4E-ms杂交小麦生产体系及其在育种上的应用

将细胞核雄性不育基因用于小麦杂种优势利用,在育种上具有易恢复、恢复源广的优点,但这需要解决核不育性难以有效保持的遗传学问题．基于小麦细胞遗传学理论和大量小麦远缘杂交育种实践,建立某种特殊细胞遗传学保持机制,可以实现小麦核不育性的有效保持．4E-ms杂交小麦生产体系的成功建立,实现了小麦核不育性的有效保持, 既实现了细胞核雄性不育系白粒种子(正常小麦粒色,相对蓝粒而言,基因型为2n=42W(msms)=42)与雄性不育保持系蓝粒种子(可自交繁殖、“一系两用”,基因型为2n=42W(msms)+4E’=43)粒色的细胞遗传学标记,使小麦核不育杂种优势的育种和生产利用成为可能．简述了4E-ms杂交小麦生产体系创建的遗传育种学原理、“兰州核不育小麦”突变体的发现与鉴定,及蓝粒小麦的相关研究,重点介绍了4E-ms杂交小麦生产体系的育种应用研究进展和尚存在的技术难点及其解决途径．     

小麦杂种优势研究现状及利用对策

概述了小麦杂种优势利用的主要途径，即细胞质雄性不育及育性恢复系统（三系），核基因雄性不育和光温敏雄性不育（两系），化学诱导雄性不育，杂种优势F2代利用研究的现况。着重介绍了T、V、K型雄性不育利用，太谷核不育与光温敏不育利用，CHA诱导雄性不育利用等方面所取得的成就及现状。对小麦杂种优势应用于大面积生产提出相应的对策。     

世界小麦杂种优势利用研究的进展

农作物杂种优势利用仍然是现阶段提高产量的一条有效途径。小麦是白花授粉作物,过去一直认为难以利用杂种优势。1951年日本木原均在探索小麦起源时,发现将普通小麦的细胞核导入尾形山羊草(Ae.caudata)的细胞质能导致雄性不育。1953年深泽广祐育成卵形山羊草(Ae.ovata)胞质硬粒小麦雄性不育系和普通小麦雄性不育系。但是这些不育系都具有严重的副作用,如胚不正常和抽穗期过度推迟,在生产上不能利用。     

紫花苜蓿雄性不育系研究进展

紫花苜蓿杂种优势利用是牧草育种研究的重要方向,是提高牧草单产、改进品质及增加抗性的有效途径,而利用雄性不育系生产杂交种是苜蓿杂种优势利用最经济、有效的方法。综述了紫花苜蓿雄性不育系的概念和基础,介绍了国内外苜蓿雄性不育系的研究进展,最后提出了进一步深入研究的方向。     

向日葵杂种优势利用的研究

(一)向日葵杂种优势利用,仅有十几年的历史。1934年苏联首次发现遗传雄性不育性,1958年美国 Stubbe 第一个报导了向日葵胞质雄性不育系。1964年法国克勒蒙菲朗城育种站的勒克莱尔克用 H.Petiolaris 与栽培种杂交得到细胞核雄性不育系,法国和罗马尼亚育种家利用核不育系与花青甙连锁遗传标志性状于1967年育成了杂种。之后,在1969年法国又育成了细胞质雄性不育系。使向日葵杂种优势利用发展到实用阶段。杂种向日葵问世以来,取得了明显的增产效果。1978年与1960年比,世界杂种向日葵种     

油菜杂种优势利用的现状与展望(综述)

根据国内外油菜杂种优势研究的历史,作者将其划分为探索、准备和应用三个阶段.对当前国内外利用油菜杂种优势的主要途径,如细胞质雄性不育杂种,细胞核雄性不育杂种,自交不亲和系杂种以及生态型雄性不育等,进行了系统的阐述.基于对历史与现状的分析,提出了今后油菜杂种优势利用的发展趋势,即把优质育种、杂优育种和抗病虫育种紧密结合起来;以利用细胞质雄性不育三系为重点,多种利用途径相结合;同时预计生物技术在油菜杂种优势研究上将有较快的发展和更广泛的应用.     

Ae.ovata细胞质小麦的核质杂种优势研究

利用恢复系 R_(113)同10种不同细胞质的异质小麦雄性不育系 Selkirk(或 chris)进行了杂交,以鉴定 R_(113)对这些雄性不育系的恢复力。其中有7种细胞质的雄性不育性在不同程度上为 R_(113)所恢复,证明了 R_(113)恢复性的广泛性。特别值得注意的是 R_(113)对Ae.ovata细胞质不育的恢复度极高(118.6%—根据穗粒数除以两侧小花数计算)。其恢复性可能由两对恢复基因控制。根据杂交种与其亲本之间以及同质 Selkirk 与异质 Sel-kirk 品种之间的比较,大多数所测性状(如株高、抗倒伏、每穗小穗数,每穗粒数每穗粒重等)在 Ae.ovata 细胞质背景下都有明显的优势。试验证明,在小麦中确实存在着两种杂种优势:即核间杂种优势和核质间杂种优势。Ae.ovata 细胞质的缺点是较晚熟,然而,延长春化时间可以提早抽穗;同时在其同早熟亲本杂交的后代中,可以选出早熟植株。本试验的意义在于:①证实了核质杂种优势的存在;②Ae.ovata 细胞质具有明显的核质杂种优势;③发现了恢复系 R_(113)可以完全恢复 Ae.ovata 细胞质的雄性不育性,④Ae.ovata 细胞质的晚熟性可以改良。因此,在小麦常规育种中或在杂种优势利用上,可以应用 Ae.ovata 细胞质研究把上述两种杂种优势结合起来,选育优良小麦核质杂种品种或杂种小麦的可能性。特别是在冬麦区,自然春化就可部分克服 Ae.ovata 细胞质的晚熟缺点。     

小麦雄性不育机理的研究进展

稳定雄性不育系的建立是杂种优势利用的前提条件,因此阐明小麦雄性不育的形成机 理是实现杂交小麦高效制种的基础理论保障。本文从生理生化,分子生物学两方面对该领域的 研究进展进行综述,旨在为深入解析小麦雄性不育机制提供参考资料和研究思路。     

甘蓝型油菜雄性不育可育两用系选育成功

近年来,育种家们把克服优质所带来的油菜产量降低的希望主要寄托在杂种优势的利用上。目前,油菜杂种优势利用的主要途径是细胞质雄性不育和细胞核雄性不育。核不育两系因大田制种要拔掉50%的可育株,使其利用受到一定的限制。 我校从1982年开始了油菜细胞质雄性不育“三系”的研究与利用,杂交品系华杂2号已开始在生产上试种示范。但是,油菜细胞质雄性不育“三系”的育种程序复杂,育种周期较长,雄性不育系的繁殖成本较高,同时,象nap、波里玛和陕2A细胞质雄性不育存在着育性不稳定现象,即雄性不育在不同的条件下育性会发生变化(杨光圣、     

甘蓝胞质雄性不育系的选育

结球甘蓝(Brassica oleracea L.)具有明显的杂种优势,并在生产中广泛应用,取得了显著的经济效益.利用甘蓝的杂种优势生产杂种一代主要有2种途径,即利用自交不亲和系制种和利用用雄性不育系制种.利用自交不亲和系制种一直是甘蓝配制杂种一代的主要方法[1].和自交不亲和系相比,利用雄性不育系配制杂交种,可以克服人工蕾期授粉繁殖亲本成本高、长期连续自交生活力衰退、杂交率易受留种环境制约等缺陷(杂交率很难达到100%).与核不育相比,胞质雄性不育具有转育简单、不育性容易保持的优点[2].因此,育种工作者在开展甘蓝的杂种优势利用研究中都在积极寻找利用雄性不育这一有效途径[3,4].本试验试图利用发现的甘蓝胞质雄性不育材料,通过与不同甘蓝自交系杂交及连续回交,选育出不育性稳定、综合经济性状良好的甘蓝胞质雄性不育系.     

玉米花粉诱导小麦单倍体的研究

利用玉米花粉诱导小麦单倍体研究表明,此方法可以得到13 1%～14 8%单倍体幼胚,在改良的B5培养基上进行胚抢救,单倍体幼胚成苗率达到96%以上。通过染色体加倍得到双倍体植株。     

陕甘小麦品种及抗源的高温抗条锈性研究

小麦苗期接种条锈菌(PucciniastriiformisWest.)后,分别采用高温(21±1)℃和常温(14±1)℃处理,测定了陕西、甘肃两省主栽品种及抗源的高温抗条锈性。结果表明,陕927、陕897、兰天1号、豫麦21和钱保德等品种具有高温抗条锈性,陕农757、西植9420、M8003-06、绵阳11、繁6、天选36和里勃留拉等品种可能具有高温抗条锈性。     

桃麦间作复合群体中桃树对小麦生态生理的影响

桃麦间作条件下,距离桃树越近,小麦生长空间的光照强度、土壤地温、土壤水分和土壤速效养分含量越低,尤其是光照强度和土壤速效磷含量两个指标,冠下区极显著低于近冠区和远冠区。由于受这些生态方面的影响,造成距离桃树较近的小麦在生理方面表现为叶面积系数小,叶绿素含量低,光合性能差,植株磷、钾物质含量较少。     

麦瘟病与小麦抗麦瘟基因研究进展

小麦麦瘟病,由梨孢菌小麦专化型(Magnaporthe oryzae, sp. Triticum, MoT) 侵染所致,最早于1985年在巴西发现,随后传播到其他南美国家。2016与2017年,麦瘟病登陆亚洲,相继在孟加拉国和印度暴发,对亚洲乃至全世界的小麦生产形成了潜在威胁。近年来,世界各国的科学家对麦瘟病进行了广泛和深入的研究,取得了较大进展。本文对小麦麦瘟病病原菌、侵染过程、流行因素和小麦抗病基因的研究进展进行了综述,并介绍了小麦麦瘟病抗性评价的方法。本研究组研究发现,在人工接种条件下,水稻来源的稻瘟病菌株(MoO)可侵染小麦引起典型麦瘟症状。笔者认为,虽然目前我国还没有麦瘟病发生的报道,但部分地区存在麦瘟病的发病条件,随着全球气候变暖麦瘟病有暴发的可能,需引起高度重视。建议加快麦瘟病发病机理及小麦抗性基因发掘的研究,以提升我国麦瘟病的研究水平,并为预防麦瘟病的发生未雨绸缪。     

不同品系对小麦白粉病的抗性鉴定

通过田间自然发病和人工接种鉴定，对2000年华北北部203份材料中选育出来的抗病性、丰产性好的48份材料再次进行成株期和苗期抗白粉病鉴定，鉴定结果：成株期免疫材料有24份，高抗材料9份，中抗材料6份。苗期无免疫材料，高抗材料31份，中抗材料10份。     

小麦抗蚜研究新进展

对抗麦蚜资源筛选,抗麦蚜机制,抗麦蚜分子标记水平及抗麦蚜基因工程等4个方面的研究进展 做了概括。最后提出在抗麦蚜研究过程中,应把分子生物学技术与常规抗麦蚜育种方法相结合,加速培育出抗麦蚜 的优质、高产小麦新材料、新品种,加强麦蚜、寄主、环境关系的研究,提高麦蚜综合防治水平。     

麦套玉米对小麦千粒重的影响

旱作条件下麦套玉米试验结果表明,小麦千粒重与小麦密度、小麦施氮量、玉米密度及玉米播期呈显著的四元二次回归关系。单因子对小麦千粒重的作用,依小麦密度、玉米密度、小麦施氮量及玉米播期的次序递减,两因子交互作用对小麦千粒重的影响依玉米密度和玉米播期、小麦施氮量和玉米播期、小麦施氮量和玉米密度次序递减。同时分析了各因子及因子间对小麦千粒重的作用规律,讨论了麦套玉米复合群体中各种竞争与互补关系。     

中国冬播麦区小麦品种籽粒硬度的变异分析

为了明确小麦新品种(系)籽粒硬度在不同环境下的变异,对65份品种(系)的籽粒硬度在北部冬麦区11个试点,以及43份品种(系)在南方冬麦区4个试点的变异进行了分析。结果表明,不同硬度类型品种所占比例不同,北片硬质品种的比例大于南片,软质和混合品种比例小于南片。北片各点参试品种籽粒硬度均高于南片,其中北片硬质品种的硬度大于南片硬质品种,软质和混合品种的硬度值与南片接近;硬度值最高的是西农8925-13,达99;最低的是WG6,为18。同一小麦品种在不同环境下籽粒硬度存在差异,北片47份硬质品种的硬度在不同地点间变异程度最小,变异系数平均值为7.5%,南片22份软质品种的硬度在不同地点间变异程度最大,变异系数平均值为26.3%;各品种的变异系数以周麦12号最小为2.6%,扬97-65最大为72.7%,各地点变异系数表现出南片各点均大于北片,其中南片江苏白马湖最高达49.7%,北片周口最低为26.7%,因此,品种间硬度在北片各地点较南片稳定。对北片品种(品系)籽粒硬度的基因型、环境及其互作分析表明,硬度主要由品种固定效应决定,基因型×环境互作效应较小,环境影响最小。     

小麦保护性耕作不同秸秆覆盖量试验研究

在小麦免耕播种中,通过设置留15～20cm根茬、50%秸秆粉碎还田、全部秸秆粉碎还田3种秸秆处理方式,并与传统的翻耕进行对比,研究不同秸秆覆盖量对播种质量、群体动态、土壤含水量、土壤温度和产量的影响。试验结果表明,随着秸秆覆盖量的增加,免耕小麦的播种质量、越冬能力、群体动态、产量均受到一定影响;免耕播种能提高前期土壤水分,但前期土壤温度偏低;留根茬的免耕处理产量较翻耕略有降低,而50%秸秆覆盖、100%秸秆覆盖的处理较翻耕减产达10.6%、14.1%,差异极显著。     

黄淮麦区部分小麦新品系高分子量谷蛋白亚基的组成研究

为了解黄淮麦区小麦品种的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成情况及优质亚基分布特点,利用SDS-PAGE电泳技术对39份2005-2006年度参加黄淮麦区区域试验小麦新品系的高分子量谷蛋白的亚基组成、亚基出现频率和品质得分进行研究。结果表明,参加试验的39份小麦新品系中出现了11种亚基和16种亚基组合类型,其中优质亚基2*、14 15和5 10出现频率分别为2.6%、7.7%和17.9%,亚基组合"1,7 8,2 12"和"N,7 8,2 12"为常见类型,其频率分别为20.5%和15.4%。参试的39份小麦品系的G lu-1品质得分在5~10分之间,平均品质得分为7.5,品质水平有所提高;具有较高品质得分亚基组合类型"1/2*,14 15,5 10"以及"1/2*,13 16,5 10"的品系没有出现,但出现了几种新的亚基组合类型,如"1,13 16,3 12"等。说明这些材料亚基组合类型存在一定的变异。在小麦品质育种上,应当注重优质亚基聚合,这对小麦品质改良具有重要作用。