7号同源染色体对小麦气体交换及荧光参数的影响(摘要)(英文)

[目的]研究7号同源染色体(7A、7B、7D)对小麦光合作用的影响,为今后采用遗传和生理生化手段进行小麦的高光效遗传改良提供一定的理论依据。[方法]以山西农科院温室大棚中种植的小麦中国春及其7A、7B、7D染色体缺失植株N7A、N7B、N7D(美国堪萨斯州立大学B.S.Gill教授提供)为材料,于灌浆初期进行相关指标测定,研究小麦7A、7B、7D染色体对小麦光合特性的影响。光合参数采用TPS-1便携式光合作用测定系统的开放式气路进行测定,荧光参数采用由英国Hansatech科学仪器公司生产的FMS-2便携调制式荧光仪测定。[结果]N7A、N7B在灌浆初期的光合速率、气孔导度、原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的实际光化学效率(ФPSⅡ)、PSⅡ的表观电子传递速率(ETR)都明显低于中国春,且差异达显著水平(P0.05),N7D的光合速率、气孔导度都明显高于普通小麦中国春,且差异达显著水平(P0.05),Fv/Fm、ФPSⅡ、ETR也高于中国春,但差异不显著。[结论]7A、7B染色体对光合速率有正效应,与气孔导度和光化学反应(荧光参数)均有关系;7D染色体对光合速率具有负效应,而这种负效应主要与气孔导度有关,与光化学反应(荧光参数)无关。     

粗山羊草全基因组Aux/IAA基因家族的分离、染色体定位及序列分析

生长素是植物生长发育过程中的关键激素之一,Aux/IAA家族基因是重要的生长素原初响应基因。通过生物信息学方法从粗山羊草(Aegilops tauschii)全基因组中分离出28个Aux/IAA基因,其中20个粗山羊草Aux/IAA蛋白具有4个保守结构域;28个Aux/IAA基因分布于全部7对染色体上,5个基因分别具有位于同一位点的已知标记。粗山羊草IAA3、IAA11和IAA26的表达具有组织特异性,分别在雌蕊、种子和根中特异表达。系统发育显示,11对粗山羊草-乌拉尔图小麦Aux/IAA蛋白、5对粗山羊草-大麦Aux/IAA蛋白直系同源。共线性分析表明,粗山羊草Aux/IAA基因与短柄草、水稻中同源基因具有很好的共线性。本研究分离的相关基因不仅可用于小麦的遗传改良,也为深入研究小麦Aux/IAA基因提供了信息。     

源于中间偃麦草的小麦新品系CH5026白粉病抗性的遗传

CH5026是衍生于八倍体小偃麦TAI7045的抗病新品系,它兼抗小麦的白粉病和条锈病。温室抗性评价结果显示,无论是苗期还是成株期,CH5026对白粉病菌系E09均表现为免疫,且具有与其抗性供体TAI7045及TAI7045的野生亲本中间偃麦草相似的白粉病抗性,且CH5026和TAI7045的小麦亲本均为中、高感,表明存在于CH5026的白粉病抗性来自中间偃麦草。为进一步明确其白粉病抗性的遗传规律,用高感品种(系)晋太170和CH5065分别与CH5026杂交、回交,将其F1,F2,BC1,F3群体及其双亲分别在太原温室用白粉病15号小种的E09菌系接种,并按单株调查其抗感分离之比。结果表明,F1对白粉病的感染分别为0或0;级。F2,BC1的群体中,其抗感分离分别符合3R∶1S和1R∶1S;而且在F3株系中,全抗∶抗感分离∶全感为1∶2∶1,说明衍生于TAI7045的抗病品系CH5026对白粉病的抗性受1对显性核基因控制。     

偃麦草属植物对小麦的遗传改良研究进展

小麦近缘植物偃麦草属中有许多小麦缺乏的优良基因,如抗病、抗旱、耐盐、耐寒、耐高温及优质、高产等基因,通过远缘杂交将其优良基因导入小麦基因组中,对小麦遗传改良具有重要意义。国内外已将偃麦草的抗病、抗逆等多种基因导入小麦中,并获得了一定的研究成果,但对偃麦草属的其他农艺性状如优质、高产等报道较少。围绕偃麦草生物学分类、农艺特性、染色体组成及其在小麦遗传改良中的应用研究进展进行阐述,以期对小麦遗传育种实践中高效利用偃麦草种质资源有所启发。     

矮杆高产抗倒伏冬小麦新品种—太麦101

正太麦101(试验名称为晋农1101)是山西省农业科学院作物科学研究所于2009年以济麦20为母本、作物所自育冬小麦品系V15作父本人工杂交,采川系谱育种法对杂交后代选育成的冬小麦新品种。该品种于2018年12月通过山西省品种委员会审定,审定编号为晋审麦20180010。1特征特性太麦101为冬性品种,全生育期247 d。幼苗半匍匐,分蘖力较强。平均株高72.2 cm,株形紧凑,抗倒性强。茎秆较粗,韧性好。后期有蜡质,旗叶上冲,穗层整齐,熟相好。穗长方形,平均穗     

2个抗白粉病小偃麦异附加系的GISH鉴定

以来源于中间偃麦草的八倍体小偃麦TAI7047为供体,以高感白粉病的优质小麦品种晋太170为受体,通过回交转育的方法,从其BC1F4后代群体中筛选出2个稳定的抗白粉病株系CHadd7001和CHadd7002,并运用形态学、细胞学、抗病性、基因组原位杂交的研究方法对其进行了分析、鉴定。基因组原位杂交(GISH)结果表明,CHadd7001和CHadd7002中已分别成功导入1对中间偃麦草的染色体;其中,CHadd7001所附加的外源染色体来自偃麦草的Js组染色体,而CHadd 7002附加的染色体来自偃麦草的J组染色体;根据外源染色体来源、GISH带型和杂交信号的分布,二者为不同的小偃麦异附加系。     

干旱胁迫对小麦生理指标的影响

采用盆栽试验研究了不同水分处理下小麦4个生育期旗叶的光合速率、蒸腾速率、气孔导度3个生理指标的变化。结果表明,轻、中度干旱胁迫对抗旱品种长6878旗叶光合等生理指标影响较小,其变化趋势与对照相近;在严重干旱胁迫条件下,旗叶生理指标明显低于对照和轻、中度干旱处理。     

小麦–中间偃麦草隐形渗入系抗白粉病基因pmCH83分子定位

小麦新种质CH09W83为八倍体小偃麦TAI7047与高感小麦品种晋太170杂交、回交后代衍生而来的高代选系,在苗期免疫或高抗我国白粉病菌株E09、E20、E21、E23、E26、Bg1和Bg2。为定位CH09W83中的抗病基因,将CH09W83与感病亲本杂交和回交,通过对F₁、F₂、F_2:3和BC₁代的接种鉴定和遗传分析,证实CH09W83成株期对E09的抗性由1对隐性核基因控制,暂命名为pmCH83。采用分离群体分组分析法(bulked segregant analysis, BSA),以658对SSR标记对台长29(感病)× CH09W83的F₂群体分析发现,抗性基因pmCH83与SSR标记Xgpw7272、Xwmc652、Xgwm251、Xgwm193连锁,与两翼邻近标记Xwmc652和Xgwm251的遗传距离分别为3.8 cM和4.3 cM。利用中国春缺体–四体、双端体将pmCH83及其连锁标记定位在4BL染色体上。原位杂交、染色体配对及连锁标记分析结果表明,CH09W83可能是一个小麦与中间偃麦草的隐形异源渗入系。系谱和图谱位置分析表明,pmCH83很可能是来自中间偃麦草一个新的抗白粉病基因。     

抗白粉病基因PmCH1357相关分子标记验证与评价

由禾本科布氏白粉菌Blumeria graminis(DC.) f. sp.tritici(Bgt)引起的白粉病是影响小麦产量和品质的一种主要病害。为了评价小麦抗白粉病基因相关分子标记在育种中的有效性与实用性,本试验利用感白粉病品种晋麦66和小偃麦衍生品系CH1357构建的341个F_(2:3)家系为材料,利用本课题组前期已定位的8个与抗白粉病基因 PmCH1357相关的分子标记(Xcfd81、Xbwm20、Xbwm21、Xbwm25、Xmp510、Xbwm8、Xbwm9和Xgwm190)对群体进行PCR检测,并接种白粉菌株E09进行苗期抗病性鉴定,分析PCR扩增产物与白粉病抗性间的相关性。结果表明,4个标记(Xcfd81、Xbwm20、Xbwm21和Xbwm25)对群体检测的纯合抗病基因型与纯合抗病表现型符合率均达到93%以上,可用于抗白粉病基因 PmCH1357的筛选;为进一步提高标记筛选的准确性,可使用多个标记组合,使用基因同一侧的标记组合进行选择会降低选择效率,使用基因两侧标记组合进行选择可有效提高选择的准确性。使用标记组合Xcfd81+Xbwm8对抗白粉病基因 PmCH1357进行选择可以获得更高的准确性及更多有效植株。     

小麦材料CH1532抗白粉病基因的染色体定位

持续挖掘并利用新的抗病基因是防治白粉病危害的一项长期任务。小麦材料CH1532苗期与成株期均对白粉病表现出良好抗性,为明确其抗白粉病基因在染色体上的位置,利用苗期接种鉴定的方法对台长29/CH1532的F_1、BC_1、F_2及F_(2∶3)家系进行了抗病遗传分析,并利用i Select 90K SNP芯片对由其F_2构建的抗、感病池进行了扫描。结果表明,CH1532的白粉病抗性受1对显性核基因控制,暂命名为PmCH1532;多态性SNP主要位于第2同源群染色体,且富集于2DL染色体末端。因此,推断PmCH1532是1个位于2DL染色体端部的抗白粉病新基因。