四川小麦品种高、低分子量麦谷蛋白基因和1B/1R易位的分子标记鉴定

为给四川小麦品质育种提供参考信息,利用7个HMW-GS、17个LMW-GS和1个1B/1R易位的特异分子标记,对105份2000年后育成的四川小麦品种进行上述基因检测。结果表明:(1)针对HMWGS,在Glu-A1位点,含Ax2*的品种有2份,频率为1.9%;在Glu-B1位点,含Bx7、Bx20、Bx17、By8和By9的品种分别有73、26、4、45和30份,频率分别为69.5%、24.8%、3.8%、42.9%和28.6%,未检测到含Bx7OE的品种;在Glu-D1位点,含Dx5的品种有65份,频率为61.9%。(2)针对LMW-GS,在Glu-A3位点,含Glu-A3a、Glu-A3b、Glu-A3c、Glu-A3d和Glu-A3f的品种分别有2、2、63、29和9份,频率分别为1.9%、1.9%、60.0%、27.6%和8.6%,未检测到含Glu-A3e和Glu-A3g的品种;在Glu-B3位点,含Glu-B3b、Glu-B3d、Glu-B3f、GluB3g和Glu-B3i的品种分别有18、10、1、75和1份,频率分别为17.1%、9.5%、1.0%、71.4%和1.0%,未检测到含Glu-B3a、Glu-B3c、Glu-B3e和Glu-B3h的品种。(3)含1B/1R易位的品种有36份,频率为34.3%。(4)组合6种和5种以上优质基因的品种分别有2份(频率为3.8%)和15份(频率为14.3%)。可利用这些品种作为亲本,在四川小麦品质育种中逐步导入优质基因Ax2*、Bx7、By8、Dx5、Glu-A3d、Glu-B3d、Glu-A3b和Glu-B3b,并淘汰1B/1R易位,优化四川小麦面筋优质基因组成。     

CIMMYT种质对四川、云南、甘肃和新疆春性小麦产量遗传增益的贡献

研究历史品种产量潜力变化规律有助于提高小麦育种水平。2007—2009连续2年度将来自四川、云南、甘肃和新疆的代表性59个品种分别种植在四川成都、云南丽江、甘肃武威和新疆昌吉,在肥水供应充足、控制病虫害和倒伏的条件下分析了产量和相关农艺性状的变化趋势。结果表明,四川、云南、甘肃和新疆品种的产量随育成年份显著增加,年遗传增益分别为0.73%、0.34%、0.58%和1.43%。产量遗传增益四川品种表现与产量构成因子关系不密切;云南品种主要表现为减少穗数和增加穗粒数;甘肃品种主要表现为增加穗粒数;新疆品种主要表现为增加主穗粒重和收获指数,并与成熟期提早及株高降低有一定关系。各地区品种中Rht-B1b和Rht-D1b矮秆基因均来自CIMMYT种质,其产量潜力的提高主要得益于CIMMYT种质的引进和有效利用,在四川和云南,CIMMYT种质的主要贡献是提高品种的条锈病抗性;而在甘肃和新疆,其被利用的主要特性是矮秆、高产、穗粒数多及广泛适应性。     

利用小麦660K SNP芯片分析川麦44在其衍生后代中的遗传贡献

为明确小麦骨干亲本川麦44的遗传特性,利用小麦660K SNP芯片对川麦44及其衍生品种进行解析。结果表明,川麦44在6个衍生品种中的遗传贡献率为23.77%～72.63%,平均为48.58%,衍生品种存在遗传偏亲现象。川麦44特异性标记在不同染色体和染色体组中分布不均匀,衍生品种中特异性标记数具有B染色体组A染色体组D染色体组的共同特征。在除1B和6A外的染色体上,共筛选出52个川麦44高遗传率片段,片段长度为0.10～76.20 Mb,其中5B上的片段数量最多,累计长度最大。本研究结果为进一步明确骨干亲本川麦44的重要基因组区段及其功能奠定了基础。     

高效聚合抗赤霉病基因育种技术体系的研制

为提高西南麦区小麦抗赤霉病育种效率,保障小麦生产安全,四川省农业科学院作物研究所通过使用改良农艺性状后的抗赤霉病种质与西南麦区主栽品种杂交或复交,在低世代分离群体进行抗赤霉病性弥雾接种鉴定,高世代群体采用单花滴注法接种鉴定,并利用抗赤霉病基因标记进行分子标记辅助育种,形成了“高效聚合抗赤霉病基因育种技术体系”。该技术体系规范了育种过程中赤霉病抗性鉴定及分子标记检测的世代和方法,可望准确、高效选育出适应西南麦区地理环境且聚合已知抗赤霉病基因的小麦新品种。     

小麦产量对中后期氮素胁迫的响应及品种间差异

生育中后期土壤供氮不足是导致小麦减产的重要原因之一。2015—2017年连续2个生长季,选择人工合成六倍体小麦衍生品种(synthetic hexaploid wheat-derived cultivar, SDC)和非人工合成小麦衍生品种(Non-synthetic hexaploid wheat-derived cultivar, NSC)各3个,设置2个施氮水平,研究其产量及相关生理参数对中后期氮素胁迫的响应。SDC包括川麦42、川麦104和绵麦367, NSC包括绵麦37、川农16和川麦30。2个施氮水平为正常施氮处理(Nn, 150kg N hm~(–2),底肥40%、拔节肥60%)和中后期氮胁迫处理(Ns, 60 kg N hm~(–2),全部作底肥)。结果表明,氮胁迫下,两类品种产量均值降幅接近(SDC 19.6%, NSC 20.4%),但正常供氮下SDC产量高于NSC (高14.4%),其氮胁迫下的产量也较高(高15.9%)。氮胁迫下, SDC的生物产量、单位面积粒数均高于NSC。开花期,两类品种在2个氮素水平下的叶面积指数(LAI)接近,但在灌浆中后期的降幅SDC小于NSC,花后22d,SDC在高、低施氮水平下的LAI较NSC分别高25.1%和16.0%。开花灌浆阶段, 2个施氮水平下SDC旗叶和倒二叶SPAD始终高于NSC,氮胁迫下二者的差距增大。两类品种的净光合速率(NPR)和群体光合速率(CAP)的差异也主要出现在灌浆中后期,氮胁迫下SDC以上2个参数较NSC均有优势。氮胁迫下,花后功能叶片的硝态氮、铵态氮、可溶性糖含量SDC也高于NSC。SDC较NSC有更高的氮素利用效率(NUtE),氮胁迫下,二者NUtE的差距增加。以上结果表明,低氮胁迫下SDC的生产力高于NSC,这与其较高的库容、较长叶片功能期有关。     

四川抗赤霉病小麦品种（系）抗病基因检测

【目的】旨在研究四川小麦抗赤霉病的基因资源,培育赤霉病综合抗性中抗以上的小麦品种。【方法】利用土表接种法鉴定出156份赤霉病达中抗水平的小麦品种或高代品系,通过已知赤霉病抗性基因Fhb1、Fhb2、Fhb4和Fhb5以及部分抗条锈病基因和抗白粉病基因的分子标记检测抗性基因的组成。【结果】经抗病基因分子标记检测,在供试的156份赤霉病抗性材料中仅检测出2份材料(20引979和20间2506-10)分别含有抗赤霉病基因Fhb1和Fhb5。同时,检测出含小麦条锈病抗性基因Yr5、Yr15、Yr18、Yr26和YrAs2388的材料分别为4、63、9、3、14份,在供试材料中的分布频率分别为2.56%、40.38%、5.77%、1.92%和8.97%。检测出含白粉病抗性基因Pm21的材料44份,在供试材料中的分布频率为28.21%。抗病基因的分布表明,122份供试材料含有至少1个抗病基因,其中6份材料含有条锈病和白粉病2种抗病基因,9份材料中聚合了2个抗条锈病基因,剩余的106份材料仅含有1个抗病基因。仅1份供试材料(20间2506-10)同时含有赤霉病、条锈病和白粉病3种抗病基因。【结论】四...     

四川盆地9000kg hm~(-2)产量潜力小麦品种的花后冠层结构、生理及同化物分配特性

四川盆地小麦高产育种取得了突破性进展,但高产生理研究相对滞后。本研究以2011—2015连续5年的田间试验,比较了高产和一般产量潜力品种花后群体冠层结构、主要生理指标和同化物的转运分配特性,旨在揭示四川小麦9000 kg hm-2高产品种的生理基础。选择代表性高产潜力品种和一般产量潜力品种各3个,高产潜力品种产量平均9422 kg hm~(-2),比一般产量潜力品种高14.3%,增产原因是生物量或收获指数的提高。相比一般产量潜力品种,高产潜力品种旗叶短且宽,长宽比低于10,开花初期至灌浆中期叶基角和开角增加明显。开花至灌浆后期,高产潜力品种顶三叶的SPAD值及花后0 d和20 d的群体光合速率显著高于一般产量潜力品种,群体光合速率以10:00–12:00的差异最大。此外,高产潜力品种在开花期茎鞘生物量所占比例较高,而成熟期籽粒所占比例较一般产量潜力品种高1~4个百分点。籽粒产量与小麦形态、生理参数关系密切,与灌浆期旗叶基角(r=0.947,P0.01)和倒二叶基角(r=0.963,P0.01)呈正相关,与旗叶长宽比(r=-0.913,P0.01)和倒二叶长宽比(r=-0.911,P0.01)呈负相关;与开花期顶三叶SPAD值呈正相关,r值分别为0.75、0.90和0.82(P0.01);与成熟期穗轴干重比例呈负相关(r=-0.956,P0.01)。本研究表明,株高适中、株型紧凑,花后冠层叶绿素含量和群体光合速率较高,以及合理的物质分配,是高产潜力品种获得高产的生理基础。