小麦不育材料幼胚培养植株再生性研究

本试验对小麦两类不育材料幼胚愈伤诱导及分化进行了研究,结果表明:①N6培养基愈伤组织诱导率最高95%～100%;不同材料平均出愈率由高到低依次为雄性不育1号、雄性不育2号、雌性不育1号;②接种18～30dMS培养基最早产生不定芽分化。最早可见不定芽分化的材料为雄性不育1号,分化进程较雌性不育幼胚提早7～10d;雄性不育1号和雌性不育1号幼胚愈伤组织分别培养45,52d分化率达峰值均为100%,雄性不育2号材料在培养112d分化率达峰值67.4%;③单独加入2,4 D并随2,4 D浓度降低不定芽分化率有增加的趋势。2,4 D与KT配合使用不定芽分化率最高,达100%,以低浓度2,4 D(0.25～0.50mg·L-1)与KT(0.1～0.2mg·L-1)配合为宜。④分化不定芽在不同培养基中生长增殖不同,以C17为最佳同时附加KT0.2mg·L-1 2,4 D0.1mg·L-1分化苗可增殖6倍;再生植株移栽成活率80%以上;接种至移栽历时4个月。     

基于SNP标记的小麦籽粒性状全基因组关联分析

【目的】籽粒性状是影响小麦产量的重要因素,通过对小麦籽粒性状进行全基因组关联分析,发掘控制小麦籽粒性状显著位点,为小麦籽粒性状的遗传改良研究提供理论参考。【方法】以在新疆种植的121份小麦为材料,利用小麦50K SNP芯片,对粒长、粒宽、籽粒长宽比、籽粒面积、籽粒周长和千粒重6个性状进行基于混合线性模型MLM（Q+K）的全基因组关联分析。【结果】在不同环境间6个籽粒性状均表现出广泛的表型变异,其中千粒重变异系数最大为13.91%—17.79%,各籽粒性状遗传力为0.85—0.90。多态性信息含量PIC值为0.09—0.38,最小等位基因频率MAF值为0.05—0.50。群体结构分析表明,试验所用自然群体可分为4个亚群。GWAS结果表明,共检测到592个与6个性状显著关联位点（P<0.001）,其中,涉及6个性状的29个SNP在2个及以上的环境中被重复检测到,分布于1A（5）、1B（2）、1D、2A（5）、3B、5A、5D、6B（4）、6D、7B和7D（7）染色体上,解释9.3%—22.7%的表型变异。检测到6个与粒长稳定的关联位点,分布在1A、2A和7D染色体上,解释9.9%—22.7%的表型变异;检测到2个与粒宽稳定的关联位点,分布在3B和5D染色体上,解释9.6%—12.2%的表型变异;检测到6个与籽粒长宽比稳定的关联位点,分布在2A（2）、5A、7B和7D（2）染色体上,解释10.1%—19.4%的表型变异;检测到3个与籽粒面积稳定的关联位点,分布在1A、1B和1D染色体上,解释9.9%—18.2%的表型变异;检测到6个与籽粒周长稳定的关联位点,分布在1A（2）、2A、6D和7D（2）染色体上,解释9.3%—22.6%的表型变异;检测到6个与千粒重稳定的关联位点,分布在1B、2A和6B染色体上,解释9.7%—12.9%的表型变异。挖掘到5个控制小麦籽粒性状一因多效显著关联位点,分布在1A、2A（2）和7D（2）染色体上,解释9.9%—22.7%的表型变异。【结论】本研究材料遗传多样性丰富,在自然群体中共发现29个与6个籽粒性状在2个及以上环境中稳定显著的关联位点。     

部分新疆小麦材料Lr34/Yr18及矮秆基因分布规律研究

【目的】明确新疆小麦材料中慢锈基因Lr34/Yr18、矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b及Rht8基因的等位变异组成和分布,以帮助小麦育种者进行慢病性品种选育和株高改良奠定基础。【方法】使用csLV34、NHBF.2与WR1.2、NH-BF.2与MR1、DF与MR2、Xgwm261标记,对新疆小麦材料中慢锈基因Lr34/Yr18和矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8的分布情况进行分子标记鉴定。【结果】在鉴定335个品种(系)中,含Lr34/Yr18的材料占总数的9.25%,可见含Lr34/Yr18慢病基因在新疆小麦育种材料中比较匮乏;有129个材料携带Rht-B1b基因,占总数的38.51%。221份携带Rht-D1b基因,占总数的65.97%;检测Rht8基因,有61份材料扩增出192 bp片段,占总数的18.21%。对于矮杆基团,同时扩出Rht-B1b/Rht-D1b/Rht8基因的材料有11份,占3.28%,扩出Rht-B1b/Rht-D1b基因的有70份,占20.9%,扩出Rht-B1b/Rht8基因的材料有8份,占2.39%。扩出Rht-D1b/Rht8基因的材料有22份,占6.57%。新疆育种材料中以Rht-B1b/Rht-D1b基因占主导地位。【结论】csLV34、NH-BF.2与WR1.2、NH-BF.2与MR1、DF与MR2、Xgwm261标记可以方便、快速、准确地检测Lr34/Yr18、Rht-B1b、Rht-D1b与Rht8基因,能作为小麦材料慢锈基因与矮秆基因鉴定的有效工具,直接利用此标记进行标记辅助选择。     

新疆部分小麦材料籽粒硬度基因等位变异的分子鉴定及其分布

[目的]明确小麦籽粒硬度基因Puroindoline基因的等位变异组成与分布,比较新疆当地小麦材料与外引小麦材料硬度基因之间的差别,为改良新疆小麦品种奠定基础.[方法]用Pina-D1b、Pinb-D1b和候补基因非Pinb-D1b等位基因的分子标记,对新疆种植小麦材料的籽粒硬度基因PINA和PINB的分布情况进行分子鉴定.[结果]在鉴定的263份材料中,含Pina-D1b基因的为19.77;,含Pinb-D1b的为29.28;,含互补基因非Pinb-D1b为70.72;;Pina-D1b与Pinb-D1b基因类型在冬春小麦材料中分布不尽相同,Pi-na-D1b突变基因类型中,春小麦与冬小麦分别为52.68;与1.76;;在Pinb-D1b突变基因类型中,为12.9;与38.23;;Pina-D1b突变基因在新疆当地材料、其他国内材料和国外材料中的频率分别为28.57;、1.89;和33.96;,而Pinb-D1b基因类型的分布,不同来源材料出现的频率差异不明显.[结论]新疆小麦材料中含有突变类型Pina-D1b基因与Pinb-D1b基因的分布.Pina-D1b、Pinb-D1b和候补基因非Pinb-D1b基因标记引物,可作为小麦籽粒硬度基因鉴定的有效工具,提高小麦品质的选择效率.     

水分胁迫对新疆不同小麦品种幼苗生理特性的影响

[目的]研究PEG胁迫下小麦幼苗形态和生理指标的变化,了解不同基因型小麦品种苗期的抗旱特性.[方法]选取11份新疆主栽小麦品种,采用PEG模拟干旱胁迫的方法,对光合速率、蒸腾速率、过氧化物酶等生理指标进行研究.[结果]干旱胁迫对参试材料的形态指标和生理指标均产生了显著的影响,不同基因型小麦的生理指标总体变化趋势一致,但变化程度明显不同.干旱胁迫下,11个小麦品种光合速率、叶绿素含量、蒸腾速率和气孔导度均呈下降趋势,过氧化物酶含量、丙二醛含量和脯氨酸含量均呈升高趋势.[结论]小麦幼苗应对干旱胁迫时,基因型是影响其各指标变化的重要因素,不同基因型小麦通过不同的生理机制或调控方式来适应逆境.     

新疆小麦黄色素含量基因等位变异的分子检测及其分布

为了明确新疆小麦材料Psy-A1和Psy-B1位点控制籽粒黄色素含量基因的组成和分布以及与黄色素含量的关系,利用7A和7B染色体上Psy-A1和Psy-B1基因的分子标记YP7A和YP7B,对326份新疆冬、春小麦材料中的等位变异进行检测。结果表明,在Psy-A1位点,含有等位基因Psy-A1a和Psy-A1b的品种(系)分别占83.74%和16.26%,两种基因型黄色素含量平均值的差异达到极显著水平(P<0.01);在Psy-B1位点,含有等位基因Psy-B1a和Psy-B1b的品种(系)分别占83.44%和16.56%,但两种基因型黄色素含量平均值的差异不显著(P>0.05)。不同变异组合类型的分布比例表现不同,Psy-A1a/Psy-B1a所占比例最高,为69.63%;其次是Psy-A1a/Psy-B1b组合类型,为14.11%;Psy-A1b/Psy-B1a组合类型为13.8%;Psy-A1b/Psy-B1b所占比例最低,为2.45%,没有扩增出Psy-B1c和Psy-B1d基因位点。总体来看,新疆小麦高黄色素含量的等位变异类型所占比例较高,冬、春小麦黄色素含量基因型存在一定差异;YP7A可以作为一个稳定、高效的功能标记用于分子标记辅助选择,而YP7B标记则不能独立作为黄色素含量辅助选择的实用性标记。     

部分新疆小麦材料多酚氧化酶活性基因分布规律研究

[目的]了解新疆小麦材料多酚氧化酶(PPO)活性基因的等位变异组成和分布以及与PPO活性的关系,为小麦PPO活性的分子标记辅助选择奠定基础.[方法]利用PPO基因的功能标记PPO18、PPO29和PPO16对445份新疆冬春小麦材料进行2A和2D染色体上PPO等位基因Ppo -A1a、Ppo - A1b、Ppo - D1a和Ppo - D1b的检测,分析不同等位变异与PPO活性的相关性及变化趋势.[结果]PPO18在等位基因Ppo-A1a(高PPO)和Ppo - A1b(低PPO)中的分布频率为73.03;和26.97;,PPO16和PPO29在等位基因Ppo-D1a(低PPO)和Ppo - D1b(高PPO)中的分布频率76.63;和23.37;.Ppo -A1a与Ppo -A1b基因型的PPO活性平均值差异达极显著水平(P＜0.01).而Ppo- D1a与Ppo - D1b两者基因型的平均PPO活性差异不显著(P0.05);两个PPO基因的等位基因组合类型分布频率为:Ppo -A1a/Ppo - D1a(54.38;)、Ppo - A1a/Ppo-D1b( 18.65;)、Ppo -A1b/Ppo - D1a(22.25;)和Ppo -A1b/Ppo -D1b(4.72;);同时冬春小麦材料间PPO活性基因分布存在明显差异,总体来看,新疆小麦材料中高PPO活性的等位变异类型所占比例较高.[结论]PPO18、PPO16和PPO29标记可以作为小麦材料PPO活性鉴定有效工具.可直接利用此标记进行标记辅助选择.     

小麦高分子量谷蛋白亚基及1B·1R易位系对新疆拉面品质性状的影响

[目的]小麦高分子量谷蛋白亚基的遗传变异及1B·1R易位系对新疆拉面品种品质性状的影响.[方法]利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)及1B·1R易位系分子标记,分析了82份新疆小麦材料高分子量谷蛋白亚基及1B·1R易位系组成和分布频率,对其理化品质和面团流变学特性进行检测,评价拉面蒸煮品质.[结果]82份小麦材料共出现9种高分子量谷蛋白亚基类型,6种高分子量谷蛋白亚基与9项次理化品质性状相关性显著,6种亚基与14项次面团流变学特性相关性显著,5种亚基与15项次拉面感官评价指标评分相关性显著.其中7+8、5+10、2+10为优质亚基,7、7+9、2+12为劣质亚基.同时,小麦品质性状以及拉面品质指标在1B·1R易位系中的表现都比在非1B·1R易位系中差,特别是面团流变学特性方面两者相差较大.[结论]利用HMW-GS组成,能够对小麦品质特性和拉面食用品质特性指标进行准确预测.在以后研究中应注意亚基组合对拉面品质指标的影响.同时,淘汰1B·1R易位系材料将有助于提高小麦的面筋质量.     

新疆小麦品种(系)高分子量麦谷蛋白亚基遗传多样性分析

[目的]更好的了解和有效利用新疆选育的小麦种质材料.[方法]采用SDS-PAGE技术对88份小麦育成品种与自育品系的高分子量麦谷白亚基(HMW-GS)组成进行了分析.[结果]参试材料中共有15种HMW-GS类型,Glu-A1位点上有、1和2~*,以亚基为主要类型(占57.96; );Giu-B1位点上有7+9、7+8、6+8、14+15、17+18、7、8和20八种类型,以7+9和7+8为主要亚基类型(分别占45.46;和39.77;);Glu-D1位点上有5+10、2+12、3+12和2+11四种类型,其中2+12亚基的频率高达59.09;;88份小麦品种(系)的亚基组合类型共有25种,其中主要亚基组合为”,7+8,2+12",占17.05; .通过对比新疆育成小麦品种和自育品系的优质亚基出现频率发现,品系中优质亚基1、14+15和5+10出现频率较育成品种有所增长,2~*、7+8、17+18优质亚基的出现频率下降.在参试材料中,32个含有5+10优质亚基,有21个含有1亚基,6个含2~*亚基,1个含14+15亚基,1个含17+18亚基,并有两个材料检测出优质亚基组合类型(”2~*、17+18、5+10",”1、7+8、5+10").[结论]这些优异种质资源可供优质小麦育种利用.     

新疆小麦高分子量麦谷蛋白亚基表达量及其与品质性状相关性研究

为科学确定优质品种的最适生态区域提供依据,选取3种筋型的7份新疆主栽小麦品种种植于具有代表性的5个生态地点,对其高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)构成、表达量以及主要品质性状进行分析。结果表明,参试材料共出现10种亚基类型,6种亚基组合;HMW-GS表达量在品种间差异显著或极显著,在不同生态地点表现不尽相同;从亚基类型来看,2*亚基表达量变异幅度最大,12亚基表达量变异幅度最小;就生态点而言,奇台点的HMW-GS表达量变异最大,塔城点较为稳定;形成时间、稳定时间和评价值受生态地点的影响产生较大的变异,容重和吸水率变化不明显;2*、5、8和9亚基的表达量和主要品质性状相关程度相对较高,1、2、7、10、12相关不明显。新疆生态类型复杂多样,小麦麦谷蛋白亚基表达量分布范围较宽,不同品质类型小麦应根据亚基表达量的高低进行合理种植,更大程度的发挥其品质潜力。