川麦42和川农16抗穗发芽QTL定位及聚合效应分析

【目的】小麦穗发芽严重影响小麦产量和品质,是全球小麦生产面临的重大问题之一。通过鉴定挖掘抗穗发芽QTL,聚合穗发芽抗性位点,选育抗穗发芽小麦品种,为四川小麦穗发芽抗性改良提供技术和材料支撑。【方法】以川麦42/川农16重组自交系（RIL,F₈）为材料,于2016—2018年分别在2个环境下对RIL群体进行籽粒发芽指数（GI,2016和2018）、籽粒发芽率（GR,2016和2018）和整穗发芽率（SGR,2017和2018）3个穗发芽指标测定。利用90K SNP芯片构建的遗传图谱检测全基因组穗发芽相关QTL,并分析抗性QTL聚合效应。【结果】双亲间GI、GR和SGR指标值差异显著,亲本川农16穗发芽抗性明显优于亲本川麦42。共检测到11个与穗发芽抗性有关的QTL,主要分布在2B、2D、3A、3D、4A、5A、5B和6B染色体上。5B染色体上检测到的单个环境表达的整穗发芽QTL解释的表型变异率最大,达到29%;在2D和3A染色体上检测到的整穗发芽主效QTL,以及5A染色体上检测到的与种子休眠相关的籽粒发芽主效QTL,在2个环境下均能表达,其抗穗发芽等位变异均来源于川农16。基因型分析发现,RIL群体中不同株系聚合抗性QTL的数量变幅为1—9个,表现为抗穗发芽的株系均携带4—9个与穗发芽相关的抗性QTL。重组自交系群体中6个株系GI、GR和SGR值均在15%以下,表现出高抗穗发芽特性;这6个优异株系聚合了多个与穗发芽相关的抗性QTL,且均聚合了川麦42在4A染色体上的微效QTL（QGi.saas-4A和QGr.saas-4A）,以及川农16在2D和5B染色体上的主效QTL（QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B）;编号为104和125的优异株系已通过审定,定名为川麦104和川麦64。其中,川麦104于2012年同时通过国家和四川省审定,其抗穗发芽能力强,产量、品质、抗病等优良性状突出,聚合了7个正向穗发芽QTL,包括2B、2D和5B染色体上来源于川农16的4个抗性QTL（QGi.saas-2B、QGr.saas-2B、QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B）,以及4A和6B染色体上来源于川麦42的3个QTL（QGi.saas-4A、QGr.saas-4A和QGr.saas-6B）;近年来,川麦104已成为西南麦区小麦育种的核心亲本,育成小麦品种（系）18个。【结论】共检测到11个抗穗发芽QTL,其中3个来源于川麦42,8个来源于川农16;RIL群体中的抗穗发芽株系均携带4—9个抗性QTL,优异株系川麦104和川麦64高抗穗发芽,均聚合了7个穗发芽抗性QTL。     

三种鼠妇形体特性的初步研究

从等足类动物球鼠妇(Armadillidium vulgare Latreille)、多霜腊鼠妇(Porcellionides pruinosusBrandt)和光滑鼠妇(Porcellio leavis Latreille)的形体指标(体重、体长、体宽、体高等)及其相互间关系探讨了该类动物的形体特性。结果表明,种内性状之间呈乘幂函数关系,三种鼠妇均属于等速生长型;其中光滑鼠妇体长最大、球鼠妇的体高最大,虽然多霜腊鼠妇形体最小,但其运动速率最快。     

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。     

套袋对新都柚果实糖代谢相关酶活性影响的研究

以新都柚为试材,研究套袋对果实糖含量及蔗糖代谢相关酶活性变化的影响。结果表明,套袋果实与对照果实糖含量变化趋势相似,但积累速率不同步,套袋果的糖含量低于对照果;套袋果的合成酶类活性低于对照,分解酶类高于对照。     

实心小麦86-741茎秆的解剖分析及壁厚特性的SSR标记

以实心小麦86-741、新疆稻麦及其杂种F₁为材料, 利用石蜡切片和SSR标记方法对86-741的实心特性进行了分析。结果表明, 实心小麦86-741茎内仅有极小髓腔, 髓腔中有髓, 机械组织中有维管束的分布; 杂种F1偏向实心亲本86-741, 有髓腔, 但髓腔的直径小于新疆稻麦, 机械组织所占的比例小于亲本86-741; 86-741维管束数最多, F₁代其次, 新疆稻麦最少。遗传分析与SSR标记结果表明, 86-741髓的有无是由双隐性基因控制的; 而其壁厚性状由位于3BL染色体上的单显性基因控制, 与SSR标记Xgwm-547的遗传距离为5.3 cM。暂将该壁厚基因定名为Cwt-1。Xgwm-547可用于辅助转育壁厚特性, 提高小麦品种的抗倒伏能力。     

普通小麦HMW-GS Dx5与Dx2亚基共显性标记

高分子量麦谷蛋白是决定小麦烘烤品质的重要蛋白组分,其中Glu-D1基因座(Locus)与小麦的烘烤品质关系最为密切,该座位的亚基类型中,Dx5亚基的面团弹性要大于Dx2亚基。本研究根据Dx5亚基和Dx2亚基DNA序列的中间重复区重复单元数目的不同,开发出用于鉴别两种不同亚基类型的共显性标记,并利用该标记对含有Dx2亚基的川麦38与具有Dx5亚基的川麦42杂交F1植株、F2群体进行PCR分析。研究结果显示电泳条带清晰,片段大小符合期望值,F2群体检测统计结果符合孟德尔定律。研究结果表明该共显性标记能够用于早期分子辅助选择育种。     

大穗小麦新品种川麦93的特征特性及栽培技术

川麦93是四川省农业科学院作物研究所选育的高产多抗优质白皮小麦新品种。2018年通过四川省农作物品种审定委员会审定(审定编号为20180001),2021年通过国家农作物品种审定委员会审定(审定编号为20210001)。川麦93高产稳产、多抗、优质、大穗特性明显，是参加国家区试与省区试品种中穗粒数最多的品种。国家区试平均产量5 913.00 kg/hm²，较对照川麦42增产4.3%；四川省区试平均产量5 786.10 kg/hm²，较对照绵麦367增产16.89%。川麦93兼抗条锈病、叶锈病、白粉病；品质优、面粉白度高，适合制作酒曲、蛋糕、饼干等。根据国家、四川省区试数据和课题组多年多点试验数据，本文对川麦93的特征特性(产量、品质、抗病性等)进行了阐述，并简要总结了其栽培技术要点，以期为该品种的推广应用提供参考。     

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...     

氮磷钾胁迫下不同D基因组人工合成小麦生长和养分积累差异

【目的】人工合成小麦具有很多优良性状,是现代小麦遗传改良的重要基因资源。本研究以具有相同AB基因组、不同D基因组的人工合成小麦材料Syn79(S79)和Syn80(S80)为供试材料,研究在氮磷钾胁迫下其生长、养分积累、养分分配和利用,差异,为小麦抗逆性基因定位和抗逆性遗传改良提供依据。【方法】采用盆栽试验,以施用N 0.20、P2O50.15和K2O 0.15 g/kg土为正常氮磷钾水平,以不施氮磷钾作为胁迫,设立4个处理:NPK(CK)、N0PK、NP0K、NPK0。小麦整个生育期每隔1个月调查1次株高和分蘖,成熟期,将小麦分根、茎叶、颖壳(穗)和子粒4个部分整理样品,收集株高、有效分蘖数、根长、穗长、根重、茎叶重、穗重、籽粒重、小穗数、穗粒数、穗粒重、千粒重和结实率。【结果】D基因组来源不同的人工合成小麦S79和S80在氮磷钾胁迫下生长、养分积累、分配和利用方面差异很大。从生长角度看,S80对氮磷胁迫敏感性低于S79,其在氮磷胁迫下长势优于S79,主要表现为株高、有效分蘖、分蘖成穗率、单株茎叶、颖壳和籽粒重等农艺性状显著好于S79。S80在氮磷钾胁迫下株高、根长和根冠比显著增加,S79的显著降低。S79在钾胁迫下农艺性状表现好于S80,主要表现为低钾环境下S79单株根重、茎叶重、颖壳重和籽粒重均高于S80。从养分积累、分配和利用看,S79在氮钾胁迫下单株氮磷钾养分积累高于S80,但S80在氮钾胁迫下的氮磷钾利用效率和收获指数均高于S79;磷胁迫下,S80单株、单株茎叶和单株颖壳中氮磷钾养分积累高于S79,但其利用效率和收获指数低于S79。S80在氮磷胁迫下籽粒中养分分配率较高,S79在钾胁迫下籽粒中养分分配较好。【结论】S79和S80在不同养分胁迫下生长、养分积累、分配和利用产生差异。S80耐低氮低磷,S79耐低钾;S80在氮钾胁迫下对氮磷钾养分利用较高,S79在磷胁迫下对氮磷钾养分利用较高。S80在养分胁迫下通过增加根长扩大养分供给范围,增加养分供给量,满足作物生长,加快养分向穗部转运,降低对籽粒产量影响。     

节节麦大穗大粒相关农艺性状的遗传分析

节节麦(Aegilops tauschii,DD)是六倍体普通小麦D基因组的祖先,其自然类群中含有丰富的抗逆、高产基因,利用其与四倍体硬粒小麦合成的六倍体小麦在现代小麦育种中得到了愈来愈多的应用。本课题在野生节节麦类群中发现了大穗、大粒材料AT462,利用其作母本与节节麦材料AT18(强分蘖)杂交;构建了F2、F3群体,通过调查亲本和群体单株的穗长、小穗数、粒长、粒宽和粒重等表型,对这些穗部性状进行了相关性分析和遗传分析。结果表明:(1)在F2和F3群体中,粒重、粒长与穗长之间不存在显著相关性,而且穗长与粒宽之间在两个群体中的平均相关系数绝对值小于0.1,粒重与小穗数之间的相关系数绝对值小于0.2,表明节节麦大粒相关性状不受穗长的影响,受小穗数影响也较小;(2)采用F2单世代分离分析的方法对节节麦AT462×AT18的F2群体大穗、大粒相关性状进行遗传分析,其中穗长受2对具有加性效应的主效基因控制;粒重和小穗数均同时受2对基因的加性效应、显性效应以及互作效应控制,其中加性效应占主导地位;粒长、粒宽均受2对基因的加性效应、显性效应以及互作效应控制,且三种效应较为均衡。这说明控制节节麦粒重、穗长、小穗数等产量性状相关基因的加性效应在遗传中占主导地位,在育种中较易利用,且其主效基因的遗传力达0.9。