利用揉面特性鉴定小麦1BL/1RS易位系

1BL/1RS易位系曾广泛用于小麦农艺性状改良,但对加工品质有明显的负面影响。利用404份F₅至F₈高代品系(试验I)和175份山东省主栽品种及高代品系(试验II),研究1BL/1RS易位对小麦揉面参数的影响,分析不同高低分子量蛋白亚基(HWM/LWM-GS)背景下1BL/1RS的揉面特性,探讨利用揉面特性鉴定1BL/1RS易位系的方法。结果表明,1BL/1RS易位系的揉面时间、峰值带宽及峰后1 min带宽显著低于非1BL/1RS易位系,而衰落角和带宽比(峰值带宽/峰后1 min带宽)显著高于非1BL/1RS易位系,说明1BL/1RS易位导致小麦的揉面特性显著变劣。易位系的揉面谱带的主要特征为峰后1 min谱带急剧衰落并变窄,带宽比显著增大,而非1BL/1RS易位系的峰后谱带衰落、变窄平缓或者稳定时间较长,带宽比较小。带宽比1.6可作为判断易位系的有效指标,即大于或等于1.6为1BL/1RS易位系,小于1.6为非1BL/1RS易位系,准确率达85.2%(试验I)和96.8%(试验II)。尽管优质HWM-GS背景对Glu-B3j(1BL/1RS易位系)的揉面特性有一定正向补偿作用,但品质特性仍显著劣于其他Glu-B3位点,带宽比表现尤为突出。因此,揉面特性不仅能测定育种材料的面团流变学特性,而且还能有效鉴别1BL/1RS易位系。     

播期和种植密度对超高产小麦济麦22产量及其构成因素的影响

为给‘济麦22’大面积推广提供适宜栽培措施,选择4个生态区5个试验点,通过大田试验研究了播期和种植密度对该品种产量及其构成因素的影响。结果表明,播期对单位面积穗数、千粒重及产量产生显著的影响,但对穗粒数影响不大;种植密度对产量及构其成因素均有显著影响。在一定范围内,‘济麦22’单位面积穗数随着播期的推迟而减少,随密度的增加而增加;穗粒数随播期的推迟而增加,随密度的增加而减少;千粒重随播期的推迟先增加后下降,随密度的增加而降低。产量构成因素稳定性分析发现环境差异对‘济麦22’千粒重影响较大,而对单位面积穗数和穗粒数影响较小。2008年4个生态区‘济麦22’适宜播期范围分别为：鲁南地区10月8日至14日、鲁东地区10月6日至12日、鲁北地区10月1日至7日、鲁西地区10月10日至16日;适宜种植密度范围为180×104/hm2~240×104/hm2。研究还表明,在中高肥或高肥地力条件下,增加粒重对充分发挥‘济麦22’高产潜力似乎更有效。因此,选择适宜播期播量的同时,应在栽培技术中注意采取相应的措施,获得足够的单位面积穗数的基础上,稳步提高粒重。     

“十五”以来山东省小麦育种现状及发展趋势

本文对山东省＂十五＂以来小麦育种现状进行了较为详细的总结,并对存在的主要问题和今后的发展趋势进行了分析。近10年内,山东省小麦育种成绩突出,育成品种类型多、适应性广、推广种植面积大;产量三因素构成合理、增产幅度大、产量潜力高;小麦品质与产量协同提高取得较大进展。小麦育种中存在的主要问题是亲本利用单一,育成品种亲缘关系近、遗传基础狭窄;适合旱地种植的耐旱耐瘠品种相对缺乏;优质品种的抗逆性、抗病性及丰产性急需提高。山东省小麦育种发展方向应重点集中在以下几个方面：①选育水肥及光热资源高效利用型品种,实现大面积均衡增产是大幅度提高山东省小麦产量的关键;②提高品种的抗逆性和抗病性是应对气候和耕作制度变化的有效措施;③小麦品质育种应重点提高优质品种的抗逆性、抗病性和产量潜力;④常规育种与现代分子育种技术有机结合。     

小麦矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b的降秆效应及株高相关QTL挖掘

株高是决定小麦抗倒伏能力的重要农艺性状,为验证已克隆矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b的降秆效应、并发掘新的株高相关QTL位点,以济麦44×济麦229构建的285份重组自交系（RIL）群体为材料,于2020-2021年（济南）和2021-2022年（济南和济阳）在试验基地种植并调查每个家系的株高。利用已开发的Rht-B1b和Rht-D1b特异性分子标记检测群体内家系基因型,分析不同基因型间株高差异,利用小麦55K SNP芯片进行基因型检测并构建了高密度遗传连锁图谱,对株高进行QTL定位分析。结果表明,285份RIL家系中,82份材料含有Rht-B1b基因,78份材料含有Rht-D1b基因,29份材料同时含有Rht-B1b和Rht-D1b基因。根据基因检测结果,Rht-B1b可降低株高6.76~8.83 cm（8.10%~10.75%）,Rht-D1b可降低株高11.68~16.60 cm（14.68%~17.36%）,Rht-B1b和Rht-D1b基因同时存在可降低株高8.85~35.80 cm（11.05%~34.82%）。2 344个骨架标记用于构建遗传连锁图谱,图谱总长度3 349.95 cM,标记平均密度为1.43/cM。株高性状QTL分析共检测到6个QTL,分布于1A、1B、2B、4B和4D染色体上,单个QTL可以解释0.81%~32.32%的表型变异,检测到2个在3个环境及BLUE值下稳定存在的主效的QTL,为已克隆的Rht-B1b和Rht-D1b基因,分别可以解释10.40%~20.12%和22.25%~32.32%的表型变异。此外,Qph.saas-4D.1和Qph.saas-2B.2可在2个环境下被检测到,其中Qph.saas-4D.1与多个前人的研究得到的QTL位点相近,可能为同一QTL位点,Qph.saas-2B.2未发现与前人研究的结果重合,可能为株高新QTL位点,研究结果将为进一步矮秆基因的精细定位和矮化育种提供理论参考。     

PEG胁迫对不同小麦品种幼苗抗旱生理指标的影响

为给小麦抗旱育种的早期筛选工作提供理论依据,以济麦262(抗旱型)、烟农19(中间型)和临麦2号(水分敏感型)为材料,采用PEG模拟干旱胁迫,探究干旱胁迫对不同小麦品种幼苗生物量、含水量、根系形态特征、抗氧化酶活性和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,PEG胁迫下,三个品种中济麦262的生物量最大,地下部含水量显著高于临麦2号和烟农19;其根系的总长、总投影面积、总面积和总体积最大,且受抑制程度最低;其抗氧化酶活性在一定程度上明显增强,尤其是叶片和根系过氧化物酶、根系超氧化物歧化酶及叶片过氧化氢酶活性增强幅度显著高于临麦2号和烟农19;其叶片光化学荧光淬灭系数(qP)和PSⅡ的实际光化学效率与CK相比均呈下降的趋势,其中qP下降程度最低,荧光非光化学淬灭显著增强且高于其他两个品种。综上所述,在PEG胁迫下抗旱品种的生长受抑制程度最小,清除氧自由基能力较强,光能利用率高。     

山东省小麦新品系高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

山东省是我国小麦优势产区，在保障国家粮食安全方面发挥了重要作用。关于山东省近年来新育成小麦新品系的高分子量麦谷蛋白亚基组成分析研究未见报道。本研究以 2017-2020 年山东省区域试验高产组和强筋组 429 份参试小麦新品系为试验材料，分析高分子量麦谷蛋白亚基的分布情况。结果表明，山东省区域试验高产组材料的 Glu-A1、Glu-B1 和Glu-D1 位点分别以 N、7+8 和 4+12（频率为 33.2% 和 26.1%）亚基类型为主；强筋组材料分别以 1、7+8 和 5+10（频率为21.9% 和 23.7%）亚基类型为主。Glu-1 总评分显示，高产组小麦材料品质平均得分为 6.85 分，强筋组小麦材料品质平均得分为 8.63 分。本研究首次明晰了 2017-2020 年山东省区域试验高产组和强筋组参试小麦新品系的高分子量麦谷蛋白亚基组成及主要类型，对于山东省小麦品质改良具有重要指导意义。     

希尔斯山羊草1SsS和3SsS染色体特异dCAPS标记的建立

希尔斯山羊草是小麦的近缘种，具有抗病、抗逆、抗虫等优异性状，是小麦遗传改良的珍贵基因源。当前，我们创制了一批小麦-希尔斯山羊草杂交种质。然而，由于缺乏分子标记，上述种质无法被有效筛选和鉴定。为了建立希尔斯山羊草染色体特异分子标记，本研究通过对希尔斯山羊草基因组重测序，发掘希尔斯山羊草和小麦间单核苷酸多态性(SNP),选择150个多态性位点开发dCAPS标记，结果发现，相比中国春等小麦对照，利用引物AESD23和AESD105经PCR和酶切电泳后分别能在希尔斯山羊草中获得长度不同的多态性条带。利用一套中国春-希尔斯山羊草二体附加系和端体附加系对这些多态性条带进行定位，结果发现，AESD23能在中国春-希尔斯山羊草1S^s二体附加系和1S^sS端体附加系中扩增出长度为1 800 bp的多态性条带，而AESD105能在中国春-希尔斯山羊草3S^s二体附加系和3S^sS端体附加系中扩增出长度为200 bp和300 bp的多态性条带。对小麦-希尔斯山羊草杂交种质检测发现，AESD23和AESD105均能对小麦-希尔斯...     

淀粉颗粒类型及其比例在小麦品质特性形成与改良中的作用

小麦面粉主要由蛋白质和淀粉组成,面筋蛋白尤其是高分子量麦谷蛋白亚基是影响面团品质的关键因素并受到育种家的广泛关注,而淀粉的组分及其理化特性对面团品质的贡献往往被育种家忽视。小麦淀粉粒度呈双峰分布,根据颗粒大小分为直径大于10μm的A型淀粉颗粒和直径小于等于10μm的B型淀粉颗粒,不同类型淀粉颗粒的理化特性存在差异,因此淀粉的粒度分布会影响小麦总淀粉的理化特性、面筋蛋白的网络结构、面筋与淀粉的相互作用,进而影响面团的流变学特性和加工特性。本文从淀粉粒度分布的角度出发,综述A型和B型淀粉颗粒的发育和调控机制、理化特性以及对品质和产量的贡献并提出未来的强筋小麦品质改良策略,即在育种中重视淀粉特性的选择与提升,筛选B型淀粉颗粒比例高、面筋与淀粉相互作用强的种质并加以利用,旨在为优质强筋小麦新品种选育提供参考。     

小麦-近缘物种染色体系耐盐性鉴定及分子标记筛选

为挖掘小麦-近缘物种耐盐种质,对215份小麦-近缘物种染色体系进行了耐盐性筛选与鉴定。结果表明,小麦-高大山羊草6S~l附加系和小麦-纤毛披碱草1Y~c附加系的萌发期耐盐性显著优于普通小麦中国春(CS),但仅后者的幼苗期耐盐性显著优于CS,说明纤毛披碱草1Y~c染色体上可能含有耐盐基因。为了获得1Y~c染色体特异标记,以小麦-纤毛披碱草1Y~c附加系及CS为材料,筛选染色体第一同源群PLUG引物,结果显示,TNAC1007、TNAC1028和TNAC1034为耐盐小麦-纤毛披碱草1Y~c附加系的特异引物,扩增条带大小分别为500bp、700bp和500bp。利用上述3对引物对一套小麦-纤毛披碱草附加系进行扩增,结果发现,上述3个多态性PLUG片段为纤毛披碱草1Y~c和1S~c染色体共有的分子标记,可用于辅助筛选与鉴定小麦-纤毛披碱草1Y~c或1S~c染色体重组体。     

引进美国小麦种质资源抗病性及品质性状鉴定

为了挖掘新的种质资源，本研究对引自美国的442份小麦材料对白粉病和条锈病的抗病性、蛋白含量以及高分子量麦谷蛋白(HMW-GS)亚基组成进行了鉴定分析。抗病性鉴定结果显示，153份材料抗白粉病，27份抗条锈病，6份兼抗两种病害。蛋白质含量达到GB/T 17892-1999《优质小麦强筋小麦》一等(粗蛋白质含量≥15.0%)的样品有143份。高分子量麦谷蛋白检测发现，供试材料共含18种HMW-GS亚基和100种不同亚基组合类型，其中N,7+9,5+10出现次数最多，优质亚基1、2*、7^oe、17+18、5+10的材料分别占总材料数的25.6%、5.2%、27.8%、7.7%和25.6%，含7^oe,5+10亚基的有36份，含2*,5+10亚基的有1份，含2*,7^oe亚基的有7份。综合抗病性及品质分析结果显示，PI 17738等11份材料至少抗1种病害，且蛋白含量≥15.0%，湿面筋含量≥35.0%，同时含有稀有优质亚基。以上11份材料可作为我国优质、抗病小麦培育亲本，为我国小麦抗病和品质遗传改良提供优异基因源。