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。     

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.     

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。     

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%)。     

利用SSR标记分析19份山羊草属种D基因组遗传多样性

具有D染色体组的山羊草属种是六倍体普通小麦的二级基因源,蕴藏着丰富的抗性基因和遗传变异丰富,可供现代小麦改良利用。选用24对D染色体组特异性微卫星(SSR)标记引物,将19份山羊草属种的D染色体组与3个普通小麦的D染色体组的遗传多样性进行了比较分析。共检测出679个等位基因,每个SSR位点上能检测到1~44个等位基因,平均28.29个。聚类分析结果表明,同一属种的材料基本上聚为一类,19份山羊草属种的D染色体组与普通小麦的D染色体组之间存在较大的遗传差异,可供小麦远缘杂交以丰富栽培小麦遗传多样性。     

“川麦42”ד川农16”重组自交系农艺性状分析

利用“川麦42”ד川农16”构建的重组自交系群体（127个株系）,对抽穗期、株高、穗长、千粒重等10个农艺性状进行了研究,结果表明,各性状在RIL群体中呈连续变异,分布频率基本符合正态分布,同时存在双向超亲分离现象。此外,对群体中农艺性状突出的株系进行了分析,6个株系表现为产量超高亲20%,19个株系的综合性状均较好。     

粗山羊草抗条锈 (CYR32) 性状的遗传分析

12份粗山羊草材料成株期对中国条锈病新小种CYR32为免疫-高抗,1份为高感.为探讨抗病性遗传规律,组配成抗×感、抗×抗杂交组合.通过对抗×感以及杂交组合的F1、F2群体对CYR32条锈菌抗性表型的分析,结果显示,所有抗源亲本对条锈病抗性呈完全显性遗传, F2群体抗感分离比例为3∶1,条锈病的抗性受1对显性基因控制.抗×抗杂交组合F2均呈抗病性,推测12个抗病粗山羊草材料的抗病基因可能为同一对显性基因.     

绿色高效技术防治小麦病虫

正四川省农业科学院通过多年的实践研究出了小麦病虫害绿色安全高效防控技术,即在选用抗性品种的基础上,结合药剂拌种、关键期的"一喷多防"等措施,可以减少施药次数,提高防控效果,减少农药残留。1市场把脉小麦是四川省主要粮食作物之一,四川气候生态条件复杂,小麦病虫害种类多,个体变异大,危害重。危害小麦的病虫害种类主要是三病(条锈病、白粉病、赤霉病)两虫(蚜虫、红蜘蛛),传统的防治方法不但劳动强度大,还会增强病虫的抗药性,产     

太谷核不育小麦衍生材料川6415在其后代中的遗传分析

川6415是利用太谷核不育小麦育成的重要小麦育种基因资源,解析川6415在其衍生后代的遗传,对利用川6415进行分子标记辅助选择育种具有重要意义.本研究选用617对SSR引物对川6415及其衍生品种(系)进行扫描,分析川6415在其一代、二代衍生品种(系)的遗传,结果表明,一代衍生品种川麦42继承了26.6％川6415的遗传物质;二代衍生品种(系)31区和R104更多的继承了川6415的遗传物质,分别为32.6％和37.2％.川麦42遗传背景中来源于川6415的SSR标记位点,在除3D、4D、7D外的18条染色体上都有分布,在2A、2B和4B染色体上形成染色体区段.4B上川麦42遗传背景中源于川6415的染色体区段有利于增加穗数/m2; 2B和7A上的川6415染色体区段有利于降低川麦42株高.因此,太谷核不育小麦衍生材料川6415可作为增加穗数/m2和降低株高的重要基因资源用于小麦高产育种.