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。     

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。     

小麦胁迫相关基因TaLEA2的克隆、生物信息学及表达特性分析

【目的】克隆小麦Triticum aestivum晚期胚胎发育丰富蛋白基因并对其进行基因结构、蛋白特性及表达模式分析,为其耐盐性研究奠定理论基础.【方法】搜索小麦EST数据库,通过同源克隆分离并获得小麦晚期胚胎发育丰富蛋白基因,用生物信息学软件分析该基因结构及蛋白特性,荧光定量试验分析该基因的表达模式.【结果和结论】获得1条1 100 bp的核苷酸序列,该序列包含了1个981 bp的开放阅读框,编码1个由326个氨基酸残基组成的蛋白,该蛋白含有2个LEA2结构域,属于第2组LEA蛋白,该蛋白命名为TaLEA2.生物信息学分析显示TaLEA2蛋白具有LEA2家族的典型特征,富含赖氨酸(Lys),不含半光氨酸(Cys),无明显的高级结构,平均亲水系数(GRAVY)为-0.405,稳定系数为25.28,这种氨基酸组成及结构均有利于蛋白的热稳定性及亲水性.实时荧光定量PCR分析表明,TaLEA2基因为组成型表达,同时该基因存在组织表达差异,且表达受不同发育时期影响;该基因调控表达受高盐、低温、病原菌及干旱等胁迫的影响,尤其在干旱胁迫中上调表达明显,但该基因不受外源ABA刺激的影响.推测TaLEA2基因参与了小麦正常条件下的生长发育,同时也广泛地参与了小麦抵御逆境胁迫的响应,尤其在小麦的抗旱胁迫过程中发挥重要作用.     

大穗国审小麦新品种川麦93

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年通过四川省审定(审定编号：20180001),2021年通过国家审定(审定编号：20210001)。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的产量、品质、抗病性等进行了分析,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 5913.00?Kg/hm₂^,比对照川麦42增产4.3?%;四川省区试平均产量5786.10?Kg/667m₂^,比对照绵麦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。     

利用基因芯片分析西南麦区主栽小麦品种川麦104的遗传构成

川麦104是西南麦区近年来选育的主栽小麦品种,为研究其高产、抗病遗传特性,利用3种小麦基因芯片(660K SNP、50K SNP和35K SNP)对川麦104及其双亲川麦42、川农16进行分析,探究川麦104的遗传构成。结果表明,在能定位于小麦不同染色体的SNP中,川麦104中与双亲相同的共有等位变异位点数目远多于其他类型位点,分别占定位位点总数的75.90%、74.21%和81.08%。川麦104中来源于双亲的SNP位点在染色体A、B和D基因组中分布不均匀;3种基因芯片扫描结果显示,在D基因组中来源于川麦42的遗传位点数均多于川农16。从21条染色体分布来看,川麦104中来源于川麦42的等位位点在7A、1B、2B、5B、1D和5D染色体上分布较多(遗传贡献率≥70%),其中在7A染色体上遗传贡献率超过90%;来源于川农16的等位位点在6A、3B和4B染色体上分布较多(遗传贡献率≥70%),其中在6A和4B染色体上遗传贡献率超过90%。功能基因分型结果表明,川麦104中绝大多数的优良等位基因均同时继承于双亲川麦42和川农16,在少部分重要性状上,川麦104还分别继承了双亲中的优良等位基因。这些优良基因正是川麦104在产量、抗性等各方面表现优良的分子基础。     

早熟高产小麦品种川麦1247的灌浆特性和功能基因研究

【目的】研究早熟小麦品种川麦1247的灌浆特性和功能基因，为今后四川盆地早熟高产小麦新品种的选育提供参考。【方法】以四川盆地目前推广种植的早、中、晚3种熟性的高产小麦品种为材料，用Logistic方程对籽粒灌浆过程进行拟合，推导出一系列灌浆参数，通过相关分析对籽粒灌浆参数与粒重的关系进行探讨，并利用小麦50K SNP基因芯片对川麦1247的功能基因进行检测。【结果】川麦1247全生育期较四川大面积推广中熟品种提早4～5 d,较晚熟品种提早7 d。与其他品种相比，川麦1247的抽穗期较早，灌浆持续时间较短，且平均灌浆速率较高。从灌浆3个阶段来看，川麦1247的灌浆快增期、缓增期持续时间较短，而灌浆渐增期、缓增期的灌浆速率较高。从不同熟性小麦品种籽粒灌浆速率变化动态来看，早熟品种能持续保持较快的灌浆速度，且灌浆高峰的峰值高。利用50K SNP基因芯片对川麦1247的功能基因进行分型表明，川麦1247含光周期基因Ppd-D1a、春化基因vrn-A1、Vrn-D1a以及正向控制千粒重基因(TaSus2-2A、TaGASR-7A、TaGW2-6B、TaSus1-7B、TaGS1a和TaGS-D1...     

基于高光谱成像技术的不同类型小麦穗发芽籽粒识别

【目的】为探索利用高光谱成像技术识别不同类型小麦籽粒穗发芽的方法。【方法】利用涵盖不同倍性、籽粒颜色的3个品种的小麦种子为材料，通过设置穗发芽对比实验，利用PCA、ICA、HSV 3种变换方法分析不同类型小麦正常和穗发芽籽粒光谱、图像的差异，提取图像和光谱特征参数，并运用最小距离法、最大似然法和支持向量机3种不同识别算法进行小麦籽粒发芽识别。【结果】穗发芽与否会在其光谱特性上有所反映，发芽籽粒的光谱反射率在品种间差异较小，发芽与未发芽籽粒的光谱反射率存在较大差异，大于未发生穗发芽品种之间的差异，特别是在光谱波段470～620 nm之间。通过光谱差异分析并结合支持向量机算法进行识别得到的结果精度更高，识别精度达到96%。【结论】研究结果可为种子质量监控、自动筛选识别等提供技术支持。