小麦穗发芽抗性的4个分子标记有效性检验

为筛选出适宜黄淮麦区和长江中下游麦区种植的抗穗发芽白粒小麦品种或种质资源,以36份黄淮麦区和长江中下游麦区的主要品种（系）及地方品种为研究对象,对已报道的4个与穗发芽抗性相关的分子标记：Vp1B3、Xgwm155、Xgwm269和Xbarc170进行有效性验证。测定参试材料种子萌发指数（GI）,并用上述4种标记进行PCR扩增,对扩增条带进行统计分析。结果表明,GI值显示,红粒品种（GI均值为5.1%）明显较白粒品种（GI均值为28.0%）低;4种标记扩增出的带型中仅Vp1B3的845 bp片段能有效地区分36份小麦品种(系);GI值筛选出6份抗穗发芽品种（系）中,其中3份为Vp1B3标记鉴定,可作为黄淮麦区和长江中下游麦区小麦穗发芽抗性育种中首选基因资源。     

分子标记Tamyb10D和TaDFR-B的有效性验证及对小麦抗穗发芽基因型的筛选

为了比较与小麦穗发芽抗性相关分子标记的有效性以及在白粒小麦品种中筛选出抗穗发芽的基因型材料,选择已报道的2个与穗发芽抗性相关的标记Tamyb10D和Ta DFR-B,对2套白粒小麦试材(78,103份)的穗发芽抗性进行综合筛选。结果表明:标记Tamyb10D可有效地用于白粒小麦穗发芽抗性筛选,而标记Ta DFR-B不适用于白粒小麦品种(系)材料的穗发芽抗性筛选的鉴定。通过分子标记Tamyb10D的筛选结果和发芽指数的评价,结合以前用分子标记Vp1B3的检测结果,在103份试材中筛选出5份具有高抗穗发芽基因型材料(GI10%),分别是:阆中白麦子、万县白麦子、陪陵须须白麦、川362和小白玉花,其单倍型分别是:Tamyb10D/Vp-1Bb、Tamyb10D/Vp-1Bb、Tamyb10D/Vp-1Bb、Tamyb10D/Vp-1Bb、Tamyb10D/Vp-1Bc;在另外一套(78份)试材中筛选出10份具高抗有穗发芽基因型材料(GI10%),分别为西农6028、克群、百农3217、开封124、郑州742、西昌5762、小偃5号、克壮、许跃6号和武农99,其单倍型均为Tamyb10D/Vp-1Bc。     

穗发芽抗性STS标记Vp1B3在中国小麦微核心种质中的检测

小麦在临近收获前发生穗发芽,不仅劣化小麦加工品质,而且降低小麦产量。提高小麦穗发芽抗性水平是小麦育种工作的重要目标之一。本实验以258份中国小麦微核心种质为试材,利用已报道的小麦穗发芽抗性标记Vp1B3对其进行多态性检测,以了解该抗性标记在中国小麦微核心种质中的分布规律,寻找新的等位变异类型,并结合部分品种的发芽指数,分析不同等位变异类型与穗发芽抗性之间的关系。结果表明：检测的258份供试材料中,a带型（13．9％）、c带型（41．1％）和e带型（34．5％）等3种带型为主要扩增带型,占总变异类型的89．5％;b、d、f带型为本研究所发现的新的等位变异类型,占总变异类型的2．4％。此外,杂合带型以及无扩增产物的分别占总变异类型的3．5％和4．6％。对选取的部分穗发芽抗性不同的材料进行统计分析,结果显示,c带型品种的发芽指数（GI,47．9％）明显高于a带型（GI,22．6％）和e带型（GI,24.3％）的品种,但c带型的品种中也存在GI值较低的高抗穗发芽品种,而a带型和e带型的品种中同时也出现了GI值较高的感穗发芽品种,说明小麦穗发芽的遗传机制比较复杂,其抗性不仅仅受Vp1B3基因控制,而是多种因素共同作用的结果。     

小麦新品系抗穗发芽特性研究

为了筛选抗穗发芽品系,利用Vp-1基因的STS标记Vp1B3检测了来自河南省新乡市的新麦系列小麦新品系112个,并于收获期进行了室内整穗发芽试验,结果表明,112个小麦品系中Vp-1Ba(感穗发芽)、Vp-1Bb(抗穗发芽)和Vp-1Bc(抗穗发芽)基因型的频率分别为60.71%,0.89%和38.39%,以Vp-1Ba基因型为主。Vp-1Ba基因型品系穗发芽率(24.42%)极显著高于Vp-1Bc基因型品系(16.55%)。同一亲本组合选育出的品系的穗发芽率有很大差异,但Vp-1基因类型基本一致。同一Vp-1类型品系间的穗发芽率有很大差异,故在使用Vp1B3标记时需要与整穗发芽法结合使用。     

西南地区87份小麦品种(系)穗发芽抗性的分子鉴定及筛选

小麦穗发芽使小麦的产量大幅度降低,严重影响小麦的加工品质,而西南麦区一直是小麦穗发芽的重发区。为了在历史小麦品种(系)中鉴定出抗穗发芽的种质材料,本研究以来自西南麦区的87份小麦主推品种及后备品系为研究材料,利用PM19、Vp1B3两种抗穗发芽候选基因进行分子标记,为抗穗发芽育种提供种质资源。结果表明,在87份小麦中有4份含有PM-19A1a基因,分别是科成4号、兴0217、蜀麦1763、SW 1747;有9份含有Vp-1Bb基因,分别是黔麦0504、16092、绵麦303、内麦366、川麦604、BL 5002、BL 6007、2017 P 4-2、SW 1747。     

黄淮麦区小麦抗穗发芽调查

通过对黄淮麦芍要小麦品种（系）的抗穗发芽性调查表明；黄淮麦区、无抗穗发芽品种，中等抗性品种（10%-40%）占8.2% ,而不抗穗发芽品种，田间穗发芽率在57.1%-98.3%之间，外引优质品系之中，抗穗发芽品种占18.7%，中抗的占12.5%，抗穗发芽问题应从品种选育着手，结合栽培技术及化学防治。     

四个小麦抗穗发芽分子抗性标记有效性的验证与评价

成熟期穗发芽是一种世界性灾害, 严重影响小麦品质和产量。本试验利用已报道的4个与穗发芽抗性相关的标记, 即STS标记MST101、STMS标记wmc104、QTL位点Xgwm155与Vp1B3, 结合穗发芽率分析,对95份中国小麦地方品种和历史品种的穗发芽抗性进行筛选, 旨在从中筛选出抗穗发芽品种, 并对这4个分子标记的有效性进行比较, 筛选出可用于种质资源筛选和分子标记辅助育种的高效分子标记。结果表明, Vp1B3和Xgwm155与穗发芽抗性相关, 而MST101和wmc104与穗发芽抗性无关。比较而言, Vp1B3更能有效地用于筛选穗发芽抗性品种, 但将Vp1B3和Xgwm155结合起来筛选抗穗发芽小麦品种, 会提高选择效率。     

我国小麦主推品种穗发芽抗性鉴定及相关分子标记的评价

为了培育抗穗发芽品种,对我国10个小麦主产省份的75个品种进行了穗发芽抗性鉴定,同时利用3个分子标记Vp1B3、Xbarc310和Barc294对上述品种进行了分子检测。结果表明,不同品种间穗发芽抗性存在明显差异。Vp1基因的等位变异与穗发芽抗性关系不密切,Vp1B3标记难以用于品种的穗发芽抗性筛选。主效QTL(QPhs-3AS)与种子休眠关系密切,Xbarc310和Barc294可作为穗发芽抗性选择的重要参考,且Barc294较Xbarc310的选择效果好。上述结果为抗穗发芽小麦品种的改良和推广提供了重要信息。     

中国小麦品种穗发芽抗性差异的研究

利用收获时种子发芽率和面粉降落值法，于2000—2002年2个小麦种植年度，研究了黄淮、北部、长江中下游、西南冬麦区和东北春麦区1950年以来的781个主要推广品种和新品系的穗发芽抗性。结果表明，小麦穗发芽抗性测定值在年度间极显著或显著正相关，不同年代小麦品种的穗发芽抗性差异较大。1990年以来育成品种的穗发芽抗性与20世纪80年代相近，但明显弱于50、60以及70年代。黄淮、西南和春小麦3个麦区种子发芽率低于2%的高抗品种数分别占各自麦区供试总数的1.7%、4.5%和5.7%，而长江中下游和北部2个冬麦区的种子发芽率都在10%以上；东北春麦区品种的抗性较强，种子发芽率平均为11.2%。利用等电聚焦电泳从发芽率和降落值均偏低的品种中鉴定出异源2号、蜀万24、蜀万761、陕160、孟县4号、京411、京9428、鉴26、燕大1817、农大45、衡水6404、晋麦5号、8号、鄂麦14和克辉等15个携带迟熟α-淀粉酶基因的品种，分布在5个不同麦区。对这些品种及其亲本进行SSR分子标记分析，发现有些与其亲缘关系密切的品种，却不携带迟熟α-淀粉酶基因。上述结果说明，该基因在我国五大小麦产区均有分布，但具该基因的品种数量少，占供试品种数的1.9%，通过育种程序容易选择出不携带该基因的小麦品种。     

红粒小麦Tamyb10单倍型检测及其与穗发芽抗性的关系

穗发芽是影响小麦品质和产量的重要因素之一,通常红粒小麦比白粒小麦具有较高的穗发芽抗性。转录因子Tamyb10是R-1基因的强候选基因,其表达与否和表达水平决定小麦籽粒颜色。为阐明Tamyb10单倍型与红粒小麦穗发芽抗性的关系,利用已开发的Tamyb10基因分子标记,检测119份来自不同麦区的红粒小麦材料,发现Tamyb10基因(Tamyb10-A1、Tamyb10-B1和Tamyb10-D1位点)可分成7类单倍型,分别是baa、aba、bba、aab、bab、abb和bbb。Tamyb10-D1对穗发芽抗性影响最大,Tamyb10-B1次之,Tamyb10-A1作用最小。Tamyb10单倍型没有明显的地域分布特点,但在东北春麦区,Tamyb10单倍型bbb与红粒品种的高穗发芽抗性相关。     

小麦多酚氧化酶基因Ppo-A1和Ppo-D1位点等位变异与穗发芽抗性的关系

Ppo-A1和Ppo-D1是控制小麦多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)活性的关键基因。有报道PPO活性与穗发芽抗性有关,但Ppo-A1和Ppo-D1位点不同等位变异对穗发芽抗性的影响尚不明确。本研究利用248份我国主栽小麦品种3年发芽指数,结合Ppo-A1和Ppo-D1位点等位变异分型结果,研究两个位点不同等位变异及其等位变异组合与穗发芽抗性的关系。结果表明,发芽指数主要受年份、Ppo-A1位点和Ppo-A1×Ppo-D1互作共同影响。在Ppo-A1位点,携带低PPO活性等位变异Ppo-A1b的小麦品种发芽指数显著低于携带高PPO活性等位变异Ppo-A1a的品种,平均发芽指数相差5.22%;相反,在Ppo-D1位点携带低PPO活性等位变异Ppo-D1a品种的发芽指数高于携带高PPO活性等位变异Ppo-D1b的品种,但差异不显著。在4种等位变异组合中, Ppo-A1bPpo-D1b组合类型品种的发芽指数最低。上述Ppo-A1位点等位变异与穗发芽抗性的关系在轮选13×济麦20 F2及F2:3分离群体中得到验证。PPO活性和Ppo-A1相对表达量均与发芽指数呈显著正...     

不同遗传背景小麦材料穗发芽差异评价

小麦成熟期穗发芽会严重影响子粒品质。利用我国黄淮南片西部推广的小麦品种衍生的白皮小麦基因型为材料,进行田间和室内的穗发芽比较试验。研究结果显示,含有山东省济麦系列血统的材料因成熟时种子休眠,以及穗部结构和种皮厚度等特征对抗穗发芽有利,其穗发芽抗性的田间表现较好;而含有河北省衡观35血统的材料,以及其他在河南省大面积推广的小麦材料,穗发芽问题比较严重。建议在穗发芽抗性育种中加强对亲本的抗穗发芽特性的选配。     

四川省小麦品种(系)穗发芽抗性评价

穗发芽严重影响小麦产量和品质,受到生长环境、种皮颜色和遗传基因的共同控制。由于四川地区在小麦收获季节容易出现高温高湿的气候条件,是小麦穗发芽的常发和重发区。依据材料的穗发芽抗性,有目的性地配制杂交组合选育抗性品种是控制小麦穗发芽的重要策略,而系统鉴定分析各优良品种及品系的穗发芽抗性是亲本选配的重要依据。本研究调查分析了242份2000年来四川省审定小麦品种及即将成为未来几年新品种的2017—2018 年四川省区试品系的田间穗发芽情况,发现分别有23(9.5%)和67 (27.7%)份材料具有强（穗发芽率低于5%）和高（穗发芽率介于5%~15%）的穗发芽抗性。这为穗发芽抗性育种亲本的选择提供了参考;并且发现穗发芽抗性在不同类型材料中存在差异：2000 年来审定品种＜区试普通小麦品系＜区试早播早熟小麦品系＜区试特殊用途小麦品系,穗发芽抗性在未来几年品种中将有所增强;种皮颜色对穗发芽抗性具有强烈影响,随着种皮颜色加深,穗发芽抗性越强,但仍发现3 份（‘川育26’、‘川辐9 号’、‘川辐17 号’）白皮小麦材料具有强的穗发芽抗性,为白皮小麦抗穗发芽育种提供参考。其次发现在四川环境下,早播可能会提高小麦品种的穗发芽抗性。     

黄淮麦区小麦新品系高分子量谷蛋白亚基的组成及结构变化分析

为了解高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成对小麦品质产生的影响,利用SDS-PAGE技术对黄淮麦区221份小麦新品系的HMW-GS组成进行鉴定,对其系谱来源进行分析,并比较近10年来黄淮麦区小麦品种(系)的HMW-GS结构变化。结果表明,黄淮麦区小麦新品系的杂交亲本来源较为单一,具有周8425B和豫麦2号血统的材料高达155个,占到全部供试材料的70.1%,以郑麦9023等小偃系列和济麦20等鲁麦系列为亲本的材料分别有34,40个,占全部供试材料的15.4%和18.1%。221份供试材料中共出现13种亚基及亚基组合,其中在Glu-A1位点,亚基1出现频率最高,占供试材料的58.8%,自2008年以来,亚基1的出现频率高于Null类型;在Glu-B1位点上,共出现7种亚基变异类型,出现频率较高的亚基组合是7+9和7+8,分别占供试材料的57.5%和30.3%,自2007年以来,7+9亚基组合类型的出现频率最高,优质强筋的17+18和13+16亚基组合的出现频率相对较低;在Glu-D1位点上,强筋亚基组合5+10占供试材料的15.4%,自2007年以来,5+10和2+12亚基组合的出现频率整体呈平行的趋势。本试验还检测出普通小麦品种中很少出现的5+12亚基组合,占供试材料的9.0%。     

小麦田间穗发芽的影响因素及防止对策

多年生产调查及研究表明，小麦穗发芽主要是气候因素、成熟度和品种特性共同作用的结果。小麦收获前遇连阴雨天气是诱发穗芽大发生的主要外部因素，而导致穗芽发生的内因是小麦籽粒的发芽能力。发芽能力主要与籽粒的成熟度及休眠特性有关，红皮小麦品种因其休眠期长，抗穗发芽能力强于白皮小麦品种；同时栽培措施对穗发芽也有一定影响。在目前人力不能控制天气和抗穗发芽白皮小麦品种缺乏的情况下，选用对穗发芽有较强抗性的红皮小麦品种、加强栽培管理是淮南麦区解决穗发芽问题的有效途径。     

小麦籽粒休眠Vp1-B1基因的等位变异检测与分离

Vp1基因是控制籽粒休眠性的重要基因之一,检测该基因的等位变异类型,可以进一步理解籽粒休眠以及穗发芽抗性的遗传控制机理.本文根据GenBank中小麦Vp1-B1基因序列设计特异引物检测我国小麦微核心种质以及地方品种和推广品种,结果表明,本研究除了发现已报道的3种等位变异类型,分别为Vp1-B1a、Vp1-B1b和Vp1-B1c,另外检测到一种新的变异类型,暂命名为Vp1-B1x.经改良的变性PAGE凝胶电泳检测以及序列比对分析表明,Vp1-B1x与Vp1-B1c基因的序列相似性最高,达99%;其在第3内含子区域发生"ATAT"4个碱基的插入以及4个SNP,但是该等位类型在所检测的品种中分布较少,其与籽粒休眠水平及穗发芽抗性之间的关系尚待进一步验证.     

白粒小麦抗穗发芽遗传育种的研究

收获前穗发芽一直是长江中下游冬麦区、东北春麦区和西南冬麦区的重要灾害,在黄淮冬麦区和北部冬麦区也偶有发生。受灾后有些麦粒虽然外观未发芽,但由于胚的萌动,其面粉结构已被分解转化,严重影响加工品质;明显的穗发芽可使麦粒失去食用价值。在潮湿地区,有时没有明显的降雨,但因空气湿度接近饱和,穗发芽过程也能发生。由于穗发芽是一种气候灾害,在现代科技还不能控制天气状况的条件下,只有依靠培育抗性品种加以防御。我国曾依靠红粒(皮)小麦的休眠性较好地控制了生产上的穗发芽现象,但一直没有解决潮湿地区未发芽麦粒中面粉加工品质劣变问题。进入80年代以后,面粉加工业和农户更偏爱出粉率较高的白粒(皮)品种,使小麦生产和面粉……     

黑龙江省春小麦品种穗发芽敏感性研究

利用小麦蜡熟期剪取的小麦穗,测定子粒发芽率、发芽指数和整穗发芽率,利用小麦面粉测定小麦品种的降落值,鉴定黑龙江省目前种植的春小麦品种穗发芽敏感性。结果表明,克旱15和克涝6的子粒发芽率、整穗发芽率、发芽指数和降落值分别为19.0%、0、10.1%、333和24.0%、2.0%、10.0%、298,具有较强的抗穗发芽能力,可以在小麦生育后期潮湿多雨的地区种植。     

冬小麦穗发芽抗性及其鉴定方法的研究

1985—1987年在美国爱达荷大学对19个普通小麦(Triticum aestivum L.)品种进行了小麦成熟期穗发芽抗性及其鉴定方法的研究。结果表明,除红粒品种普遍抗穗发芽外,不少白粒品种也具有较强的抗性,特别是中国品种丰产3号的抗性最强,超过美国的软质白粒抗源 Peck 和 Brevor。证明小麦穗发芽与籽粒α-淀粉酶活性高度正相关,而与脱落     

安徽省冬小麦品种大田条件下穗发芽抗性研究

为了解安徽省冬小麦品种穗发芽抗性情况,筛选适合在皖北地区推广使用的抗穗发芽品种。小麦成熟期遭遇连续阴雨天气后,在大田条件下对 92 份小麦品种的穗发芽发生情况进行调查研究。结果表明,不同小麦品种穗发芽抗性差异极大,丰星麦 8 号、宿 7034、徽研 66、皖垦麦 1702、柳紫黑麦 1 号、瑞麦 618、烟农 1212、万丰 269、新世纪 999 共 9 个品种的整穗发芽率为 0,可作为抗穗发芽资源加以利用。