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。     

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。     

小麦穗发芽抗性分子标记的有效性检测与验证

小麦收获前穗发芽严重影响加工品质,来年种用价值以及产量.本研究利用万县白麦子/京411穗发芽重组自交系群体对已报道的第3染色体上有关穗发芽抗性分子标记XBarc321、XBarc310和XBarc57以及第4染色体上Xbarc170、Xgwm397和Xgwm269进行有效性检测,并在穗发芽抗性不同的40份地方品种以及推广品种中进一步验证,结果表明,小麦第3染色体上的分子标记XBarc321、XBarc310和XBarc57在穗发芽群体以及穗发芽抗性不同的品种中选择效应较大,尤其是XBarc321和XBarc310,证实该标记与穗发芽抗性紧密相关,而第4染色体上的分子标记在该群体中并没有显示与穗发芽相关.本研究结果为定位控制该群体中穗发芽抗性的QTL位点提供了重要信息.     

中国小麦微核心种质及地方品种籽粒休眠特性的分子标记鉴定

为探索我国小麦微核心种质及地方品种籽粒休眠的遗传基础,利用已报道的4个3AS上的SSR标记(Xbarc57、Xbarc294、Xbarc310和Xbarc321)和1个3BL上的Viviparous-1基因标记Vp1-b2对107份我国小麦微核心种质及31份地方品种进行籽粒休眠的分子标记鉴定。结果表明,5个分子标记在试验材料中表现出丰富的等位变异,具有5～6种等位类型,与籽粒萌芽指数(GI)密切相关。根据一般线性模型分析结果,各位点的等位变异显著影响籽粒休眠,其中Vp1-b2和Xbarc294对籽粒休眠作用较其他标记大,可分别解释65.8%和61.2%的表型变异;其次是Xbarc310(56.3%)和Xbarc57(55.8%),最小的是Xbarc321(53.3%)。而5个标记联合可解释95.9%的性状变异,其次是Vp1-b2和Xbarc294的组合(89.1%),解释变异最小的标记组合是Vp1-b2和Xbarc321(79.4%)。5个分子标记即可解释籽粒休眠的绝大部分表型变异,说明我国小麦微核心种质及地方品种籽粒休眠特性受3AS和3BL上的2个主效基因控制。     

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。     

黄淮麦区(南片)小麦穗发芽抗性评价及其等位基因检测

为了解黄淮麦区(南片)当前小麦穗发芽抗性以及等位基因的分布情况,本研究以94份黄淮麦区(南片)小麦新品系为供试材料,利用种子发芽指数法对供试材料的穗发芽抗性进行评价,同时利用功能标记Vp1B3和Dorm-1对供试材料Vp1B和Dorm-B1位点等位基因进行检测。结果表明,供试材料发芽指数(GI)总体平均值为39.6%,标准差为18.08,变幅为9.62%～88.48%,这批供试材料的穗发芽抗性以中感型为主;在Vp1B位点,共检测到Vp1Ba和Vp1Bc两种等位基因,分布频率分别为64.89%和35.11%,携带等位基因Vp1Ba材料的发芽指数(GI)显著高于Vp1Bc等位基因(P<0.05),等位基因Vp1Bc与抗穗发芽相关,等位基因VP-1Ba与感穗发芽相关;在Dorm-B1位点,仅检测到Dorm-B1a等位基因,这批供试材料Dorm-B1位点的多态性较为单一。本研究能够为黄淮麦区(南片)小麦穗发芽分子改良提供参考信息。     

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。     

可用于小麦品质改良的农家种种质筛选

为了筛选综合性状较好的可用于小麦品质改良的农家种资源,以212份小麦农家种为材料,采用Vp1B3分子标记和田间喷雾进行了抗穗发芽鉴定,用硬度指数法进行了硬度测定,并考察了部分农艺性状。结果表明,212个农家种中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70.28%,6.16%,23.70%,以Vp-1Ba基因型为主。3种基因型穗发芽率差异不显著,212个农家种的穗发芽率在7.79%~28.56%之间,平均为15.28%;农家种硬度指数(HI)平均值为71.22;农家种平均株高达到113.46 cm;农家种对白粉病抗性变异丰富,有3个品种为白粉病免疫;农家种平均穗粒数为28.33,平均千粒重为30.96 g。针对抗穗发芽、籽粒硬质、株高适宜、抗白粉病、高产等育种目标,筛选出等‘金包银’、‘玉麦1’、‘大红芒2’等12个种质材料,为进一步培育优质小麦奠定了基础。     

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.