燕大1817/北农6号重组自交系群体穗部性状的QTL定位

小麦穗部性状与单株产量密切相关。本研究以小麦骨干亲本燕大1817与优良品系北农6号衍生的269个重组自交系为材料,通过在北京和河北石家庄的2年田间试验数据,利用本实验室已构建的高密度SNP和SSR遗传连锁图谱进行穗长、穗粒数和穗粒重QTL定位。采用完备复合区间作图法共检测到29个穗部性状加性效应QTL,其中10个穗长QTL分布于1B、2D、3A、3B、4A、5A、5B、6A和7D染色体上,解释的表型变异率为2.96%~9.63%,QSl.cau-4A.2在所有5个环境中均能被检测到,解释的表型变异为5.89%~9.62%,另有7个QTL能在2个或2个以上环境中被检测到;8个穗粒数相关QTL分布于1A、3A、3D、4A和5B染色体上,解释的表型变异为4.06%~11.17%,为单个环境QTL。11个与穗粒重相关QTL分布于1A、1B、2A、2D、3A、4D、5A、5B和6B染色体上,解释的表型变异为2.79%~16.12%,其中QGws.cau-1B、QGws.cau-3A和QGws.cau-6B.2在2个或者2个以上环境中能被检测到。另外,鉴定出6个分布于1A、2D、3A、4A和5B染色体上的QTL富集区段。     

盐胁迫对小麦代换系幼苗叶片保护酶活性影响及染色体效应

为研究盐胁迫对小麦代换系酶活性的影响,以中国春-Synthetic 6x 染色体代换系及其亲本为材料,通过测定在盐处理条件下幼苗抗氧化酶SOD、POD活性和丙二醛（ MDA）含量变化,并对其相关耐盐特性的基因进行染色体定位。采用霍格兰营养液水培法,设置对照（0 mmol/L NaCl）和盐处理（150 mmol/L NaCl）,在幼苗两叶一心时进行处理,四叶一心时取样,分别测定对照和盐处理条件下幼苗的SOD和POD活性以及MDA含量。在盐胁迫条件下,小麦代换系幼苗SOD和POD活性显著升高,丙二醛含量降低。其中,1A、5A、6A、1B、5B、6B、7B和5D代换系的SOD活性显著或极显著高于母本中国春,2A、1B、2B、3B、5B、6B、5D和6D代换系的相对SOD 活性显著或极显著高于母本中国春;3A、4A、5A、6A、7A、6B和7D代换系的POD 活性显著或极显著高于中国春,4A、5A、6B、1D和7D 代换系的相对POD活性显著或极显著高于中国春。由于保护酶的作用,在盐胁迫条件下,多数代换系MDA含量明显减少,2A、3A、4A、6A、1B、3B、4B、5B、6B、7B、1D、5D和7D代换系的MDA含量显著或极显著低于母本中国春,2A、6A、6B、1D和2D代换系的相对MDA含量显著或极显著低于母本中国春。 Synthetic 6x 的1B、5B、6B 和5D 染色体上可能存在诱导幼苗SOD活性增强的基因,4A、5A、6B和7D染色体上可能存在诱导幼苗POD 活性增强的基因,抑制幼苗MDA含量增高的基因可能存在于2A、6A、6B和1D染色体上。     

调控小麦重要农艺性状基因的染色体定位

为了研究调控小麦重要农艺性状基因的染色体分布,进一步解析控制小麦重要农艺性状基因的遗传基础,本研究以一套“中国春-人工合成小麦”染色体代换系为材料,在大田条件下,对不同株系小麦的株高、穗长和穗数等重要农艺性状进行调查。通过同一性状不同株系间的差异显著性分析,对调控株高、穗长和穗数的基因进行了染色体定位。研究结果表明:1 B、2 B、 3 A、4 A、6 A、6 D和7 D染色体上可能携带有调控小麦株高的位点;1 B、1 D、2 B、2 D、5 A、6 A、6 D和7 D染色体上可能携带有调控小麦穗长的基因位点;3 A和6 D染色体上可能携带有调控小麦成穗数的位点。本研究有利于进一步理解调控小麦农艺性状的遗传基础,并对小麦分子育种实践具有一定的指导意义。     

普通小麦贵紫麦1号染色体的FISH核型分析

采用FISH(荧光原位杂交)技术,分析普通小麦贵紫麦1号染色体的FISH核型特点,为贵紫麦1号在小麦新品种选育上的应用提供参考。结果表明,贵紫麦1号包括21对染色体,pAs 1红色探针信号主要分布在A组和D组染色体上,pSc 119.2-1绿色探针信号则主要分布在B组染色体上;根据贵紫麦1号染色体上这2种探针的分布特征,可以准确辨识每条染色体。贵紫麦1号与硬粒小麦(AABB)在2A、5A、2B、3B及5B染色体上表现出pSc 119.2-1信号分布差异,与节节麦(DD)在染色体1D、4D及5D上也存在信号分布差异,与中国春(AABBDD)在2A、5A、6B、1D及7D染色体上的信号也各有不同,说明DNA重复序列在不同小麦材料之间具有多态性。     

小麦耐热性基因的染色体定位和遗传效应分析

以中国春-HOPE染色体代换系为试验材料，利用细胞膜热稳定性和大田生产条件下高温胁迫两种方法，对与耐热性有关的基因进行了染色体定位。结果表明，无论是利用膜热稳定性方法，还是利用大田高温胁迫环境进行耐热性评价的方法，HOPE的2A，3A，2B，3B和4B染色体代换到中国春相应染色体后，均显著提高了中国春的耐热性，证明这些染色体含有与耐热性有关的基因。在大田高温胁迫环境条件下，HOPE的3D，4A，5A和5B染色体也表现与耐热性有关。利用单染色体代换系和不同耐热性代换系杂交组合，对耐热性的基因效应分析结果显示，HOPE2A染色体上的耐热性基因表现为显性效应，3A，2B，3A和4B染色体上的耐热性基因表现为加性效应；3B与4B，3A与2A，3B与2B以及这些染色体上的耐热性基因与2A染色体上的耐热性基因之间均可能存在互作效应。     

低磷胁迫对小麦代换系叶绿素和类胡萝卜素含量的影响及染色体效应

以中国春-Synthetic 6x染色体代换系及其亲本为材料,通过测定不同磷处理条件下孕穗期、开花期、灌浆期旗叶的叶绿素和类胡萝卜素含量,研究低磷胁迫对相关生理性状的影响,并对控制其含量的相关基因进行染色体定位.结果表明,低磷胁迫下,中国春-Synthetic 6x染色体代换系及其亲本的叶绿素和类胡萝卜素的含量在测定的各生育时期中明显低于对照;Synthetic 6x的2A、1B、7B染色体上携有诱导叶绿素含量增高的相关基因;2A、3A、7B、6D染色体上携有诱导类胡萝卜素含量增高的相关基因.     

大穗小麦多小穗基因的染色体定位

采用中国春单体系列对大穗普通小麦品系“88F2185”的多小穗性状进行了基因定位研究。结果表明，“88F2185”决定多小穗的基因位于其1B、3D和5A染色体上，其中3D染色体的效应最强。“88F2185”1B和3D染色体上的基因表现显性，而5A染色体上的基因表现隐性。此外，“88F2185”4D染色体上还存在减少小穗数目的隐性基因。据前人研究及本试验结果分析认为，“88F2185”5”的1B及4D染色体上具控制小穗数目的新基因。     

巨穗小麦种质株高的基因定位

巨穗小麦新种质材料是一具有茎杆粗壮、叶片短宽直立、大穗、大粒、高结实率等特点的种质资源。本研究应用单体分析和双端体分析方法对“241”材料进行了遗传学研究。结果表明,小麦新种质材料“241”的1A、3A、5A和4B染色体上具有控制株高的隐性基因,6B染色体上具有控制株高的显性基因,其中3A、5A和6B染色体上的基因表现为强效,1A和4B染色体上的基因表现为弱效。通过双端体分析进一步将控制株高的基因定位到1AS、3AS、5AL和4BL上。     

干旱胁迫对小麦染色体代换系旗叶相对含水量和离体失水速率的影响

以中国春-Synthetic 6x小麦染色体代换系及其亲本为材料,对其旗叶相对含水量(RWC)、离体叶片失水速率(RWL)进行测定。结果表明,在干旱胁迫下,1A,2D和3D代换系叶片的相对含水量及其干旱/对照值显著或极显著高于中国春,3A,3B,4B,5B,6B,1D,2D和4D代换系叶片离体失水速率及其干旱/对照值显著或极显著低于中国春。由此表明,Synthetic 6x的1A,2D和3D染色体上可能存在干旱胁迫下调控相对含水量的基因,Synthetic 6x的3A,3B,4B,5B,6B,1D,2D和4D染色体上可能存在干旱胁迫下调控离体失水速率的基因。     

巨穗小麦种质株高的基因定位

巨穗小麦新种质材料是一具有茎杆粗壮、叶片短宽直立、大穗、大粒、高结实率等特点的种质资源。本研究应用单体分析和双端体分析方法对241材料进行了遗传学研究。结果表明，小麦新种质材料241的1A，3A，5A和4R染色体上具有控制株高的隐性基因，6B染色体上具有控制株高的显性基因，其中3A，5A和6B染色体上的基因表现为强效，1A和4B染色体上的基因表现为弱效。通过双端体分析进一步将控制株高的基因定位到1AS，3AS，5AL和4BL上。     

Chromosomal location of genes controlling grain size in a large grained selection of wheat (Triticum aestivum L.)

Summary Grain size in wheat is the most stable yield component and has a favorable effect on flour yield. To identify the chromosomes associated with the large grains of line G603-86, (grain weight over 60 mg and grain length of about 9 mm), F₃ lines, extracted from F₂ populations obtained from F₁ monosomics of crosses between G603-86 (P₁) and the monosomic set of Favorit (P₂) were tested in the field. ANOVA showed significant differences among parents for grain weight and grain length, but not for grain width or the factor expressing the difference in grain form and density. Homoeologous groups had significant effects on grain weight and on all components of grain weight, while genomes were not significantly different for any of these characters. Grain weight was significantly increased by chromosomes 6D and 4A of G603-86. Grain length was significantly increased by chromosomes 4A, 4B, 2B, 3A and 1B, grain width by chromosomes 1A and 1B, and the factor form-density by chromosomes 6D and 6A. The high grain size in G603-86 results from the effects of genes located on many chromosomes which affect grain dimensions, form and density.     

不同生态环境条件下小麦籽粒灌浆速率及千粒重QTL分析

以142个和尚麦/豫8679的F7:8重组自交系及其亲本为试验材料, 分析了籽粒平均灌浆速率、最高灌浆速率及千粒重在北京(2006, 2007)、安徽合肥(2007)和四川成都(2007)4个生态环境下的性状表现, 并利用已构建的含有170个SSR标记和2个EST标记的遗传图谱, 对这3个性状进行了QTL定位分析。共检测到54个QTLs, 涉及小麦1A、1B、2A、2D、3A、3B、3D、4A、4D、5A、5B、6D 和7D染色体。其中, 17个与平均灌浆速率相关, 可解释表型变异的7.17%~20.83%; 16个与最高灌浆速率相关, 可解释表型变异的6.31%~15.95%; 21个与千粒重相关, 可解释表型变异的4.36%~16.80%。另外, 在1A、1B、2A、3B、4D、6D和7D染色体上发现10个涉及“一因多效”或紧密连锁位点的基因组区段, 有助于了解籽粒灌浆和籽粒产量相关性状的遗传基础。     

Substitution analysis of drought tolerance in wheat (Triticum aestivum L.)

Chromosome substitution lines of the wheat variety ‘Cappelle Desprez’ into ‘Chinese Spring’ were tested for drought tolerance in growth chambers in the Martonvásár phytotron. Three different moisture regimes were created: E1, fully irrigated control; E2, mid-season water stress (preanthesis); and E3, terminal water-stress during grain filling. Data were analysed to estimate the chromosomal location of the genes controlling relative water-content (RWC), relative water-loss (RWL), drought-susceptibility index (DSI) and phenotypic stability in each substitution line. Simultaneous consideration indicated that most of the genes controlling these characters are located on chromosomes 1A, 5A, 7A,4B, 5B, 1D, 3D and 5D.     

The effect of single D-genome chromosomes on aluminum tolerance of triticale

Aluminum tolerance of two sets of hexaploidtriticale (×Triticosecale Wittmack)lines with disomic substitutions of theD-genome chromosomes from Triticumaestivum L. was analyzed by themodified-pulse method. Of the 20substitution lines in winter triticalePresto, and 18 lines of spring triticaleRhino, six and nine lines, respectively,showed improved tolerance relative to thatobserved in the control lines. The D-genomechromosomes in substitutions 1D(1B),3D(3A), 3D(3B), 4D(4A), 4D(4B) and 6D(6B)significantly (p<0.01) improved Altolerance in both sets of lines. Highpercentages of tolerant plants were alsoobserved in 2D(2B) and 5D(5A) substitutionsin Presto and in 2D(2A), 2D(2B), 5D(5B),6D(6A) and 7D(7A) substitution lines ofRhino. In no instance, the removal ofindividual rye chromosomes, bysubstitutions, improved Al tolerance of therecipient line. Moreover, the presence of acomplete rye genome, and especially ofchromosome 3R, was necessary for triticale'stolerance to aluminum. The results alsoindicated some effects of allelic variationpresent on both rye and wheat chromosomes,and a possibility of interactions ofvarious factors.     

利用90k芯片技术进行小麦穗部性状QTL定位

小麦穗部性状与产量密切相关,挖掘穗部性状基因及其关联分子标记具有重要意义。本研究以周8425B?小偃81衍生的RIL群体(F8)为材料,利用90k芯片标记构建的高密度遗传图谱对3个环境下的穗长、小穗数、不育小穗数、穗粒数、千粒重进行QTL定位。共检测到19条染色体上的71个QTL,变异解释率(PVE)范围为2.10%~45.25%,其中37个位点为主效QTL(PVE10%)。QSl.nafu-6A.2(穗长)、QSl.nafu-7A(穗长)、QSsn.nafu-2A.1(不育小穗数)、QSsn.nafu-2D(不育小穗数)和QGns.nafu-2B(穗粒数)在多个环境中被检测到,且LOD10,PVE20%。位于同一个基因簇中的QSl.nafu-6A.2(穗长)、QGns.nafu-6A(穗粒数)和QTgw.nafu-6A(千粒重)在多个环境中被检测到,且与已报道的相关位点位置相同或相近,在分子标记辅助育种中具有较大参考价值。     

Chromosomal location of genes affecting tissue-culture response in wheat

Six ‘Chinese Spring/Triticum spelta’ substitution lines for chromosomes 1A, 1D (duplicates), 3D (duplicates), 6D, and one ‘Chinese Spring/ Marquis’ substitution line for chromosome 2B were studied for tissue-culture response (TCR). The results reported here indicate that chromosomes 2B and 6D are critical for TCR, whereas chromosome ID affects callus weight only. Chromosomes 1A and 3D were not found to be critical, however, these chromosomes may carry genes with minor effects.     

普通小麦籽粒黄色素含量的QTL分析

小麦面粉黄色度b*值是反映面粉颜色的重要指标，主要与籽粒黄色素含量有关。利用122对SSR引物、4对贮藏蛋白STS引物和10对AFLP引物组合，分析了中优9507´CA9632的71个DH系，构建了由173个位点组成的遗传连锁图，在小麦21个连锁群上覆盖2 881 cM。将该群体种植2年共计5个地点，测定籽粒黄色素和面粉黄色度b*值含量。采用复合区间作图法（CIM）进行了籽粒黄色素含量和面粉黄色度QTL分析。结果表明，面粉黄色度b*值的QTL位于染色体1DS、2DL、3A、4D、5D、6AL、6D和7AL上，其中7AL的QTL效应最大，贡献率为12.9%~37.6%；籽粒黄色素含量的QTL位于染色体2DL、3DL、4A、5A和7AL，其中7AL的QTL效应最大，贡献率为12.1%~33.9%。面粉黄色度b*值与籽粒黄色素含量共同的QTL位于7AL，与Xgwm264b紧密连锁，遗传距离分别为0~3.9 cM和0~0.9 cM。     

冬小麦低温处理叶片细胞膜透性的QTL定位

为探索冬小麦抗寒性的分子机制,以168个花培3号×豫麦57的双单倍体株系为作图群体,利用已构建含有324个SSR标记的遗传图谱,对电导法测定低温(−18℃)处理后的叶片膜透性进行QTL定位。利用完全区间作图法,在3种环境下共检测到21个与叶片膜透性相关的加性QTLs,分布于1B、2A、3A、3B、5B、6A、6B、6D、7B和7D染色体上,其中4个位点(qCMP-1B-1、qCMP-3B-2、qCMP-5B-1和qCMP-5B-4)遗传贡献率大于10%,属主效基因,其余QTL的遗传贡献率较小,属微效基因。3种环境条件下在5B染色体的Xgwm213–Xswes861.2区间检测到共同位点,与Xswes861.2的遗传距离为0 cM,其中qCMP-5B-1 (环境1)和qCMP-5B-4 (环境3)的贡献率高达17.5%和14.0%。研究结果对于小麦抗寒标记选择和抗寒育种具有应用价值。