穗数型小麦新品种川农16与大穗型寡分蘖品系H461遗传差异研究初报

采用微卫星分子标记(SSR)对穗数型小麦新品种川农16与大穗型寡分蘖品系H461在DNA分子水平上的遗传差异进行了检测。结果发现在小麦21条染色体上的23个SSR标记位点共检测到35个等位变异,每一个位点检测到的等位变异数目为1至2个,平均1 5个,其中12个SSR位点(52 2%)能够揭示川农16与H461间不同基因型的差异,可根据这些差异对川农16和H461杂种后代进行分子标记选择。并对有效穗数、穗粒数、小穗数、千粒重和穗粒重等5个性状进行了考察分析,除了有效穗数H461极显著低于川农16,其余4个考察性状均极显著高于川农16。分期播种试验表明,迟播对川农16有效穗数的影响很大,而对H461影响不明显。本文讨论了在小麦育种中穗数型和大穗型品种的协调利用以及适期播种对于提高小麦产量潜力的重要性。     

小麦新品种川农16与新材料H461贮藏蛋白及SSR差异分析

应用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)、十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)标记,对穗数型多分蘖小麦品种川农16与大穗型寡分蘖小麦品系H461生化及分子水平上的遗传差异进行了检测.结果表明,川农16与H461间至少有10条醇溶蛋白差异带,其高分子量谷蛋白亚基组成分别为(1,20,5 10)和(2*,7 8,2 12).在小麦21条染色体上的72个SSR位点上共检测到95个等位变异,每一个位点所检测到的等位变异数目为1至2个,平均1.3个;其中,23对SSR引物(31.9%)能够揭示川农16与H461间的差异.     

小麦新品种川农16产量评价和分析

利用AMMI模型对2001年和2002年国家小麦区域试验资料进行了分析。结果表明,川农16稳定性和丰产性好,适应性广。采用逐步回归法获得川农16产量的多元回归方程为:y=-415 2685+16 0237x1+7 9396x4+8 0625x5-1 4065x6。结合偏相关和通径分析表明川农16是典型的穗数型品种。其有效穗对产量贡献最大,千粒重和穗粒数次之。有效穗与千粒重易协调,而与穗粒数协调较困难。     

川农16和川麦42在氮磷钾胁迫下养分积累、分配和利用

以四川地区代表性品种川农16和川麦42为材料,采用盆栽试验研究其在全营养、氮胁迫、磷胁迫和钾胁迫下的生长、养分积累、分配和利用。氮磷钾胁迫显著降低川农16和川麦42有效分蘖、籽粒产量和养分积累,氮胁迫影响最显著,其次是磷胁迫,然后是钾胁迫。氮磷钾胁迫会促进二者株高增加,磷胁迫最明显。川农16和川麦42在不同处理下部位间氮磷钾积累量差异明显。氮磷主要积累在籽粒,氮在籽粒中分配率为67.64%~77.30%;磷在籽粒中分配率为59.05%~69.41%,磷在穗部分配率为84.73%~92.46%;钾主要积累在茎中,分配率为46.87%~55.72%。氮胁迫提高二者氮钾利用效率,降低磷利用效率;磷胁迫提高氮磷利用效率和收获指数;钾胁迫提高钾收获指数,降低氮磷利用效率。川农16和川麦42在氮磷钾胁迫下生长、养分积累、养分分配和养分利用差异明显。川农16在4个处理下最大分蘖、有效分蘖显著好于川麦42,川麦42的穗长、穗粒重、穗粒数、千粒重,以及单分蘖根、茎、叶和颖壳重显著优于川农16。磷钾胁迫下川麦42单分蘖根、茎、叶、颖壳和籽粒中氮磷钾积累高于川农16。同时,川麦42在氮磷钾胁迫下籽粒中养分分配率较高,养分利用效率也较优。由此可推知,氮磷钾胁迫显著影响小麦的生长,小麦的穗数、穗重受遗传基因控制。川麦42在氮磷钾胁迫下的农艺性状、养分积累、养分分配和养分利用方面优于川农16。     

川麦42和川农16抗穗发芽QTL定位及聚合效应分析

【目的】小麦穗发芽严重影响小麦产量和品质,是全球小麦生产面临的重大问题之一。通过鉴定挖掘抗穗发芽QTL,聚合穗发芽抗性位点,选育抗穗发芽小麦品种,为四川小麦穗发芽抗性改良提供技术和材料支撑。【方法】以川麦42/川农16重组自交系（RIL,F₈）为材料,于2016—2018年分别在2个环境下对RIL群体进行籽粒发芽指数（GI,2016和2018）、籽粒发芽率（GR,2016和2018）和整穗发芽率（SGR,2017和2018）3个穗发芽指标测定。利用90K SNP芯片构建的遗传图谱检测全基因组穗发芽相关QTL,并分析抗性QTL聚合效应。【结果】双亲间GI、GR和SGR指标值差异显著,亲本川农16穗发芽抗性明显优于亲本川麦42。共检测到11个与穗发芽抗性有关的QTL,主要分布在2B、2D、3A、3D、4A、5A、5B和6B染色体上。5B染色体上检测到的单个环境表达的整穗发芽QTL解释的表型变异率最大,达到29%;在2D和3A染色体上检测到的整穗发芽主效QTL,以及5A染色体上检测到的与种子休眠相关的籽粒发芽主效QTL,在2个环境下均能表达,其抗穗发芽等位变异均来源于川农16。基因型分析发现,RIL群体中不同株系聚合抗性QTL的数量变幅为1—9个,表现为抗穗发芽的株系均携带4—9个与穗发芽相关的抗性QTL。重组自交系群体中6个株系GI、GR和SGR值均在15%以下,表现出高抗穗发芽特性;这6个优异株系聚合了多个与穗发芽相关的抗性QTL,且均聚合了川麦42在4A染色体上的微效QTL（QGi.saas-4A和QGr.saas-4A）,以及川农16在2D和5B染色体上的主效QTL（QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B）;编号为104和125的优异株系已通过审定,定名为川麦104和川麦64。其中,川麦104于2012年同时通过国家和四川省审定,其抗穗发芽能力强,产量、品质、抗病等优良性状突出,聚合了7个正向穗发芽QTL,包括2B、2D和5B染色体上来源于川农16的4个抗性QTL（QGi.saas-2B、QGr.saas-2B、QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B）,以及4A和6B染色体上来源于川麦42的3个QTL（QGi.saas-4A、QGr.saas-4A和QGr.saas-6B）;近年来,川麦104已成为西南麦区小麦育种的核心亲本,育成小麦品种（系）18个。【结论】共检测到11个抗穗发芽QTL,其中3个来源于川麦42,8个来源于川农16;RIL群体中的抗穗发芽株系均携带4—9个抗性QTL,优异株系川麦104和川麦64高抗穗发芽,均聚合了7个穗发芽抗性QTL。     

川麦42和川农16抗穗发芽QTL定位及聚合效应分析

【目的】小麦穗发芽严重影响小麦产量和品质,是全球小麦生产面临的重大问题之一。通过鉴定挖掘抗穗发芽QTL,聚合穗发芽抗性位点,选育抗穗发芽小麦品种,为四川小麦穗发芽抗性改良提供技术和材料支撑。【方法】以川麦42/川农16重组自交系(RIL,F8)为材料,于2016—2018年分别在2个环境下对RIL群体进行籽粒发芽指数(GI,2016和2018)、籽粒发芽率(GR,2016和2018)和整穗发芽率(SGR,2017和2018)3个穗发芽指标测定。利用90K SNP芯片构建的遗传图谱检测全基因组穗发芽相关QTL,并分析抗性QTL聚合效应。【结果】双亲间GI、GR和SGR指标值差异显著,亲本川农16穗发芽抗性明显优于亲本川麦42。共检测到11个与穗发芽抗性有关的QTL,主要分布在2B、2D、3A、3D、4A、5A、5B和6B染色体上。5B染色体上检测到的单个环境表达的整穗发芽QTL解释的表型变异率最大,达到29%;在2D和3A染色体上检测到的整穗发芽主效QTL,以及5A染色体上检测到的与种子休眠相关的籽粒发芽主效QTL,在2个环境下均能表达,其抗穗发芽等位变异均来源于川农16。基因型分析发现,RIL群体中不同株系聚合抗性QTL的数量变幅为1—9个,表现为抗穗发芽的株系均携带4—9个与穗发芽相关的抗性QTL。重组自交系群体中6个株系GI、GR和SGR值均在15%以下,表现出高抗穗发芽特性;这6个优异株系聚合了多个与穗发芽相关的抗性QTL,且均聚合了川麦42在4A染色体上的微效QTL(QGi.saas-4A和QGr.saas-4A),以及川农16在2D和5B染色体上的主效QTL(QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B);编号为104和125的优异株系已通过审定,定名为川麦104和川麦64。其中,川麦104于2012年同时通过国家和四川省审定,其抗穗发芽能力强,产量、品质、抗病等优良性状突出,聚合了7个正向穗发芽QTL,包括2B、2D和5B染色体上来源于川农16的4个抗性QTL(QGi.saas-2B、QGr.saas-2B、QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B),以及4A和6B染色体上来源于川麦42的3个QTL(QGi.saas-4A、QGr.saas-4A和QGr.saas-6B);近年来,川麦104已成为西南麦区小麦育种的核心亲本,育成小麦品种(系)18个。【结论】共检测到11个抗穗发芽QTL,其中3个来源于川麦42,8个来源于川农16;RIL群体中的抗穗发芽株系均携带4—9个抗性QTL,优异株系川麦104和川麦64高抗穗发芽,均聚合了7个穗发芽抗性QTL。     

小麦新品种川农16与川育16比较分析

根据国家和四川省区试资料分析结果表明,川农16主要靠有效穗的大量增加提高产量,而川育16则主要靠大粒导致穗粒重提高而增产,二者在产量构成性状和抗病性上均具有很好的互补性。川农16和川育16均属优质弱筋小麦,二者高分子量谷蛋白亚基组成(1,20和5 10)相同,且均属1BL／1RS易位系,但存在6条醇溶蛋白差异带。     

小麦新品种川麦104的遗传构成分析

【目的】解析突破性高产小麦新品种川麦104的遗传构成,探讨双亲川麦42和川农16对其高产特性的贡献。【方法】利用已构建的遗传连锁图谱上的176个SSR和683个DArT标记对川麦104及其亲本进行分析,了解川麦104的遗传构成;根据已定位到的产量性状QTL,分析来源于双亲的染色体区段对川麦104产量相关性状的贡献。【结果】在川麦104的双亲具有差异的859个多态位点中（22个位点缺失）,有522个位点上的等位基因来源于川麦42,315个位点上的等位基因来源于川农16;川麦104更多地继承了川麦42的遗传成分（60.8%）;川麦104中来源于双亲的遗传位点在A、B和D基因组分布不同,来源于川麦42的等位位点在A、B和D基因组所占比例分别为55.00%、60.20%和67.27%;川麦104中来源于双亲的等位位点在21条染色体上的分布也不同,来源于川麦42的等位位点主要分布于3A、5A、7A、1B、5B、7B、3D、4D、5D和7D染色体上,来源于川农16的等位位点主要分布于4A、3B、4B、6B、1D、2D和6D染色体上。川麦104来源于双亲的染色体区段（遗传距离大于5 cM）共68个,总长度为3 089.6 cM;来源于川麦42和川农16的染色体区段分别为36和32个,来源于川麦42的染色体区段主要分布在3D、5D、7A、7B和7D染色体上,来源于川农16的染色体区段主要分布在3B、4B和6D染色体上;在A和D基因组川麦104来源于川麦42的染色体区段比川农16的多,B基因组中来源于川农16的染色体区段比川麦42的多。在1B、1D、2B、4A、4D、5A、5B、5D和7A染色体上,9个来源于川麦42的染色体区段以及5个来源于川农16的染色体区段富集了与产量性状相关的QTL,其中,在1BS和4A染色体上来源于川麦42的染色体区段携带增加穗粒数的QTL等位位点;在1D、2B和4A染色体上来源于川农16的染色体区段携带增加单位面积穗数的QTL等位位点;5B染色体上来源于川麦42的染色体区段和4A、4D染色体上来源于川农16的染色体区段均携带增加千粒重的QTL等位位点,这些QTL的聚合对川麦104的产量三因素有增效作用。【结论】小麦新品种川麦104的高穗粒数特性来源于川麦42,多穗数特性来源于川农16,其千粒重特性双亲均有贡献,表明双亲的正效产量性状QTL重组是川麦104的高产遗传基础。     

植物育种团队任正隆博士课题组培育的“川农”号系列小麦新品种

“川农”号小麦新品种的四大特点：青秆蜡熟抗衰老；协调株型穗多兼穗大；抗病性好；在南方多雨区品质优良。“十五”期间经四川省和国家审定的新品种有川农10、11、12、17、18、19、20、21、22和23。     

播种密度对"协调型"小麦新品种川农18的产量效应

经过两年的试验表明:小麦新品种"川农18"在高产栽培中,产量潜力比川麦28更高,增产的主要原因是单位面积的有效穗突破了四川现有品种的上限,致使生物产量较高。川农18单位面积有效穗较高的原因,除了较强的分蘖能力外,主要在于它有更高的分蘖成穗率。本研究指出,不同的播种密度对川农18最高苗影响较大,对成穗数和叶面积指数有所影响,但对产量影响不大。与对照相比,川农18有较强的群体协调能力,在不同的播种密度情况下,均比对照的田间群体结构好,叶面积系数合理,剑叶质量较好,倒伏较少,穗数和穗重的互补能力强,更容易发挥高产潜力。川农18的分蘖力强,成穗率高,单穗重和单株生产潜力高的特点满足了现代"小麦精密播种栽培技术"对品种特性的要求,有利于在我国南方麦区建立新的小麦栽培模式。作者建议:在川农18高产栽培中,可根据实际情况,适当减少播种量(50～100kg/hm2),以充分利用分蘖成穗达到高产稳产、节支增收的目的。     

“川农号”系列小麦产量和抗病性相关分析

[目的]描述四川小麦育种的概括和今后四川小麦育种走向,并为小麦育种和栽培提供一定的帮助。[方法]选定1999～2007年由四川农业大学任正隆课题组选育的17个优质小麦品种进行相关的产量和抗病性分析。[结果]＂川农号＂系列小麦大多属于早中熟春性品种,产量介于5 000～5 500 kg/hm2,增产幅度较为明显,高抗条锈病,中感白粉病,其有效穗和穗粒数变异系数是11.11%和11.47%,在保持原有产量结构的基础上,增加有效穗和穗粒数是今后提高四川小麦产量的有效途径。[结论]证明了四川地区培育高产优质小麦的可行性。     

小麦新品种川农16与川育16的分子鉴定

应用RAPD、STS和SSR标记对小麦新品种川农16与川育16进行分子鉴定。结果表明3种标记均能揭示品种间DNA水平上存在的遗传差异。RAPD分析中共有14个(19.72%)引物和48条(19.28%)带纹,STS分析中有4个(66.67%)引物和19个(26.38%)引物-酶组合,而SSR分析中有24个(22.43%)等位变异位点能揭示品种间遗传差异。     

The Selection of Transgenic Recipients from New Elite Wheat Cultivars and Study on Its Plant Regeneration System

In the protocol of wheat transformation, to use elite wheat cultivars as exogenous gene recipients can speed up the process of commercial field applications of transgenic wheat. However, it is necessary to screen wheat cultivars with good tissue culture response （TCR） continuously from plenty of elite wheat cultivars released for wheat transformation, and it is also important to find a plant regeneration system that is suitable for these cultivars. So, the TCR of mature and immature embryos of six wheat cultivars Chuannong 11 （CN11）, Chuannong12 （CN12）, Chuannong17 （CN17）, Chuannong18 （CN18）, Chuannong19 （CN19）, and Chuannong21 （CN21）, which possess superior agronomic traits, were investigated by using a good TCR wheat cultivar Bobwhite as control. The results indicated that only the immature and mature embryos of CN12, CN17, and CN18 exhibited good TCR compared with Bobwhite. No significant differences were observed between embryos of Bobwhite and of the three cultivars in TCR. Mature embryo-derived calli of CN12 were used as explants for transformation by particle bombardment of SAMDC gene. Seven transformants were obtained and the efficiency was 2.3%. This research supplies three new elite recipient cultivars for wheat transformation. The wheat plant regeneration system used in this research is different from those successful ones reported previously and it could be a reference for other wheat genotypes. Furthermore, Bobwhite and the three wheat cultivars were proved to be 1RS/1BL translocation, by methods of A-PAGE, C- banding, and genomic in situ hybridization （GISH）. These results imply that probably there is some relationship between 1RS/1BL translocation and TCR of wheat embryos. So this research gives us a hint that we should pay more attention to the 1RS/1BL translocations when we screen the wheat cultivars with good TCR and also that the mechanism of the effect of 1RS/ 1BL translocation on TCR is worthy of being investigated.     

‘尧麦16’节水高产广适特性与育种方法探讨

为培育突破性小麦新品种及丰富育种理论,本研究解析了‘尧麦16’的高产、稳产、广适、耐寒、节水、优质及抗虫特性。统计分析数年国家区试、生产试验数据及品种推广实打产量,同时进行产量因素、节水栽培、抗虫抗寒、谷物化学等方法鉴定。结果表明,（1）‘尧麦16’丰产性、稳产性较好,平均产量比对照品种‘石4185’增产5.73%~11.07%,增产点率85.7%~100.0%;该品种成穗数543.0万穗/hm2~862.5万穗/hm2,穗粒数36粒左右,千粒重40克,产量3因素协调。（2）‘尧麦16’穗数多,根系发达、生长繁茂,灌浆中后期功能叶耐热性极强,叶片衰老速度慢,‘尧麦16’为水地、肥旱地兼用型高产小麦新品种。（3）籽粒玻璃质,面筋强度中等偏强、面粉品质佳,为面条和馒头兼用型品质。（4）‘尧麦16’抗麦红吸浆虫,抗寒耐热。‘尧麦16’是穗、粒、重协调增长型节水高产小麦新品种。     

优良小麦转基因受体品种的筛选及成熟胚半胚培养的研究

为了筛选具有良好组织培养特性的优良小麦品种作为转基因受体,使转基因小麦能尽快得到应用,对4个小麦品种的幼胚和成熟胚以及7个小麦品系的成熟胚进行离体培养,考察其组织培养特性.结果表明,11个品种(系)的成熟胚成愈率都达90%以上,但不同成熟胚来源的愈伤组织的植株再生率存在很大差异:7个小麦品系的植株再生率都低于20%,而4个小麦品种的植株再生率都达35%以上,幼胚成愈率及植株再生率都分别达90%和62%以上.该研究为小麦的遗传转化提供了几个新的优良受体品种.该研究进行成熟胚培养时,采用半胚培养的方式,一方面有效地克服了成熟胚在诱导培养基上直接萌发的现象,另一方面提高了成熟胚来源的愈伤组织分化为多苗的能力.该再生体系可作为小麦胚培养的参考.     

高香乌龙茶新品种鸿雁12号的选育

对高香乌龙茶新品种鸿雁12号的选育过程、多年品比和区试试验结果进行了介绍和分析。结果表明:鸿雁12号属灌木型,中叶早芽,无性系新品种,其生长势强,产量高,品比试验3年平均产量比对照福建水仙增产41.3%,在4个省份区试点产量表现均较好,分别比对照种黄棪增产2.22%、10.29%、29.64%和32.76%。适制高香乌龙茶和花香绿茶,品质优异。高香乌龙茶外形绿润,花香高浓持久,滋味浓滑爽口,汤色黄绿明亮,感官审评比福建水仙高8.1分,比黄棪高2.55～4.2分;花香绿茶滋味浓爽,香气高长,汤色叶底绿明亮,香气品质优于福鼎大白茶。该品种抗寒旱和抗虫能力强,易扦插,种植成活率高,适宜广东、湖南、广西、福建等省生产应用。