小麦雌性育性遗传位点的基因组关联标记扫描

以含小麦雌性不育系（S）的由小麦品种（系）组成的含S种质双向极端小群体和不含小麦雌性不育系的品种双向极端小群体各60个品种（系）为目标群体,以小麦基因组中42个多态性SSR标记为背景控制标记,用STRUCTRE软件进行结构评估,并用TASSEL软件的MLM模型检测小麦基因组中均匀分布的210个多态性标记与小麦雌性育性D.F.（国内法育性）和I.F.（国际法育性）两种表型值的关联程度,再在含S种质（或品种）组成的较大群体中验证初选的关联标记,并对候选位点进行标记加密。结果发现背景控制标记间不存在明显的连锁不平衡。品种双向极端小群体和含S双向极端小群体中分别发现13个SSR标记和35个SSR标记与小麦雌性育性表型极显著关联;经关联分析,在两个极端小群体里发现的45个标记中,有17个标记在较大品种群体和含S种质群体中得到验证,除两个大群体中共同与性状关联的标记外,11个标记为小麦雌性不育系所在的含S种质群体分析中发现的新突变位点或互作位点,结合标记加密分析结果,最终发现的候选关联标记不仅支持了2D和4A位点与表型的关联,而且找到2B或3B等新的表型关联位点。     

小麦雌性育性与SSR分子标记的关联分析

为了寻找与小麦雌性育性紧密关联的SSR分子标记,并估算其表型效应,选择均匀分布于小麦基因的63个SSR标记,对包括小麦雌性不育系XND126在内的261个品种(系)组成的群体进行分析,并使用STRUCTRE软件进行群体结构评估,利用TASSEL软件的GLM模型检测多态性标记与小麦雌性育性(国内法育性D.F.和国际法育性I.F.)两种表型值的关联程度.结果表明:目标群体中存在3个亚群.基因组中多态性标记关联分析初步显示,标记Xcfd36(2AS、2DS)和Xcfd88(4AL)与小麦雌性育性两种表型值相关联,两个标记对D.F.和I.F.的效应分别是0.1585,0.113和0.087,0.0596.进一步分析发现2DS和4AL连锁群上存在一些与小麦雌性育件更加紧密关联的标记,如Xwmc25(2DS)和Xwmc232(4AL),其效应分别可达到0.5833和0.2841,而2AS上未找到独有的关联标记.分析认为小麦染色体2DS和4AL各存在一个控制雌性育性的基因位点,其中2DS上的QTL被连锁分析所证实.对与表型紧密关联的标记的鉴别对于小麦雌性育性QTL发掘的重要作用进行了探讨.     

小麦雌性育性QTL的高效定位策略

为了高效地定位小麦雌性育性QTL,以选择表型及连锁不平衡结合策略筛选候选标记.对选取的SSR 标记在实验群体中以隐性极端不育亚群体估算其重组频率( c 值) ,确定染色体2AS、2DS 上可能存在QTL.再对候选染色体上18个标记分别计算c 值,并用育成品种与小麦雌性不育系XND 126组成的品种(系)群体计算标记与可能位点间的连锁不平衡值( LD 值) .结合c 值和LD 值提供的位点信息构建部分连锁群,通过实验群体F２ 的连锁分析定位了小麦雌性育性位点taf1.结果发现与taf1 位点连锁较紧密的标记,其c 值较小而LD 值较大.分析认为结合连锁分析和关联分析优势,同时选择c 值较小而LD 值较大的多态性标记有利于快速确定与位点紧密连锁的标记,从而达到高效定位QTL 的目的,并有助于揭示小麦雌性育性的遗传机制.     

小麦染色体3B和4B雌性育性遗传位点的初选

以普通小麦N8×小麦雌性不育系XND126组合衍生的F2为基本群体,从中选择100株隐性极端不育株构成极端不育群体,以2008-2010年关联分析中的38个SSR阳性关联标记为基本线索进行PCR和电泳实验。与N8带型相同的记为A;与XND126带型相同的记为B;与F1带型即杂合带型相同的记为H。以c=(N1+N2/2)/N计算c值,以c值小于0.4确定标记与位点可能的连锁关系。以初选的c值相对较小的标记为线索,在其参考连锁图上寻找并合成第二批标记引物,再次筛选,共得到3个位于3B染色体上的候选标记Xwmc687(c值为0.360),Xbarc206(c值为0.35)和Xcfb3440(c值为0.375),以及1个位于4B染色体上的候选标记Xgwm495(c值为0.295)。实验结果显示,除本实验室前期定位的小麦雌性育性2DS位点外,3B和4B上可能存在与小麦雌性育性有关的遗传位点。     

小麦基因组中与雌性育性关联标记的初步扫描

[目的]发掘与小麦雌性育性紧密关联的SSR分子标记,并估算其表型效应。[方法]选择遍布基因组的40个多态性标记,对包括小麦雌性不育系的261个小麦品种（系）组成的目标群体使用STRUCTRE软件进行群体结构评估,并利用TASSEL软件的GLM模型检测40个多态性标记与小麦雌性育性D.F.（国内法育性）和I.F.（国际法育性）2种表型值的关联程度,确定入选标记。[结果]群体结构评估表明,目标群体中存在3个亚群。基因组多态性标记关联分析结果显示,标记Xcfd36（2AS、2DS）和Xcfd88（4AL）与小麦雌性育性2种表型值相关联,2个标记对D.F.和I.F.的效应分别是0.1585、0.113和0.087、0.0596。[结论]2DS、4AL和2AS可能存在控制小麦雌性育性的QTL。与表型紧密关联的标记的鉴别对于小麦雌性育性遗传机制的研究具有重要的意义。     

冬小麦穗粒数和粒质量对喷施生物微肥的响应

初步探讨孕穗前喷施生物微肥对小麦穗粒数和粒质量的调控效应,以期为增加小麦穗粒数、粒质量,提高产量调控技术的研究提供参考。试验以半冬性品种郑麦379为供试材料,利用赛土丰和赛苗旺复合营养剂于小麦孕穗前分别进行根部和叶面喷施处理,对不同喷施条件下的小花数、小花败育速率、成熟后小麦穗部性状进行观察和分析。结果表明,叶面喷施赛苗旺、土壤喷施赛土丰+叶面喷施赛苗旺处理可降低小麦败育阶段基部和中部穗位的小花败育速率,并显著提高其部位的小花数,与喷施清水相比,2个处理基部小穗位的小花败育速率分别降低18.9%,20.5%,中部小穗位小花的败育速率分别降低14.7%,23.6%。综合产量各因素进一步分析发现,在基部穗位,土壤喷施赛土丰、叶面喷施赛苗旺和土壤喷施赛土丰+叶面喷施赛苗旺处理的粒质量分别较清水对照高7.7%,0.2%,12.2%,穗粒数分别较清水对照多0.1,1.7,1.9个;在中部穗位,土壤喷施赛土丰、叶面喷施赛苗旺和土壤喷施赛土丰+叶面喷施赛苗旺处理的粒质量分别较清水对照高13.5%,-3.6%,14.6%,穗粒数分别较清水对照多0.5,3.55,4.85个。综上说明,在小花发育后期,土壤喷施赛土丰处理主要是通过提高小麦基部、中部穗位的粒质量来提高产量,叶面喷施赛苗旺处理主要是通过提高小麦基部、中部穗位的穗粒数来提高产量,土壤喷施赛土丰+叶面喷施赛苗旺处理则可通过同时提高小麦籽粒质量和穗粒数来提高产量,且效果显著。生物微肥营养剂赛土丰和赛苗旺结合施用,在增加小麦穗粒数、提高最终粒质量方面有较大的调控潜力。     

春小麦不同粒位籽粒结实率与粒重的初步研究

利用龙麦26和垦大4号两个小麦品种,调查了不同粒位结实率和粒重的情况.结果表明,小穗中结实率最高的小花为每小穗的最基部小花,结实率最高的小穗在每穗的中下部;小穗中最重的粒位为每小穗基部的第1粒位或第2粒位。粒重最高的小穗在每穗的中下部。     

小麦品种偃展1号与品系早穗30重组自交系群体遗传连锁图谱构建及重要农艺性状的QTL分析

【目的】构建重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体及其遗传连锁图谱,对小麦重要农艺性状进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)分析,为发现小麦新基因与分子标记辅助育种奠定基础。【方法】配制普通小麦品种(系)早穗30和偃展1号的杂交组合,通过一粒传的方法培育重组自交系群体;利用SSR(simple sequence repeat)标记、DarT(diversity arrays technology)标记、ISBP(insertion site-basedpolymorphism)标记以及抽穗期和株高的功能标记绘制其遗传连锁图谱并通过复合区间作图法(Compositeinterval mapping,CIM)对多个环境下的抽穗期、株高、千粒重、穗粒数、每穗小穗数、穗长等农艺性状进行QTL定位分析。【结果】培育出由219个F7家系组成的重组自交系群体;构建了含481个分子标记的遗传连锁图谱;检测出分布在12条染色体上的26个与重要农艺性状相关的QTL,其中9个QTL能够在至少2个环境下重复;研究还发现了3个QTL聚集的"QTL簇",其中4D染色体上的矮秆基因Rht2所在区段控制株高与千粒重,5D染色体上的Vrn-D1-WMS212区间控制抽穗期、穗粒数与每穗小穗数,7B染色体上wPt4230-wPt4814区段控制抽穗期、穗粒数、株高与穗长。【结论】构建的小麦遗传作图群体可成功地用于重要农艺性状分析;矮秆基因Rht2与春化基因Vrn-D12个发育相关基因均与多个重要农艺性状有关;在7B上可能存在与发育相关的重要新基因。     

提高江淮地区小麦结实粒数的研究

1.江淮地区小麦生长季节具有南北方气候的过渡特征,郑引一号、宁麦三号等春性品种小麦穗器官可在低温短日的越冬期间分化小穗原始体;而在春季升温不高的条件下进行小花的分化发育,因而有利于多小穗和可育小花的形成。2.郑引一号、宁麦三号等春性品种在江淮地区中等以上肥力地上,一般每穗能分化19—20个左右小穗,150—170朵小花,但由于小花发育过程中贯穿着小花退化,生产上每穗平均结实数只有30—35粒上下,仅占其总小花数的20—23%。3.小麦小花退化无论全穗或每个小穗都是从上而下进行,退化时期从中部小穗发育最早的小花形成四分体以后不久开始,到开花受精时停止。全过程分为两个阶段,第一阶段时间短,退化快,退化数占总退化小花70%左右,退化小花均未达到四分体期;第二阶段时间长,退化慢,退化数占总退化小花30%左右,退化小花均未达到柱头羽毛状。4.江淮地区选择多花高结实的优良品种,在提高施肥水平的基础上,适当降低基本苗数,并通过适期早播延长小花发育时间和利用生长激素促进小花发育,是减少基部小穗退化,提高小穗结实性从而增加穗粒数的有效途径。     

小麦染色体2DS雌性育性位点的连锁不平衡分析

小麦生态遗传型雌性不育系XND126的育性受两对主效基因和微效多基因联合控制。通过SSR分子标记连锁分析,在2DS上定位了一个主基因位点。为了精细定位该位点,并验证其真实性,在59个育性正常的普通小麦品种（系）与XND126组成的较小自然群体中,用2DS参考连锁图上的14对SSR研究了标记与位点间的连锁不平衡（LD）程度,发现所有标记均存在LD现象,并找到了与XND126多态性高的品种（系）,作为进一步精细定位的研究材料。依据连锁分析结果,对260个品种（系）与XND126组成的较大自然群体的连锁不平衡研究发现,主效基因位点与其最近的标记Xbarc95间的LD值最大,LD衰减在大群体中同样存在,进一步表明雌性育性主基因位点的确存在于2DS。提示利用连锁分析和关联分析相结合策略进行QTI。精确定位是一种有益的尝试。     

小麦小花分化及退化原因的浅析

小麦穗粒数的多少受小穗数、分化的小花数、小花结实率决定的。穗粒数的形成：穗分化形成总小花数→总小花数在短期内迅速退化一部分，剩余部分的可育小花→可育小花接受花粉进行萌发形成幼胚→形成的幼胚进行灌浆形成籽粒。本文主要总结了小麦小花分化及退化过程的主要影响因素及营养调节。     

孕穗前期叶面喷赛苗旺对冬小麦穗粒数和粒质量的影响

为探讨孕穗前期叶面喷施赛苗旺对小麦穗粒数和粒质量的调控效应,以半冬性小麦品种郑麦379为供试材料,在冬小麦孕穗前14 d,以叶面喷清水为对照,研究叶面喷赛苗旺对冬小麦穗粒数和粒质量的影响。结果表明,在孕穗前14 d,喷施赛苗旺可抑制冬小麦败育阶段基部和中部穗位的小花败育速率,显著提高该部位的小花数,对顶部穗位小花的败育速率和小花数影响不大。与对照相比,在基部穗位,两试验点喷赛苗旺处理的小花败育速率分别显著降低23.30%、21.96%,小花数分别显著增加1.60、1.31个;在中部穗位,两试验点喷赛苗旺处理的小花败育速率分别降低31.65%、33.72%,小花数分别显著增加3.80、4.07个。对产量及其构成因素进一步分析发现,与对照相比,两试验点喷施赛苗旺处理穗数、千粒质量均有所提高,但不显著,穗粒数和产量分别显著提高11.85%、13.13%和7.50%、7.08%。综上说明,在冬小麦发育中后期,叶面喷施赛苗旺主要通过提高冬小麦基部和中部穗位的穗粒数来提高产量,且效果显著。     

山西小麦品(系)种穗部与籽粒性状分析

为充分了解山西省小麦品(系)种的穗部和籽粒性状,以山西不同地区选育的321个品(系)种为研究对象,对穗长、结实小穗、不孕小穗、穗粒数、株高、千粒质量、籽粒饱满度、穗形状、芒形状、籽粒形状、粒色、粒质等穗部和籽粒性状进行了分析。结果表明,山西小麦品(系)种千粒质量变异系数最小,穗粒数及其相关性状变异系数都较大,说明山西小麦千粒质量最为稳定,穗粒数则遗传基础丰富;山西省不同地区选育的品(系)种穗部和籽粒性状存在较大差异,长治地区选育的小麦品(系)种穗长、结实小穗数和运城地区选育的小麦品(系)种千粒质量均显著高于其他地区;穗长和穗粒数与结实小穗极显著相关,改良小麦穗长能有效提升穗粒数,千粒质量与穗粒数呈弱负相关,与株高呈正相关;依据穗部和籽粒表型性状可以将供试品(系)种聚为3个类群,分别占供试材料的40.51%(中穗粒中粒质量)、20.57%(多穗粒中粒质量)、38.92%(少穗粒大粒质量)。表明山西小麦目前发展方向主要是中穗粒中粒质量和少穗粒大粒质量类型,在多穗粒中粒质量型品种上选育的品种较少。     

小麦抗赤霉病性与产量性状的相关分析

对1975、1976、1979和1984年小麦品种资源进行了抗赤霉病性与产量性状的简单相关分析,并对1984、1985年小麦中抗—抗赤霉病品种(系)进行了表型相关、遗传相关和环境相关分析。小麦抗赤霉病性与株高、每穗粒数、穗中部最大小穗粒数表现正相关;与穗长关系不密切;与每穗小穗数和单株有效穗数没有相关;与小穗密度及千粒重的相关性较复杂,表现为正相关或负相关。小麦抗赤霉病新品种(系)的丰产性状已有改进,植株高度明显降低,每穗粒数和千粒重有所提高。     

多小穗小麦51885的多小穗性遗传及与剑叶关系的初步研究

51885是一个选自八倍体小黑麦与普通小麦杂种后代的大穗多花型多小穗小麦,以51885与7个普通小穗数小麦品种的F2为材料,分析51885的多小穗性及其剑叶组成性状(剑叶长度、宽度、厚度)在F2的表现,以及其多小穗性与剑叶组成性状的相关性.结果表明(1)51885的多小穗性主要受两对主效互补显性基因控制,基因型为D1 D1 D2D2;(2)51885的剑叶长度、宽度、厚度均受一对主效显性基因控制;(3)控制多小穗小麦51885的多小穗性的基因D1D1或D2D2与控制其剑叶长度、宽度的基因分别连锁,其交换值分别为31.46%和35.57%,与控制其剑叶厚度的基因不连锁.     

旱作雨养条件下小麦农艺性状与产量及抗旱性的关系

为挖掘旱地小麦育种中可选择的表型性状,以小麦重组自交系群体(长6878×长4738)F3的220个株系为试验材料,在旱作雨养(drought stress,DS)和正常灌溉(well-watered,WW)2种条件下种植,在旱作雨养条件下测量成株期株高、穗长、每穗小穗数、不育小穗数、穗粒数、分蘖数、千粒质量和小区产量,正常灌溉条件下测量其小区产量,计算抗旱指数,并分析农艺性状与旱作产量、抗旱指数的相关性。结果表明,群体各性状指数表型变异广泛,由大到小依次为抗旱指数>不育小穗数>干旱产量>灌溉产量>分蘖数>穗粒数>穗长>千粒质量>株高>每穗小穗数;旱作雨养条件下的产量与株高、千粒质量、每穗小穗数、穗粒数呈极显著正相关关系,相关系数分别为0.358,0.331,0.169,0.211,与分蘖数呈显著负相关,相关系数为-0.148;旱作雨养条件下株高与千粒质量、穗长、不育小穗数、抗旱指数呈显著或极显著正相关,相关系数分别为0.331,0.193,0.138,0.242;旱作雨养条件下分蘖数与产量、千粒质量、穗长、每穗小穗数、穗粒数呈显著或极显著负相关,相关系数分别为-0.148,-0.155,-0.157,-0.242,-0.326;抗旱指数与株高、千粒质量、每穗小穗数、分蘖数呈显著或极显著相关性,相关系数分别为0.242,0.306,0.141,-0.212。表明旱作条件下的株高、千粒质量、穗粒数、每穗小穗数在一定程度上能反映品种的抗旱性,可以作为旱地小麦品种选育的表型指标;旱作条件下分蘖过多会影响小麦穗部性状的发育,降低穗粒数和千粒质量,在旱地品种选育中,应选择分蘖力中等、成穗率高的品种;旱作条件下品种的抗旱性对最终产量的形成至关重要,在旱地品种选育和推广中应选择旱作丰产性好的品种。     

小麦穗部性状间的相关及穗粒数改良途径的研究

以10个小麦品种(系)为材料,对株高与穗部性状间进行了相关分析及穗粒数的改良途径分析,结果表明:穗粒数与株高呈负相关,而与穗长、分化小穗、结实小穗和小穗结实率均呈显著或极显著的正相关;穗长和小穗结实率对小麦粒数的影响最大,均为极显著正相关;小麦穗粒数的改良过程中,应在培育矮秆、大穗的基础上最大限度地提高小穗的结实率。     

山西小麦育成品种农艺性状演变趋势及关联分析

为了解山西省小麦种质资源的产量和农艺性状特征,以山西省建国以来审定品种为材料,在系统获得抽穗期、小穗数、千粒重、穗粒数、株高、穗长、穗颈长、穗下节间、沟数、分蘖、旗叶面积、旗叶长、旗叶宽等17个农艺性状表型数据基础上,进行农艺性状演变趋势及关联分析。结果表明,在育种过程中不同性状的变异程度不同,其中穗颈长的变异系数最高,小穗数的变异系数最低;随着品种选育时间变化,农艺性状也随之发生变化。株型方面,平均株高由110～120 cm降低到75～90 cm,整体株型得到明显改进,由高秆披叶变为矮杆直叶,受光状态显著改善;产量性状方面,分蘖数趋于稳定,千粒重、穗粒数和小穗数不断提高;小穗数和穗粒数与千粒重相关性未达到显著水平,穗粒数与小穗数呈显著正相关,说明在山西省小麦发展历程中小穗数和穗粒数有协同提高趋势。关联分析发现33个SSR标记与农艺性状显著关联,单个标记对表型变异的解释率为5.6%～25.3%,这些标记可为分子标记辅助育种提供理论参考。     

RFLP标记揭示的1RS/1BL易位系对小麦农艺性状的影响

以含1RS／1BL易位染色体的多小穗小麦新种质10-A和普通小穗小麦品系88-1463,及其与非1RS／1BL易位系小麦川育12构成的重组系为供试材料,选用4个RFLP标记和1个醇溶蛋白标记Gld1B3分析了1RS／1BL易位系对小麦农艺性状的影响。结果表明,1RS／1BL易位系的每穗小穗数目和株高均显著或极显著地高于非易位系,其千粒重略高于非易位系(p＜0.1),而每小穗结实粒数却显著低于非易位系。抽穗期、穗粒数和穗粒重几个性状间差异不显著。1RS／1BL易位染色体在增加每穗小穗数目的同时还具有降低每小穗结实粒数的作用,这可能是导致易位系和非易位系间穗粒数差异不显著的直接原因。     

“M8008×烟农15”F2∶3群体株高QTL的检测

利用EMS诱变小麦品种烟农15得到高秆大粒突变体M8008,以M8008为母本与烟农15配制杂交组合获得了F2及其衍生的F2∶3株系。利用SSR标记进行多态性检测,初步分析位于7B染色体上的Xwmc76和Xwmc426与株高连锁,另有该染色体上的4个标记在优选小群体（PSG）中表现多态性。利用这6个标记分析F2群体,构建遗传连锁图谱。利用F2∶3群体进行QTL分析,检测到1个株高的QTL,位于标记Xwmc76和Xwmc426之间,贡献率为9.33%,其增加株高的效应来自M8008。