小麦淀粉糊化特性与DArT标记的关联分析

小麦淀粉糊化特性是评价小麦加工品质和品质育种的重要指标之一。对不同年份和地点5个环境生长的矮孟牛姊妹系及其衍生系共109份材料的RVA参数(峰值黏度、低谷黏度、稀澥值、最终黏度、回生值和糊化温度)观测, 并利用混合线性模型分析其与覆盖小麦全基因组的971个DArT (Diversity Array Technology)标记的关联性。结果表明, 分布于19条染色体上的70个DArT标记与上述RVA参数显著关联(P≤0.001), R²值范围是0.2%~23.3%。2A、2B和2D染色体上标记与多个RVA参数都有关联, 且效应值较大。这为淀粉湖化特性的分子标记辅助选择提供了重要的信息。     

小麦面粉、面条色泽与蛋白质组分的关系

明确面条白度与小麦蛋白质组分含量的关系有助于面条品质的改良。以21个小麦品种制成的面粉及面条为材料，分析了面粉及面条色泽与蛋白质组分含量之间的关系，讨论了蛋白质组分中单体蛋白含量、可溶性谷蛋白含量和不溶性谷蛋白含量对小麦面粉及不同工艺阶段面条色泽的影响。研究结果表明，面粉的颗粒度与面粉及面条的L值呈极     

黄淮麦区小麦品种(系)产量性状与分子标记的关联分析

为了获得与小麦产量性状关联的分子标记,筛选相关标记的等位变异,以128份黄淮麦区小麦品种(系)为材料,在4个环境下鉴定产量性状,并选用在小麦全基因组21条染色体上的64个SSR标记、27个EST-SSR标记和47个功能标记检测所有材料的基因型。91个SSR和EST-SSR标记共检测到315个等位变异,单个引物检测到2~7个等位变异,平均3.5个;47个功能标记共检测到107个等位变异,单个引物检测到2~5个等位变异,平均2.3个。关联分析表明,49个位点与4个环境的产量性状及其均值显著关联(P≤0.005),其中38个位点在2个或以上环境或均值下被重复验证,16个位点与2个或以上性状相关联。对相对稳定的等位变异作进一步分析,发掘了一批与产量性状相关的优异等位变异,如降低株高的等位变异Ax2*-null和UMN19*-A362,增加穗长的等位变异barc21-A220,增加可育小穗数的等位变异gpw2111-A156,增加总小穗数的等位变异swes65-A120,增加穗数的等位变异VRN-A1*-A1068,增加穗粒数的等位变异cfd5-A215和增加千粒重的等位变异wmc626-A170。研究结果对利用分子标记辅助选择进行小麦产量性状的遗传改良具有一定的指导意义。     

小麦株高相关性状与SNP标记全基因组关联分析

株高是影响小麦产量和控制倒伏的重要因素,研究小麦株高相关性状的遗传机制对高产育种具有指导意义。以205份中国冬麦区小麦品种(系)为材料,利用分布于小麦全基因组的24 355个单核苷酸多态性(SNP)标记对株高相关性状进行关联分析。共发现38个与株高相关性状显著关联(P0.0001)的SNP,分布在1B、2A、2B、3A、3B、3D、4A、4B、5A和6D染色体上。其中,11个位点至少在2个环境中稳定表达,可用于开发CAPS标记。同时,发掘了一批株高性状相关基因的优异等位变异,如降低株高的等位变异Bob White_c48009_52,平均降低株高12.9 cm;控制穗下节间长的等位变异BS00039422_51-C和IAAV1698-A,分别调控穗下节间长5.9 cm和6.6 cm。本研究发掘的控制小麦株高基因位点为在分子水平上研究小麦株高复杂性状提供了有价值的参考。     

以关联分析发掘小麦整穗发芽抗性基因分子标记

利用分布于小麦全基因组的181对分子标记,分析264份自然群体的基因型,采用TASSLE软件的GLM和MLM模型检测与整穗发芽抗性紧密关联的标记位点,发掘相关位点内的优异等位变异。在2012年和2013年室内整穗发芽率、2013年田间自然降雨整穗发芽率3个环境中,共关联到20个显著位点(P<0.05),分布于小麦染色体1AS、2DS、3AS、3BL、4AL、5AS、5BL、6BS、6DS、7AL和7BL上。分别位于2DS和7BL上的分子标记gwm102和barc340同时在3个环境下关联到,属于稳定的抗性位点; 另有6个标记位点同时在2个环境下关联到; 其余12个标记位点仅在1个环境下关联到。位于7BL上的barc340标记位点为一新报道位点。从重复关联的8个标记位点内共检测出10种优异等位变异。barc28-229bp和barc28-217bp对提高整穗发芽抗性效应最显著,主要分布在地方品种中(如遂宁坨坨麦等),而gwm102-142bp和barc186-199bp效应虽然相对较小,但多分布在推广品种中(如扬麦158等),有利于穗发芽抗性分子育种的直接应用。     

新疆小麦Psy-A1、Ppo-A1、Ppo-D1、TaLox-B1等位变异对面粉色泽的影响

利用已开发的面粉色泽相关性状基因的分子标记,检测了182份新疆小麦品种(系)的Psy-A1、Ppo-A1、Ppo-D1、Ta Lox-B1等位变异,并结合表型鉴定结果,分析不同等位变异对面粉色泽的影响。结果表明,单基因等位变异对面粉色泽的影响不同,其中4个基因等位变异L*值的差异均不显著;对a*值的效应,Psy-A1a高于Psy-A1b(P0.01),Ppo-A1b高于Ppo-A1a(P0.05),Ta Lox-B1a高于Ta Lox-B1b(P0.05);Psy-A1a基因型的b*值高于Psy-A1b基因型(P0.01);Psy-A1a基因型的Wht值低于Psy-A1b基因型(P0.01)。说明Psy-A1是影响面粉色泽(红度、黄度和白度)的重要基因,而Ppo-A1和Ta Lox-B1基因的等位变异只对面粉红度有显著影响。4个检测基因共有12种等位变异组合,对a*、b*和Wht值有显著效应(P0.01),但对L*值影响不显著(P0.05);Psy-A1b/Ppo-A1a/Ppo-D1b/Ta Lox-B1b组合具有最高的Wht值和最低的a*、b*值,Psy-A1a/Ppo-A1a/Ppo-D1b/Ta Lox-B1a组合具有最低的Wht值和最高的a*、b*值。182份品种的Wht值平均为86.86,其中审定品种平均为86.87,冬小麦品种为86.42,春小麦品种为87.32。青春5号具有优良的基因型和较高的面粉白度,应加强利用。总体来看,改良新疆小麦面粉的白度,应重点加强对Psy-A1基因的选择,提高Psy-A1b比例。     

软质小麦溶剂保持力关联分析

溶剂保持力(SRC)是软质小麦鉴定评价的重要指标。为获得与SRC关联的分子标记,提高育种效率,对不同硬度类型的176份品种的乳酸SRC、碳酸钠SRC、蔗糖SRC和水SRC进行SSR标记检测,并结合其在江苏里下河地区连续3个生长季的4种SRC表型数据,利用MLM模型进行了关联分析。以236对SSR引物共检测出1340个等位变异,平均每个位点5.5个等位变异,平均PIC值为0.4663。共检测到28个关联位点(P0.005),单个位点可解释3.19%~21.84%的表型变异;与乳酸SRC、水SRC、蔗糖SRC和碳酸钠SRC相关联的位点分别为13、7、6和2个;与水SRC关联的gwm642-1D在3年中均被检测到。在这些关联位点上发现有利等位变异,其中降低水SRC的等位变异有gwm642-A186、gwm642-A188和gwm337-A178,降低蔗糖SRC的等位变异有gwm337-A178和gwm337-A186,降低碳酸钠SRC的等位变异有cfa2257-A129等。这些结果为利用分子标记进行SRC辅助选择提供了重要信息。     

河北省小麦重要农艺性状的KASP标记检测

为了将分子标记技术尽快应用到小麦育种工作中,利用高通量KASP(Kompetitive allele specific PCR)标记检测了河北省153份审定小麦品种的光周期、春化、株高、粒重、穗发芽、抗旱和抗病相关基因.结果表明在Ppd-B1和Ppd-D1光周期位点分别检测到24个和5个光周期不敏感品种.Vrn-D1b...     

谷子SSR标记与光周期敏感性的关联分析

对光周期敏感是导致谷子生态适应性狭窄、生产上缺少跨区大品种的重要原因,鉴定谷子光周期敏感性相关联QTL位点是进一步揭示敏感形成遗传机制的基础。首先在长日照地区(河南省洛阳市)和短日照地区(海南省乐东县)对45份谷子品种进行抽穗期表型性状调查,并根据两地的抽穗期差异计算出光周期敏感值,最后进行SSR标记与光周期敏感性的关联分析。结果表明,40个SSR标记在45个谷子品种中共检测到150个等位基因,平均每个引物有3. 75个等位基因,其中引物b200和b124的等位基因数目最多,均为6个。利用SSR标记对45份谷子材料进行群体遗传结构分析得到最佳K值为3,即将其划分为3个亚群:其中第1亚群有5个品种,第2亚群有16个品种,第3亚群有21个品种,而剩下的3个品种则不能划分到任何一组,成为混合群。连锁不平衡分析表明,40个SSR标记间不存在明显的连锁不平衡结构。SSR标记与光周期敏感性的关联分析检测到b200(SSR8)和b127(SSR35) 2个位点与光周期敏感性关联(P 0. 05)。     

小麦抽穗期和开花期性状的全基因组关联分析

为揭示控制小麦抽穗期和开花期性状的遗传位点,利用均匀分布在21条染色体上的106对SSR标记,对205份小麦品种构成的自然群体进行关联分析。结果表明,在106对SSR标记中共检测到879个等位变异,主要等位变异频率的变化范围为0.175~0.986,平均为0.548;多态性信息指数的变化范围为0.028~0.900,平均为0.557。采用混合线性模型共检测到7个与抽穗期和开花期显著关联（P<0.01）的位点,其中1个存在极显著关联（P<0.001）。另外,Xgwm182（5D）在灌溉条件下与抽穗期显著关联,Xbarc42（3D）在雨养条件下分别与抽穗期和开花期显著关联,这两个位点与前人的研究结果一致。Xgwm102（2D）在灌溉条件下与开花期显著关联,而Xgwm124（1B）在雨养条件下与抽穗期显著关联。Xgwm130（7A）在雨养和灌溉条件下均与抽穗期相关联。研究结果为小麦抽穗期和开花期性状的分子标记辅助选择育种提供了信息。     

瓠瓜(Lagenaria siceraria)白粉病抗性的全基因组关联分析

白粉病是瓜类作物重要病害之一。本研究采用苗期人工接种方法,研究了117份瓠瓜微核心种质对白粉病的抗性,并基于不同材料的病情指数和基因型数据,进行全基因组关联分析(genome-wide association analysis,GWAS)。利用2014年和2018年的抗病表型数据,分别鉴定到22个和13个与白粉病抗性相关的SNPs,其中2个SNPs位点在两年试验中同时被检测到。进一步研究发现不同瓠瓜材料的白粉病抗性与其携带有利等位变异数目成正相关。本研究为克隆瓠瓜抗白粉病相关基因、研究其抗病机制提供科学依据,促进了瓠瓜抗白粉病分子育种。     

弱筋小麦宁麦9号及其衍生系的蛋白质含量遗传多样性及关联分析

优质弱筋专用小麦品种宁麦9号是江苏淮南麦区小麦育种的重要亲本,以其为亲本已育成15个新品种。研究宁麦9号遗传信息的传递特点及蛋白质含量的数量性状位点,对进一步利用其进行优质弱筋小麦育种具有重要意义。以宁麦9号及其117个衍生品种(系)为材料,利用覆盖小麦全基因组的185对SSR引物对其进行基因组扫描,解析宁麦9号遗传信息在其衍生品种(系)中的分布特点,同时于2009—2010、2010—2011连续2个生长季测定宁麦9号及其衍生品种(系)的籽粒及面粉蛋白质含量,应用全基因组关联作图发掘与其相关联的分子标记位点。结果显示,宁麦9号与其衍生品种(系)的遗传相似系数为0.55~0.88;在Neighbor-Joining聚类图中,大部分衍生一代品种首先与宁麦9号聚类,其次是衍生二代,衍生一代品种扬辐麦4号最后聚类。宁麦9号与其衍生一代和衍生二代相同等位变异频率分别为75.60%和67.81%。籽粒及面粉蛋白含量在宁麦9号衍生品种(系)中均呈现较大变异,变异系数为5.07%~7.28%。共检测到6个与籽粒蛋白质含量关联的标记位点,其中3个连续两年均检测到;面粉蛋白质含量共有5个关联位点,其中2个连续两年检测到,包括1个同时与籽粒和面粉蛋白质含量关联。在这4个稳定的关联位点中,Xgwm539、Xwmc397和Xwmc468对籽粒及面粉蛋白质含量起负向调控作用,可以降低籽粒或面粉蛋白质含量。     

施氮水平对两个冬小麦品种面粉色泽及面条品质的影响

在大田条件下,研究了不同施氮水平对豫麦49-198和兰考矮早八面粉色泽及面条品质的影响。结果表明,两品种面粉及面糊的色泽等级值(CGV)、红色度(a*)和黄色度(b*)随施氮量的增加而增大,亮度(L*)随施氮量的增加而下降。随着放置时间的延长,面片的CGV、a*、b*升高,而L*值下降。质构仪分析表明,随着施氮量的增加,两品种面条的硬度、黏合性、咀嚼性呈上升趋势,以360 kg hm^-2处理的值最高,并且和其他处理之间的差异达显著水平。     

宁麦9号及其衍生品种(系)揉混特性的关联分析

揉混特性是评价面团流变学特性的重要指标,影响面食产品的品质。宁麦9号曾是我国长江中下游小麦生产中大面积应用的优质软质小麦品种,而且以其为亲本育成了17个小麦品种。研究与宁麦9号揉混特性相关的分子标记可为该品种在软质小麦品种育种中的应用提供依据。以宁麦9号及其117个衍生品种(系)为材料,利用覆盖小麦全基因组的185对多态性SSR引物对其进行基因组扫描,并结合2009–2010和2010–2011生长季的揉混参数表型数据,应用混合线性模型(Mixed-linear Model, MLM)进行全基因组关联分析,发掘与其相关联的分子标记位点。共检测到13个与揉混参数相关联的标记位点(P<0.01),表型贡献率为5.71%~12.33%。其中,与和面时间关联的有3个,Xwmc594连续两年被检测到;与峰值高度关联的有3个;与峰值宽度关联的有2个,Xgwm299连续两年被检测到;与8 min带宽关联的7个中,4个(Xwmc11、Xbarc320、Xbarc110和Xgwm577)连续两年被检测到。此外,Xwmc594和Xgwm577同时与和面时间、8 min带宽相关联。以上6个稳定的关联位点均对相应揉混参数起负向调控作用,其连锁的分子标记有望应用于以宁麦9号为亲本的软质小麦遗传改良。     

花后渍水、高温及其复合胁迫对小麦籽粒蛋白质含量和面粉白度的影响

2011-2012和2012-2013年小麦生长季, 利用盆栽模拟试验研究了花后土壤渍水、高温及其复合胁迫对小麦籽粒蛋白质组分含量和面粉白度的影响。结果表明, 花后渍水、高温及其复合胁迫均导致小麦粒重的下降, 2011-2012年度使郑麦366千粒重分别下降10%、23%和16%, 而郑麦004 分别下降7%、27%和32%, 处理间差异显著; 2012-2013年度粒重变化与上一年度趋势一致, 但降幅较小。渍水使两品种蛋白质及其组分含量降低, 高温使蛋白质及其组分含量增加。渍水和高温复合胁迫对两品种的影响不同, 郑麦004籽粒总蛋白质及其组分含量两年度均显著增加, 而郑麦366在2011–2012年度无显著影响, 在2012–2013年度显著下降。在3种胁迫条件下, 郑麦366面粉亮度分别下降0.9%、1.2%和1.9%, 郑麦004面粉亮度分别下降0.2%、2.1%和1.7%; 郑麦366红度分别增加15%、33%和43%, 郑麦004红度分别增加0.3%、77.0%和42.0%; 郑麦366灰度分别增加4%、2%和11%, 郑麦004灰度分别增加4%、7%和8%。相关分析表明, 籽粒蛋白质和麦谷蛋白质含量与面粉亮度呈极显著负相关, 而与红度和灰度呈显著正相关。     

胡麻木酚素含量的全基因组关联分析

为了挖掘胡麻木酚素含量相关基因,本研究用269份胡麻种质的基因型数据和木酚素含量数据进行全基因组关联分析研究。呼和浩特、集宁、锡盟和新疆等4个环境下木酚素含量的统计分析表明:新疆伊犁地区种的269份胡麻种质平均木酚素含量为最大,变异系数依次排序为锡盟<呼和浩特<集宁<新疆,广义遗传力为60.67%。4个环境下胡麻种质木酚素含量均呈现正太分布的趋势。全基因组关联分析获得了13个显著SNP位点和21个候选基因,为胡麻分子标记辅助育种以及高木酚素含量新品种选育提供科学依据。