小麦DH高效生产技术体系在云南的研究与应用

双单倍体（DH）技术可使杂合育种材料在一个世代纯合稳定，被广泛用于作物遗传育种。小麦×玉米杂交是产生小麦DH的主要途径之一，但小麦和玉米一般在不同季节种植，制约了该技术的广泛应用。春性和经春化处理的半冬性、冬性小麦材料在云南昆明自然条件下一年四季均可播种、收获，为每年4月至12月进行小麦×玉米杂交提供了便利条件。本团队前期建立了平均得胚率为25%（15%~70%）、成苗率为62%（50%~80%）以及加倍率为62%（50%~90%）的小麦DH批量生产技术规程。并于2015年以来，利用国内外共1 900余份不同遗传背景的春性、半冬性和冬性小麦材料进行验证，共获得10.5×10⁴个小麦DH株系；构建了64个DH遗传群体；育成了云麦110、云麦112等小麦新品种；创制了24个优良小麦温光敏核不育系及一批抗病优良品系，初步实现了该DH技术在小麦育种中的应用。后续还需继续完善规模化DH生产技术规程，提高得胚率、成苗率、加倍率等关键技术指标和DH生产效率，降低成本，促进该技术在小麦遗传育种中更广泛地应用。     

低纬高原区不同生态条件下旱地小麦新品种(系)产量形成及其群体动态特征差异

为了解低纬高原区不同生态条件下旱地小麦产量及群体结构特点,2016-2018年以该区新育成的3个旱地小麦新品种(系)(易2011-1、弥136-7和云麦69)为材料,选取具有代表性的昆明、丽江、德宏3个生态区进行试验,比较分析了不同生态区之间旱地小麦产量及其构成、茎蘖数变化、叶面积动态、旗叶净光合速率、干物质积累等方面的差异。结果表明,三品种(系)产量均表现为丽江德宏昆明,丽江2年平均产量较昆明分别高30.85%、31.97%和31.33%,较德宏分别高12.31%、28.96%和9.39%。丽江的单位面积穗数与昆明差异不显著,但二者均显著高于德宏;千粒重和穗粒数均表现为德宏丽江昆明,德宏千粒重与昆明差异显著。拔节期至成熟期的群体总茎数在丽江和昆明间差异不显著,但二者均显著高于德宏。分蘖成穗率在三生态区之间差异不显著。孕穗期至灌浆期的叶面积指数表现为丽江昆明德宏。开花期至花后14 d丽江的旗叶净光合速率低于德宏和昆明,花后21～28 d光合速率则表现为丽江德宏昆明;拔节期群体干物重在生态区间差异较小,孕穗期至成熟期丽江干物质积累较快,干物重显著高于德宏,德宏高于昆明。本试验条件下,丽江的小麦产量最高,群体结构最优。     

开颖和柱头外露对小麦温光敏雄性核不育系异交结实的影响

为提高杂交小麦制种产量,对33个小麦温光敏雄性核不育系的开颖率和柱头外露率与总异交结实率的相关性进行了研究。结果表明,33个不育系的平均不育度为99.60%,天然异交结实率为79.74%,开颖率为83.40%,柱头外露率为4.85%。所有不育系开颖小花的平均异交结实率为86.13%,开颖小花结实占总异交结实的80.88%,开颖率与总异交结实率呈极显著正相关（r=0.831 4）,说明开颖率是决定小麦温光敏核不育系异交结实率的关键因素之一。柱头外露小花的异交结实率为90.23%,其结实占总异交结实的5.39%,柱头外露率与总异交结实率呈正相关,但相关不显著,其原因与不育系的平均柱头外露率较低有关;但柱头外露小花的异交结实能力强于开颖小花,因此选育高柱头外露率小麦不育系有助于提高杂交小麦异交结实率和制种产量。     

小麦玉米杂交中麦穗小花穗位间的成胚率差异研究

为了进一步提高小麦×玉米单倍体胚的成胚率和小麦双单倍体的产生效率,以小麦不同穗位小花对小麦×玉米单倍体胚成胚率的影响进行探讨。利用同一玉米品种给13个小麦DH株系授粉,对授粉后的麦穗进行剪穗离体培养,并镜检不同穗位小花的成胚情况。结果表明,13个DH株系下、中、上3个穗位小花的平均成胚率分别为30.71%、27.83%和11.46%,表现为下部中部上部,下部和中部小穗的成胚率差异不显著,但均极显著高于上部小穗;13个DH株系从麦穗基部到顶部21个小穗的平均成胚率仍以顶部小穗最低、下部小穗最高,变幅为2.1%~37.96%;3个穗位小穗间成胚率变异系数的大小为中部(CV=10.99%)下部(CV=17.45%)上部(CV=58.28%),表明中部小穗单倍体胚的形成最稳定。用营养液对离体培养的9个DH系的麦穗进行3种喷穗处理,结果表明,在穗培养的前3d用穗培养液喷穗,显著提高了中部和上部小穗的成胚率,同时降低了各小穗穗位间成胚率的差异。说明剪穗离体培养中营养供给的差异是造成麦穗小花间成胚率差异的原因之一。