小麦新品系的赤霉病抗性及分子标记分析

为有效降低赤霉病对我国黄淮麦区小麦生产的影响，培育抗赤霉病小麦新品种，以自主创制的13个抗赤霉病稳定的小麦新品系为材料，利用赤霉病菌地表接种和单花滴注法接种鉴定、分子标记检测等技术，鉴定其抗病性、主要农艺性状及赤霉病抗性相关的遗传基础。结果表明：（1）品系Xn12-2和Xn13-2对赤霉病表现为抗，平均病小穗率为11.5%和13.4%，严重度为1.9；其余11个品系表现中抗，平均病小穗率均小于30%，严重度均小于3.0，其中4个品系（Xn12-2、Xn10-2、Xn12-3和Xn12-7）兼抗条锈病；（2）参试新品系的越冬抗寒性较好，株高较矮（67~82 cm），穗较长（9.6~11.3 cm），千粒重高（39.2~50.2 g）；（3）11个品系携带有苏麦3号的Fhb1基因，部分品系兼具苏麦3号的Fhb2、Fhb5或QFhs.crc-2DL位点的优异等位变异。综上所述，参试部分品系不仅具有良好的赤霉病和条锈病抗性，其主要农艺性状基本满足黄淮南部麦区的主要育种目标要求，可作为小麦抗赤霉病改良的材料。     

扬麦13抗赤霉病品系的分子标记辅助选育

通过分子标记辅助选择技术和回交育种方法,以苏麦3号为抗赤霉病基因Fhb1和Fhb2的供体亲本,以弱筋感病品种扬麦13为受体和轮回亲本,对扬麦13进行赤霉病抗性改良。利用抗性基因紧密连锁的SSR标记筛选和田间赤霉病抗性鉴定,获得8个农艺性状似轮回亲本且含有目标基因的品系。通过分子标记对其进行遗传背景分析,获得3个与轮回亲本基本相同的品系。对这3个品系和扬麦13进行赤霉病接种鉴定和主要品质指标检测与比较,最终培育出携带赤霉病抗性基因且保持轮回亲本优良农艺性状及弱筋品质的品系R扬麦132、R扬麦137和R扬麦138,赤霉病病小穗率降低了78.82%~84.58%,产量提高了17.24%~26.72%,完全可以替代当前生产上高感赤霉病的扬麦13品种进行推广应用。这表明利用与抗性基因紧密连锁的分子标记辅助育种是一种有效的途径,可以实现小麦赤霉病抗性改良的目标。     

分子标记辅助选择下的玉米回交群体农艺性状分析

以综3为受体亲本、衡白522为供体亲本,通过3代回交,利用SSR标记对BC3F1群体背景进行检测,并进行群体植株重要农艺性状的分析。结果表明,群体背景回复率在94.40%以上,平均回复率为97.75%,最高回复率为100%,远远高于经典遗传学背景回复率。农艺性状分析结果显示,背景回复率并未达到分子标记结果。分子标记辅助选择是提高育种选择效果加速育种进程的有效途径之一,针对数量性状控制的农艺性状的选择还需要进一步研究。     

小麦糯质基因的分子标记辅助选择

为了建立简便实用的小麦Wx蛋白基因的分子标记辅助选择体系，采用6对SSR和STS引物对16个已知Wx蛋白类型的小麦品种（系）进行分子标记检测的验证和比较,筛选出可采用同一PCR扩增程序、在琼脂糖凝胶上分离扩增产物、分别检测3个Wx基因的3对引物。利用这些引物对扬麦158与EH-5的杂交F2代进行Wx基因型检测，获得全部27种基因型．表明这些引物可以有效用于Wx蛋白基因的分子标记辅助选择。     

黄淮麦区小麦抗赤霉病新种质的创制和筛选

为了创制和筛选黄淮麦区小麦抗赤霉病新种质,以济麦22为受体,采用分子标记辅助选择与连续回交相结合的方法,将小麦赤霉病抗源苏麦3号抗病主效QTL导入黄淮麦区小麦品种济麦22;对黄淮麦区育成的564份品种（系）采用单花滴注方法进行连续3年赤霉病抗性鉴定和筛选。结果创制含苏麦3号抗赤霉病主效QTL的材料18份,其中4份农艺性状与济麦22相仿,赤霉病抗性明显提高;通过筛选获得赤霉病抗性水平达中感以上的材料18份,分子标记和 Fhb1基因鉴定结果表明,其中9份材料不含有 Fhb1基因,其抗赤霉病主效基因可能与苏麦3号不同。这些创制和筛选获得的抗赤霉病种质材料将为提高黄淮麦区小麦赤霉病抗性提供有益帮助。     

小麦抗赤霉病、优质高分子量麦谷蛋白亚基聚合体的分子标记辅助选育

为了创制小麦抗病、优质育种的重要中间材料,加速丰产、优质、综合抗逆性好的小麦新品种选育进程,以抗赤霉病小麦品种苏麦3号和优质面包小麦安农94212、扬麦158等为亲本配置杂交组合,利用覆盖苏麦3号抗赤霉病主效QTL (Qfhs. ndsu-3BS)的4个SSR标记和优质高分子量麦谷蛋白亚基5 10特异分子标记在杂交F<,3代进行标记辅助选择,F<,4代选育到纯合的含有Qfhs. ndsu-3BS和5 10亚基的聚合体2个(J3316-8和J3316-10).经田间赤霉病抗性鉴定,J3316-8自交后代的8个株系赤霉病抗性表现优于苏麦3号,J3316-10自交后代的2个株系赤霉病抗性与苏麦3号相当.两个聚合体农艺性状比苏麦3号有明显的改良,加之它们含有优质面包小麦高分子量麦谷蛋白亚基,因此可以作为小麦抗病和优质育种的中间材料.本研究结果进一步证明,将现代分子标记技术与传统育种方法相结合可以大大提高育种效率.     

杂交小麦分子标记辅助选育研究进展

利用作物杂种优势提高产量、改善品质是２０世纪农业科学研究取得的最突出的成就之一。迄今为止,主要的大田作物玉米、水稻、油菜均已实现了杂优利用;杂交小麦的研究也已取得重大进展,但至今未能大面积生产应用。近年来分子标记技术的迅速发展,为杂交小麦强优势组合选配及优良不育系、恢复系的选育提供了新的方法。本文对ＲＦＬＰ、ＲＡＰＤ、ＡＦＬＰ、ＳＣＡＲ、ＳＴＳ分子标记技术及分子标记辅助选育在恢复基因、不育基因及亲     

分子标记辅助聚合抗小麦黄花叶病和白粉病育种

抗白粉病基因Pm21和PmV定位于不同簇毛麦种质的6VS染色体臂,对已知白粉病生理小种均表现高抗。小麦-簇毛麦小片段顶端易位系NAU421(T4VS-4DS·4DL)携带Wss1基因,高抗小麦黄花叶病。为选育兼抗小麦黄花叶病和白粉病的育种新材料,以NAU421为亲本,分别与携有Pm21基因的品系Y16-Pm和携有PmV基因的品种扬麦22杂交,构建F2代分离群体,然后利用与Wss1和Pm21/PmV基因连锁的共显性分子标记CINAU301和MBH1对F2代进行检测。结果表明,在286个NAU421/Y16-Pm的F2单株中,同时携有纯合Wss1和Pm21基因的单株有18株,比例为6.38%;在232个NAU421/扬麦22的F2单株中,同时携有纯合Wss1和PmV基因的单株有5株,比例为2.16%。细胞学与分子标记鉴定结果一致,说明CINAU301和MBH1可用于对Wss1和Pm21/PmV基因的高效选择。F3代株系抗病性鉴定表明,筛选出的23个双抗基因聚合体对白粉病免疫并高抗黄花叶病,可用于下一步双抗聚合品种(系)的筛选或作为抗病中间亲本。     

小麦抗赤霉病鉴定及其抗病基因的检测

小麦赤霉病是由镰刀菌和禾谷镰孢菌引起的小麦真菌病害,严重影响小麦的产量与品质。为了筛选适合黄淮麦区利用的抗病品种资源,于2017-2018年度利用单花滴注对107份黄淮麦区小麦资源进行田间赤霉病抗性鉴定;同时利用与 Fhb1、 Fhb2、 Fhb4和 Fhb5共4个与抗赤霉病相关QTL紧密连锁的8个分子标记对供试小麦材料进行了检测。经鉴定,扬富麦101表现为抗赤霉病(R),宁麦13、宁麦资119、扬麦16等12个品种表现为中抗赤霉病(MR);分子标记检测发现,这些抗赤霉病品种携带1个或多个抗赤霉病QTL位点,其中 Fhb1基因及其基因组合效应最为明显, Fhb1可以作为主要抗性基因应用于小麦赤霉病抗性育种。     

小麦抗赤霉病轮自选择育种

本文论述了运用太谷核不育小麦进行抗赤霉病轮回选择的基本程序、育种效果和今后展望，为培育抗赤霉病的丰产品种指出了一条新途径。     

小麦春化基因新等位变异Vrn-B3d的鉴定

春化基因的遗传多样性决定了小麦广泛的适应性,挖掘和鉴定春化基因的新等位变异,可为广适小麦育种奠定基础。本研究以普通小麦地方品种和尚头为材料,采用生物信息学和分子克隆手段获得 VRN-B3基因,全长3 818 bp。与隐性等位变异 vrn-B3相比,和尚头中 VRN-B3基因在启动子区有一个160 bp的插入片段,为 VRN-B3基因的一种新等位变异,暂命名为 Vrn-B3d。经PlantCare网站预测,该插入片段包含CAAT-box、G-box和TATA-box三种顺式作用元件。基于 Vrn-B3d差异序列,开发一对检测新变异的分子标记,并构建能够同时区分 VRN-B3位点5种等位变异的高效多重PCR体系。通过检测262份中国微核心种质资源,发现93.5％的品种携带 vrn-B3,5.7％的品种携带 Vrn-B3b,并在新疆春麦和红冬麦品种中发现新等位变异 Vrn-B3d,说明该变异主要分布在新疆地区。温室表型和基因型相关性分析结果表明,与 vrn-B3相比, Vrn-B3d能使小麦推迟两天抽穗。本研究丰富了小麦春化基因遗传变异的多样性,开发了分子标记并构建多重PCR体系,为小麦育种提供了优异种质资源和分子检测有效方法。     

基于90K芯片的小麦穗长和旗叶长QTL分析

为进一步挖掘控制小麦穗长和旗叶长的QTL,以小偃81和西农1376构建的包含120个株系的F_9∶10RIL群体为材料,于2016年10月至2017年6月和2017年10月至2018年6月分别在陕西杨凌和河南南阳（用2017YL、2017NY、2018YL和2018NY表示）进行试验,对4个环境下的穗长和旗叶长进行表型鉴定,并利用90K芯片构建的高密度遗传连锁图谱进行QTL定位。结果表明,所构建的遗传图谱覆盖了小麦21条染色体,图谱全长3 172.49 cM,平均图距0.57 cM。采用完备复合区间模型对4种环境下的表型值及BLUP育种值分别进行QTL定位,共检测到3个控制穗长的QTL,分布在2B、2D和5D染色体上;检测到2个控制旗叶长的QTL,均分布在5A染色体上,其中控制穗长的 Qsl.nwsuaf-2D、 Qsl.nwsuaf-5D和控制旗叶长的 Qfll.nwsuaf-5A.1能够在多环境下稳定表达,为主效QTL,表型变异解释率分别为18.34%～22.51%、9.57%~14.94%和9.48%～16.36%。该结果可为小麦MAS育种、NIL构建、候选区域筛选及图位克隆等提供参考依据。     

高抗白粉病和条锈病小麦-卵穗山羊草衍生后代1003的分子细胞遗传学鉴定

卵穗山羊草中蕴含着许多小麦改良所需的优良基因,是小麦重要的三级基因库。为了解其更多遗传特性,本研究利用细胞学、原位杂交、分子标记、形态学和抗病性鉴定等技术对小麦-卵穗山羊草SY159的衍生后代1003进行鉴定。细胞学鉴定结果表明,1003含有44条染色体,减数第一次分裂中期含有22个二价体且配对良好,减数第一次分裂后期含有44条染色体且均等分离;基因组原位杂交(Genomic in situ hybridization,GISH)分析显示,1003含有42条小麦染色体和2条卵穗山羊草染色体;EST和PLUG分子标记分析表明,导入的染色体属于7M染色体;荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)分析表明,1003中含有38条与中国春标准核型相一致的染色体,4A、5A和7M的FISH信号有变异;苗期抗病性鉴定结果表明,1003对白粉病生理小种E09免疫,对条锈病生理小种条中23(CYR23)高抗;形态学调查表明,1003的农艺性状介于双亲之间,千粒重高于双亲。因此,1003是一个具有白粉病和条锈病抗性的小麦-卵穗山羊草二体异附加系,可为小麦品种改良和抗病育种提供新的种质资源。     

分子标记结合表型鉴定选育兼抗赤霉病、白粉病和条锈病弱筋小麦新品种扬麦38

长江中下游麦区是中国弱筋小麦优势产业带,小麦赤霉病、白粉病和条锈病是该麦区主要病害,当前弱筋小麦主导品种综合抗性较弱,影响其生产安全。为培育多抗优质弱筋小麦品种,以高产中筋小麦品种扬麦16为轮回亲本,以兼抗白粉病、条锈病的软质小麦92R137为供体亲本,构建了BC₁群体,利用分子标记在BC₁F₂代基础农艺性状较优良的株行中筛选抗白粉病基因 Pm21、抗条锈病基因 Yr26和软质麦相关基因 Pinb-D1a均纯合的单株,并鉴定BC₁F₆代对赤霉病、白粉病和条锈病的抗性,同时检测籽粒硬度、湿面筋含量、面团形成时间、稳定时间等重要品质指标以及小区产量,最终育成高抗赤霉病、免疫白粉病和高抗条锈病的弱筋小麦新品种扬麦38,于2022年通过国家农作物品种审定委员会审定。     

普通小麦-长穗偃麦草抗白粉病异代换系的分子细胞学研究

禾本科布氏白粉菌引起的小麦白粉病是造成小麦显著减产的主要病害之一.小麦的野生近缘种植物十倍体长穗偃麦草(2n=10x=70)携带有抗白粉病基因.为了进一步研究长穗偃麦草携带的抗白粉病基因,本研究对普通小麦-长穗偃麦草异代换系A1-2-2-2进行形态学、白粉病抗性、细胞学、分子标记及原位杂交(GISH)鉴定分析.结果表明,A1-2-2-2在苗期和成株期均对白粉病表现为免疫;减数分裂中期染色体构型为2n=21Ⅱ;分子标记鉴定结果表明,A1-2-2-2可能缺失了1对普通小麦的6A染色体;原位杂交结果表明,A1-2-2-2可能携带1对来自十倍体长穗偃麦草的St染色体.综上所述,A1-2-2-2可能为小麦的6A染色体被长穗偃麦草的1对St染色体取代的异代换系.另外,A1-2-2-2表现为毛颖,而双亲均表现为光颖,推测光颖由6A染色体上的基因控制.     

兼抗白粉病和条锈病的八倍体小偃麦的鉴定

为了选育兼抗小麦白粉病和条锈病的桥梁种质材料,对从中间偃麦草与普通小麦品种烟农15杂交后代中选育的3个小偃麦材料山农TE0537、TE0524和山农TE0543进行了形态学、细胞学和白粉病、条锈病抗性鉴定.结果表明,山农TE0537农艺性状较好,其主要性状介于双亲之间,对白粉病免疫,高抗条锈病,具有高度的细胞学稳定性,其根尖细胞染色体数目为2n=56,PMC MI染色体构型为2n=28II;山农TE0524和山农TE0543对白粉病、条锈病均表现为高抗,根尖细胞染色体数目为2n=55,PMC MI平均染色体构型分剐为2n=2.32Ⅰ 26.22Ⅱ 0.06Ⅳ和2n=1.20Ⅰ 26.90Ⅱ,在细胞学上尚不稳定.研究表明,3个小偃麦材料是小麦白粉病和条锈病的良好抗源,在小麦白粉病和条锈病的遗传改良中具有重要利用价值.     

小麦-十倍体长穗偃麦草双重异代换系的分子细胞遗传学及抗条锈病鉴定

十倍体长穗偃麦草[Thinopyrum ponticum(Popd.) Barkworth and Dewey]具有抗寒、抗旱、耐盐碱、茎秆粗壮、穗长花多等优异性状,是小麦遗传改良的重要基因资源。本课题组从小麦与十倍体长穗偃麦草的杂交后代中筛选出一份抗条锈病的衍生系CH18067,本研究对其进行形态学、细胞学、原位杂交、分子标记、抗条锈病性等综合鉴定。细胞学观察结果显示,CH18067的体细胞染色体数目为42条,在减数分裂中期Ⅰ的染色体构型为2n=21Ⅱ,在减数分裂后期Ⅰ同源染色体可均等分离,表明其细胞学遗传稳定。利用寡核苷酸探针Oligo-pTa535(红色)和Oligo-pSc119.2(绿色)对CH18067进行FISH鉴定,结果显示,CH18067缺失小麦2D和4D染色体,同时含有2对具有特殊带型的染色体;通过对CH18067进行FISH-GISH、mc-GISH、液相芯片以及染色体核型分析,发现2对具有特殊带型的染色体中,在长臂和短臂末端均呈现Oligo-pTa535探针红色带型的染色体为十倍体长穗偃麦草的2J染色体,在着丝粒位置和长臂末端均呈现Oligo-pTa535探针红...     

抗病优质小麦种质材料的细胞学鉴定及其抗条锈性遗传学分析

为了解从抗条锈病小麦-黑麦渗入系148与优质小麦-偃麦部分双二倍体BE-1有限回交获得的一批抗病优质小麦种质材料的条锈病抗性遗传特点,应用连续C-分带、基因组原位杂交(sequent C-banding-GISH)和分子标记技术对这些抗性材料进行鉴定和分析。结果表明,抗性后代属1BL/1RS易位系。对O-46-1(BC2F3)进行条锈病分小种鉴定表明,其对小种CYR33和CRY32表现为抗感分离,对CYR33的抗性由位于1RS上一单显性基因控制。该基因抗当前我国所有的流行小种,鉴于目前1BL/1RS上抗性基因Yr9抗性已丧失,推测该基因很可能是不同于Yr9的新基因或者是其等位基因,暂将其命名为YrGW。品质分析结果表明,这些抗性系在蛋白质含量、湿面筋含量和Zeleny沉淀值等品质性状方面都得到显著改良。     

西农979抗赤霉病基因Fhb1的分子鉴定及其亲缘关系分析

为明确小麦品种西农979对赤霉病的抗性遗传基础,以西农979和苏麦3号构建的F2代群体以及西农979的主要供体亲本为材料,利用与苏麦3号3BS染色体上Fhb1基因紧密连锁的2对SSR引物及其共分离特异性标记引物UMN10进行检测,并调查西农979大田赤霉病抗性。结果表明,引物Xgwm533、Xgwm493及UMN10对西农979、苏麦3号及西农979/苏麦3号构建的F2群体(510个单株)扩增结果均为单态,表明西农979具有苏麦3号3BS上的Fhb1基因位点。对西农979的主要供体亲本的分子标记及亲缘关系分析,进一步表明西农979具有苏麦3号的抗赤霉病基因,其Fhb1基因位点来源于西农881,这可能是西农979对小麦赤霉病表现为中抗或中感且抗性较为稳定的遗传基础。