长江中下游小麦抗赤霉病品种的筛选与部分农艺性状分析

【目的】 赤霉病严重危害中国乃至世界小麦的产量和品质,培育和种植抗病品种是控制赤霉病最经济、有效和安全的方法。Fhb1是国内外公认的抗赤霉病主效基因,通过筛选综合农艺性状优良的抗赤霉病品种,探明Fhb1在不同遗传背景下对小麦赤霉病抗性的影响,为小麦抗赤霉病育种提供理论依据和材料来源。【方法】 选取历年来长江中下游广泛种植的75份小麦改良品种和18份地方品种,2016—2018年连续3年采用单花滴注结合弥雾保湿进行供试品种的赤霉病抗扩展鉴定,根据3年平均病小穗率和严重度分级,将供试品种分成抗病（R级）、中抗（MR级）、中感（MS级）和感病（S级）,并利用Fhb1的KASP标记检测;2019年调查筛选出的平均赤霉病抗性水平达到中感及以上小麦品种的株高、穗粒数、小穗数、穗长和千粒重。【结果】3年赤霉病鉴定结果表明,供试品种中有2个品种平均赤霉病抗性达到R级,平均病小穗率范围为7.8%—9.7%,65个品种达到中抗至中感,平均病小穗率范围为13.2%—49.5%,26个品种达到S级,平均病小穗率范围为53.6%—78.5%。22个小麦品种在Fhb1位点呈抗病基因型（简称Fhb1+）,71个品种在该位点呈感病基因型（简称Fhb1-）,Fhb1+品种平均病小穗率显著低于Fhb1-品种（P<0.05）。赤霉病鉴定筛选得到67个抗性达到中感及以上水平的品种,考察这些品种的农艺性状发现宁麦19、扬麦29、扬麦16、扬麦23、扬糯麦1号、扬麦20、宁麦12和扬辐麦4号的株高、穗粒数和千粒重等综合农艺性状优良,可作为小麦抗赤霉病育种的亲本选用。【结论】除苏麦3号和望水白外,供试材料中未发现其他高抗赤霉病的种质资源。筛选得到的赤霉病抗性与综合农艺性状结合较好的小麦品种以扬麦品种为主,其中只有扬辐麦4号携带Fhb1抗病基因。利用Fhb1抗病基因并不是解决小麦赤霉病危害的唯一途径。     

黄淮麦区部分小麦品种粒重基因TaGS5-A1的等位变异分布及其效应分析

为明确粒重基因 TaGS5-A1的育种应用价值,利用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)标记对119个不同遗传背景的黄淮麦区小麦品种进行 TaGS5-A1基因等位变异检测,并结合3年2点6个环境的农艺性状表型数据,比较携带等位基因 TaGS5-A1a和 TaGS5-A1b的品种千粒重、粒长、粒宽、株高、穗长和穗下节长等性状。结果表明,检测品种中有91个含 TaGS5-A1b等位基因,分布频率为76.5%,有28个含 TaGS5-A1a等位基因,分布频率为23.5%;在6个环境下含 TaGS5-A1b品种的千粒重(43.4 g)和粒宽(3.4 mm)均极显著高于含 TaGS5-A1a等位基因的品种,增幅分别为6.6%和3.0%,而含 TaGS5-A1b等位基因品种的株高显著低于含 TaGS5-A1a等位基因的品种,降幅为6.6%,含不同等位基因品种的粒长、穗长、穗下节长均无显著差异;安徽、河南、山东、陕西和河北5省检测材料中 TaGS5-A1b优异等位变异的分布频率分别为100%、88.1%、81.8%、66.7%和66.7%。本研究为黄淮麦区小麦粒重分子育种提供了材料和高通量的功能标记。     

长江上游小麦新品种(系)品质分析

为了解长江上游冬麦区小麦品种的品质现状及其基因型,以2012-2018年长江上游国家级品种试验109个小麦品种(系)在试验中的品质数据为基础,分析了品种(系)的籽粒分级、品质分析样品的混合点率、粗蛋白质含量、湿面筋含量、吸水量和稳定时间等性状;利用KASP标记检测了这些品种(系)的部分高、低分子量谷蛋白亚基、穗发芽抗性基因、粒重及籽粒大小基因、籽粒硬度基因和小麦-黑麦1BL·1RS易位等20个位点的基因型。发现穗发芽抗性差、蛋白质数量和质量指标不均衡是影响长江上游小麦品质的主要因素,该麦区的品质改良应以提高品种穗发芽抗性和改良稳定时间为主要目标;这些品种(系)在20个位点基因型的差别不足以解释其品质的差异。     

普通小麦4个主要矮秆基因的分子检测

为明确现有小麦品种中主要矮秆基因Rht1、Rht2、Rht8和Rht24的分布及其组合类型，选用国内外312份小麦品种（系），利用上述矮秆基因的功能标记或紧密连锁分子标记进行检测。结果显示，矮秆基因Rht1、Rht2、Rht8和Rht24的分布频率分别为18.9%、77.6%、50.0%和91.3%。在2个矮秆基因组合中，Rht2+ Rht24的分布频率最高，为73.4%；在3个矮秆基因的组合中，Rht2+ Rht8+ Rht24分布频率最高，为33.7%。国外品种中Rht8的分布频率最高，为55.8%，其次是Rht24，为48.8%。国内不同麦区矮秆基因的分布频率不同，Rht1在北部冬麦区的分布频率为55.0%，在黄淮麦区为8.7%；Rht2在黄淮麦区的分布频率为91.7%，在北部冬麦区为37.5%。研究发现，Rht1、Rht2的降秆作用强于Rht8和Rht24；矮秆基因组合Rht2+ Rht24、Rht8+ Rht24、Rht2+ Rht8+ Rht24不仅分布频率较高而且降秆作用也较大。上述结果为更好地了解现有骨干亲本中矮秆基因背景提供了参考，也为育种中的杂交组合配制提供了依据。