分子标记检测矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8在我国小麦中的分布

利用分子标记检测矮秆基因在我国主要麦区的分布,有助于提高小麦产量和改良株高。本研究利用小麦矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b的4对特异性分子标记,BF与MR1、BF与WR1、DF与MR2、DF2与WR2,以及微卫星Xgwm261标记对我国小麦主产区小麦主栽品种中矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8的分布情况进行了分子标记鉴定。结果表明:1)在鉴定的129个品种中,58份含有Rht-B1b基因,占45.0%;24份含有Rht-D1b基因,占18.6%;73份含有Rht8基因,占56.6%;35份品种含有2个矮秆基因Rht-B1b和Rht8,占27.1%;16份品种含有Rht-D1b和Rht8基因,占12.4%。本研究未检测到同时含有Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8这3个矮秆基因的品种,以及同时含有Rht-B1b和Rht-D1b的品种;2)3个矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8在各个生态区育成品种中的分布频率也不同。矮秆基因Rht-B1b和Rht8在黄淮冬麦区的分布频率较高,分别为55.4%和71.1%;Rht-D1b基因在西南冬麦区的分布频率较高,为37.5%;矮秆基因Rht8在不同的麦区都有广泛的分布,在不同的生态区具有广泛的适应性。     

用STS标记检测矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b在中国小麦中的分布

【目的】明确矮秆基因在中国小麦中的分布，有助于改良小麦株高和提高产量潜力。【方法】选用中国主要麦区品种（系）239份，用STS标记检测矮秆基因Rht-B1b （Rht1）和Rht-D1b （Rht2）的分布规律，验证其PCR标记在分子标记辅助育种中的可用性。【结果】（1）Rht-B1b和Rht-D1b特异性STS标记可以准确检测小麦品种的Rht-B1b和Rht-D1b矮秆基因。（2）Rht-B1b基因在全国的平均分布频率为24.3%，新疆冬春麦区高达62.5%，长江中下游冬麦区为42.3%，黄淮冬麦区、北部冬麦区和西北春麦区分别为28%、25.8%和25%，北部春麦区和西南冬麦区分别为9.1%和 8.3%，东北春麦区供试材料未携带Rht-B1b基因。（3）Rht-D1b基因在全国的平均分布频率为46.9%，北部春麦区和黄淮冬麦区分别为72.7%和69%，西南冬麦区、西北春麦区和北部冬麦区分别为38.9%、37.5%和35.5%，长江中下游冬麦区和新疆冬春麦区分别为23.1%和12.5%，东北春麦区供试材料未携带Rht-D1b基因。【结论】分子检测结果和系谱分析表明，中国小麦品种（系）携带的Rht-B1b矮秆基因来自St2422/464和农林10，Rht-D1b矮秆基因来自农林10号、水源86、辉县红和蚰包麦。     

CIMMYT 273个小麦品种抗病基因Lr34/Yr18/Pm38的分子标记检测

【目的】明确CIMMYT观察圃273个小麦品种(系)在慢病基因Lr34/Yr18/Pm38位点的等位变异类型及其对条锈病、叶锈病和白粉病的抗性,进一步验证抗病基因功能标记的有效性。【方法】利用Lr34/Yr18/Pm38紧密连锁的STS标记csLV34和基于该基因第11外显子(exon11)等位变异开发的5对功能标记cssfr1-cssfr5检测新引进的273个CIMMYT小麦品种(系),同时在成都和北京分别对其进行田间条锈病和白粉病的抗性鉴定,并结合CIMMYT的田间条锈病和叶锈病抗性鉴定结果进行分析。【结果】STS标记csLV34与5对功能标记cssfr1-cssfr5检测结果的一致性为96.7%;在273份CIMMYT材料中有43份材料含有Lr34/Yr18/Pm38,在不同地点对条锈病、叶锈病和白粉病具有不同程度的抗病性。【结论】功能标记cssfr1-cssfr5可准确鉴定Lr34/Yr18/Pm38位点exon11中的等位变异,cssfr3、cssfr4、cssfr5可用于含有Lr34/Yr18/Pm38材料杂交后代的分子标记辅助选择。     

宁夏春小麦矮秆基因分子标记检测分析

[目的]分析宁夏春小麦育种材料常用矮秆基因的分布,为本地小麦改良株高性状提供理论依据。[方法]以宁夏大学小麦遗传育种实验室212个(其中54个材料由中国农业科学院引进)春小麦育种亲本为材料,调查其株高、穗长、穗下茎节等农艺性状,利用分子标记检测分析材料中常用矮秆基因Rht-B1b(Rht1)、Rht-D1b(Rht2)和Rht8的分布。[结果]中国农业科学院引进材料的株高、穗长、穗茎节的平均值(分别为69.2、7.8、28.5 cm)明显低于现有亲本材料(分别为83.6、11.1、32.0 cm)。矮秆基因检测发现166份材料携带Rht-B1b基因,占总检测材料的75.1%;88份材料含有Rht-D1b基因,占39.8%;191份材料含Rht8基因,占总检测材料的86.4%。携带Rht-D1b基因的9个材料同时含有Rht-B1b和Rht8基因。其中,引进材料中Rht8、Rht-B1b、Rht-D1b分别占85.1%、72.0%、33.3%,与整体材料中各矮秆基因分布相似。[结论]目前宁夏春小麦育种材料中普遍含有矮秆基因Rht8,其次是Rht-B1b,但主栽品种和主推品种以及核心育种亲本材料均含有Rht-D1b,即现有亲本材料中含Rht8+Rht-B1b的材料所占比例较Rht8+Rht-D1b多,但新培育的品种以含有Rht8+Rht-D1b为主。这可能是主栽品种宁春4号(Rht8+Rht-D1b)在当地长期种植,并作为育种骨干亲本被长期利用的结果。     

云南铁壳麦及其他小麦种质中慢锈基因Lr34/Yr18的分子检测

利用csLV34标记对云南铁壳麦和云南省其他小麦种质中慢锈性基因Lr34/Yr18进行了检测,旨在筛选出含有目标基因的优异小麦种质,为云南省持久抗锈性小麦新品种的选育提供材料和方法.结果表明,55份供试材料中云南铁壳麦种质A13、云南省育成品种云麦39、云南省地方品种保山老玉麦和云县小白麦等4份材料携带有慢锈基因Lr34/Yr18,供试材料中来源于CIMMYT的材料未检测到Lr34/Yr18基因.这些携带有慢锈性基因的材料可作为今后云南省抗锈病育种的抗源材料.     

赤霉素敏感性不同矮秆基因对小麦胚芽鞘长度和株高的效应

 【目的】明确赤霉素敏感性不同的矮秆基因对小麦株高和胚芽鞘长度的效应,促进小麦不同矮秆基因的合理利用。【方法】利用分子标记和系谱分析相结合,对中国小麦主产区部分小麦品种及品系中所含的矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8进行分类,结合田间株高和室内胚芽鞘长度调查,比较赤霉素（GA3）敏感性不同的矮秆基因对胚芽鞘长度和株高的效应。【结果】分子标记检测结合系谱分析对129份供试品种进行分类,含有矮秆基因Rht-B1b的小麦品种58份,含有Rht-D1b的24份,含有Rht8的73份。其中35份品种含有2个矮秆基因Rht-B1b和Rht8,16份品种含有Rht-D1b和Rht8。赤霉素敏感性检测发现含有矮秆基因Rht-B1b或Rht-D1b的小麦品种多对赤霉素反应不敏感,含有矮秆基因Rht8的小麦品种多对赤霉素反应敏感,而同时含有2个矮秆基因Rht-B1b+Rht8或Rht-D1b+Rht8的小麦品种绝大多数对赤霉素反应不敏感。赤霉素不敏感的矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b以及同时含有赤霉素不敏感和赤霉素敏感2个矮秆基因的小麦品种（Rht-B1b+Rht8和Rht-D1b+ Rht8）降低株高的效应较大,分别为24.6%、30.4%、28.2%和32.2%,而赤霉素敏感的矮秆基因Rht8降低株高的效应为14.3%。赤霉素不敏感的矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b以及Rht-B1b+Rht8和Rht-D1b+Rht8在降低株高的同时,也缩短了胚芽鞘长度,其效应分别为25.4%、31.3%、28.4%和31.3%,而赤霉素敏感的矮秆基因Rht8缩短胚芽鞘长度的效应较小,仅为6.0%。【结论】以上分析结果表明,赤霉素不敏感的矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b在降低株高的同时也限制了胚芽鞘的伸长,不适于旱地小麦改良利用,而赤霉素敏感的矮秆基因Rht8既降低了株高又不影响胚芽鞘长度,是旱地小麦改良中比较理想的矮秆基因。     

利用STS标记检测CIMMYT小麦品种（系）中Lr34/Yr18、Rht-B1b和Rht-D1b基因的分布

 【目的】明确慢锈基因Lr34/Yr18和矮秆基因Rht-B1b（Rht-1）、Rht-D1b（Rht-2）在CIMMYT小麦品种中的分布,帮助慢病性品种选育和株高改良。【方法】使用3个STS标记,检测慢锈基因Lr34/Yr18和矮秆基因Rht-B1b、Rht-D1b在263个CIMMYT小麦品种和高代品系中的分布。【结果】csLV34标记在含Lr34/Yr18的材料中扩增出一条150bp的特异带,在不含Lr34/Yr18的材料中扩增出229bp的特异带;利用2对互补引物NH-BF.2/WR1.2和NH-BF.2/MR1对Rht-B1a和Rht-B1b基因进行检测,在携带Rht-B1a和Rht-B1b的材料中分别扩增出一条400 bp的特异带;利用DF/MR2标记检测Rht-D1b基因,在携带Rht-D1b的材料中,扩增出一条280 bp的片段。在263个品种中,57个品种携带Lr34/Yr18基因,占总数的21.7%;216个品种含Rht-B1b,占总数的82.1%;38个品种含Rht-D1b,占总数的14.4%。含双矮秆基因型（Rht-B1b+Rht-D1b）的品种有12个,不含这2个矮秆基因的品种（Rht-B1a+Rht-D1a）有21个。【结论】这3个STS标记可以方便、快速、准确地检测Lr34/Yr18、Rht-B1b和 Rht-D1b基因。在CIMMYT材料中,Rht-B1b基因频率很高,Rht-D1b较低。     

小麦抗叶锈基因Lr34的RAPD分析

在建立了适合本实验室的RAPD反应体系基础上,用120个随机引物对含抗病基因Lr34小麦品种和感病品种Thatcher进行了RAPD分析.68个引物均能扩增出可辨条带,其中S22扩增出1条660 bp特异性条带,S130扩增出1条2 000 bp特异性条带,S503扩增出1条500 bp特异性条带.S22和S503在实验中获得较好的重复性,并将其产物命名为S22-660和S503-500.     

黄淮麦区部分小麦种质资源中矮秆基因的分布

选用254份黄淮麦区小麦品种(系),利用BFMR1,DFMR2和微卫星xgwm261标记检测了矮秆基因Rht-B1b,Rht-D1b和Rht8的分布.结果表明,在254份材料中,含有Rht-B1b,Rht-D1b和Rht8基因的材料分别有84,171和178份,平均株高分别为80.7,78.5和80.7 cm.只含有Rht-B1b,Rht-D1b和Rht8基因的材料分别有15,36和31份,平均株高分别为83.8,80.1和86.2 cm.只含Rht-B1b和Rht-D1b基因有16份,平均株高为73.7cm,Rht-B1b和Rht-D1b基因具有累加效应,两个基因同时存在时株高降低幅度会更大.只含Rht-B1b和Rht8基因的有94份,只含Rht-D1b和Rht8基因的有28份,同时含有Rht-B1b,Rht-D1b和Rht8基因的有25份,同时不含这3个矮秆基因的有9份,说明黄淮麦区小麦品种(系)中绝大部分品种均含有不同种类的矮秆基因.微卫星WMS 261及基于PCR的2个STS标记可以分别用于对品种(系)中Rht8,Rht-B1b和Rht-D1b基因型的鉴定以及育种世代该基因型的筛选.     

小麦不同抗性材料中抗条锈病基因Yr24分子标记分布研究

以26个不同抗性的小麦品种及12个野生近缘物种为材料,检测了抗性基因分子标记yr24-1的分布情况.结果表明:22个抗性材料中有10个能扩增出特异性目标条带;4个感病材料中有2个能扩增出特异性目标条带;野生近缘材料中3种硬粒小麦均能扩增出特异件目标条带,暗示了这些材料中可能含有Yr24目标基因.     

部分新疆小麦材料多酚氧化酶活性基因分布规律研究

[目的]了解新疆小麦材料多酚氧化酶(PPO)活性基因的等位变异组成和分布以及与PPO活性的关系,为小麦PPO活性的分子标记辅助选择奠定基础.[方法]利用PPO基因的功能标记PPO18、PPO29和PPO16对445份新疆冬春小麦材料进行2A和2D染色体上PPO等位基因Ppo -A1a、Ppo - A1b、Ppo - D1a和Ppo - D1b的检测,分析不同等位变异与PPO活性的相关性及变化趋势.[结果]PPO18在等位基因Ppo-A1a(高PPO)和Ppo - A1b(低PPO)中的分布频率为73.03;和26.97;,PPO16和PPO29在等位基因Ppo-D1a(低PPO)和Ppo - D1b(高PPO)中的分布频率76.63;和23.37;.Ppo -A1a与Ppo -A1b基因型的PPO活性平均值差异达极显著水平(P＜0.01).而Ppo- D1a与Ppo - D1b两者基因型的平均PPO活性差异不显著(P0.05);两个PPO基因的等位基因组合类型分布频率为:Ppo -A1a/Ppo - D1a(54.38;)、Ppo - A1a/Ppo-D1b( 18.65;)、Ppo -A1b/Ppo - D1a(22.25;)和Ppo -A1b/Ppo -D1b(4.72;);同时冬春小麦材料间PPO活性基因分布存在明显差异,总体来看,新疆小麦材料中高PPO活性的等位变异类型所占比例较高.[结论]PPO18、PPO16和PPO29标记可以作为小麦材料PPO活性鉴定有效工具.可直接利用此标记进行标记辅助选择.     

天水106份冬小麦品种（系）Yr18基因和1BL/1RS易位的分子检测

选用与Yr18基因和1BL/1RS易位系紧密连锁的SCAR和STS标记,对天水106份供试冬小麦育成品种(系)Yr18基因、1BL/1RS易位系的分布情况进行分子检测。结果表明,106份材料中,有2份材料检测到Yr18基因,有55份材料检测到1BL/1RS易位系,分别占被检测材料的1.89%、51.89%。对目前流行条锈菌小种有良好抗性且表现慢锈性的Yr18基因在甘肃天水小麦育种中的利用率较低,而1BL/1RS易位系的利用率仍然较高。品系15-16H307和07-144-2-1-1-1同时检测到1BL/1RS易位系和Yr18基因,建议在甘肃天水小麦抗条锈病育种中合理应用。     

348份小麦种质中抗条锈病基因Yr5、Yr10和Yr18的分子标记检测与分布

利用共分离或紧密连锁的分子标记S1320、SC_(200)和csLV34,对收集于全国多个育种单位的348份小麦种质进行检测。结果表明: Yr5连锁标记S1320阳性的种质有122份, Yr10连锁标记SC_(200)阳性的种质有80份, Yr18连锁标记csLV34阳性的种质有7份,检出率分别为35.06%、22.99%和2.01%。分子标记阳性的种质中抗病性表现并不一致,标记阳性且表现抗病的种质分别有27份、11份和3份,这些种质主要来自陕西、北京和江苏。抗病基因聚合种质抗病性鉴定结果表明, Yr5和 Yr18聚合时对条锈病表现高抗或免疫, Yr10与 Yr5或 Yr18聚合则不能有效提高种质的条锈病抗性。此外,有10份种质虽然未检出上述3个基因,但是对条锈病表现近免疫,是抗条锈病育种的重要资源。     

新疆部分小麦材料籽粒硬度基因等位变异的分子鉴定及其分布

[目的]明确小麦籽粒硬度基因Puroindoline基因的等位变异组成与分布,比较新疆当地小麦材料与外引小麦材料硬度基因之间的差别,为改良新疆小麦品种奠定基础.[方法]用Pina-D1b、Pinb-D1b和候补基因非Pinb-D1b等位基因的分子标记,对新疆种植小麦材料的籽粒硬度基因PINA和PINB的分布情况进行分子鉴定.[结果]在鉴定的263份材料中,含Pina-D1b基因的为19.77;,含Pinb-D1b的为29.28;,含互补基因非Pinb-D1b为70.72;;Pina-D1b与Pinb-D1b基因类型在冬春小麦材料中分布不尽相同,Pi-na-D1b突变基因类型中,春小麦与冬小麦分别为52.68;与1.76;;在Pinb-D1b突变基因类型中,为12.9;与38.23;;Pina-D1b突变基因在新疆当地材料、其他国内材料和国外材料中的频率分别为28.57;、1.89;和33.96;,而Pinb-D1b基因类型的分布,不同来源材料出现的频率差异不明显.[结论]新疆小麦材料中含有突变类型Pina-D1b基因与Pinb-D1b基因的分布.Pina-D1b、Pinb-D1b和候补基因非Pinb-D1b基因标记引物,可作为小麦籽粒硬度基因鉴定的有效工具,提高小麦品质的选择效率.     

中国冬小麦品种多酚氧化酶活性基因等位变异检测及其分布规律研究

 【目的】利用分子标记研究中国冬小麦品种PPO基因的等位变异及其与PPO活性的关系,为小麦PPO活性的分子标记辅助选择（MAS）奠定基础。【方法】利用PPO基因的功能标记PPO18、PPO29和PPO16对中国4个麦区的冬小麦品种（系）（试验Ⅰ）和山东省常用亲本（试验Ⅱ）共311份进行2A和2D染色体上PPO等位基因Ppo-A1a、Ppo-A1b、Ppo-D1a和Ppo-D1b的检测。【结果】PPO18在等位基因Ppo-A1a（高PPO）和Ppo-A1b（低PPO）中分别扩增685 bp和876 bp的片段,PPO16和PPO29在Ppo-D1a（低PPO）和Ppo-D1b（高PPO）两个等位基因中分别扩增713 bp和490 bp的片段。311份品种（系）中Ppo-A1a、Ppo-A1b、Ppo-D1a和Ppo-D1b等位基因的频率分别为41.8%、58.2%、59.8%和40.2%,PPO活性在同一基因的两个等位基因间差异均达显著水平（P＜0.05）;两个PPO基因的等位基因组合类型分布频率为：Ppo-A1a/Ppo-D1a（27.3%）、Ppo-A1a/Ppo-D1b（14.5%）、Ppo-A1b/Ppo-D1a（32.5%）和Ppo-A1b/Ppo-D1b（25.7%）,彼此差异均达显著水平（P＜0.05）。各麦区间PPO活性基因分布存在明显差异,Ppo-A1a基因在长江中下游冬麦区和西南冬麦区分布较多,频率分别为60.7%和56.0%;Ppo-A1b基因在北部冬麦区和黄淮冬麦区分布较高,频率分别为65.6%和60.3%;而Ppo-D1a基因在北部冬麦区、黄淮冬麦区、长江中下游冬麦区和西南冬麦区分布明显高于Ppo-D1b基因频率,分别为65.6%、53.6%、75.0%和76.0%。【结论】PPO18、PPO16和PPO29标记的检测方法简单、稳定性好,所检测的等位变异类型能有效反映品种的PPO活性值。中国冬麦区品种低PPO活性基因分布频率相对较多。因此,根据PPO基因类型组配亲本,并利用PPO基因功能标记在育种早代筛选低PPO活性的基因型,可促进面制品色泽的改良。     

150个小麦品种（系）抗叶锈基因Lr35分子鉴定

小麦抗叶锈基因Lr35是成株抗性基因,在二叶期即表现连续抗性,被认为是有用的抗病资源。本研究利用以PCR为基础的STS、SCAR分子标记技术,对150个小麦品种(系)进行了分析,检测出8个小麦品种(6068,白蚰包,中麦9,早洋,碧玛1号,小偃7631,东方红3号和Madsen)含有Lr35基因。结合室内接种鉴定技术 (叶锈菌株为对Lr35无毒力的99-8-11-5),结果表明,这8个小麦品种虽在分子水平上含有Lr35基因,但在侵染类型上具有一定差异,其中东方红3号表现对菌株的亲和性。     

小麦条锈病不同抗性材料中分子标记Yr24-2的检测

为了研究小麦条锈病的抗性遗传基础及分子标记辅助持久抗性新品系选育技术,利用22个条锈病抗性材料及4个感病材料并以近缘野生材料作为对照,进行抗性基因Yr24分子标记的检测.结果表明,只有3个抗病材料(3、6、12)扩增出目标带(165 bp),但扩增条带都较弱;4个感病材料(23～26)里没有目标条带出现;野生材料中的扩...