和7.5cm。缺铁处理降低了小麦的籽粒长、籽粒宽、籽粒厚和穗粒数。正常供铁条件下,小麦植株叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总含量显著高于不供铁的小麦。加氧处理的小麦叶绿素含量高于无氧处理的小麦。根际Fe3+还原酶活性在缺铁胁迫条件下达到17.3μmol·g-1·(2h)-1。缺铁处理降低了小麦植株地上部的铁素含量,并且在加氧条件下更明显。Mn、Cu这两种元素和Fe元素之间存在某种拮抗关系。     

中国长江流域冬麦区小麦品种试验精确度回溯分析

为全面评价长江流域小麦品种区域试验精确度的发展水平,分析了2011—2021年度中国长江流域冬麦区单年单点和一年多点小麦区域试验的试验精确度和品种比较精确度,对产量、穗数、穗粒数、千粒重、生育期、株高、基本苗和最高茎数等性状的试验精确度差异进行了比较。结果表明,长江流域冬麦区单年单点品种试验精确度较好,试验误差变异系数(CEV)在5%和10%以下的试点数占比分别在60%和95%以上,但品种比较精确度(RLSD_0.05)在3%以下的试验比例不到10%,长江上游和中下游单点品种试验RLSD_0.05在10%以下的试点数分别占比约60%和90%。一年多点区域试验精确度和品种比较精确度显著优于单年单点试验,上游和中下游试验平均CEV分别在8%和5%以下。采用试点固定模型时,长江上游和中下游试验平均RLSD_0.05分别为2.19%和1.49%,符合国家小麦品种审定标准对品种比较精确度的要求;但采用试点随机模型时,小麦品种试验尚无法鉴别出品种间3%的产量差异。试验对生育期、株高、基本苗、千粒重和穗数的RLSD_0.05优于产量性状,而最高茎数和穗粒数的RLSD_0.05较低。     

普通小麦穗发芽抗性相关分子标记在RIL群体中的验证与评价

为了鉴定我国西南冬麦区普通小麦品种的穗发芽抗性,筛选能鉴定穗发芽抗性的相关分子标记,利用小麦品种川农17和新品系R146构建的重组自交系(F7:8)共135个家系作为研究材料,通过测定种子的发芽指数和降落值来共同鉴定小麦的穗发芽抗性。选择7个已发表的与穗发芽抗性相关的分子标记(Xgwm46、Xgwm269、Xgwm282、Xgwm328、Xgwm397、Xwmc468和Xgwm518)对这些材料进行PCR扩增,分析扩增片段与发芽指数和降落值的相关性。结果表明,在135份重组自交系材料中,发芽指数小于0.4的材料有21份,介于0.4~0.8的材料有86份,高于0.8的材料有28份;降落值小于250的材料有20份,大于400的有16份。标记扩增片段与发芽指数和降落值相关分析表明,7个标记中有3个标记(Xgwm397、Xgwm282和Xwmc468)与穗发芽抗性相关,标记Xgwm397和Xwmc468可作为穗发芽抗性选择的分子标记在育种中加以利用;另外三个标记Xgwm269、Xgwm328、Xgwm518与穗发芽抗性不相关;标记Xgwm46只与发芽指数相关,与降落值相关不显著,能否用作穗发芽筛选标记需进一步验证。     

普通小麦“宁7840×Clark”RIL群体抗条锈病QTL分析(英文)

为了解小麦条锈病抗病基因在染色体上的位置,对源自小麦杂交组合宁7840×Clark的重组自交系(RIL)群体进行了抗条锈病QTL分析。结果表明,在染色体1BS上检测到一个主效的QTL即QYr-hwwg-1B。该QTL由抗病亲本宁7840提供,位于SNP标记Xsnp3620和Xsnp5435之间,区间长度为2.5cM,可解释55.8%的表型变异。根据宁7840的小种抗性推测QYr-hwwg-1B可能是由来自1B/1R易位系的抗病基因Yr9引起的。抗性基因Yr9、Yr10、Yr15、Yr24、Yr26、YrH52和YrAlp均位于小麦1B染色体短臂的一端,形成一个抗条锈基因簇,并与SSR标记Xgwm11紧密连锁。另外,有56个SNP标记与该标记区间共分离,可以用于小麦抗条锈基因精细定位图谱的构建及分子标记辅助选择育种。     

种植密度对小麦籽粒淀粉含量和晶体特性的影响

为探究种植密度对小麦籽粒淀粉品质的调控效应,以2个小麦品种(轮选987和济麦22)为材料,分析了3个不同种植密度(150、300、450万株·hm-2)下小麦籽粒淀粉含量和晶体特性。结果表明,种植密度影响小麦籽粒淀粉的积累和组成。随种植密度的增大,直链淀粉含量呈先降后升的趋势,而支链淀粉和总淀粉含量表现为先升后降。淀粉晶体呈典型的A型特征,且不受种植密度影响。种植密度明显影响淀粉颗粒内部的结晶程度,表现为随种植密度的增大,相对结晶度先升后降。同时,种植密度改变了淀粉X-衍射图谱中各峰的精细位置和相对强度,说明种植密度对淀粉颗粒内部结晶区的晶胞结构或微晶排列也存在一定影响。淀粉的相对结晶度与直链淀粉含量呈负相关,与支链淀粉含量呈正相关。     

宁夏小麦品种慢锈基因Lr34/Yr18的分子检测

Lr34/Yr18是重要的小麦慢叶锈/慢条锈基因,可用于小麦锈病抗性改良。为了明确Lr34/Yr18基因在宁夏小麦中的分布特点,利用STS标记csLV34对111份宁夏小麦品种中慢锈基因Lr34/Yr18的等位变异进行了分子检测,并且进行了成株期条锈病抗性鉴定。结果表明,20份材料携带Lr34/Yr18基因,占18.0%。不同来源的小麦品种中Lr34/Yr18基因分布频率不同,农家品种中分布频率最高,占90.9%;引进品种中所占比例为14.3%;育成品种中所占比例最低,仅占7.7%。含有Lr34/Yr18基因的品种对条锈病具有较好的抗性,可作为今后宁夏小麦抗锈病育种的重要抗源。     

小麦次生根数相关分子标记的挖掘

为了给小麦根系性状的遗传改良提供参考依据,以196份小麦自然群体为材料,于2013年拔节期和2014年越冬前、拔节期统计其次生根数,利用185对SSR标记对其进行基因型分析,采用TASSLE软件的GLM和MLM模型进行标记与性状的关联分析。结果表明,两种模型共同关联到32个显著标记位点,分布于14条染色体上。其中Barc81(1BL)、Wmc617(4DS)和Gwm190(5DS)在不同环境下表现稳定,且前人未曾报道。进一步对稳定位点进行有利等位变异分析,共挖掘出3个有利等位变异,其中Barc81-A180增效效应最大,同时鉴定出烟农24、烟农2415及冀麦34等20份材料携带有利等位变异。     

5种细胞质雄性不育小麦败育过程中活性氧代谢保护酶的响应

为了解异质雄性不育小麦败育过程中活性氧代谢中几种保护酶的变化特点,以5种小麦雄性不育系U116A、Ju116A、Va116A、C6116A、K116A及其相应保持系116B为材料,分析了小麦雄性不育系在花药不同发育时期的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性与保持系的差异。结果表明,不育花药的POD活性自单核早期后均比同一发育时期的可育花药高;自单核晚期开始,不育系CAT活性总体上呈下降趋势,而可育系则呈升高趋势;受试材料花药中SOD活性总体呈上升趋势,且不育系高于保持系。经差异分析,不育系U116A、Ju116A、Va116A、C6116A的败育关键期是单核晚期,而K116A的败育关键期则是单核晚期至二核期。以上结果说明,5种异质小麦雄性败育时期有所不同,并且雄性育性与POD、CAT和SOD活性密切相关。     

小麦花药伸出特性的QTL分析

花药伸出特性直接影响小麦的授粉结实率和穗部真菌病害抗性,为挖掘控制小麦花药伸出特性的QTL,以半闭颖品种周8425B和开颖品种小偃81构建的包含102个株系的F_2:12RIL群体为材料,于2019和2020年各分两个播期种植于西北农林科技大学小麦试验站,以小麦花药伸出率和视觉花药伸出等级两个性状表型值对4个环境下的花药伸出特性进行表型鉴定,并利用90K芯片构建的高密度遗传连锁图谱进行QTL定位。结果共检测到8个控制花药伸出特性的QTL,分布在3A、3B、5B、6B、6D和7A染色体上,其中6B和6D染色体上各有2个QTL。 QAe.nwsuaf-3A、 QAe.nwsuaf-3B和 QAe.nwsuaf-6B位点在多个环境中均能被检测到,表型变异解释率分别为3.65%~10.48%、8.12%~26.09%和3.49%~8.93%。     

Genetic and Association Mapping Study of English Grain Aphid Resistance and Tolerance in Bread Wheat Germplasm

English grain aphid （EGA） is a destructive insect pest of wheat. To identify the loci associated with EGA resistance and tolerance, 70 bread wheat accessions mainly from central Asia were evaluated for EGA resistance and tolerance traits at two locations, and genotyped with 51 SSR markers. Totally, three accessions showed high or moderate levels resistance and 17 genotypes displayed highly or moderately tolerate to EGA. Genetic diversity of these lines was investigated also. After 97 SSR loci which evenly covered all wheat chromosomes were scanned for association, four SSR loci were significantly associated with EGA resistance and four with EGA tolerance. After association analysis was conducted with dynamic aphid densities, we found four loci Xgwm192b, Xgwm391, Xbarc98, and Xgwm613b were detected continuously at different growing stages of wheat. In addition, the loci of EGA resistance/tolerance and Russian wheat aphid resistance were compared. The results generated in this study would be helpful for utilization of the EGA resistance/tolerance germplasm, and for development of mapping populations in EGA resistance breeding programs.