小麦慢病性的遗传育种研究进展

小麦白粉病和锈病是危害小麦生产的主要病害，培育抗病品种是防治小麦白粉病和锈病最经济有效且环保的方法。慢病性通过成株期延迟病菌的侵染、生长和繁殖而表现出中等抗性．较小种专化抗性持久稳定。小麦慢锈性常由2～4个基因共同作用，慢务锈和慢叶锈分别由Yr和Lr基因复合系统（Yr或Lr基因与几个加性慢病基因互作）控制；慢白粉性表现为明显的数量性状特性，在小麦染色体中，有14对染色体与慢白粉性有关。慢病性的鉴定方法和指标尚无定论。一般认为．病程曲线下面积（AUDPC）较为可靠，而倒二叶严重度可作为简易指标。CIMMYT所采用的旨在聚合微效基因以提高小麦对锈病和白粉病的持久抗性的方法值得借鉴。     

国际小麦育种研究趋势分析

国际小麦育种呈现四大特点；一是进一步提高小麦产量，通过保护性耕作降低生产成本；二是分子标记辅助选择已成为常规育种的重要组成部分；三是慢病性利用是抗病研究的主流方向；四是品质研究更注重营养特性。     

中国春小麦籽粒硬度puroindoline基因等位变异检测

【目的】研究中国不同麦区春小麦籽粒硬度基因型分布规律，为小麦品质改良和各麦区间资源交流提供依据。【方法】以中国7个省、自治区的140份春小麦主栽品种、高代品系和主要亲本为材料，采用单籽粒谷物硬度测试仪、特异引物的PCR扩增、PCR产物的酶切（PvuII内切酶）和改进的SDS-PAGE凝胶电泳对其SKCS硬度及其基因型进行鉴定。【结果】中国春麦区以硬质类型为主，共有野生型、Pina-D1b、Pinb-D1b、Pinb-D1c（先前未曾在中国冬麦区发现）和Pinb-D1p共5种类型。其中，Pinb-D1b在硬质麦占据主导地位，为51.5%；其次是Pina-D1b，为37.9%；Pinb-D1c和Pinb-D1p类型分别为4.9%和5.8%。后二者分布具有明显的地域性，Pinb-D1c主要分布在青海，Pinb-D1p则主要分布在甘肃。各puroindoline突变型SKCS硬度值显著高于野生型，Pina-D1b和Pinb-D1c类型SKCS硬度值显著高于Pinb-D1b和Pinb-D1p类型。【结论】本试验明确了puroindoline基因在中国春麦区的分布规律，总体上虽然以Pinb-D1b类型为主，但Pina-D1b类型分布也较为广泛，尤其在黑龙江等地区，因其对品质加工有一定的负面影响，建议该类型分布比例较高的地区多引进一些其它相对优良的基因型，如Pinb-D1b类型等。     

黄淮麦区小麦主栽品种粒重与籽粒灌浆特性的关系

研究粒重与籽粒灌浆特性的关系对提高小麦产量潜力和稳定性具有重要意义。采用Logistic方程, 对2012—2015连续3年度种植在河南安阳的14份黄淮麦区主栽品种和苗头品系的粒重及其籽粒灌浆特性研究表明, 粒重和灌浆速率参数主要受基因型控制, 灌浆持续时间主要受环境影响。不同粒重类型品种间平均灌浆速率、最大灌浆速率和各时期灌浆速率均存在显著差异, 表现为高粒重>中等粒重>低粒重, 灌浆持续时间则差异不显著。灌浆速率, 特别是快增期灌浆速率快慢是造成品种间粒重差异的主要原因。粒重与所有灌浆速率参数均呈显著正相关(P<0.001), 与快增期灌浆速率和平均灌浆速率的相关系数分别为0.97和0.90, 与灌浆持续时间相关不显著。建议采用平均灌浆速率对相关性状进行基因定位, 以进一步改良黄淮麦区小麦品种的粒重。     

小麦营养和健康品质研究进展

作物营养和健康品质改良正在成为世界主要作物的重要研究方向和育种目标。文中围绕铁和锌、抗性淀粉和阿拉伯木聚糖、酚酸和植物固醇,从微量营养元素、功能性膳食纤维、膳食纤维、植物生物活性物质4个方面对小麦籽粒的营养品质研究进行评述,兼顾面筋过敏和赤霉菌毒素对人体健康的影响,概括与育种工作密切相关的分析测定方法、种质资源筛选、基因定位与育种研究进展。提出国内营养和健康品质研究的重点领域,建议加强四方面的工作,(1)优先进行与人体健康密切相关的铁、锌及其生物有效性影响因子植酸含量和植酸酶活性等微量营养元素、阿拉伯木聚糖和抗性淀粉等膳食纤维、酚酸和植物固醇等植物生物活性物质含量的分析,开展大规模营养元素普查工作,筛选营养价值高的育种亲本和材料;(2)加强抗赤霉病相关研究,并将其结果尽快用于育种;(3)通过关联和连锁分析开展基因定位和克隆,发掘基因功能标记或紧密连锁的分子标记,通过与常规育种紧密结合,推动生物技术育种实用化,加快品种选育进程,提高品质育种效率;(4)通过加强国际合作与国内协作,建立小麦品质研究协作网,推广普及现有实用技术并研究新型营养品质快速检测技术。     

黄淮麦区部分小麦品种粒重基因TaGS5-A1的等位变异分布及其效应分析

为明确粒重基因 TaGS5-A1的育种应用价值,利用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)标记对119个不同遗传背景的黄淮麦区小麦品种进行 TaGS5-A1基因等位变异检测,并结合3年2点6个环境的农艺性状表型数据,比较携带等位基因 TaGS5-A1a和 TaGS5-A1b的品种千粒重、粒长、粒宽、株高、穗长和穗下节长等性状。结果表明,检测品种中有91个含 TaGS5-A1b等位基因,分布频率为76.5%,有28个含 TaGS5-A1a等位基因,分布频率为23.5%;在6个环境下含 TaGS5-A1b品种的千粒重(43.4 g)和粒宽(3.4 mm)均极显著高于含 TaGS5-A1a等位基因的品种,增幅分别为6.6%和3.0%,而含 TaGS5-A1b等位基因品种的株高显著低于含 TaGS5-A1a等位基因的品种,降幅为6.6%,含不同等位基因品种的粒长、穗长、穗下节长均无显著差异;安徽、河南、山东、陕西和河北5省检测材料中 TaGS5-A1b优异等位变异的分布频率分别为100%、88.1%、81.8%、66.7%和66.7%。本研究为黄淮麦区小麦粒重分子育种提供了材料和高通量的功能标记。     

多光谱与热红外数据融合在冬小麦产量估测中的应用

为了解多光谱与热红外数据融合对冬小麦产量估测精度的影响,以30个黄淮麦区冬小麦品种为材料,利用三种灌溉处理（处理1、处理2和处理3灌水量分别为240、190和145 mm）下冬小麦拔节期、挑旗期、抽穗期与灌浆期的无人机多光谱和热红外动态数据,构造了多个光谱指数,以支持向量机构建冬小麦产量估测模型,并验证其精度。结果表明,植被指数与籽粒产量的相关性受溉水量影响,处理1下植被指数与籽粒产量均呈正相关,处理2下植被指数除土壤调整植被指数（SAVI）和转化叶绿素吸收反射指数（TCARI）外均与籽粒产量呈正相关,处理3下植被指数与籽粒产量均呈负相关。通过多光谱和热红外数据融合构建的冬小麦产量估测模型的预测精度比仅使用多光谱数据构建的模型提高8%。不同灌溉条件下,通过多光谱与热红外数据融合构建的模型的预测精度存在差异,在处理1、处理2和处理3下拔节期、挑旗期、抽穗期和灌浆期验证决定系数（R）最高值分别为0.63、0.68和0.56,均方根误差（RMSE）最低值分别为0.60、0.24和0.41 t·hm^-2,且在三种灌溉条件下灌浆期预测效果均最佳。因此,利用无人机光谱对小麦品种产量估测时应将多光谱与热红外数据融合,用支持向量机（SVM）算法构建产量估测模型,且模型在灌浆期具有较高预测  精度。     

利用Aroona近等基因系研究高分子量麦谷蛋白亚基对面包加工品质的影响

【目的】低分子量麦谷蛋白亚基（LMW-GS）以Glu-A3c、Glu-B3b、Glu-D3c为背景,明确不同高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）对面团流变学特性、贮藏蛋白组份含量和面包加工品质作用大小。【方法】在新疆乌鲁木齐和石河子种植以澳大利亚小麦品种Aroona作为轮回亲本培育的近等基因系（NILs）,并测定其粉质仪、拉伸仪、贮藏蛋白组份含量和面包加工品质等参数。【结果】HMW-GS对延展性效应不显著,对面团强度效应大小为Glu-D1＞Glu-B1＞Glu-A1;就单个亚基对而言,7+9、17+18和5+10面团强度最大;亚基组合1、7+9、5+10具有最大面团强度,2*、7+9、2+12和1、7+9、2.2+12具有最好的延展性。HMW-GS对不溶性谷蛋白聚合体百分含量（%UPP）效应大小为Glu-D1＞Glu-B1＞Glu-A1;就单个亚基对而言,7+9、17+18和5+10的%UPP最高;亚基组合1、7+9、5+10具有最高的%UPP。HMW-GS对面包总分效应大小为Glu-D1＞Glu-A1＞Glu-B1;就单个亚基或亚基对而言,1、2*、2+12和5+10具有最高的面包总分;亚基组合1、7+9、2+12面包总分最高,1、7+9、5+10次之,null、7+9、2+12最低。【结论】在相同LMW-GS（Glu-A3c、Glu-B3b、Glu-D3c）背景下,HMW-GS对面团强度、%UPP和面包加工品质影响较大,对延展性影响较小;单个亚基或亚基对1、2*、7+9、17+18和5+10对小麦品质影响较大;亚基组合1、7+9、5+10可作为品质改良的最佳组合。     

普通小麦多酚氧化酶活性的QTL分析

多酚氧化酶（polyphenol oxidase, PPO）是引起面团（片）颜色褐变的主要原因。利用122对SSR引物、4对贮藏蛋白的STS引物和10对AFLP引物组合，分析了中优9507´CA9632的71个DH系的基因型，构建了由173个位点组成的遗传连锁图，在小麦21个连锁群上覆盖2 881 cM。将该群体种植于3种环境，采用复合区间作图法（CIM）进行了P     

Glu-B1位点亚基色谱鉴定及7OE对面团强度的影响

准确鉴定高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)及探讨其对面团特性的影响是小麦品质研究的重要内容。用聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和反相高效液相色谱(RP-HPLC)对62份品种(系)的HMW-GS组成进行鉴定。结果表明,结合SDS-PAGE和RP-HPLC两种方法可以对Glu-B1位点,尤其是Glu-B1(7 8)进行有效鉴定。选用13份姊妹系为材料,使用RP-HPLC和凝胶色谱(SE-HPLC)方法,研究了Glu-B1al(7OE 8*)以及贮藏蛋白组分含量对面团强度的影响。结果表明,Glu-B1al(7OE 8*)可显著提高HWM-GS总量和面团强度,7OE可作为优质亚基用于强筋小麦育种。相关性分析表明,谷蛋白总量、HWM-GS、LMW-GS以及x-HMW含量与最大抗阻力呈1%显著正相关,相关系数分别为0.76、0.76、0.77和0.72。SDS-不溶性谷蛋白大聚体(UPP)占谷蛋白聚合体总量的百分比与揉面仪峰值时间、粉质仪形成时间和稳定时间以及最大抗阻呈1%或0.1%显著正相关,相关系数分别为0.77、0.90、0.89和0.87。醇溶蛋白与谷蛋白含量的比值与揉面仪峰值时间呈1%显著负相关,相关系数为-0.69;与粉质仪稳定时间和最大抗阻呈5%显著负相关,相关系数分别为-0.58和-0.64。HPLC可有效分离和量化HWM-GS,并作为小麦品质育种有效的辅助手段。