育种新技术——矮败小麦

矮败小麦是中国农业科学院作物科学研究所,博士生导师刘秉华研究员带领课题组,历经10余年,成功创制的太谷核不育小麦,是太谷核不育小麦的第二代产品,是首创的世界上独一无二的育种技术。利用矮败小麦开展轮回选择育种可以使数十个甚至上千个亲本的基因进行大规模的反复重组,并不断优化,进而使群体得到改良,极大地提高育种效     

小麦轮回选择的几个问题

<正> 轮回选择是采用多亲本进行杂交组群,通过不断的“选择→互交组群→选择”的程序,把分别存在于各品种(个体)上的优良基因集结起来,组成各种优异基因重组体。它在改良主要由加性基因控制的目标性状方面有突出效果,通过选择,较易获得高产、多抗、综合性状好的新品种、新类型。国内外小麦育种家很早就希望在小麦育种中应用轮回选择的方法进行群体改良,以提高育种效率和水平,但因缺乏适合的材料而无法付诸实施。太谷核不育小麦后代有一半靠异交结实的不育株和一半靠自交结实的可育株,前者有利于基因重组,后者便于基因稳定纯合,是进行轮回选择的好材料。但小麦开展轮回选择是没有先例的,有关轮回选择的程序,特别是在轮选组群时,亲本的选配、投放的数目,轮选方法,群体规模以及选择强度等都处于摸索和设想阶段,故一开始对这个问题,我们曾走过一段弯路。通过几年来     

宁夏矮败小麦的利用研究

矮败小麦是具有矮秆基因标记的太谷核不育小麦,利用矮败小麦进行轮回选择,是一种高效的小麦群体改良方法。通过对矮败小麦的引进、研究与利用,结合宁夏小麦育种的特点,先后创建了高产、优质、早熟、抗旱等4个轮回群体,从中选育了一批优秀的后代材料和亲本创新材料。     

小麦Tal轮回--交替选择育种技术及应用

利用Ta1显性雄性核不育基因 ,创立了Ta1轮回—交替选择育种技术。通过多个优异亲本的复合杂交组建轮回选择群体 ,经C4～ 6代的轮回选择以及轮选后代的逆境与非逆境环境的交替选择 ,使基因广泛交流和重组 ,实现了主效基因的有效结合和微效基因的相互累加。产生了丰富多样的基因型 ,育成了一批遗传基础丰富 ,背景广阔 ,具有多抗、节水、高产稳产特性的小麦新品种和苗头品系 ,为抗逆性小麦育种开辟了新路。     

耗散结构理论与矮败小麦高效育种技术体系

在介绍耗散结构理论并以此为依据分析了矮败小麦育种体系的耗散结构特征的基础上,提出了提高矮败小麦高效育种效率的途径：科学构建原始群保证系统远离平衡态;引入新种质,保持体系的开放性;保证有益基因的引入,增加负熵流是群体改良的关键。最后从育种规划学角度提出建议：矮败小麦轮回选择育种技术的深化和组装;矮败小麦轮轮回选择技术的区域布局与推广。     

小麦育种新方法——灰色轮回群体改良

将灰色育种方法与矮败群体改良方法相结合,提出了小麦灰色轮回群体改良方法。主要包括制定育种目标,进行亲本分类,构筑基础群体,组建轮选群体,建造改良群体,筛选优良品种,合理布局品种,以及良种良法配套。     

矮败小麦轮回双向交替选择育种技术研究

为育成适合沧州地区生产的小麦突破性品种,利用矮败材料和优异抗旱耐盐亲本材料,建立盐碱圃和优良圃的双向交替选择,从而构建轮回选择群体,创新了矮败小麦轮回双向交替选择育种技术,实现了品种大量聚集有效的主效基因和微效基因,使之充分重组累加,产生更多遗传变异。利用自然选择的方法加大逆境选择压力,培育品种的多抗性,并通过人工选择和自然选择的方法选择培育出不同类型区的品种,培育出了沧核036等小麦品种,是一种行之有效的育种方法。     

矮败小麦研究进展及其在新疆的应用

矮败小麦是矮秆基因标记的太谷核不育小麦,是理想的群体改良工具,在种质资源创新方面具有很大的应用前景.矮败小麦育成后,经过中国农科院等科研单位多年的研究与摸索,逐步建立起一套科学、方便、实用的矮败小麦轮回选择技术体系,并在品种选育、种质创新、矮败小麦遗传特性转移、生理生化等方面取得了很大的进展.1989年新疆农科院粮作所引进矮败小麦后,根据新疆南北地区不同的生态环境和育种目标,建立起6个矮败冬小麦改良群体,并获得了一批综合性状较好的稳定品系及具有特殊遗传背景的特异中间材料.     

新疆利用矮败小麦创造特异种质资源研究进展

近几年,矮败小麦轮回选择育种技术已广泛应用于全国小麦育种领域,并取得显著成效,这一中国特有的小麦育种工具今后将对我国的小麦育种产生较为深远的影响。主要介绍了新疆农科院粮作所在对该项技引进、消化后,根据新疆实际生产需要,建立了四个矮败小麦轮回选择改良群体,并从中筛选、创制出一批特异种质和新品系,丰富新疆小麦种质资源。     

矮败小麦在西藏的进展及应用研究

矮败小麦是矮秆基因标记的太谷核不育小麦,是理想的群体改良工具,在种质资源创新方面具有很大的应用前景。矮败小麦育成后,经过中国农科院等科研单位多年的研究与摸索,逐步建立起一套科学、方便、实用的矮败小麦轮回选择技术体系,并在品种选育、种质创新、矮败小麦遗传特性转移、生理生化等方面取得了很大的进展。2005年西藏农科院农业所引进矮败小麦后,根据西藏不同的生态环境和育种目标,建立起3个矮败冬小麦改良群体,并获得了一批综合性状较好的稳定品系及具有特殊遗传背景的特异中间材料。     

中国小麦品种品质评价体系建立与分子改良技术研究

中国小麦品种品质评价体系建立与分子改良技术研究主要进展包括4个方面，（1）从食品品质-性状-蛋白质-DNA四个层次对中国230份小麦品种的6类49个品质性状进行深入系统研究，建立了中国小麦品种品质评价体系；建立了中国面条标准化实验制作与评价方法，明确了选种指标，建立并验证其分子标记选择体系，还优化并完善面包、北方馒头和饼干的评价方法与选种指标；（2）创立高分子量谷蛋白亚基酸性毛细管电泳（A-CE）与高低分子量谷蛋白亚基质谱（MS）鉴定方法；发现了与面筋强度直接相关的水溶性蛋白WS-6；改进SDS-PAGE方法，明确了面包和面条对亚基组成的要求。筛选出Glu-B1和Glu-D3位点8个亚基的STS标记，明确了Glu-D3位点亚基与基因的关系；在小麦近缘种中鉴定了15个新亚基，丰富了品质改良的候选基因资源；（3）阐明了从农家种、历史改良品种到目前主栽品种的籽粒硬度演变规律和等位变异特点，发现7个新等位基因，修正硬度形成的分子理论；（4）制定全国小麦品质区划方案，为全国品质育种提供了3批亲本。为了更好推动中国小麦品质改良工作的发展，建议加强4个方面的工作。     

国审小麦新品种晋太170的选育实践与体会

晋太170是我国为数极少的通过国家审定、省级审定、跨区审定的小麦新品种,在产量、品质、抗病性、适应性等方面均有良好的表现。培育过程中采用了:①不断充实、提高基因库整体水平,引进分子生物学鉴定分析技术,聚合高产和优质基因,为提高选配杂交组合效率提供科学依据;②同一地点创造不同生境条件、不同生态条件多点鉴定的技术,促进人工选择与自然选择的统一,提高了选择效率;③坚持综合性状协调统一的观点。这些对提高小麦育种水平和效率均具有启示作用。     

果树辐射诱变育种研究进展

继实生选种和杂交育种后,辐射诱变育种也成为创造果树新种质的一个有效途径。通过辐射诱变,大大提高了果树基因突变频率,而且可以产生小量突变,获得常规育种难以获得的新种质。开展果树辐射诱变育种几十年来,国内外已经创造出许多的具有优良生物学性状和经济性状的果树新种质,辐射材料、诱变剂和诱变方法不断得到补充和改良,短枝型变异、早熟变异、抗性变异、无籽变异等辐射效应的研究也在逐渐深入地开展起来。同时,笔者认为果树辐射诱变育种与常规杂交育种、果树离体培养相结合是其今后发展的方向,辐射诱变育种和单倍体育种相结合在农作物育种上有诸多成功的例子,为其在果树育种上的应用也提供了有益的借鉴。     

广适性小麦品种选育探讨

根据中国小麦生产实际,对黄淮和北部冬麦区品种的广适性进行了概念界定。在广适性的育种目标方面进行了探索讨论,确定了以光敏性、结实性、抗病性等为主要特征的育种目标。提出了传统技术与现代分子育种相结合的渐进式改良育种策略     

粗山羊草在小麦遗传育种中的应用研究进展

小麦是世界上第二大粮食作物,对我国粮食供给起到举足轻重的作用。但目前高产、抗病及抗逆性强的小麦品种较少,使小麦的生产受到一定制约。挖掘优异遗传资源,培育高产、优质、抗逆性强的小麦品种是小麦育种的重要任务。粗山羊草是小麦D基因组的供体,蕴含着大量抗病、抗虫、抗逆和改良小麦品质的基因。为挖掘其优异基因用于小麦育种,丰富小麦的遗传资源,对小麦育种工作起到推动或借鉴作用,对粗山羊草在分子水平和抗病、抗虫、抗逆方面的研究进展进行综述,介绍了在储藏蛋白方面的研究情况,以及粗山羊草在小麦育种上的应用。     

黑麦优良基因在小麦育种中的应用

黑麦属蕴藏着许多对改良小麦有用的基因资源,将黑麦的优良基因导入小麦不仅可以拓宽小麦的遗传基础,而且可以有效改良小麦的产量、品质、抗性及适应性等性状。为了了解目前黑麦在小麦遗传育种中的研究现状,本文从黑麦基因导入小麦的途径、黑麦基因资源在小麦中的鉴定以及黑麦基因资源在小麦中的应用前景三方面总结论述了黑麦优良基因在小麦育种中的应用,以期促进黑麦优良基因向小麦中转移,深入开拓和利用黑麦基因资源。     

小麦耐高温特性的生理机制与基因挖掘研究进展

高温是小麦生产上经常发生的一种非生物逆境，严重影响小麦产量和品质形成。研究小麦耐高温的生理机制，挖掘小麦耐高温基因一直是国内外研究的重点和热点。文章总结了高温对小麦光合作用、细胞膜稳定性、渗透调节物质含量、活性氧清除系统活性、叶绿素合成等生理性状的影响；归纳了已定位的耐高温相关性状QTL，包括穗数、穗粒数、千粒重等产量相关性状，可溶性糖含量、冠层温度、叶绿素含量、叶绿素荧光参数等生理相关性状；概括了已发现可提高小麦耐高温特性的基因，主要为小麦耐高温相关转录因子。针对目前小麦耐高温功能基因研究相对滞后的现状，提出今后应加强耐高温小麦新材料创制和耐高温表型精准鉴定技术体系构建研究，为耐高温基因挖掘与新品种培育提供坚实的材料与技术支撑；以六倍体小麦参考基因组序列释放为契机，加快小麦耐高温基因克隆进程，为耐高温小麦新品种培育提供基因资源；加强基因编辑与转基因技术在小麦耐高温育种中应用，实现对小麦耐高温特性的精准定向改良。     

“西峰号”小麦品种的选育及持续旱作育种途径探讨

50多年来,陇东地区共培育和推广了127个优良冬小麦新品种,实现了六次小麦品种更新换代。育成的主要品种遗传基础包含了地方品种白齐麦、山西小白麦,碧蚂4号、农大183以及国外种质钱交麦、新乌克兰83、苏联早熟1号、早洋麦三大基因群。产量持续提高,90年代比80年代产量提高了19.98%,比50年代提高了55.27%;单位面积有效穗数是陇东地区冬小麦产量三要素的主导因素;穗粒数的变化趋势和成穗数基本一致;千粒重不断提高,近期比90年代产量提高了14.78%,比50年代提高了57.14%;收获系数的提高是不同年代冬小麦新品种产量提高的主要来源。加强旱作种质资源的评判、筛选和创造是提高持续旱作育种效率的关键。     

小麦抗条锈病染色体异源易位系的选育

利用小麦品种Jubilar作为受体 ,黑麦自交系L15 5为供体 ,培育了 1个抗条锈病 ,叶锈病和白粉病的小麦异源易位系A1882。使用C -带技术证明 ,这个易位系含有 1RS/ 1BL易位染色体。研究表明 ,与其它的 1RS/ 1BL易位系相比 ,本研究创制的这个 1RS/ 1BL易位染色体含有不同抗病基因。用这个异源易位系与高产品种杂交 ,并利用易位染色体作标记辅助选择 ,培育了抗小麦条锈病兼抗白粉病材料R14- 12、R14- 2 2和R16 5 - 2。经接种鉴定 ,这些品系对小麦条锈菌条中 30号和 31号生理小种免疫 ,抗叶锈病并中抗白粉病。这 3份材料的农艺性状较好 ,抗病性稳定 ,容易在小麦育种中应用。本研究证明 ,通过初级易位系与优良品系的杂交和选择 ,把异源易位染色体放在协调的小麦遗传背景上 ,是在小麦育种中克服易位染色体不良作用的有效方法