甘肃冬小麦品种(系)主要矮秆基因型及其育种利用进展

适当降低株高,增强品种抗旱性,提高品种丰产性是甘肃旱地冬小麦育种新策略。为了明确近20年甘肃冬小麦品种(系)中矮秆基因的分布以及株高变化情况,本研究利用6个主要矮秆基因的特异性分子标记对92份冬小麦品种(系)进行基因型检测,并对矮秆基因的利用情况进行分析。结果表明,供试品种(系)中均含有Rht-D1b基因,其次是Rht8、Rht13和Rht5(分布频率分别为59.8%、29.3%和10.9%),但并未检测到Rht-B1b和Rht12。Rht5和Rht13基因主要分布在陇南(天水市和陇南市)的山旱地品种(系)中,频率分别为16.7%和36.7%,Rht8主要分布在陇南川区品种(系)中,频率为77.4%。同时含有2个矮秆基因的材料有39份,分布频率为42.4%,其中Rht-D1b+Rht8的分布频率最高(33.7%);同时含有3个矮秆基因的材料有25份,分布频率为27.2%,其中Rht-D1b+Rht8+Rht13的分布频率最高(19.6%);同时含有4个矮秆基因Rht-D1b+Rht5+Rht8+Rht13的材料只有1份,分布频率为1.1%。含多矮秆基因组合的品种(系)在陇南川区的分布频...     

部分小麦品种(系)品质相关基因的分子检测

为了了解小麦品种(系)的遗传信息,提高优质小麦育种的效率,利用已有的品质相关基因的分子标记(Dx5、Wx-A1、Wx-B1、Wx-D1、1BL/1RS、PPO18和PPO29)检测了144份黄淮麦区、3份国内其他麦区和8份德国品种(系)的基因等位变异类型。结果表明,5+10亚基类型、Wx-B1b和1BL/1RS易位的出现频率分别为34.8%、2.0%和47.1%,郑麦、新麦、淮麦、烟台以及徐麦等系列小麦品种(系)5+10亚基出现频率较高,而周麦系列中频率较低;未检测到Wx-A1b、Wx-D1b以及双缺失类型的材料;2A染色体上PPO等位基因Ppo-A1a(高PPO)、Ppo-A1b(低PPO)及杂合型基因型出现频率分别为45.8%、49.7%和4.5%,2D染色体上PPO等位基因Ppo-D1a(低PPO)和Ppo-D1b(高PPO)基因型出现频率分别为47.1%和52.9%,两个基因组合类型Ppo-A1b/Ppo-D1b(中等PPO)的出现频率最高,为29.0%,Ppo-A1a/Ppo-D1a(中等PPO)、Ppo-A1a/Ppo-D1b(双高PPO)以及Ppo-A1b/Ppo-D1a(双低PPO)的出现频率依次为23.9%、21.9%和20.6%;聚合多个优质基因的频率很低,同时含有5+10亚基、缺失1个Wx基因、非1BL/1RS易位以及双位点低PPO活性(Ppo-A1b/Ppo-D1a)的材料仅有1份(郑麦366),同时含5+10亚基、非1BL/1RS易位以及Ppo-A1b/Ppo-D1a的材料也仅占5.2%,应加大多个优异基因聚合品种的选育力度。     

甘肃小麦品种(系)面制品色泽相关基因的分布规律

黄色素含量、多酚氧化酶、脂肪氧化酶和1B/1R易位系对小麦面粉和面团的外观品质影响很大。为明确甘肃省小麦品种(系)面粉色泽相关基因的分布状况,用Psy-A1、Ppo-A1、Ppo-D1、Ta Lox-B1和1B/1R易位系等特异性分子标记鉴定对应的基因。结果表明,甘肃省冬、春小麦品种(系)面制品色泽相关基因等位变异分布频率存在一定差异;Psy-A1 a(68.1%)在被检测小麦品种(系)中为优势的黄色素含量基因等位变异,且在春小麦中的分布频率低于冬小麦;2AL染色体上高PPO活性等位变异Ppo-A1 a,除天水麦区分布频率(58%)较低外,其余麦区的分布频率均较高(72.4%~82.3%);2DL染色体高PPO活性等位变异Ppo-D1 b在春小麦中分布频率较冬小麦低;2AL、2DL染色体PPO活性等位基因组合Ppo-A1 a/Ppo-D1 b(高活性)、PpoA1 a/Ppo-D1 a(中高活性)明显比Ppo-A1 b/Ppo-D1 b(中高活性)和Ppo-A1 b/Ppo-D1 a(低活性)分布频率高;甘肃省小麦品种(系)PPO活性从西部到东南逐渐增强。高活性LOX基因Ta Lox-B1 a分布频率在各麦区均较低;从甘肃省西部到东南部1B/1R易位系分布频率逐渐升高。色泽相关基因分布频率说明,甘肃省小麦品种(系)的优异色泽等位变异分布频率低,色泽品质状况较差,春小麦优于冬小麦。大部分材料仅适宜于加工普通馒头和面条。     

甘肃冬小麦品种品质性状分析与评价

为了全面掌握甘肃冬小麦的品质状况,以甘肃省冬小麦主产区100个小麦品种(系)为供试材料,采用AACC国标分析方法对其籽粒蛋白质品质、磨粉品质及面团流变学特性进行检测和分析。结果表明,甘肃冬小麦品种具有较高的蛋白质、湿面筋含量和吸水率,但面筋强度较低,形成时间、稳定时间较短,最大抗延阻力和拉伸面积较小,加工品质与国内主产麦区存在一定的差距,商品率低。甘肃冬小麦品种整体以中筋小麦为主。建议在今后育种过程中加强对品质性状的选择,以进一步提升小麦品种质量水平。     

小麦面粉色泽相关基因在河南地方品种中的分布

面粉色泽是小麦品质的重要指标,与色泽相关的低多酚氧化酶和高脂肪氧化酶活性是小麦品质育种的重要目标之一。为了明确河南省小麦地方品种中上述两类酶的基因分布情况,利用4个多酚氧化酶（polyphenoloxidase,PPO）和2个脂肪氧化酶（lipoxygenase,LOX）基因的功能标记对308份河南地方小麦品种进行检测。结果表明,基因 PPO-A1a、 PPO-A1b在306个品种中具有明确检测结果,携带品种数量为132和174,频率为43.14%和56.86%;携带基因 PPO-D1a、 PPO-D1b、 TaLox-B1a、 TaLox-B1b的品种数量为282、26、21和287,其频率为 91.56%、91.56%、6.82%和93.18%。在306个品种中,携带低活性多酚氧化酶基因型组合（ PPO-A1b/ PPO-D1a）、较低活性多酚氧化酶基因型组合（ PPO-A1b/ PPO-D1b）、较高活性多酚氧化酶基因型组合（ PPO-A1a/ PPO-D1a）和高活性多酚氧化酶基因型组合（ PPO-A1a/ PPO-D1b）的品种数分别为166、114、10和16,其频率分别为54.25%、37.25%、3.27%和5.23%,具有 PPO-A1b/ PPO-D1a/ TaLox-B1a基因型的品种有11个,其频率为3.59%, PPO-A1a/ PPO-D1b/ TaLox-B1b基因型品种数为16个。     

冬小麦品种(系)品质相关基因的分子标记检测

为了解10年来中国冬小麦育成品种(系)的面筋强度、黄色素含量、多酚氧化酶(PPO)活性以及1BL·1RS易位相关基因的分布情况,利用Dx5、By8、YP7A、PPO18和H2O特异性功能标记对266份冬小麦品种(系)进行检测。结果表明,面筋强度相关基因 Dx5和 By8的分布频率分别为32.0%和28.9%,PPO活性相关基因 Ppo-A1a和 PPo-A1b的分布频率分别为54.1%和45.9%,黄色素含量相关基因 Psy-A1a和 Psy-A1b的分布频率分别为76.3%和23.7%,1BL·1RS易位基因型的分布频率为45.9%。不同省份之间品质相关基因分布差异较大,1BL·1RS易位在江苏、河南和陕西品种(系)中出现的频率较高,分别为81.3%、57.2%和35.7%,而在河北、山东和北京品种(系)中出现的频率较低,分别为15.0%、8.7%和8.3%; Dx5和 By8在河北、山东品种中出现的频率较高,分别为60.9%、65.2%和45.0%、45.0%; Ppo-A1b和 Pys-A1a在山东、北京、河北品种(系)中出现的频率较高,分别为95.7%、83.3%、75.0%和...     

我国冬小麦品种(系)主要品质性状的表现及其相关性

为给优质小麦品种选育提供依据,利用2002～2004年度我国冬小麦品种区域试验的品质测定结果,对185份小麦样品主要品质性状的表现和性状间的相关性进行了研究。结果表明,近二年所选育的新品种（系）容重基本达标,蛋白质含量并不低于国外小麦,但蛋白质质量和面筋质量较差,品质性状不太协调,多数属于中筋或中弱筋类型。蛋白质与湿面筋、沉淀值呈极显著正相关。强筋组和总样品中蛋白质含量和稳定时间相关不显著,表明强筋小麦改良更应注重提高蛋白质的质量。沉淀值与蛋白质含量、湿面筋含量、形成时间、稳定时间、抗延阻力、拉伸面积大多呈极显著正相关;形成时间、稳定时间与抗延阻力、拉伸面积闭大多呈显著正相关。因此认为沉淀值可作为品质育种早代选择的主要指标。     

9个品种(系)冬小麦籽粒灌浆特性分析

以9个冬小麦品种(系)为材料,用Logistic方程拟合籽粒质量增加过程,并推导出次级参数,同时对千粒质量与不同参数进行相关性分析。结果表明:小麦籽粒质量增加过程呈"S"型曲线,籽粒灌浆期可分为渐增期、快增期、缓增期3个阶段。相关分析表明:平均灌浆速率、最大灌浆速率与千粒质量呈极显著正相关(P0.01);快增期灌浆速率与平均灌浆速率、最大灌浆速率呈极显著正相关(P0.01);快增期灌浆速率对籽粒质量的作用显著。通过科学合理的栽培措施可以使千粒质量接近或达到最大值。     

小麦主要品质性状与面粉色泽的关系

选用面粉色泽性状差别较大的16个不同品种（系）在山东省8个不同的生态类型区种植，分析了小麦主要品质性状和面粉色泽，以研究这些品质性状与面粉色泽的关系。结果表明，面粉R457白度与面粉色泽亮度（L^＊值）、面粉色泽红度（α^＊值）呈极显著正相关，与面粉色泽黄度（b^＊值）呈极显著负相关，面粉色泽亮度（L^＊值）和面粉色泽红度（α^＊值）与面粉色泽黄度（b^＊值）呈极显著负相关。面粉R457白度和面粉色泽亮度（L^＊值）均与淀粉含量呈极显著正相关。与籽粒硬度、面粉颗粒度、蛋白质含量、灰分含量和类胡萝卜素含量呈极显著负相关，面粉R457白度与出粉率呈显著负相关。籽粒硬度和蛋白质含量共同决定了面粉R457白度变异的81．9％。而面粉颗粒度、蛋白质含量和灰分含量共同决定了面粉色泽亮度（L^＊值）变异的94．5％。面粉色泽红度（α^＊值）与各面粉品质指标的相关性均未达到显著水平。面粉色泽黄度（b^＊值）与籽粒硬度、面粉颗粒度、蛋白质含量、灰分含量、类胡萝卜素含量呈极显著正相关．与淀粉含量呈极显著负相关。硬度、出粉率和蛋白质含量可以解释面粉色泽黄度（b^＊值）变异的75％     

灌水对冬小麦品质和产量的影响

为研究水分对冬小麦籽粒产量和品质的影响,选择鲁麦22和烟农15两个品种,在防雨棚池栽条件下设置了“越冬水＋拔节水＋挑旗水”（处理A）、“越冬水＋拔节水＋挑旗水＋灌浆水”（处理B）和“越冬水＋拔节水＋挑旗水＋麦黄水”（处理C）三种灌水处理,研充不同处理下的冬小麦品质和产量性状的变化.结果表明：（1）不同灌水处理对两个冬小麦品种品质性状的影响趋势一致。浇灌浆水的（处理B）对两品种的籽粒容重、出粉率、湿面筋含量、沉淀值和粉质仪指标均无明显影响,但浇麦黄水（处理C）后两品种籽粒的容重、出粉率、湿面筋含量、沉淀值均显著降低,粉质仪指标也显著变劣;（2）不同灌水处理对两个冬小麦品种产量性状的影响不同：鲁麦22的粒重和籽粒产量均以处理B最高,处理A次之,处理C最低;烟农15粒重和籽粒产量表现为处理A与处理B无显著差异,处理C则显著降低。     

天选系列冬小麦品种抗条锈性分析

天选系列冬小麦品种是陇南麦区最重要的冬小麦品种之一,具有抗条锈性强、丰产性好的特点,为陇南小麦条锈病的持续控制发挥了重要作用。为明确13个天选系列冬小麦品种抗条锈性及其所含抗条锈病基因,选用26个国内外条锈菌单孢菌系对其进行苗期、成株期抗病性鉴定,并结合系谱分析进行了基因推导。结果发现,在苗期,天选44号、天选46号和天选50号的抗性谱与已知基因载体品种洛夫林13基本一致,可能含有Yr9及未知抗条锈病基因;天选43号、天选48号和天选51号的抗性谱与已知基因载体品种Moro一致,可能含有Yr10+Yrmor;天选52号、天选53号和天选55号的抗性谱与Line R55基本一致,可能含有Yr26,其余品种抗性谱与已知基因载体品种不一致,初步推测含有未知抗条锈病基因。天选43号、天选44号、天选46号、天选48号、天选50号、天选51号、天选52号、天选53号和天选55号对条锈菌新菌系G22-9和G22-14表现感病,对其余供试小种(菌系)表现抗病;天选47号和天选49号对CYr33、G22-9和G22-14表现感病;天选45号和天选54号对所有供试小种(菌系)均表现抗病。在甘肃省不同生态区的7个试验点进行成株期抗条锈性评价,发现除天选44号、天选45号和天选54号表现抗病外,其余品种均表现感病。     

小麦面粉白度配合力及其与主要品质性状的相关分析

为了研究面粉白度的遗传特性,选择8个在面粉白度、蛋白质含量、淀粉糊化特性、粉质特性等性状方面具有不同特点的小麦品种作亲本,按4×4不完全双列杂交配制组合,对16个杂种F1和8个亲本的面粉白度和粉质特性、淀粉糊化特性、沉淀值等品质性状进行了分析。结果表明,面粉白度的一般配合力方差明显大于特殊配合力方差,广义遗传力大于90%,说明选育高白度小麦品种时应选择高白度品种(系)做亲本。面粉白度一般配合力相对效应值与亲本白度和峰值粘度呈显著正相关,与稀懈值、糊化温度呈极显著正相关。面粉白度与面粉含水率和吸水率呈显著负相关;与面团形成时间呈负相关,但未达到显著性水平;与面团稳定时间,软化度相关性极小;与沉淀值呈正相关,但不显著;面粉白度与蛋白质含量、干面筋含量、湿面筋含量、面筋指数相关性极小,表明其对面粉面筋影响较小。     

70份小麦品种(系)抗条锈病基因推导及检测

为了给小麦品种的合理布局和小麦条锈病防控提供参考信息,选用我国当前流行的条锈菌混合小种对70份小麦品种(系)进行成株期抗条锈性鉴定,利用基因推导的方法对供试品种(系)所含的基因进行分析,结合系谱信息,并采用分子标记进行已知抗病基因验证。结果表明,对条锈菌混合小种(CYR34、CYR33、CYR32、CYR31、CYR30、CYR29、CYR17和Su-1)表现免疫和近免疫的品种(系)有24份,占供试品种(系)的34.29%;表现高抗和中抗的品种(系)有17份,占24.29%。说明供试小麦品种(系)对当前流行条锈菌混合小种具有良好的成株期抗性,可用于品种布局。基因推导分析结果表明,供试小麦品种(系)中18份携带抗条锈病基因 Yr21,20份含 Yr3,11份含 Yr1,8份含 Yr5,3份含YrSD, 3份含 Yr32,6份含 Yr10,1份(烟836)含有YrSu,1份(金禾9123)含有 Yr26。分子标记检测结果表明,供试小麦品种(系)携带的抗性基因分别为 Yr5(11份)、 Yr9(2份)、 Yr10(9份)、 Yr15(1份)和 Yr26(4份)。由于遗传背景和遗传距离等因素,分子标记检测和基因推导结果不完全一致。     

江苏淮北小麦品种（系）重要性状功能基因的KASP检测

为了解江苏淮北麦区小麦品种（系）重要性状功能基因的组成,利用高通量KASP标记技术对江苏淮北麦区74份小麦品种（系）的产量、品质、抗病虫性以及抗穗发芽相关基因进行检测。结果表明,产量性状相关基因中, TaSus1-7B、 TaSus2-2A、 TaGS3-D1、 TGW6-A1、 TaGW2-6A、 TaCwi-A1、 TaCWI-4A和 TaCWI-5D的高粒重等位变异占供试材料的60%以上,分布频率分别为94.59%、75.68%、90.54%、100%、 98.65%、86.49%、82.43%和100%。品质性状相关基因中,高分子量麦谷蛋白（HWM-GS）基因 Glu-A1、 Glu-B1和 Glu-D1的优异亚基分布频率分别为82.43%、2.70%和47.30%;非1B/1R易位的分布频率为31.08%;非糯质等位变异 Wx-B1a在所有供试材料中均能检测到,而高蛋白质含量等位变异 Gpc-B1（+）在供试材料中均未检测到;籽粒硬度基因 Pina-D1、 Pinb-D1和 Pinb2-V2的硬度等位变异分布频率分别为1.35%、63.51%和25.68%;多酚氧化酶（PPO）活性基因 TaPpo2-2D的低活性等位变异分布频率为18.92%,而 TaPpo2-2A低活性等位变异在供试材料中均未检测到;黄色素含量基因 TaPsy-A1、 TaPsy-B1、 TaPsy-D1、 TaPds-B1、 TaLyc-B1、 TaZds-A1和 TaZds-D1的低黄色素含量等位变异分布频率分别为36.49%、62.16%、93.24%、44.59%、83.78%、16.20%和100%。抗赤霉病基因中,苏麦3号 Fhb1基因型和UMN10 Fhb1基因型的分布频率分别为4.05%和2.70%;抗条锈病基因 Yr15的分布频率为4.05%;抗叶锈病基因 Lr14a和Lr68的分布频率分别为27.03%和40.54%;抗禾谷孢囊线虫病基因 Cre8的分布频率为39.19%。抗穗发芽基因中, TaPHS1、 TaMFT-A1、 TaVP1-B1和 TaSdr-B1的抗穗发芽等位变异的分布频率分别为67.57%、31.08%、67.57%和12.16%。     

甘肃省近年来育成冬小麦品种农艺性状的区域表现及遗传多样性分析

为挖掘甘肃省冬小麦种质资源潜力,对74份2003-2014年甘肃省不同生态区域通过审定的冬小麦品种进行了农艺性状和SSR分子标记的遗传多样性分析。结果表明,陇中地区除穗粒重外,其他农艺性状的遗传多样性指数H′值均高于陇南和陇东地区。其中,生育期天数、穗长、穗下节长、穗粒重的H′值在全部区域中均最高,均大于2.0。经主成分分析,前三个主成分(株高因子、产量因子、生育期天数因子)对变异的贡献率达86.303%;陇中地区的品种与陇东、陇南地区在基因库上存在一定差异。利用42对SSR引物对参试品种的多态性进行检测,结果显示,每对引物检测到等位变异1~17个,平均等位变异7个,全部引物共检测到298个等位变异。经聚类分析,参试品种间遗传相似系数(GS)的变异范围为0.486~0.781,平均值为0.605。全部参试品种可分为3个大类,7个亚类。