小麦穗粒数的染色体效应研究

选择穗粒数少的多少穗品系“10阿”为被测材料,“中国春”和“阿勃”两套单体系列为测验系,对穗粒数的染色体效应进行了研究。结果表明,被测材料穗粒数少系受6A、1B、4B、6B、2D,4D和4A或5A染色体上的不完全显性基因所控制。其中,1B和2D染色体上的基因表现为强效,其余染色体上的基因表现为弱效。据前人研究和本试验结果分析认为,被测系的1B、6B和4D染色体上可能具有控制穗粒数的新基因。     

巨穗小麦种质小穗数的染色体定位研究

巨穗小麦新种质材料是一具有茎秆粗壮、叶片短宽直立、穗大、粒大、结实率高等特点的种质资源。应用单体分析和双端体分析方法对"241"材料进行遗传学研究,结果表明,小麦新种质材料"241"的3A、1B、2B和6B染色体上具有控制小穗数的隐性基因,其中3A、1B和2B染色体上的基因表现为强效,6B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小穗数的基因定位到3AS、1BL和6BS上,其中3AS、6BS上可能具有控制"241"小穗数的新基因。控制"241"穗粒数和控制小穗数的基因可能存在一定的连锁关系。     

小麦籽粒超氧化物歧化酶（SOD）活性全基因组关联分析

【目的】小麦籽粒超氧化物歧化酶活性对小麦面粉色泽和营养品质具有重要影响,挖掘与小麦籽粒超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）活性显著关联位点及候选基因,为揭示小麦籽粒SOD活性的遗传机理和小麦面粉色泽的遗传改良奠定基础。【方法】采用氮蓝四唑（nitro-blue tetrazolium,NBT）光化还原法对3个环境下种植的212份普通小麦品种（系）进行SOD活性检测,结合90K SNP芯片的16 705个高质量SNP标记对小麦籽粒SOD活性进行全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）,并对稳定遗传的显著关联位点进行候选基因的挖掘。【结果】不同环境下,各小麦品种（系）间的SOD活性表现出丰富的表型变异,变异系数为4.34%—5.23%,相关系数介于0.60—0.90（P<0.001）。多态性信息含量（polymorphic information content,PIC）为0.24—0.29。全基因组连锁不平衡（linkage disequilibrium,LD）衰减距离为7 Mb。群体结构分析表明,供试材料可分为3个亚群。GWAS分析结果显示,共检测到29个与SOD活性显著关联位点（P≤0.001）,分布在1A、1B、2A、2B、2D、3B、3D、4B、4D、5A、5B、5D、6A、6B、6D和7B染色体上,单个位点可解释5.47%—32.43%的表型变异,其中14个位点在2个及以上环境下均被检测到。9个显著关联位点在3个环境下被同时检测到,分布于1B、2B、4B、5A、5B、6B和6D染色体,贡献率为6.21%—16.62%。对稳定遗传的显著关联位点进行候选基因的挖掘,共挖掘TraesCS2B01G567600、TraesCS3D01G069900、TraesCS3D01G070200、TraesCS5B01G525700、TraesCS5B01G373700、TraesCS6A01G021400和TraesCS6D01G431500等7个SOD基因和TraesCS5A01G263500、TraesCS6B01G707800等2个与SOD活性相关的候选基因,候选基因的功能主要与抑制细胞活性氧积累及参与抗氧化剂再生过程有关。【结论】检测到与小麦籽粒SOD活性显著关联的29个SNP位点,共筛选出7个SOD基因和2个与SOD活性有关的候选基因。     

基于SNP标记的小麦籽粒性状全基因组关联分析

【目的】籽粒性状是影响小麦产量的重要因素,通过对小麦籽粒性状进行全基因组关联分析,发掘控制小麦籽粒性状显著位点,为小麦籽粒性状的遗传改良研究提供理论参考。【方法】以在新疆种植的121份小麦为材料,利用小麦50K SNP芯片,对粒长、粒宽、籽粒长宽比、籽粒面积、籽粒周长和千粒重6个性状进行基于混合线性模型MLM（Q+K）的全基因组关联分析。【结果】在不同环境间6个籽粒性状均表现出广泛的表型变异,其中千粒重变异系数最大为13.91%—17.79%,各籽粒性状遗传力为0.85—0.90。多态性信息含量PIC值为0.09—0.38,最小等位基因频率MAF值为0.05—0.50。群体结构分析表明,试验所用自然群体可分为4个亚群。GWAS结果表明,共检测到592个与6个性状显著关联位点（P<0.001）,其中,涉及6个性状的29个SNP在2个及以上的环境中被重复检测到,分布于1A（5）、1B（2）、1D、2A（5）、3B、5A、5D、6B（4）、6D、7B和7D（7）染色体上,解释9.3%—22.7%的表型变异。检测到6个与粒长稳定的关联位点,分布在1A、2A和7D染色体上,解释9.9%—22.7%的表型变异;检测到2个与粒宽稳定的关联位点,分布在3B和5D染色体上,解释9.6%—12.2%的表型变异;检测到6个与籽粒长宽比稳定的关联位点,分布在2A（2）、5A、7B和7D（2）染色体上,解释10.1%—19.4%的表型变异;检测到3个与籽粒面积稳定的关联位点,分布在1A、1B和1D染色体上,解释9.9%—18.2%的表型变异;检测到6个与籽粒周长稳定的关联位点,分布在1A（2）、2A、6D和7D（2）染色体上,解释9.3%—22.6%的表型变异;检测到6个与千粒重稳定的关联位点,分布在1B、2A和6B染色体上,解释9.7%—12.9%的表型变异。挖掘到5个控制小麦籽粒性状一因多效显著关联位点,分布在1A、2A（2）和7D（2）染色体上,解释9.9%—22.7%的表型变异。【结论】本研究材料遗传多样性丰富,在自然群体中共发现29个与6个籽粒性状在2个及以上环境中稳定显著的关联位点。     

提高小麦T型雄性不育恢复基因Rf6雄配子的传递率

小伞山羊草 6U染色体与小麦 6A染色体易位系“2 114”(T6AL 6AS 6U)对T型雄性不育具有较高的恢复力 ,其恢复基因已被定名为Rf6。Rf6基因通过雌配子的传递率正常 ,而通过雄配子的传递率仅为 30 8% ,个中原因是外源的 6U染色体片段过长。柱穗山羊草杀配子染色体在小麦核背景中能够引起染色体断裂 ,产生缺失、易位等结构变异。鉴此 ,将 2 114与“中国春”小麦柱穗山羊草杀配子染色体二体添加系回交 ,从后代中选择到了可育株比例较高的株系。将这些株系与T型不育系测交 ,调查TCF2 群体育性分离表现 ,结果表明这些株系育性遗传表现不同于 2 114。“140 45”、“14136”两个F3 株系各含有 1对Rf6基因 ,其雄配子传递率正常 ,并且保持了 2 114原有的恢复力 ;而“140 2 0”、“140 44”和“140 88”3个F3 株系各含有两对Rf6基因 ,其中 140 2 0和 140 88两个F3 株系的第二对Rf6基因恢复力较低。产生变异的原因 ,可能与杀配子染色体引起外源染色体片段结构变异有关     

四倍体小麦产量相关性状QTL的定位与分析

利用来自以色列Gitit的野生二粒小麦(编号:G18-16)与来自欧洲的四倍体栽培小麦Langdon(Ldn)杂交构建的重组自交系F6代152个家系,种植于黔中,进行了主穗重、主穗籽粒重、千粒重、籽粒长、宽和厚等数量性状基因位点(QTL)分析,共检测到16个与产量性状相关的QTL,LOD值为2.1~4.4,贡献率为7.4~39.4%。QTL在染色体上的分布分别为:1B染色体上有两个与主穗重有关;5A和7B上各有一个与主穗籽粒重有关;1A和4B上各有一个与千粒重有关;2A、3A、4B和5A上共有五个与籽粒长有关;5A和7A上三个与籽粒宽有关;5A上两个与籽粒厚有关。获得的QTL可用于分子辅助育种改良现代栽培小麦。     

调控小麦苗期性状基因的染色体定位

为了进一步定位调控小麦苗期性状的基因,以中国春-埃及红染色体代换系为试验材料,采用盆栽方法对调控小麦苗期性状的基因进行染色体定位。结果表明:埃及红1A和5D染色体上携带正向调控分蘖数(TN)的基因,1B、4B、1D染色体上携带正向调控地上部干质量(SDW)的基因,7B和5D染色体上携带正向调控最长根长(MRL)的基因,1A和2A染色体上携带负向调控MRL的基因,1B染色体上携带正向调控根系干质量(RDW)、总干质量(TDW)的基因,2A和3B染色体上携带负向调控TDW的基因。1B染色体上检测到的调控RDW的位点、2A和5D染色体上检测到的调控MRL的位点、2A染色体上检测到的调控TDW的位点均是新发现的基因位点。     

小麦单体系用于抗锈基因定位的研究

用引自南斯拉夫的冬小麦品种诺维萨特早熟1号(Novosadska Rana 1)单体系测定了若干冬小麦品种抗锈基因的所在染色体。确定绿7蚰对条中25号小种的显性抗性基因位于2B 染色体上;Yantar 对叶中3号小种的抗性是由两个显性互补基因控制的,分别位于5A 和1D染色体上;农大233对条中29号小种的显性抗性基因位于3B 染色体上;C39抗条中29号小种的隐性基因位于7B 染色体上;Fr84-8对条中29号小种的抗性是由2个隐性互作基因控制的,分别位于2A 和3A 染色体上。此外还用诺维萨特早熟1号单体系测定出农大233,Fr84-8等品系的有芒基因均位于5A 染色体上,抑制斯卑尔脱(spelta)穗型的基因也在5A 染色体上。冬小麦诺维萨特早熟1号单体系是在我国华北地区进行基因定位研究的良好材料。     

小麦株高相关性状的QTL分析

为探索小麦株高及其相关构成性状的遗传基础,以小麦品系"0911-46"与品系"42"杂交获得的F2及其衍生F2∶3群体为材料,应用SSR标记构建连锁图谱,在杨凌和乾县2种环境条件下对株高、穗下节长、基部第Ⅰ节长、基部第Ⅱ节长进行QTL定位研究。结果表明:所构建的连锁遗传图谱覆盖小麦全基因组的1 423.54cM,标记间的平均遗传距离为8.09cM。共检测到47个QTLs,涉及小麦1A、1D、2A、2B、2D、3A、4B、4D、5A、5B、5D、6B、6D、7A、7B、7D染色体。其中,有16个株高QTL,15个穗下节长QTL,8个基部第Ⅰ节长QTL,8个基部第Ⅱ节长QTL,单个QTL可解释0.29%~63.42%的表型变异。4D染色体上Xwmc473-Xwmc285标记区间内距Xwmc473标记2.07cM处,在F2和F2∶3的2种环境中都能检测到株高QTL,表现出世代间和环境稳定性。此外,在该标记区间还能同时检测到分别控制株高、穗下节长、基部第Ⅰ节长、基部第Ⅱ节长的QTL,表明这一标记区间是一个株高及其构成性状QTL富集区。     

糯高梁主要数量性状的遗传分析

本文估算了4×5不完全双列杂交组成的20个 F1糯性杂种7个性状的配合力、遗传力及优势表现。结果表明:穗柄长、穗粒数、穗粒重、千粒重均表现正向超亲优势,而其余性状以正向超亲优势为主;各性状的配合力效应不同,同一性状不同亲本的一般配合力效应也各异,单株产量特殊配合力的高低取决于穗粒数和千粒重特殊配合力效应的协调;穗柄长的加性和非加性效应同等重要,株高、穗长、一级分枝数、穗粒数和千粒重主要受加性基因效应控制,穗粒重以非加性基因效应为主;狭义遗传力顺序为:穗长>株高>一级分枝数>千粒重>穗粒数>穗柄长>穗粒重。     

植物内源激素对小麦多小穗的调控探讨

以导入黑麦异源基因创制的小麦多小穗品系１０－Ａ及其改良系为供试材料,在幼穗分化的伸长期、单棱期、二棱期、小花分化期、雌雄蕊分化期分别测定了赤霉素（ＧＡ３）、生长素（ＩＡＡ）、玉米素（ＺＴ）和脱落酸（ＡＢＡ）等四种内源激素。对不同时期内源激素与小穗数目间的相关程度进行了分析,结果表明：在小穗形成过程中,ＧＡ和ＩＡＡ的绝对含量与小麦小穗数目有关,而ＺＴ和ＡＢＡ绝对含量与小穗数目之间的相关不显著;但在顶小穗形成之前,ＺＴ／ＩＡＡ与小穗数目之间具有极显著的正相关。据此认为,ＧＡ、ＩＡＡ、ＺＴ和ＡＢＡ均参与了对小穗数目的调控,其中ＺＴ／ＩＡＡ值对小穗数目的调控作用尤为重要。     

几个水稻同核异质雄性不育系育性遗传的比较研究

本文分别以花粉可育率和田间结实率为指标，采用保持系（ｐ１）×恢复系（ｐ２）杂交组合的六个群体及Ｐ１、Ｐ２、Ｆ１、Ｆ２、Ｂ１（Ｆ１×ｐ１）和Ｂ２（Ｆ１×ｐ２），分别与不育系测交的方法，对三个同核异质雄性不育系的育性遗传进行了分析和比较，其结果表明：（１）恢复系为古２２３时，以花粉可育率和田间结实率为指标，Ｄ汕Ａ、Ｇ汕Ａ和Ｗ汕Ａ三个不育系的雄性不育及其育性恢复均受两对独立主效基因的控制；（２）恢复系为ＩＲ２４时，以花粉可育率为指标，Ｄ汕Ａ和Ｗ汕Ａ雄性不育及其育性恢复均受三对主效基因的控制，其中一对独立，两对连锁，交换值为２５％；而Ｇ汕Ａ的雄性不育及其育性恢复仍受控于两对独立主效基因。以田间结实率为指标，该三个不育系的雄性不育及其育性恢复均受两对独立主效基因的控制。     

The Value of Different GA Insensitive Rht Dwarfing Genes in Winter Wheat Breeding

The value of different dwarfing genes in winter wheat breeding was studied using 6 nearisogenic lines carrying different Rht dwarfing genes over three years experiment.Results showed that both the Rhtl and Rht2 semi-dwarfing genes had significantly positive effects on kernel number and grain weight per spike, and had significantly negative effects on 1 000-grain weight comparing to the tall line(rht) and the Rht3 line.The Rht3 dwarfing gene had a significantly negative effect on kernel number per spike,and had positive effect on 1 000-grain weight. The combination of the Rht2 and Rht3 gene showed significantly negative effect on yield components. All of these 5 dwarfing or semidwarfing genotypes mentioned above had a significantly negative effect on plant height and no significant effect on the area of flag leaf, spikelets per spike and spike length.     

小麦异源(黑麦)重组系酯酶同工酶分析

本文以导入黑麦异源基因的多小穗小麦新材料１０－Ａ,组配的三交组合１０－Ａ／８８－１６４３／／川育１２号后代中选育的７１个重组系及其亲本为供试材料,取幼穗进行了酯酶同工酶分析。结果表明,重组系的酯酶同工酶带多态性很高。根据酶带,可分重组系为１０－Ａ型、８８－１６４３型和重组型三种类型,未出现川育１２号类型。Ｅ６酶带的差异可以反映抽穗期和小穗数的差异,Ｅ９酶带的差异可以反映穗粒数和千粒重的差异,可将这两条带作为主要育种目标性状选育的特征带。文中还对小麦异源（黑麦）重组系同工酶谱的多态性以及三个亲本与黑麦酶带的关系进行了分析。     

玉米杂交种主要农艺性状对产量稳定性影响的分析

根据 2年的华北夏玉米区域试验材料 ,应用回归系数和性状相关的方法 ,研究了玉米杂交种 7个农艺性状对其籽粒产量稳定性的影响。结果表明 ,大部分农艺性状与杂交种稳产性呈负相关 ,以穗行数和千粒重的影响最大 ,穗位高、穗长、株高和穗粒数的影响较小。在育种实践中 ,可加强对稳产性影响小而对籽粒产量影响大的性状进行选择 ,适当降低穗位高 ,增加穗粒数 ,有利于提高玉米杂交种产量的稳定性。     

茉莉酸甲酯诱导的小麦白粉病抗性与9个抗病相关基因表达间的关系

[目的]为了明确茉莉酸对小麦白粉病抗性的诱导作用和对抗病相关基因的激活作用,以及抗病性变化与基因表达变化之间的相关性,探索小麦抗白粉病分子机理。[方法]以田间表现不同的代表性感白粉病小麦品种＂中国春＂、＂濮麦9号＂和＂周麦18＂为材料,用茉莉酸甲酯（methyljasmonate,MeJA）处理小麦幼苗叶片进行诱导,通过离体叶段培养法接种白粉菌（Blumeria graminis f.sp.tritici,Bgt）进行抗性鉴定;用实时定量PCR技术检测叶片中PR1（PR1.1）、PR2（β,1-3葡聚糖苷酶）、PR3（几丁质酶）、PR4、PR5（类甜蛋白）、PR9（TaPERO,过氧化物酶）、PR10、TaGLP2a（类胚素蛋白）和Ta-JA2（茉莉酸甲酯诱导蛋白）基因的表达变化。[结果]MeJA处理可以显著提高＂中国春＂、＂濮麦9号＂和＂周麦18＂对白粉菌的抗性水平。诱导抗性可以从MeJA处理后12～96h检测到,24h达到峰值。虽然存在一定差异,但MeJA对3个品种中除TaGLP2a外的8个抗病相关基因的表达有显著激活作用,在处理12、24或48h后达到峰值。MeJA对PR9和PR1的诱导作用最强,可达100倍,对PR2、PR4、PR5、PR3、PR10和Ta-JA2的诱导作用强,可达10-70倍;对TaGLP2a没有明显作用。茉莉酸诱导的抗病性提高与8个抗病相关基因的表达增强呈正相关。[结论]茉莉酸诱导的抗病性增强与抗病相关基因的表达增强呈正相关,茉莉酸信号传导途径在小麦抗白粉病反应中起作用,对这一途径的调控可提高小麦的白粉病抗性。     

播期效应对武陵山区地方玉米品种经济性状配合力的影响

从武陵山区玉米地方品种中选取10个有代表性的纯系品种,按完全双列杂交组配45个杂交组合,研究播期效应对穗长、秃尖长、穗行数、行粒数、穗重、穗粒重和百粒重7个经济性状配合力的影响。结果表明,地方玉米品种7个经济性状的基因型均方均达显著或极显著水平;除秃尖长和穗行数外,其余经济性状配合力与播期互作均不显著;播期对经济性状的配合力影响极小,一般配合力的稳定性大于特殊配合力,配合力的利用不存在播期差异的影响。     

春大麦亲本数量性状的双列杂交分析

按Griffing方法Ⅱ分别对8个六棱大麦亲本和5个二棱亲本进行了双列杂交分析。比较了各亲本产量、千粒重、株高、单株有效分蘖数、穗长、每穗粒数、每穗粒重,抽穗期的一般配合力效应。绝大多数性状为加性基因和非加性基因共同起作用。广义遗传力以株高,抽穗期为最高。狭义遗传力六棱品种从大到小依次为株高、穗粒重、穗粒数、抽穗期、穗长、千粒重、分蘗、产量,二棱品种依次为穗长、穗粒数,株高、抽穗期、产量,分蘗。     

一种节节麦高分子量麦谷蛋白与小麦同源蛋白氨基酸序列的比较

对节节麦的一种y类高分子量麦谷蛋白基因进行了序列测定和比较。结果显示,该亚基与小麦A、B和D和节节麦D染色体编码的y型亚基的全蛋白氨基酸残基数目均不一致。6个y型基因的信号肽、N-端和C-端氨基酸残基数目均一致,但有个别氨基酸的替换。而重复区氨基酸残基数目均不一致,主要由于重复单元六肽和九肽的数目不等。在目前已知的D基因组编码的y型亚基中,Dy13t的重复区是最短的,它比Dy10少4个九肽,比Dy12少4个九肽,2个六肽,比Dy12t少4个九肽。由N-Calign序列所作的聚类分析将这6个y型亚基分为3支,A、B和D基因组编码的亚基各占一支。来源于D基因组的4个基因的一支,又可将来源于节节麦和小麦D基因组的2个基因分别聚类在一起。