小麦1BL/1RS和7DL·7Ag易位对小麦主要农艺性状的遗传效应

为了解染色体易位对小麦农艺性状的影响,以豫农982(1BL/1RS易位系)和wheatear(7DL.7Ag易位系)杂交后代的900个F2群体及其F2∶3家系为实验材料,对F2群体进行1BL/1RS易位和7DL.7Ag易位类型的分子检测,并对F2群体及F2∶3家系的主要农艺性状进行田间调查(F2群体的农艺性状仅作参考,重点分析F2∶3家系的农艺性状)。结果表明,(1)STS标记Lr19130与SSR引物Xgwm428联合使用可作为共显性标记鉴定纯合与杂合的7DL.7Ag易位,完善了7DL.7Ag易位的分子检测方法;(2)1BL/1RS易位可显著降低株高,提高穗粒数与小穗数;(3)7DL.7Ag易位在籽粒千粒重和饱满度上有显著的正向作用,但7DL.7Ag易位的穗粒数显著低于非7DL.7Ag易位,且有延迟小麦成熟和增加株高的趋势;(4)1BL/1RS和7DL.7Ag双重易位可同时提升小穗数和千粒重,但穗粒数减少。     

1RS·1BL易位在川农号系列小麦新品种选育中的作用

世界上广泛使用的1RS·1BL易位系遗传基础单一,已不能满足世界小麦育种的需要。本课题组培育了不同遗传基础的1RS·1BL易位系,并按照高产优质抗病的选育方向,用于“川农”系列小麦新品种的选育。为了深入了解1RS·1BL易位染色体的传递规律和育种价值,使用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（APAGE）、Giemsa C带技术、DNA原位杂交技术对13个川农号小麦新品种及4个进入区域试验的新品系进行了检测,并对这17份供试材料的抗病性、农艺性状和主要品质进行了鉴定。结果证明川农10号、川农11、川农20含有来源于Aurora 的1RS·1BL易位染色体,川农12、川农17、川农18和R291是含新合成的1RS·1BL易位染色体的新品种（系）。分析结果表明,目前利用外源种质的小麦育种中,决定1RS·1BL易位能否存在于新品种中的第一选择压仍是抗病性,农艺和品质性状则是第二、三位的选择因素。本研究指出,持续利用1RS·1BL易位染色体培育高产优质抗病的小麦新品种的关键问题是发掘黑麦1RS本身的基因资源,在优先创建1RS·1BL易位系抗病性的遗传多样性的同时,创建农艺与品质性状的遗传多样性。     

六倍体小黑麦重要性状的改良潜力探究

小黑麦是近代创建的禾本科新作物,具有生物量大、抗逆性好等特点,适宜农牧结合区种植。为明确小黑麦重要性状的改良潜力并为粮饲兼用型小黑麦杂交育种提供依据,以我国的冬性小黑麦兰小黑和CIMMYT的春性小黑麦CM-12、CM-13及其构建的三个杂交F₁、F₂群体为材料,对苗相、株高、单株穗数、穗长、小穗数、叶片特性、茎秆特性等重要农艺性状进行田间考察,分析各性状的配合力,并计算3个F₂群体各个性状的遗传变异系数、遗传力等参数,以探索各重要性状的改良潜力。结果表明,冬性与春性小黑麦的杂交群体比春性与春性杂交群体具有较高的变异系数和遗传力;小黑麦的穗颈长、旗叶宽、旗叶长等性状遗传力较高,变异系数较大,利用分离群体对这些性状进行遗传选择的潜力较大,具有可行性。     

脆秆粳稻新品系主要特征特性的比较分析

通过复交、回交方式,将脆秆基因导入到常规水稻品种中,在后代分离群体中选育出具有优良农艺性状、适合生产上种植的2个脆秆新品系CG16-3和CG16-9。新品系产量性状较好,品质优良,抗病性好,尤其是后期不易倒伏,收获时秸秆易粉碎,利于秸秆还田。     

小麦抗病基因Lr68和Sr2/Yr30的遗传特性分析

为深入了解小麦抗病基因的遗传规律,以亲缘关系较远的小麦品种西农979和RL6077为亲本,构建其BC1F1和F2群体,用特异性标记csGS和WMS533分别对抗叶锈病基因Lr68、抗秆锈病和条锈病基因Sr2/Yr30进行检测,同时进行农艺性状分析。结果表明,后代群体抗病基因分布广泛,F2群体抗病基因传递率(65.41%、74.53%、48.91%)较BC1F1(44.27%、55.11%、23.66%)高,Lr68基因在两群体中的传递频率均比理论值低,不符合一对显性基因的遗传规律,Sr2/Yr30基因在BC1F1中的传递率比理论值高,在F2群体中正常,且后代群体中Sr2/Yr30基因的分布较广。后代群体在有效分蘖数、株高、穗粒数、千粒重等农艺性状上与西农979无显著差异,有效小穗数与RL6077一致,茎部指标处于两亲本之间。总体来看,后代群体保留了西农979分蘖力较强、成穗率较高、穗型中等偏大、产量稳定等优良性状,且在分蘖数、成穗率、穗粒数上还有进一步提升的空间。     

玉米自交系的选育和改良与基础材料创新的研究

自1988～1994年，累计对7000余份不同来源的育种材料进行了抗病性及配合力测定，选有出一批抗病性强，综合农艺性状优良的自交系，对部分骨干自交系的抗病性和农艺性状进行回交改良，转育成10余份稳定自交系．利用抗病自交系组成综合抗病群体，并将热带、亚热带种质导入温带自交系，获得了遗传变异较为丰富的育种基础材料．     

转WYMV-Nib8基因抗黄花叶病小麦的鉴定及优良株系的选育

小麦黄花叶病是我国冬麦区亟待解决的重要病害之一。为了给应用病毒复制酶基因介导的转基因抗病小麦新品种（系）选育提供依据,对利用基因枪法将WYMV-Nib8基因和bar基因共转化扬麦158获得的15个T2代株系进行了黄花叶病抗性鉴定,筛选出4个高抗病株系和1个剔除bar基因的高抗病株系;连续多年抗病性鉴定结果表明,通过转基因技术获得的5个株系不但抗病性优良而且可以稳定遗传。以转基因材料为亲本之一,通过常规杂交、回交获得1个兼抗小麦黄花叶病和白粉病且农艺性状优良的新品系BR1014。     

兼抗条锈、白粉病小麦新种质观4的分子标记鉴定

将多个不同的抗病亲本及优良农艺亲本进行复合杂交,选育出抗病且农艺性状较好的小麦新品系观4.为了明确观4的抗病性及品质状况,对该品系的抗病基因及品质性状进行分子标记鉴定和分析.结果表明,观4兼抗白粉病和条锈病,其白粉病抗性主要来自亲本92R179中的Pm21基因,而条锈病抗性则主要源于YW243中的抗条锈病基因YrX;辽春10号中的高分子量麦谷蛋白优质亚基7+8也遗传到新品系观4中.因此,观4可作为优良小麦亲本应用于小麦品质和白粉病、条锈病抗性的改良.     

黑麦染色体1R和5R单体附加诱导的小麦和黑麦染色体的变异和易位

利用普通小麦品种绵阳11作母本,抗病的威宁黑麦(Sceale cereale L.)作父本,在其杂交和回交后代中分别鉴定出一个1R和5R单体附加系。为获得新的1BL·1RS初级易位系以及小麦-黑麦5R染色体易位,采用基因组原位杂交和荧光原位杂交相结合的方法,对1R和5R单体附加系的自交后代进行了鉴定。在1R单体附加系的后代中,筛选到一个纯合1R(1B)染色体代换系和一个新的纯合1BL·1RS初级易位系。该1R(1B)代换系表现出比小麦亲本较差的农艺性状;新1BL·1RS初级易位系表现出比其小麦亲本更好的农艺性状以及条锈病和白粉病抗性,而且穗粒数显著增加,是高产抗病小麦育种的新资源。在5R单体附加系的后代中,筛选出一个涉及3BS染色体片段与5RL的易位,发生易位的植株占分析植株总数的1.89%。5R染色体单体附加极其不稳定,在一个世代交替中完整的5R染色体传递率仅有28.3%。除自身的不稳定外,5R染色体单体附加同时导致小麦染色体7B、3B和4D的断裂和丢失,总变异频率达到15.09%;尤其对7B染色体影响较大,含7B染色体变异的植株占分析植株总数的11.32%。5R染色体单体附加诱导的小麦和黑麦染色体的高度不稳定现象值得进一步研究。     

新育成的1RS·1BL初级易位系T956-13的育种价值

近年来,条锈病和白粉病生理小种的变异和新小种流行致使大范围利用的条锈病和白粉病抗源抗性屡屡丧失。为了寻找和培育新的抗源,以小麦高产育种品系A42912为受体,以我国西南地区白粒黑麦为供体,通过杂交、回交和细胞学选育,成功培育了一个新的小麦-黑麦易位系T956-13。多重FISH+GISH技术证明,T956-13含有一对来自白粒黑麦的完整1RS染色体臂,是一个新的1RS·1BL初级易位系。用条中29、条中31、条中32、条中33、条中34以及水源系(SY)等10个流行的条锈病生理小种或菌系进行的接种试验证明,T956-13高抗所有接种的生理小种和菌系。田间育种圃内混合菌种接种鉴定表明,T956-13对条锈病和白粉病均表现出高度抗性。用T956-13和川农11(含Yr9和Pm8基因)以及川农17(含YrCN17和PmCn17基因)杂交,T956-13的抗病性表现为显性。在F2群体中条锈病和白粉病的抗感植株分离比均符合一对基因控制的遗传模式,即卡方测验符合3∶1分离;感病品种回交的BC1F1群体中,抗感植株分离比均为1∶1。由此表明,T956-13含有不同于Yr9和Pm8的抗条锈病和白粉病等位基因或者与其紧密连锁的新抗病基因座,是当前小麦育种的优秀抗源之一。此外,由于易位系T956-13继承了亲本A42912的优异表型性状,即具有秆矮、分蘖力强、生长繁茂、穗大、早熟等农艺性状,所以是优异的高产抗病育种资源。     

Sec-1位点缺失对1BL/1RS易位系籽粒品质的影响

为了解 Sec-1位点缺失对1BL/1RS易位系品质的影响,用 Sec-1位点缺失突变体与郑麦7698多次回交,系谱法辅助分子标记多代选择后得到 Sec-1位点缺失的1BL/1RS易位系（简称 Sec-1位点缺失易位系）和正常1BL/1RS易位系（简称正常易位系）,并进行品质性状、抗病性及农艺性状鉴定。结果表明,蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量和中峰值高度在 Sec-1位点缺失易位系和正常易位系之间差异不显著,而 Sec-1位点缺失易位系的面筋指数、面团形成时间、稳定时间、粉质质量指数、和面时间、中峰值宽度和8 min尾宽显著高于正常易位系。正常易位系的吸水率和衰落角显著大于 Sec-1位点缺失易位系。 Sec-1位点缺失易位系的条锈病抗性和白粉病抗性均低于正常易位系,但二者之间条锈病的病情指数差异不显著,而白粉病的病情指数差异达显著水平。正常易位系与 Sec-1位点缺失易位系间的千粒重、穗粒数、产量水平差异均不显著。综上所述, Sec-1位点缺失对小麦籽粒品质的正向调控作用显著,而对农艺性状的负面效应不显著, Sec-1位点缺失突变体是研究和改良小麦籽粒品质的优良遗传材料。     

小麦-簇毛麦T4DL·4VS易位染色体对小麦农艺性状的影响

为了进一步探究小麦-簇毛麦T4DL·4VS易位系的育种利用价值,选用以T4DL·4VS易位系为亲本组配的5个F2群体为试验材料,研究了T4DL·4VS易位染色体在不同遗传背景中对小麦农艺性状的影响。结果表明,在所有组合中,T4DL·4VS易位染色体对有效穗数、每穗小穗数和穗粒数无明显影响;在与郑麦9023、周9823和绵阳26配置的3个组合中,T4DL·4VS易位染色体对株高表现出一定的正向效应;在与周9823、石4185和扬麦15配置的3个组合中,T4DL·4VS易位染色体对千粒重表现出负向效应;在与郑麦9023、周9823和扬麦15配置的3个组合中,T4DL·4VS易位染色体对穗长表现出负向效应;在与扬麦15配置的组合中,T4DL·4VS易位染色体对叶面积表现出一定的负向效应。可见在不同背景中T4DL·4VS易位染色体对农艺性状的遗传效应有所不同。     

ω-黑麦碱基因表达缺失的1BL/1RS易位系种质创新

1BL/1RS易位系是小麦育种的重要亲本,但1RS Sec-1位点表达的ω-黑麦碱是导致小麦加工品质不佳的重要因素。为消除ω-黑麦碱的不良影响,进一步挖掘1BL/1RS易位系的育种潜力,本研究利用低能N+离子束处理1BL/1RS易位系小麦干种子,利用醇溶蛋白酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)筛选ω-黑麦碱表达缺失突变株系,1RS染色体特异引物鉴定携带1RS染色体的突变株系,结果共创制出9个ω-黑麦碱基因Sec-1位点表达缺失的新的1BL/1RS易位系种质。农艺性状和品质性状分析结果表明,这些1BL/1RS易位系新种质的籽粒蛋白含量、面筋指数、稳定时间等加工品质性状显著提高,株高、穗数、千粒重等农艺性状无显著变化。ω-黑麦碱表达缺失突变体的育成为培育优质抗逆小麦品种提供了新的方法。     

1RS·1BL易位染色体对小麦品质特性及其地域稳定性的影响

为了探索1RS·1BL易位染色体对小麦品质特性的影响及其在不同生态地域的稳定性效应,将由含新1RS·1BL易位染色体的小麦新品种川农17和不含1RS·1BL易位染色体的绵阳11杂交后选育的一套高代自交系(RILs)同时种植于南方麦区的四川邛崃和北方麦区的河南新乡,分析各株系组在不同地域的品质特性。结果表明,1RS·1BL易位染色体的存在对面团形成时间、稳定时间和粉质质量指数均有显著的负效应,在北方麦区的负效应比南方麦区更大,达到了5%的显著性水平;降落值在不同的小麦生态区对1RS·1BL的存在显示了不同的反应,导致RILs群体中不同株系的品质特性在不同小麦生态区之间的稳定性降低。降落值在南方麦区的表现显著地低于北方麦区,部分地掩盖了1RS·1BL在南方麦区的品质效应。稳定时间在不同地域间显示了不稳定,表明稳定时间的选择存在更多的变数。但是,这些品质特性在不同株系组中的分布趋势是一致的,表明无论在哪个株系组,都有比较优质的株系存在,表明在不同的生态地域选育含1RS·1BL易位染色体的高产、抗病、优质新品种是可能的。     

四倍体小麦籽粒多组分营养物质含量的QTL定位及相关性分析

为了寻找改良普通栽培小麦营养物质含量的基因资源,以野生二粒小麦G18-16和硬粒小麦Langdon杂交所构建的重组自交系F6代群体为研究材料,种植于黔中地区并对该群体籽粒可溶性蛋白质、总类黄酮、总酚、植酸和黄色素5个营养性状含量进行测定。共检测到6个相关的QTLs,分别分布在染色体2A、3A、4A、6B和7A上。除小麦籽粒总酚性状外,其余四个性状均呈正态分布。网络相关性分析表明,所有营养性状与农艺性状间均呈显著负相关,仅黄色素与农艺性状无显著相关性。主成分分析(Principal component analysis,PCA)也显示总酚和黄色素与其他营养性状有显著差异,并且是造成群体分布差异最主要的因素。因此,小麦总酚和黄色素性状在其生理代谢中可能存在特殊性。另外,PCA还筛选出2组在5个营养性状上存在显著差异的基因池家系各4株,为回交和精细定位提供了较可靠的研究材料。     

中国部分冬、春小麦品种(系)1BL/1RS易位系的A-PAGE检测

为了在春小麦品质育种中合理利用种质资源,采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-pAGE)对来自中国部分冬、春麦区的106份小麦品种和132份品系进行1BL/1RS易位系检测.结果表明,供试材料中共有63份为1BL/1RS易位系,频率为26.5%.其中106份品种中30份为1BL/1RS易位系,占供试品种的28.3%,且不同麦区之间1BL/1RS易位品种的频率不同.东北春麦区未发现1BL/1RS品种;西北春麦区和新疆冬春麦区易位系频率较高,均为50%;北部春麦区和青藏高原冬春麦区易位系频率较低,分别为16%和25%;冬麦区1BL/1RS易位系频率也较高(44%).132份品系中,33份品系为1BL/1RS易位系,占供试品系的25%.     

T1BL.1RS易位染色体对小麦 农艺性状间偏相关的影响

以三交组合（10-A/88-1643//川育12号）的F     

分子标记辅助选择改良玉米自交系昌7-2的丝黑穗病抗性

选取5个与bin2.09主效抗病位点紧密连锁的分子标记,利用含主效抗病位点的黄早四近等基因系1JD006为供体亲本,开展连续回交分子标记辅助选择育种,定向改良玉米自交系昌7-2的丝黑穗病抗性.结果表明,标记3M1-25选择效率最高,其次为标记MZA6393.结合分子标记辅助选择和田间接种鉴定,在BC2F2群体中筛选出背...     

大麦黄花叶病抗性差异对大麦主要农艺性状的影响程度分析

为探究大麦黄花叶病抗性对大麦主要农艺性状的影响,以大麦黄花叶病抗性品种扬农啤5号与感病品种日引3号及其重组自交系（RIL）群体为材料,对病圃与无病田的主要农艺性状及病圃大麦黄花叶病抗性进行调查分析。结果表明,大麦黄花叶病对抗病亲本扬农啤5号性状的影响不显著,对感病品种日引3号性状的影响显著或极显著。除单株穗数和千粒重外,病圃RIL群体主要农艺性状均值均较无病田相应性状表现为不同程度的降低,尤以株高降幅（22.95%）最大。3年9个调查时期,扬农啤5号病级均为1级,表现为高抗;日引3号病级在3级左右,表现为高感。群体内大麦黄花叶病病级存在广泛变异。不同年份间,大麦黄花叶病病程梯图下面积（AUDPS）与株高、穗下节间长、单株穗数及千粒重均呈负相关;与主穗长、单穗粒数均呈正相关。大麦黄花叶病抗性与主要农艺性状的相关性方向在不同年份间表现一致,但相关程度差异较大。     

Effect of the 1BL.1RS translocation and of the Glu-B3 variation on fifteen quality tests in a doubled haploid population of wheat (Triticum aestivum L.)

To investigate the impact of 1BL.1RS translocation on protein content, starch quality, dough rheology, RMT volumes and other quality traits, a doubled haploid population was created and sown in a two-year field experiment. Translocated genotypes accumulated more proteins in the endosperm than non-translocated genotypes. Decrease in the gelatinization of starch was associated with the 1BL.1RS translocation. As for rheological parameters, adapted to bread types not requiring high mixing energy, the 1BL.1RS translocation significantly reduced the elasticity, tenacity and strength of the dough compared to allele c of Glu-B3. Tolerance to over-mixing was also significantly lower in translocated DH lines. In contrast to previously published work, the presence of allele Glu-D3 c resulted in significantly higher tenacity, and thus strength, compared with the allele Glu-D3 b in the present DH population. The final baking test performed on the DH lines of the population, combining favourable alleles for dough rheology and high protein content, demonstrated that in some cases lower tenacity induced by the 1BL.1RS translocation or by Glu-B3 b increases the volume of the loaves.