中国黄淮海地区小麦品种抗寒性及其与VRN1基因型的关系

冬季冻害是当前小麦生产面临的主要自然灾害之一。以我国黄淮海地区近年主栽的71个小麦品种为材料,通过对其抗寒性调查和VRN-A1、VRN-B1、VRN-D1位点基因型的分子标记鉴定,研究小麦抗寒性的生物学基础,探讨VRN1基因在小麦抗寒性中的作用。结果表明,小麦的抗寒性与其他抗逆性状相关联,生产和国家区域试验证实具有较好抗旱节水、耐盐碱等抗逆特性的品种多具有较强抗寒性。VRN1是小麦抗寒性的关键性遗传调控位点之一,显性基因VRN1的存在会显著降低品种的抗寒性,具有2个或3个VRN1基因的品种一般抗寒性都很弱,而3个位点均为隐性基因是品种具有强抗寒性的必备条件。因此,建议我国黄淮海北部地区应加强选育、推广基因型为vrn-A1vrnB1vrn-D1的品种,以保证小麦安全生产。     

中国小麦品种资源Glu-1位点组成概况及遗传多样性分析

 分析了 5 12 9份中国小麦初选核心种质样品HMW GS的组成情况 ,其中地方品种 345 9份、育成品种(系 ) 16 70份。这些材料作为初级核心种质基本代表了保存在国家长期库中的普通小麦种质资源的遗传多样性 ,覆盖了中国小麦栽培的 10大生态区。总体来看 ,在Glu A1、Glu B1和Glu D13个位点上的主要等位变异分别为null、7+8和 2 +12。育成品种中 1、7+9、14 +15、5 +10和 5 +12亚基 (对 )的频率比地方品种有很大的提高。在Glu 1位点上 ,地方品种与育成品种的遗传丰富度差异甚微 ,但育成品种的遗传离散度指数却显著高于地方品种。在 3个位点中 ,Glu B1位点的多样性最丰富 ,其次为Glu D1位点 ,Glu A1位点的多样性最差。从生态区来讲 ,地方品种变异类型最丰富的 3个大区是黄淮冬麦区、西北春麦区和西南冬麦区 ;选育品种最丰富的 4个大区是西南冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区和北部冬麦区。由于广泛的引种、杂交、选择以及亲本选配中的偏爱 ,造成许多生态区遗传离散度指数高低与遗传丰富度出现相矛盾的现象 ,这点在长江中下游冬麦区材料中表现尤为突出。育成品种与地方品种间遗传分化系数分析表明 ,现代引种和杂交育种使我国小麦品种“群体”遗传组成和结构发生了质的变化。     

多个环境下小麦千粒重QTL定位的稳定性分析

为尽可能多的探寻千粒重的重要遗传位点并验证其在不同生态条件下的稳定性,以142个和尚麦/豫8679的F9:10重组自交系(RIL)及其亲本为试验材料,分析了千粒重在北京(2006、2007)、安徽合肥(2007、2008)、四川成都(2007、2008)和山东泰安(2009、2010)8个环境下的性状表现,并利用已构建的含有170个SSR标记和2个EST标记的遗传图谱对该性状进行了QTL定位分析。结果共检测到35个QTLs,可解释表型变异的4.36%～16.80%;涉及小麦1A、1B、2A、2D、3A、3B、4A、4D、5A、5B、6D和7D染色体,特别是1B、2A、3B染色体上(Xwmc269、Xgwm33、Xwmc419、Xbarc124、Xgwm636、Xgwm359、Xgwm533、Xwmc307、Xwmc418)的QTL可在多个环境下稳定的表达,为千粒重的QTL精细定位和分子标记辅助选择奠定了基础。     

不同生态环境下冬小麦籽粒大小相关性状的QTL分析

 【目的】鉴定影响籽粒大小相关性状的QTL，并估计QTL的表型效应;分析不同环境下QTL的稳定性。【方法】以冬小麦小粒地方品种和尚麦为母本，大粒育成品种豫8679为父本及其F7:8重组自交系的142个株系为试验材料，分析籽粒长度、宽度、厚度、体积及千粒重在北京（2006、2007）、合肥（2007）和成都（2007）4个不同环境下的性状表现，并利用已构建的含有170个SSR标记和2个EST标记的遗传图谱，对这5个性状进行QTL定位分析。【结果】4个环境下共检测到93个影响籽粒长度、宽度、厚度、体积及千粒重的QTL，这些QTL分布在除1D和6A之外的所有小麦染色体上。在检测到的QTL中，与籽粒长度、宽度、厚度、体积和千粒重相关的QTL分别为17、16、18、21和21个。另外，本研究还在1A、1B、2A、2D、3A、3B、5A、5B、5D、6A、6D、7B和7D染色体上共发现了18个QTL富集区。【结论】获得93个影响小麦籽粒大小相关性状的QTL，这些QTL可作为利用分子标记辅助育种途径进行小麦遗传改良的依据。     

我国部分小麦地方品种Waxy基因多样性研究

利用2对STS引物、1对SSR引物和1对基因特异引物分析了1 739份中国小麦地方品种Waxy基因的变异情况。检测出Wx-A1基因缺失突变材料3份，Wx-B1基因缺失突变材料25份，Wx-D1基因缺失突变材料3份。利用SDS-PAGE方法对以上Waxy基因突变材料在蛋白质水平上进行鉴定，验证了Waxy分子标记在种质资源研究中的有效性。向育种家推荐一批具有不同Waxy基因缺失的地方种质，并提供了全部品种的缺失类型。     

我国部分小麦地方品种Waxy基因多样性研究

利用2对STS引物、1对SSR引物和1对基因特异引物分析了1739份中国小麦地方品种Waxy基因的变异情况。检测出Wx-Al基因缺失突变材料3份，Wx-Bl基因缺失突变材料25份，Wx-Dl基因缺失突变材料3份。利用SDS-PAGE方法对以上Waxy基因突变材料在蛋白质水平上进行鉴定，验证了Waxy分子标记在种质资源研究中的有效性。向育种家推荐一批具有不同Waxy基因缺失的地方种质，并提供了全部品种的缺失类型。     

我国小麦主推品种穗发芽抗性鉴定及相关分子标记的评价

为了培育抗穗发芽品种,对我国10个小麦主产省份的75个品种进行了穗发芽抗性鉴定,同时利用3个分子标记Vp1B3、Xbarc310和Barc294对上述品种进行了分子检测。结果表明,不同品种间穗发芽抗性存在明显差异。Vp1基因的等位变异与穗发芽抗性关系不密切,Vp1B3标记难以用于品种的穗发芽抗性筛选。主效QTL(QPhs-3AS)与种子休眠关系密切,Xbarc310和Barc294可作为穗发芽抗性选择的重要参考,且Barc294较Xbarc310的选择效果好。上述结果为抗穗发芽小麦品种的改良和推广提供了重要信息。     

正交优化设计蒙药阿给ISSR-PCR反应体系

[目的]建立适用于蒙药阿给（Artemisia frigidaWilld.）的ISSR反应体系,为ISSR标记技术在蒙药阿给遗传多样性研究中的应用奠定技术基础。[方法]利用正交试验设计,从Mg^2＋、dNTP、TaqDNA聚合酶和引物浓度4因素3水平,对蒙药阿给ISSR-PCR反应体系进行优化分析,并在此基础上对PCR的循环次数及退火温度进行试验。[结果]在20μl反应体系中,Mg^2＋为1.5mmol/L,dNTP为0.25mmol/L,TaqDNA聚合酶为1.5U,引物为0.75μmol/L时,且ISSR最适的循环次数为40,最适退火温度为56.0℃,扩增效果最好。[结论]筛选出的反应体系适用于蒙药阿给的ISSR扩增。     

选择牵连效应分析：发掘重要基因的新思路

作物在长期进化过程中，除自然选择外，还经历了两次大的人工选择，即人工驯化选择和育种选择，使栽培种与野生种之间、现代品种与古老的地方品种之间在群体遗传结构及性状上形成了很大的差异；在基因组中，一些承受强选择作用的基因在群体中的多样性显著降低，同时这些基因附近区域的遗传多样性也明显下降。在遗传学中将这种对个别基因的选择导致其侧翼区域遗传多样性降低的现象称之为选择牵连效应（Hitchhiking effect，也称选择搭载效应）。通过大群体多位点的扫描分析，可找到一些发生选择牵连效应的基因组区段，利用标记/性状关联分析（Marker/Trait association analysis），就可发现这些区段所控制的重要性状；对这些区段进行精细扫描和分析，即可找到一些决定重要农艺性状的基因，并发现优异等位变异，从而为重要基因的克隆和作物品种的分子设计奠定基础。各大作物高密度分子标记连锁图谱的绘制完成、高通量基因型分析技术体系的建立，为利用选择牵连效应分析、通过标记/性状之间的关联，寻找和定位一些重要基因奠定了基础。本文在查阅文献的基础上，结合作者的研究，以小麦株高、千粒重、磷的吸收和利用等性状为例，就选择牵连效应分析的基本思路、方法进行了讨论，以起到抛砖引玉之作用。     

中国小麦地方品种籽粒强休眠特性的主效基因鉴定

前人研究表明,我国一些小麦地方品种籽粒休眠性强,穗发芽抗性好,可能受1～2对主效基因控制.本文利用小麦(Triticum aestivum)2个重组自交系群体(RILs,万县白麦子/京411,万县白麦子/中优9507)进行2点4年的田间试验,以期发掘控制我国小麦地方品种(万县白麦子)籽粒休眠的主效QTL位点.通过复合区间作图进行分析,分别在3AS和3BL染色体上鉴定出2个主效QTL,前者分布在Xbarc57和Xbarc294标记区间(在2个RILs群体中遗传距离分别为5.8和8.5 cM),在多年多点的实验中可解释25.6%～48.3%的表型变异;后者分布在Vp1和Xwmc446标记区间,在万县白麦子/中优9507群体中的遗传距离为8.1 cM,可解释23.5%～37.8%的表型变异.上述研究表明,我国小麦地方品种万县白麦子籽粒强休眠特性主要受Osd.ahau-3A、Qsd.ahau-3B这两个主效基因控制,在不同环境中表现出较好的遗传稳定性.可通过聚合育种的方法获得籽粒休眠性强、穗发芽抗性好的小麦新品种.