小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂的变异

【目的】研究小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂的变异,为1BL.1RS在小麦育种中的进一步应用提供依据。【方法】利用GISH和FISH技术从小麦品种绵阳11(MY11)和白粒黑麦远缘杂交的后代中筛选1R(1B)代换系G1和1BL.1RS易位系G2。选用小麦染色体1B上的40对引物对亲本MY11、白粒黑麦、G1、G2以及普通小麦中国春(CS)进行SSR分析。【结果】6对引物在MY11、CS及G2中扩增出1BL的条带,在G1和白粒黑麦中未扩增出条带,其中3对引物(Xgwm259、Xbarc188,Xgwm268)在亲本MY11及后代1BL.1RS易位系(G2)中扩增出差异性的1BL条带,说明在小麦-黑麦远缘杂交产生的易位系后代中,1BL染色体臂发生变异。有13对引物在MY11、白粒黑麦和G1、G2中扩增出差异性条带,说明在小麦-黑麦远缘杂交后代中小麦微卫星发生了一定的变化;引物Xbarc8能扩增出白粒黑麦染色体1RS的特异条带,且该条带稳定出现,可以作为白粒黑麦1RS染色体识别和鉴定的分子标记。【结论】小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂发生变异,Xbarc8是鉴定白粒黑麦1RS染色体臂的新的分子标记。     

普通小麦穗发芽抗性相关分子标记在RIL群体中的验证与评价

为了鉴定我国西南冬麦区普通小麦品种的穗发芽抗性,筛选能鉴定穗发芽抗性的相关分子标记,利用小麦品种川农17和新品系R146构建的重组自交系(F7:8)共135个家系作为研究材料,通过测定种子的发芽指数和降落值来共同鉴定小麦的穗发芽抗性。选择7个已发表的与穗发芽抗性相关的分子标记(Xgwm46、Xgwm269、Xgwm282、Xgwm328、Xgwm397、Xwmc468和Xgwm518)对这些材料进行PCR扩增,分析扩增片段与发芽指数和降落值的相关性。结果表明,在135份重组自交系材料中,发芽指数小于0.4的材料有21份,介于0.4~0.8的材料有86份,高于0.8的材料有28份;降落值小于250的材料有20份,大于400的有16份。标记扩增片段与发芽指数和降落值相关分析表明,7个标记中有3个标记(Xgwm397、Xgwm282和Xwmc468)与穗发芽抗性相关,标记Xgwm397和Xwmc468可作为穗发芽抗性选择的分子标记在育种中加以利用;另外三个标记Xgwm269、Xgwm328、Xgwm518与穗发芽抗性不相关;标记Xgwm46只与发芽指数相关,与降落值相关不显著,能否用作穗发芽筛选标记需进一步验证。     

小麦抗白粉病基因Pm21 的抑制基因

 小麦-簇毛麦6VS. 6AL 易位染色体含有抗白粉病基因Pm21,在我国的小麦育种中被广泛应用。近年来,一些含有Pm21 基因的小麦品种(系)开始感染白粉病。为探索含Pm21 的品种(系)感染白粉病的原因,本研究在6VS. 6AL 易位系与小麦品系(种)R14 和川农12 的杂交后代中利用分子标记CINAU17-1086 和CINAU18-723 辅助选择的遗传背景相对简单的F7 和F8 近等基因系为材料,研究了小麦抗白粉病基因Pm21 的抗病性表达。结果发现,在3 个含有6VS. 6AL 易位染色体的感病F6 植株繁殖的F7 近等基因系中发生了白粉病抗性的分离,分离比率符合13 感病︰ 3 抗病的理论值。在随机选取的F7 感病小麦单株所繁殖的F8 近等基因系中,有7 / 13 的株系一致地重感白粉病,有6 / 13 的株系发生了抗白粉病的分离,其中2 / 13 的株系分离比符合3 感病︰ 1 抗病、4 / 13 的株系分离比符合13 感病︰ 3 抗病的分离模式。这一结果指出,小麦株系中的抗白粉病基因Pm21 的抗性表达受小麦基因组中的一对显性抑制基因所控制,该基因来源于小麦品种(系)川农12或R14,建议命名为SuPm21。本研究指出,在把外源基因引入小麦的研究中,有利的外源基因与不含抑制基因的受体遗传资源同等重要。     

1RS.1BL易位染色体对小麦开花后叶片延绿特性的影响

为了探究延绿特性产生的遗传基础,利用延绿型小麦新品种川农17和小麦品种绵阳11杂交所获得的F6代43个稳定株系为材料,研究了1RS.1BL易位染色体对小麦开花后叶片延绿特性的影响.结果表明,川农17含有一对新合成的1RS.1BL易位染色体,具有开花后叶片衰老延缓和维持较长时期绿叶面积的优良特性,而绵阳11不具有这个特点.利用C-带及A-PAGE技术对川农17和绵阳11杂交的43个F6代株系进行了鉴定,发现17个延绿株系均含有1RS.1BL易位染色体,但另有8个含1RS.1BL易位染色体的植株不表现延绿特性,18个含一对1B染色体的株系均不表现延绿特性.延绿现象与1RS.1BL易位的存在呈极显著的正相关关系(r=0.6861,P＜0.001).这一结果说明小麦开花后的延绿特性是由1RS.1BL易位染色体上的基因和小麦背景基因相互作用控制的,指出川农17的1RS.1BL染色体上存在着至少一个基因控制延绿特性.     

1RS·1BL易位染色体对小麦品质特性及其地域稳定性的影响

为了探索1RS·1BL易位染色体对小麦品质特性的影响及其在不同生态地域的稳定性效应,将由含新1RS·1BL易位染色体的小麦新品种川农17和不含1RS·1BL易位染色体的绵阳11杂交后选育的一套高代自交系(RILs)同时种植于南方麦区的四川邛崃和北方麦区的河南新乡,分析各株系组在不同地域的品质特性。结果表明,1RS·1BL易位染色体的存在对面团形成时间、稳定时间和粉质质量指数均有显著的负效应,在北方麦区的负效应比南方麦区更大,达到了5%的显著性水平;降落值在不同的小麦生态区对1RS·1BL的存在显示了不同的反应,导致RILs群体中不同株系的品质特性在不同小麦生态区之间的稳定性降低。降落值在南方麦区的表现显著地低于北方麦区,部分地掩盖了1RS·1BL在南方麦区的品质效应。稳定时间在不同地域间显示了不稳定,表明稳定时间的选择存在更多的变数。但是,这些品质特性在不同株系组中的分布趋势是一致的,表明无论在哪个株系组,都有比较优质的株系存在,表明在不同的生态地域选育含1RS·1BL易位染色体的高产、抗病、优质新品种是可能的。     

1RS·1BL易位在川农号系列小麦新品种选育中的作用

世界上广泛使用的1RS·1BL易位系遗传基础单一,已不能满足世界小麦育种的需要。本课题组培育了不同遗传基础的1RS·1BL易位系,并按照高产优质抗病的选育方向,用于“川农”系列小麦新品种的选育。为了深入了解1RS·1BL易位染色体的传递规律和育种价值,使用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（APAGE）、Giemsa C带技术、DNA原位杂交技术对13个川农号小麦新品种及4个进入区域试验的新品系进行了检测,并对这17份供试材料的抗病性、农艺性状和主要品质进行了鉴定。结果证明川农10号、川农11、川农20含有来源于Aurora 的1RS·1BL易位染色体,川农12、川农17、川农18和R291是含新合成的1RS·1BL易位染色体的新品种（系）。分析结果表明,目前利用外源种质的小麦育种中,决定1RS·1BL易位能否存在于新品种中的第一选择压仍是抗病性,农艺和品质性状则是第二、三位的选择因素。本研究指出,持续利用1RS·1BL易位染色体培育高产优质抗病的小麦新品种的关键问题是发掘黑麦1RS本身的基因资源,在优先创建1RS·1BL易位系抗病性的遗传多样性的同时,创建农艺与品质性状的遗传多样性。     

小麦单位面积穗数和粒长主效QTL紧密连锁KASP标记的开发及其效应评价

【目的】小麦单位面积穗数和籽粒粒长是小麦产量相关的重要农艺性状,对其进行遗传改良有利于提高小麦的产量。通过对前期QTL定位鉴定到的提高单位面积穗数的主效QTL位点QSn.sau-2D.2和提高籽粒粒长的主效QTL位点QKl.sau-3D.2开发相应的KASP分子标记,并在川农18和T1208构建的RILs群体中进行验证及评价,为更好地利用这两个QTL以及分子标记辅助育种奠定基础。【方法】利用前期在川农18和T1208构建的高代自交群体中鉴定到的控制小麦单位面积穗数主效QTL位点QSn.sau-2D.2和控制籽粒粒长主效QTL位点QKl.sau-3D.2,结合在这两个QTL区间内的55K SNP分子标记序列,开发设计KASP分子标记,并在亲本间筛选具有多态性的KASP分子标记。将筛选到的KASP分子标记在川农18×T1208的RILs群体中分别进行基因分型和鉴定相应表型性状的高低,并分析这两个主效QTL对于其他农艺性状的影响。【结果】KASP-AX-111151907和KASP-AX-109962767在亲本中具有多态性,KASP-AX-111151907和KASP-AX-109962767在群体中的验证表明这两个分子标记分别与QSn.sau-2D.2和QKl.sau-3D.2连锁。KASP-AX-111151907和KASP-AX-10996276能将群体材料的基因型分为2类,按照表型划分,在3年试验中,KASP-AX-111151907对多穗材料的平均选择率均达到72.58%,对少穗材料的平均选择率达到71.68%;KASP-AX-10996276对长粒材料的平均选择率达到69.86%,对短粒基因型的平均选择率可达61.52%,表明这两个标记的可靠性。基于KASP分子标记的基因分型结果表明,这两个QTL对于株高、千粒重、粒长、粒宽、粒径比、单位面积穗数、穗粒重均具有显著性影响。在川农17×川农11的RILs群体中进行验证也表明这两个分子标记对相应性状的选择具有一定的作用。【结论】针对单位面积穗数主效QTL位点QSn.sau-2D.2和籽粒粒长主效QTL位点QKl.sau-3D.2分别开发了1对与之连锁的KASP分子标记,可用于相应性状的选择,与KASP标记连锁的QTL分别能显著提高单位面积穗数和籽粒粒长。QSn.sau-2D.2对株高、千粒重、粒长、粒宽、粒径比、穗粒重是负向影响,QKl.sau-3D.2对株高、千粒重、粒宽、粒径比和穗粒重是正向影响,但对单位面积穗数是负向影响,这两个QTL及开发的KASP标记可应用于小麦高产育种中。     

小麦分蘖成穗数相关分子标记在重组自交系（RIL）群体中的有效性验证及实用性评价

为了评价小麦分蘖成穗基因相关分子标记在育种中的实用性,利用多穗型小麦品种川农18和新品系T1208构建的重组自交系共计371个家系作为研究材料,通过对单位面积（m）最大分蘖数和单位面积（m）穗数的测定,并选择6个已发表的控制小麦分蘖成穗数的基因或QTL的相关分子标记（Xgwm264、Xbarc232、Xwmc169、Xwmc215、Xgwm437和Xcfd23）对群体进行PCR扩增,分析扩增产物与单位面积最大分蘖数和单位面积穗数的相关性。结果表明,在371份供试材料中,每平方米最大分蘖数的变化范围为254.00~700.67,变异系数为22.28%;每平方米穗数的变化范围为197.67~391.67,变异系数为14.12%;群体中存在明显的超亲分离现象,可作为西南麦区小麦优质育种的种质资源。分子标记检测结果与表型的相关性分析表明,分子标记Xbarc232不适合用于分蘖成穗数的筛选,分子标记Xwmc215、Xgwm437和Xcfd23仅可用于分蘖数的筛选,分子标记Xgwm264和Xwmc169可用于分蘖成穗数的筛选。     

广适性小麦新品种—川农32

川农32(区试代号:R807)为四川农业大学遗传和育种省级重点实验室育成的小麦新品种。品种来源为:川农27/80978,其中,川农27为自育品种,80978为从中国科学院成都生物研究所引进品系。该品种的突出优点为:高产,适应性好,适播期较宽,抗倒,品质达到弱筋小麦标准。