1BL/1RS易位对小麦贮藏蛋白组分含量和面团流变学特性的影响

利用1BL/1RS易位系后代研究1BL/1RS易位对贮藏蛋白组分含量和面团流变学特性的影响有助于指导小麦品质改良工作。选用师栾02-1/周麦16组合14份F6品系,于2012—2013年度分别种植在河南安阳和焦作,采用反相超高效液相色谱(RP-UPLC)和凝胶排阻超高效液相色谱(SE-UPLC)方法分析贮藏蛋白组分含量,并研究它们与面团流变学特性的关系。结果表明,拉伸仪延展性和最大抗延阻力、不溶性谷蛋白聚合体含量和谷蛋白、醇溶蛋白等贮藏蛋白组分含量及其比例均受1BL/1RS易位有无类别和类内品系效应的显著影响,以类内品系效应较大;拉伸仪拉伸面积、谷蛋白含量及醇溶蛋白与谷蛋白含量比值的类内品系效应显著且较大。易位系和非易位系的贮藏蛋白组分含量和面团流变学特性的相关系数达显著水平,在易位系中,不溶性谷蛋白聚合体含量和拉伸面积(r=0.92,P0.001)、延展性(r=0.92,P0.001)、最大抗延阻力(r=0.80,P0.01)呈显著正相关,面团流变学特性较好的品系不溶性谷蛋白聚合体含量均较高;在非易位系中,醇溶蛋白与谷蛋白含量比值和拉伸面积(r=?0.91,P0.001)、最大抗延阻力(r=?0.88,P0.001)呈显著负相关,面团流变学特性较好的品系醇溶蛋白与谷蛋白含量比值均较低。上述信息对以不溶性谷蛋白聚合体含量和醇溶蛋白与谷蛋白含量比值为指标改良1BL/1RS易位系的面筋品质有重要意义。     

普通小麦白粉病成株抗性的QTL分析

以抗白粉病的日本小麦品种Fukuho-komugi和以色列小麦Oligoculm杂交F₁的DH（doubled haploid）群体107个系为材料，利用313个SSR标记和37个RFLP标记，对Fukuho-komugi和Oligoculm的白粉病成株抗性进行QTL分析。试验材料于2003－2004年度种植在北京、2003－2004和2004－2005年度种植在安阳，调查白粉病发病情况。构建了由350个位点组成的遗传连锁图，覆盖小麦21个连锁群，全长3 101 cM。采用复合区间作图法进行白粉病成株抗性QTL分析，在1A、2B、4B和7D上发现4个抗白粉病QTL，分别解释13.6%、6.6%、8.9%和12.7%的表型变异。抗白粉病基因及其紧密连锁分子标记的发掘，将为小麦抗白粉病育种的分子标记辅助选择提供理论和技术支持。     

CIMMYT普通冬小麦新品系高分子量谷蛋白亚基组成分析

为了给新疆冬小麦品质改良筛选亲本材料,采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法对墨西哥国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)提供的186份普通冬小麦新品系的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成及分布特点进行了分析.结果表明,在参试材料中共检测到13种不同的亚基类型,其中,Glu- A1位点上有1、null和2* 共3个等位变异类型,以2*亚基为主要类型,占61.8%;Glu-B1位点上有7、6 8、7 8、7 9、17 18、13 16、6.1 22共7个等位变异类型和4个混合亚基类型,以7、6 8、7 8和7 9亚基为主,分别占17.7%、14.5%、24.2%和35.0%;Glu-D1位点上有5 10、2 12和4 12共3个等位变异类型,以2 12和5 10亚基为主,分别占46.8%和44.1%.共检测出39种亚基组合类型,无占明显优势的组合类型,相对而言,2*/7 9/5 10和2*/6 8/2 12两个组合类型的比例稍高一点(分别为12.4%和11.8%).研究还发现,来自同一组合的材料由于选择的微小差异会导致在谷蛋白亚基组成上表现出很大的差异,因此,在小麦品质育种和品质改良中不应简单地等同对待,而要作详细的生化和加工品质分析.     

小麦基因转化研究进展

为了给小麦遗传转化研究提供参考,总结和分析了小麦基因转化的最新研究进展,并针对存在的主要问题提出了今后的研究方向.目前在小麦表达载体构建中普遍采用Ubi和在35S基础上改造而来的启动子序列,使用的报告基因主要有gus、uidA、gfp和Cl/LC等,选择基因主要有bar、nptⅡ、manA(pmi)、Cah、gst27、mopat、popat、CP4和GOX,筛选剂一般选用Bialaphos、Glufosinate、G418和Glyphosate等.小麦基因转化的主要受体为幼胚及其愈伤组织,转化方法主要有花粉管通道法、基因枪法和农杆菌介导法.受体类型、表达载体序列组成和基因转化方法是影响小麦基因转化效率的主要因素.     

CIMMYT 273个小麦品种抗病基因Lr34/Yr18/Pm38的分子标记检测

【目的】明确CIMMYT观察圃273个小麦品种(系)在慢病基因Lr34/Yr18/Pm38位点的等位变异类型及其对条锈病、叶锈病和白粉病的抗性,进一步验证抗病基因功能标记的有效性。【方法】利用Lr34/Yr18/Pm38紧密连锁的STS标记csLV34和基于该基因第11外显子(exon11)等位变异开发的5对功能标记cssfr1-cssfr5检测新引进的273个CIMMYT小麦品种(系),同时在成都和北京分别对其进行田间条锈病和白粉病的抗性鉴定,并结合CIMMYT的田间条锈病和叶锈病抗性鉴定结果进行分析。【结果】STS标记csLV34与5对功能标记cssfr1-cssfr5检测结果的一致性为96.7%;在273份CIMMYT材料中有43份材料含有Lr34/Yr18/Pm38,在不同地点对条锈病、叶锈病和白粉病具有不同程度的抗病性。【结论】功能标记cssfr1-cssfr5可准确鉴定Lr34/Yr18/Pm38位点exon11中的等位变异,cssfr3、cssfr4、cssfr5可用于含有Lr34/Yr18/Pm38材料杂交后代的分子标记辅助选择。     

小麦品种川麦107对条锈病成株抗性的QTL定位

【目的】发掘川麦107中的条锈病成株抗性基因及与其紧密连锁的分子标记,为小麦持久抗性育种提供基因和分子标记辅助选择工具。【方法】在墨西哥国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)Toluca试验站、中国成都和雅安3个环境下,对川麦107/Avocet-YrA组合的F5代重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体进行了小麦条锈病成株抗性鉴定,在此基础上利用SSR标记和复合区间作图法对成株抗性基因进行定位。【结果】在1B染色体长臂远端的Xcwem32和Xgwm818位点之间(连锁距离3.9cM)检测到1个主效QTL,暂定名为QYr.saas-1BL。该主效QTL在3个试验环境下分别解释19.3%、16.9%和27.4%的表型变异。【结论】QYr.saas-1BL是川麦107中对条锈病有持久抗性的成株抗性QTL。     

小麦胚芽鞘长度QTL定位和GWAS分析

在干旱条件下,小麦(TriticumaestivumL.)适当深播可提高出苗率,胚芽鞘长度决定了小麦播种的最大深度,因此培育长胚芽鞘小麦品种至关重要。为了挖掘控制小麦胚芽鞘长度相关的数量性状位点(quantitative trait loci, QTL),本研究以275份豆麦/石4185重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)群体和186份自然群体为材料,根据90K SNP芯片的分型结果,利用3个环境下小麦胚芽鞘长度表型数据进行QTL鉴定。采用完备区间作图法(inclusive composite intervalmapping,ICIM)在RIL群体中鉴定到2个稳定的QTL位点,分别位于4BS(30.17～40.59Mb)和6BL(700.08～703.53Mb)染色体上,解释表型变异率(PVE)分别为26.29%～28.46%和4.16%～4.36%;全基因组关联分析(GWAS)采用混合线性模型(Mixedlinearmodel,MLM)方法,共鉴定到36个稳定的QTL位点,分别位于1A(3)、1B(3)、1D (2)、2A (1)、3A (2)、3...     

中国小麦品种抗赤霉病基因Fhb1的鉴定与溯源

提高赤霉病抗性已成为我国小麦主产区的重要育种目标之一。Fhb1是抗性最强且最稳定的抗赤霉病基因, 阐明其在我国小麦育种中的应用及传递路径, 对抗赤霉病育种有重要意义。本研究通过分析229份小麦品种(系) Fhb1区段内PFT (pore-forming toxin-like)、HC (HCBT-like defense response protein)和His (histidine-rich calcium-binding protein)基因的多样性与赤霉病抗性的关系, 发现PFT-I/His-I为抗病单倍型。基因检测和系谱分析表明, 中国小麦品种所含Fhb1至少有2个来源, 分别为苏麦3号和宁麦9号, 并以后者为主。本研究开发的诊断性标记PFT-CAPS和His-InDel可有效用于Fhb1的分子标记辅助育种。     

小麦骨干亲本京411及衍生品种苗期根部性状的遗传

【目的】利用高密度SNP标记解析骨干亲本京411的遗传结构,并研究其根系性状遗传特征,为培育高产广适性品种奠定基础。【方法】选用京411及其14个衍生品种（系）,包括衍生一代6份,衍生二代8份,每品种选取饱满且大小一致的种子在发苗网上生长6 d,每份材料选取大小一致的幼苗转移至培养盘,每个培养盘种植3次重复,连续培养15 d后测定苗期根部性状的最长根长、侧根长、主根长、总根长、侧根表面积、主根表面积、总根表面积、总根尖数和根系干重。利用90K SNP芯片分析京411及其衍生后代群体的遗传结构和遗传区段传递,结合逐步回归分析定位苗期根部性状基因,探讨京411携带的优异根系基因在衍生后代中的分布。【结果】京411衍生群体平均遗传相似性为57.9%,该亲本与其衍生一代和衍生二代相同的等位变异频率分别为63.9%和67.9%,显著高于理论值。在A、B和D基因组间的相同等位变异频率分别为62.2%、61.3%和74.3%。京411的侧根和根尖数均优于其衍生品种,衍生品种的主根长和根干物质重量等性状的改良较为显著。以已有定位信息的SNP标记与根系性状进行逐步回归分析,共发掘出35个根系性状位点,3DL和5BL上携带控制根长性状的主效位点,分别与SNP标记wsnp_Ex_c1032_1972861和BS00100708_51关联,可用于京411衍生群体中分子辅助选择。来自京411的26个位点对根部性状起正向效应,中麦175和CA0958携带正向效应区段最多,占正向效应位点总数的73.1%。【结论】传统育种对地上部农艺性状的选择,可有效促进地下根系的改良,相当于对优异性状遗传片段的聚合。在京411衍生群体中,中麦175是针对骨干亲本遗传改良最成功的品种,不仅携带较多的京411优异根系基因,而且其主要根系性状、产量表现及广适性均优于京411。     

中麦175高产高效广适特性解析与育种方法思考

解析中麦175的高产潜力、水肥高效特性、优良品质及广泛适应性机理将为培育突破性新品种提供理论指导和实用信息。(1)中麦175穗数容易达到750个/m2,收获指数高达0.49,穗数多和收获指数高实现高产潜力奠定基础;矮秆及茎秆弹性好与株型紧凑、叶片小且直立为穗多、不倒伏提供保障。(2)千粒重与株高对水分反应敏感性低,灌浆中后期叶片衰老速度慢,灌浆速度快,这是其水分利用效率高和在旱肥地表现突出的主要原因;中麦175产量的水分敏感指数为0.86,而京冬8号为1.13。(3)氮肥吸收和利用效率皆高,穗粒数和千粒重对肥料敏感性低,为肥料高效利用奠定基础;在6种不同施氮水平下,中麦175的产量均高于京冬17,氮肥施用量对穗粒数和千粒重影响小。良好的根系为肥水高效利用提供保障。(4)籽粒软质,面筋强度中等偏弱、延展性好,面粉颜色亮白,为面条和馒头兼用型品质奠定基础;锌高效吸收运转使籽粒锌含量高,具备较高营养价值。(5)含有光周期不敏感基因Ppd-D1b、肥水高效、抗寒、耐高温和抗病性等为中麦175的广适性和跨区域种植提供保障。本研究为高产高效广适性新品种培育提供了重要经验和理论支撑。