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。     

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。     

四川青衣江、岷江流域鹅观草遗传多样性的溶蛋白分析

用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)技术对采自青衣江流域和岷江流域的97份鹅观草材料的种子醇溶蛋白进行了分析。在对四川青衣江、岷江流域鹅观草居群的醇溶蛋白分析中,鹅观草材料醇溶蛋白带谱存在显著差异,共出现27个条带,其中多态性条带25条,占总条带数的92.59%;鹅观草的遗传相似性与其地理分布较为一致,表现在:1)青衣江、岷江流域鹅观草总遗传多样性指数为0.345 1,其中青衣江流域鹅观草遗传多样性指数为0.340 0,岷江流域鹅观草遗传多样性指数为0.310 0,表明青衣江流域鹅观草比岷江流域存在更为丰富的遗传变异,多样性指数更高;但流域间遗传分化系数仅为0.04,表明两江流域间遗传分化较小;各居群间遗传变异系数达0.326,表明总遗传多样性的32.6%来自居群间。2)在同一流域不同居群也存在遗传分化,其中青衣江流域各居群(除峨眉山居群分散聚在各居群外)能聚在一起;而岷江流域各居群在成都平原区段互相渗透,但能以上、中、下游区段聚开;青衣江流域各居群中以蒙山居群遗传多样性指数最高,达0.339 8,洪雅居群最低,仅0.094 7;岷江流域上游居群多样性指数最高,为0.301 7,而下游以乐山居群遗传多样性指数最低,为0.131 7。3)同一居群内鹅观草存在遗传变异,两江流域以蒙山居群变异最大,多样性指数最高。对居群遗传多样性的研究还表明,鹅观草垂直分布的遗传多样性高于水平分布;在成都平原居群由于生境片断化,导致岷江流域鹅观草生境片断化后小居群遗传分化增加,而整个成都平原“大居群”遗传多样性降低。     

抗条锈、抗穗发芽六倍体人工合成小麦Cereta/Aegilops tauschii783的SSR标记分析

Cereta/Aegilops tauschii783是由CIMMYT引进的硬粒小麦/节节麦人工合成种,具有高抗条锈和高抗穗发芽等优良特性.本文选用小麦A、B、D染色体组的91对SSR引物将人工合成小麦Cereta/Aegilops tauschii783与绵阳26在分子水平上进行了比较分析,结果表明：91对引物中有88对引物能扩增出清晰条带;88对引物中除3对引物外,86对引物（96.59%）均能揭示出Cereta/Aegilops tauschii783与绵阳26之间的差异.人工合成小麦Cereta/Aegilops tauschii783与育成小麦品种遗传差异很大,是丰富现代小麦遗传多样性的优异基因源;利用人工合成小麦Cereta/Aegilops tauschii783与绵阳26构建SSR标记群体,可有效标记双亲优良基因.     

人工合成小麦衍生品种川麦43

一、品种来源四川省农科院作物所以硬粒小麦-节节麦人工合成种Syn-CD768为母本,SW89-3243为父本杂交,杂种F1再与川6415回交[(Syn-CD768/SW89-3243)F1//川6415]选育而成的高产、高抗条锈病和优质小麦新品种川麦43(川99-1522)。该品种2004年通过四川省农作物品种审定委员会审定,2007年通过国家品种委员会的审定(审定编号:国审麦2006003)。     

利用小麦A、B基因组特异SSR标记扩增节节麦D基因组

以节节麦SQ-214、中国春(CS)和四川育成品种SW3243为材料,利用192个小麦A和B基因组特异SSR标记,对节节麦D基因组进行了扩增,结果表明:有130个特异SSR标记(67.70%)可以在只含D基因组的节节麦上扩出产物,并对扩增效果进行了分析。     

源于叙利亚小麦ICA31抗条锈病基因分析及分子标记研究

遗传分析表明,小麦材料ICA31携带一个显性抗条锈病基因,对流行的优势条锈菌小种条中30,31,32免疫;据等位性测定,ICA31抗条锈基因与已知抗锈基因Yr5、Yr10、Yr15不等位;从抗源的系谱分析,该基因来源于叙利亚普通小麦品系叙18;利用微卫星标记和分组分析(BSA)法,筛选到与该抗条锈病基因(Yr-Syria)紧密连锁的SSR标记WMS11-193;对F2分离群体142个单株分析结果表明,该抗条锈病基因(Yr-Syria)与WMS11-193间遗传距离为2.1cM;将Yr-Syria定位于小麦1BS上;为该基因进行抗条锈小麦分子辅助育种打下基础。     

利用SSR标记分析"川育12"和人工合成小麦"SYN780"的遗传差异

四川育成品种“川育12”和CIMMYT硬粒小麦-节节麦人工合成种“SYN780”都具有优质小麦基因,本试验利用小麦A、B和D基因组上的229对引物对“川育12”和“SYN780”进行了SSR分子标记比较分析。结果表明,229个SSR标记位点中有140个位点“川育12”和“SYN780”存在多态性差异,占位点数的61.1%。这140个差异位点在A、B和D3个基因组的分布频率(占该基因组被检测位点数)不一致,其中B基因组分布最多,D基因组分布最少,其顺序为B(64.2%)>A(63.5%)>D(54.9%)。     

四个四川主推小麦品种的鲜白盐面条品质指标分析

本试验选用4个四川主推小麦品种(川育12、绵阳26、川麦107、川麦36)作为研究对象,分别分析了它们的籽粒品质、面团特性和对白盐鲜面条进行感观评价,研究结果为川育12的面条颜色最佳,颜色稳定性也最好,川麦107面条光滑度最佳,川麦36硬度最大,绵阳26的硬度和弹性都优于其它3个,且面条结构评价总分最高。     

小麦族属种间杂种幼胚培养研究

采用基本培养基N_6附加谷氨酸,酵母浸出液、激动素和水解乳蛋白,以及C_(17)基本培养基附加肌醇、椰乳和水解酪蛋白,对小麦族一些属、种间杂种进行幼胚离体培养,由胚直接发育成苗。成功地获得了Kengyilia Zhoasuensis,Hordeum bulbosum,普通小麦,Aegilops crassa, Ae. biconis, Ae.tauschii, H. vulgare ssp. spontaneum (Isreal)与其同父本Psathyrostachys huashanica的属间杂种,和鹅观草属(Roegneria)的一些种的种间杂种,以及西藏杂草型普通小麦,四川白麦子(含中国春和成都光头)与Ae. tauschii(中国及中东产)的属间杂种植株,为进一步研究小麦族的系统学提供了宝贵的材料。其中多数远缘杂种植株的获得在国内外为首次报道。一个亲本(父本或母本)固定,与另一属、种、亚种乃至变种等分类级别的亲本(母本或父本)杂交,其杂种幼胚诱导成苗频率差异很大,但差异程度与分类级别无关。双亲亲缘关系较远的普通小麦×华山新麦草(Psathyrostachys huashanica)的杂种幼胚成苗率显著高于具有相同D染色体组的中国春与Ae. tauschii的杂种幼胚成苗率。同时,不同基因型的杂交组合对上述两种培养基组成的成苗率也有差异。