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。     

小麦花药伸出特性的QTL分析

花药伸出特性直接影响小麦的授粉结实率和穗部真菌病害抗性,为挖掘控制小麦花药伸出特性的QTL,以半闭颖品种周8425B和开颖品种小偃81构建的包含102个株系的F_2:12RIL群体为材料,于2019和2020年各分两个播期种植于西北农林科技大学小麦试验站,以小麦花药伸出率和视觉花药伸出等级两个性状表型值对4个环境下的花药伸出特性进行表型鉴定,并利用90K芯片构建的高密度遗传连锁图谱进行QTL定位。结果共检测到8个控制花药伸出特性的QTL,分布在3A、3B、5B、6B、6D和7A染色体上,其中6B和6D染色体上各有2个QTL。 QAe.nwsuaf-3A、 QAe.nwsuaf-3B和 QAe.nwsuaf-6B位点在多个环境中均能被检测到,表型变异解释率分别为3.65%~10.48%、8.12%~26.09%和3.49%~8.93%。     

黄淮麦区71个小麦品种的赤霉病抗性与基因型分析

为筛选出黄淮麦区抗赤霉病优异品种（系）,以黄淮麦区71个主栽小麦品种（系）为材料,于2016-2017和2017-2018两年度采用单花滴注接种的方法,以苏麦3号、郑麦9023、淮麦22和济麦22分别作为抗、中抗、中感和感赤霉病对照品种,在赤霉病重发病区扬州对供试品种（系）进行赤霉病抗性鉴定,同时利用与抗赤霉病基因位点 Fhb1、 Fhb2、 Fhb4、 Fhb5和 QFhs.crc-2DL紧密连锁的分子标记进行基因型分析。结果显示,西农511等5个品种（系）的赤霉病抗性均达到中抗水平,淮麦30等17个品种（系）表现为中感,其他49个品种（系）表现为感病。对照品种苏麦3号同时携带 Fhb1、 Fhb2基因和 QFhs.crc-2DL位点;淮麦40和徐麦DH9可能同时携带 Fhb1基因和 QFhs.crc-2DL位点;太麦198可能携带有 Fhb4基因;明麦16、皖麦32可能携带有 QFhs.crc-2DL位点。有17个赤霉病抗性较好的品种（系）均不携带本研究所检测的抗病基因/QTL。     

小麦贵协3号成株期抗条锈病基因的遗传定位

贵协3号对当前的条锈病流行小种表现为近免疫或高抗。为更好地利用贵协3号,拓宽小麦抗性育种资源,以Avocet S（来自澳大利亚的高感条锈病小麦品种）为母本、贵协3号为父本构建的F_2:7代重组自交系（RIL）群体为材料,运用集群分离分析法（BSA）并结合转录组测序（BSR-Seq）和小麦55K SNP芯片技术对抗条锈病QTL进行遗传定位。结果表明,共检测到有7个抗条锈病QTL,分别位于小麦1B（1）、2A（2）、2D（1）、5A（2）和6B（1）染色体上。其中位于2AS染色体上的 Qyr.gaas.2A在三个环境中均被检测到,置信区间为AX-108824773~AX-111675237（0~2.5 cM）,对应的物理区间为15.87~31.89 Mb（16.02 Mb）,可解释17.07%~34.59%的表型变异。为了进一步提高该QTL的定位精度,在2AS染色体目标区段内设计了103对SSR标记引物,并选择2AS染色体上已报道的22个SSR标记,在双亲、抗感池和RIL群体中进行筛选和验证。最终筛选出6个多态性标记（Xcfd36、Xwmc382、hls-2A-04、hls-2A-17、hls-2A-18和hls-2A-103）可将 Qyr.gaas.2A缩小到3.04 Mb的物理区间（15.87~18.91 Mb）内。在该目标区间共预测到13个候选基因,将在下一步的研究中进行分析验证。     

硬粒小麦白粉病成株抗性QTL的遗传分析

小麦白粉病是世界范围内广泛流行的小麦叶部真菌病害,显著影响小麦的产量和品质。由于现有品种的白粉病抗性不断丧失,使得进一步挖掘新的白粉病抗源及抗病基因十分重要。本研究以硬粒小麦品种UC1113和Kofa构建的包含93个株系的F₈代RIL群体为材料,利用235个多态性标记构建遗传图谱,并结合白粉病成株抗性表型数据,对4个环境下的白粉病成株抗性进行QTL定位。结果表明,在RIL群体中共定位到4个与白粉病成株抗性相关的QTL,分别位于1AL、4AL（2）和5AL染色体上。其中,来自UC1113的3个QTL（ QPm.hnau-1AL 、 QPm.hnau-4AL.1 和 QPm.hnau-4AL.2 ）为新的白粉病成株抗性QTL。本研究为小麦白粉病抗性基因挖掘和抗病育种提供了重要信息。     

59份江苏小麦品种（系）的抗赤霉病评价与农艺性状分析

赤霉病是小麦的重要病害,严重影响小麦产量和品质。为发掘赤霉病的抗性种质资源和抗性基因,本研究分别以苏麦3号、扬麦158、扬麦15和安农8455为高抗、中抗、中感和高感赤霉病对照品种,于2016-2017和2017-2018连续2年对来自江苏的59份小麦品种（系）采用单花滴注接种法进行田间赤霉病抗性鉴定,同时利用与 Fhb1 、 Fhb2 、 Fhb4 、 Fhb5 和 QFhs.crc-2DL 连锁的分子标记对供试材料进行检测,并对赤霉病表现为稳定中抗及以上水平品种（系）的千粒重、株高、穗粒数等农艺性状进行调查。结果表明,59份供试小麦品种（系）中,19份在两个年度均表现为中抗。分子标记检测发现,9份小麦品种（系）仅携带 Fhb1 ,平均病小穗率为22.21%;10份小麦品种（系）仅携带 QFhs.crc-2DL ,平均病小穗率为27.82%;携带 Fhb2 、 Fhb4 和 Fhb5 基因的品种（系）较少。镇麦12号、宁麦1529、宁麦27、镇麦13322、宁麦17110、镇麦13、宁麦17108和宁麦17396的赤霉病抗性和综合农艺性状均较好,可以作为小麦抗赤霉病遗传改良的种质资源。     

小麦株高QTL的定位及对重要农艺性状的多效性分析

株高作为小麦育种的重要指标,对产量具有较大的影响。为进一步挖掘小麦株高的数量性状位点（quantitative trait loci,QTL）,本研究以扬麦12和偃展1号杂交得到的包含205个家系的重组自交系（recombinant inbred lines,RIL）群体为材料,利用小麦55K SNP芯片构建高密度遗传图谱,结合 3年共6个环境的表型数据对株高性状进行QTL定位分析。结果表明,在染色体2B（1）、4B（1）、4D（1）、5A（1）、5B（1）和7D（2）上共检测到7个与株高相关的QTL。QPh.yaas-4B、QPh.yaas-5A和QPh.yaas-7D.1的矮秆效应来源于扬麦12,其余4个QTL的矮秆效应来源于偃展1号。在6个环境下都能检测到的位点是QPh.yaas-4B和QPh.yaas-4D,对株高的贡献率分别14.50%~24.09%和19.01%~29.80%,经过比对发现,这2个QTL分别是Rht1和Rht2。QPh.yaas-5A在5个环境下被检测到,对株高的贡献率为3.29%~5.36%;QPh.yaas-2D和QPh.yaas-7D.2在4个环境中均被检测到,对株高的贡献率分别为3.45%~6.14%和3.16%~4.10%;QPh.yaas-5B和QPh.yaas-7D.1分别在2个和3个环境中被检测到,对株高的贡献率分别是2.27%~5.09%和2.72%~4.82%。QTL比较分析后发现,QPh.yaas-7D.1和QPh.yaas-7D.2可能是新的株高位点。研究Rht-B1和Rht-D1对千粒重、穗长和穗粒数的效应,发现Rht-B1位点对这些农艺性状无显著效应,Rht-D1位点仅对千粒重有显著效应,其株高增效等位变异可显著增加千粒重。在自然群体中验证Rht-B1和Rht-D1的效应结果与RIL群体结果一致。     

江苏省不同麦区小麦品种（系）对赤霉病的抗性及籽粒DON积累分析

为拓宽小麦抗赤霉病育种资源库,收集江苏省淮南和淮北麦区共69份小麦品种（系）,在大田自然发病条件下调查赤霉病的发病情况,同时测定籽粒中的脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）毒素;并利用抗赤霉病基因Fhb1、Fhb2和Fhb5的功能标记或连锁标记对供试小麦品种（系）进行检测。结果表明,淮北麦区小麦品种（系）的赤霉病发病程度明显高于淮南麦区品种（系）;不同小麦品种（系）籽粒中DON毒素含量与病情指数、病穗率均呈极显著正相关;携带单个或多个抗性基因的小麦品种（系）的病情指数和籽粒DON含量大都有所降低,其中扬大617可能同时携带3个抗性基因（Fhb1+Fhb2+Fhb5）,其病穗率、病情指数及籽粒中DON含量均较低,可作为新的赤霉病抗源加以利用。     

四倍体小麦株高和穗长性状的QTL定位及其遗传效应分析

株高和穗长是影响小麦高产稳产的重要农艺性状。为进一步发掘控制株高和穗长的主效QTL,以硬粒小麦矮兰麦和野生二粒小麦LM001构建的F₈代重组自交系（RIL）群体为材料,基于小麦55K SNP芯片构建的遗传连锁图谱,并结合5年8个生态环境的株高和穗长表型数据,进行QTL定位和遗传解析。结果表明,在RIL群体中,株高和穗长均呈现正态分布,符合数量性状遗传特征。共检测到24个QTL,其中7个与株高相关,分布在2A、2B、4B、5A、6A和7A染色体上,可解释7.46%~20.03%的表型变异;17个与穗长相关,分布在2A、2B、3A、4A、4B、5A和6B染色体上,可解释6.52%~17.10%的表型变异。控制株高的 QPh.sicau-AM-4B和 QPh.sicau-AM-7A以及控制穗长的 QSl.sicau-AM-2B.2和 QSl.sicau-AM-4B.4能够同时在单环境和多环境分析中检测到,为稳定的主效QTL,分别解释了9.17%~20.03%、10.44%~ 14.48%、10.41%~16.29%和7.54%~11.70%的表型变异。此外,在RIL群体子代中存在超亲分离现象,进一步的QTL聚合效应分析表明,株高位点 QPh.sicau-AM-4B和 QPh.sicau-AM-7A的聚合或者穗长位点 QSl.sicau-AM-2B.2和 QSl.sicau-AM-4B.4的聚合均能极显著地提高株高和穗长表型,表明鉴定到的控制株高和穗长的QTL位点具有累加效应。     

黄淮南部麦区小麦品种赤霉病抗性的快速改良

小麦赤霉病已发展成为危害黄淮南部麦区小麦生产的主要病害，快速提高黄淮南部麦区小麦品种的赤霉病抗性是解决赤霉病问题的重要途径。本研究采用回交和分子标记辅助选择技术，将抗赤霉病主效基因Fhb1和Fhb7导入黄淮南部麦区3个优异小麦品种中。结果发现，在基本保持原有丰产性和品质特性的基础上，3个小麦品种回交后代群体的赤霉病抗性提高了38.38%~52.87%。通过对主要农艺性状和抗病性选择，从以郑麦1860为受体亲本的回交后代群体中，选育出6个与受体亲本产量水平相当、主要品质特性相似、赤霉病抗性显著提高的小麦新品系。在回交过程中采用人工气候室加代技术加快育种进程，每世代平均需要112 d。本研究的育种方法可用于今后黄淮南部麦区小麦品种的赤霉病抗性快速改良。     

六棱大麦抗赤霉病QTL的定位(英文)

赤霉病是最严重的大麦病害之一。由于赤霉病抗性是受多基因控制的数量性状(QTL),并且一些表型性状也影响大麦赤霉病的抗病,如棱数、株高和抽穗期等,所以抗赤霉病大麦品种的选育十分困难。为了明确加拿大六棱大麦中赤霉病抗性以及相关性状的QTLs,本研究在4年中对93个家系的DH作图群体中赤霉病抗性、呕吐毒素(DON)含量、株高、抽穗期和成熟期等相关性状进行调查,并利用分子标记(444个DArT和26个SSR标记)构建的连锁图谱对QTL开展复合区间作图。结果表明,本研究共检测到4个影响赤霉病的QTLs,其中,2个主要的QTLs定位在3H和7H染色体上,它们的加性效应为-3.44和-3.69,分别解释14.1%和17.5%的表型差异,总共解释31.6%的赤霉病抗性差异;另外2个QTLs定位于7H染色体上,但二者同时也与DON含量显著相关。此外,在3H、5H和7H染色体上确定了5个影响株高的QTLs,在2H、4H、5H和7H上确定了4个影响抽穗期的QTLs。同时发现2个赤霉病抗性QTLs和1个DON累积QTL与控制株高的QTLs聚集重叠,1个赤霉病抗性QTL和抽穗期QTLs重叠。这些与赤霉病抗性、株高及抽穗期等农艺性状紧密连锁的分子标记可进一步用于有效提高抗赤霉病大麦品种的选育效率。     

小麦纹枯病抗性QTL分析

小麦纹枯病是世界性的小麦重要病害之一,培育和使用抗病品种是减轻纹枯病危害最经济和有效的手段。为了挖掘更多的小麦纹枯病抗性QTL用于小麦标记辅助育种,本研究构建了CI12633和扬麦158重组自交系群体,采用二代测序方法开发SNP分子标记,并对群体中的94个家系进行基因型分析,构建遗传连锁图;采用牙签接种和病麦粒接种的方法鉴定重组自交系群体纹枯病抗性,进而对小麦纹枯病抗性QTL进行定位。结果显示,构建的遗传连锁图包含3 355个分子标记,遗传距离为2 510.66 cM,共有31个连锁群,均能分配到相应的染色体;在5A(2)、6A、1B、2B、3B、4B、5B、6B(2)、7B、1D、2D(2)、4D和7D染色体共发现16个与小麦纹枯病抗性相关的QTL,单个QTL可解释9.0%～26.8%的表型变异;除了7B染色体的QTL来源于感病品种扬麦158,其余QTL均来自抗病品种CI12633;3B、7D和5A(Chr5A_564101963)染色体的QTL与已有报道一致,其余均为新发现的QTL。发现的QTL和紧密连锁分子标记为今后小麦抗纹枯病分子标记辅助育种以及抗纹枯病基因的克隆提供帮助。     

小麦“N553×扬麦13”RIL群体小穗密度、株高及赤霉病抗性QTL分析

为了发掘新的抗赤霉病基因,以抗赤霉病新种质N553与扬麦13构建的包含184个家系的重组自交系(RILs)为材料,利用217对在双亲间具有多态性的分子标记构建遗传连锁图谱,利用该图谱对小穗密度、株高及赤霉病抗性进行QTL检测,并分析了小穗密度及株高与赤霉病抗性的相关性。结果表明,本研究共检测到5个赤霉病抗性相关QTL,其中1个效应较大的QTL位于2D染色体上,位于标记wmc18-cfd233之间,可解释8.17%~11.42%的表型变异;在3B染色体短臂上检测到1个QTL,位于标记barc102-gwm533之间,可解释5.33%~42.96%的表型变异。QFhb.jaas-2DS与QFhb.jaas-3BS聚合可显著增强小麦赤霉病抗性。另外3个QTL贡献率小于10%,分别位于染色体2B、3B、4A上。检测到与小穗密度相关的QTL有1个,位于3B染色体上,可解释5.36%~6.08%的表型变异。检测到与株高相关的QTL有5个,分别位于染色体4A、7A、5B、6B上,可解释5.2%~8.93%的表型变异。小穗密度与赤霉病抗性呈正相关,株高与抗扩展抗性无相关性,与抗侵染抗性呈负相关。结合以上QTL检测及相关性分析结果可知,QFhb.jaas-3BL可能不是赤霉病抗性位点。因此,包括QFhb.jaas-3BL在内的贡献率小于10%且仅在单一环境下检测到的3个赤霉病抗性相关QTL需进一步进行多年多点试验。     

大麦籽粒苯丙氨酸含量QTL初步定位分析

为挖掘控制大麦籽粒苯丙基酸含量的QTL,以紫光芒裸二棱和Schooner构建的包含193个家系的重组自交系（RIL）为材料,测定RIL群体及亲本籽粒苯丙氨酸含量,并结合SSR标记和完备区间作图法构建遗传连锁图谱,对大麦籽粒苯丙氨酸含量进行QTL定位。结果表明,紫光芒裸二棱籽粒苯丙氨酸含量为1.23 mg·g^-1,Schooner籽粒苯丙氨酸含量为0.60 mg·g^-1,群体籽粒苯丙氨酸含量在0.59~1.24 mg·g^-1之间;所构建的大麦遗传连锁图谱包含180对SSR标记,总遗传距离为2 671.03 cM,平均标记间距为14.84 cM;共检测到4个控制大麦籽粒苯丙氨酸含量的QTL,均为新发现的QTL,除 qPHE-4H加性效应来自母本紫光芒裸二棱外,其他3个QTL加性效应均来自父本Schooner。 qPHE-2H和 qPHE-7H为主效QTL,分别位于2H和7H染色体上,表型贡献率分别为12.32%和15.45%。该研究结果为大麦籽粒苯丙氨酸含量QTL精细定位奠定了基础。     

春小麦旗叶长度、宽度及叶绿素含量QTL分析

为了提高高产和理想株型小麦的选育效率,以普通小麦(Triticum aestivum L.)宁春4号和宁春27号杂交得到的128个F9代重组自交系(RILs)为试验材料,利用从1 001个SSR标记中筛选出的307个在亲本之间存在多态性的标记对该群体进行遗传分析和QTL检测.构建了覆盖小麦21对染色体的包含291个SSR标记的遗传连锁图谱,遗传距离总计2 576.09 cM,标记间平均遗传距离为8.85 cM.以复合区间作图法(ICIM)分别对旗叶长度、宽度和叶绿素含量进行加性QTL检测,分别检测到6、8和4个QTL.多数QTL只在单一生态环境下检测到,说明这些性状受一定环境因素的影响.     

基于吉846/掖3189重组近交系群体的玉米丝黑穗抗性的QTL分析

基于实验室前期构建的吉846(高抗)/掖3189(感病)含273个家系的F7重组自交系(RIL)群体的连锁图谱,进一步筛选多态性的SSR标记加密图谱,结合3年抗病鉴定结果对玉米抗丝黑穗病进行QTL定位。结果表明,将亲本间存在差异的66个新SSR标记加密到遗传图谱中,构建含160个SSR标记和49个AFLP标记的遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组3302.8 cM,平均图距15.8 cM。应用完备区间作图法共检测到3个抗丝黑穗病相关QTL,分别位于染色体bin2.09、bin3.04和bin9.04区域。利用混合线性模型法检测到7个未报道的抗病相关QTL,分别位于染色体bin2.05、bin6.02、bin8.05、bin9.01、bin10.03和bin10.07区域。     

籼稻C84和粳稻春江16B重组自交系遗传图谱构建及籽粒性状QTL定位与验证

【目的】本研究旨在挖掘水稻粒型新基因、探索其分子机理,解析籽粒发育调控遗传网络奠定基础,并为通过分子标记聚合有利基因开展超级稻分子设计育种提供理论依据。【方法】以植株和籽粒形态差异较大的晚粳稻品种春江16B(CJ16B）和广亲和中籼稻背景恢复系C84为亲本构建含有188个家系的重组自交系为作图群体,利用158对在双亲中存在多态性差异的分子标记,构建了遗传连锁图谱,总遗传距离为1428.40cM,平均标记间距为9.04cM。在构建遗传图谱的基础上,完成RIL188个株系籽粒的粒长、粒宽、粒厚、长宽比和千粒重等5个性状考查并进行QTL定位。【结果】在海南陵水和浙江杭州两地共检测到籽粒相关主效QTL30个,包括籽粒QTL新座位18个,解释遗传变异3.51%~17.25%。其中粒长、粒宽、粒厚和长宽比QTL位点分别为9个、5个、5个和6个,千粒重QTL位点5个。经基因座位比对,发现有5个QTL区间与已克隆的调控籽粒形态相关基因座位相近,我们通过对双亲目标基因的测序并根据差异位点设计dCAPs分子标记进行验证。【结论】该RIL群体及其遗传图谱可用于水稻重要农艺性状主效QTL基因的定位和克隆,新定位的18个粒型QTL可以为水稻籽粒发育调控网络提供补充和资料积累。     

小麦穗部性状和株高的QTL定位及T6VS·6AL易位效应分析

为了发掘新的穗部性状和株高QTL,利用扬麦17与扬麦18杂交后代206个单株组成的F2群体,构建了一个由141个SSR标记组成的全长1005.1cM的遗传图谱。该图谱包括26个连锁群,覆盖15条染色体,标记间平均距离为7.03cM。结合F2和F2:3群体的表型数据,对穗部性状和株高进行QTL分析,利用复合区间作图法检测出15个QTL,分布在2B、2D、4B、5A、5B和7A染色体上,其中4个QTL能够同时在两个世代被检测到,表型变异解释率为1.93%~20.78%,穗长QTLQSl-YY-2D、QSl-YY-5A和株高QTLQPh-YY-4B的贡献率超过10%。根据6VS特异性标记鉴定和表型调查结果,推测扬麦18的6VS上携带有增加穗长和穗粒数的基因,且为部分显性。2B染色体上总小穗数和5B染色体上穗粒数、穗基部结实粒数的QTL增效等位基因及2D、4B染色体上降低株高的QTL增效等位基因均来自扬麦18,表明该品种可作为具有高产潜力的小麦育种材料加以利用。     

大豆生育期相关性状QTL定位

以野生大豆江浦野生豆-5为母本,栽培大豆南农06-17为父本杂交所得的316个F2单株及其衍生F2∶3和F2∶4家系为材料,利用JoinMap3.0软件,构建了一张包含210个标记(分子标记207个、形态标记3个),共24个连锁群的大豆分子连锁图谱,覆盖基因组长度2 205.85 cM,标记间平均距离为11.09 cM。利用混合线性模型复合区间作图方法,对2007年F2单株、2008年F2∶3家系及2009年F2∶4家系的全生育期、营养生长期、生殖生长期和生育期结构4个生育期相关性状进行联合世代QTL分析,共检测到15个加性显性QTL和9对上位性QTL;存在QTL共位性(同一标记区间存在不同性状的QTL)以及QTL互作网络(一个QTL可以与多个QTL互作)的现象;贡献率最大的3个QTL为qVP-H-1、qWGP-H-1和qRV-H-1,加性效应解释的遗传变异分别为21.31%、13.14%和9.37%,qWGP-H-1和qVP-H-1的增效等位基因来源于江浦野生豆-5,qRV-H-1的增效等位基因来源于南农06-17。研究结果为生育期性状的分子标记辅助选择、野生大豆优异基因的挖掘及栽培大豆遗传基础的拓宽提供了依据。