小麦穗发芽的研究进展

小麦成熟期稳发芽是一种世界性的灾害，国内外育种家和生物化学家对此都很重视，1975～2001年先后举行了9次国际谷物收获前稳发芽研讨会，促进了该领域研究的深入开展。本文综速了小麦穗发芽发生的原因，详细介绍了影响稳发芽的α-淀粉酶、α-淀粉酶抑制蛋白以及小麦抗稳发芽育种等方面的研究进展。     

小麦穗发芽抗性鉴定及相关分子标记的有效性验证

为筛选出抗穗发芽小麦种质及可用于种质评价和分子标记辅助育种的高效分子标记,以41份黄淮南片区试品系和309份中外小麦品种为材料,选用4个与穗发芽抗性相关的标记,即STS标记Vp1B3和MST101、STMS标记wmc104及SSR标记Xgwm155,结合整穗发芽鉴定试验,评价筛选抗穗发芽小麦种质,同时对上述4个分子标记进行有效性验证。结果表明,标记Vp1B3和wmc104可有效用于小麦穗发芽抗性筛选,而标记Xgwm155和MST101与穗发芽抗性不相关;350份供试材料中41份国家区试材料的整穗发芽率普遍偏高,均值达到43.94%;而另外309份材料中,淮麦20、轮选987、长旱58等18份材料为高抗穗发芽品种,平均整穗发芽率为2.56%,是穗发芽抗性育种中的重要抗性资源。     

小麦穗发芽抗性分析及相关分子标记检测

小麦成熟期遭遇穗发芽会严重影响小麦的产量和品质。为了解徐州主要栽培品种的穗发芽抗性及其分子机制,用整穗发芽法、籽粒发芽法考察了5个徐州地区主要推广小麦品种的籽粒休眠和发芽特性,并用10个分子标记对其穗发芽性状进行解析。结果表明,供试品种间整穗发芽率、发芽率和萌发指数均存在不显著、显著或极显著差异。徐农029的整穗发芽率最低,为3.02%,烟农19的整穗发芽率最高,达68.80%。徐农029的发芽率和萌发指数分别为41.00%和21.43%,均极显著低于其父本矮抗58(71.67%、53.10%)和母本淮麦20(89.67%、61.00%),周麦18和烟农19的发芽率均为99.33%,而烟农19的萌发指数(83.95%)高于周麦18的萌发指数(81.43%)。分子标记检测发现,徐农029和淮麦20属于Vp1Bc型抗穗发芽; Xgwm282标记在5个品种中呈2种带型,与穗发芽抗性关系密切。另外,8个抗穗发芽相关分子标记不能很好区分上述5个品种的抗穗发芽特性。     

普通小麦穗发芽抗性相关分子标记在RIL群体中的验证与评价

为了鉴定我国西南冬麦区普通小麦品种的穗发芽抗性,筛选能鉴定穗发芽抗性的相关分子标记,利用小麦品种川农17和新品系R146构建的重组自交系(F7:8)共135个家系作为研究材料,通过测定种子的发芽指数和降落值来共同鉴定小麦的穗发芽抗性。选择7个已发表的与穗发芽抗性相关的分子标记(Xgwm46、Xgwm269、Xgwm282、Xgwm328、Xgwm397、Xwmc468和Xgwm518)对这些材料进行PCR扩增,分析扩增片段与发芽指数和降落值的相关性。结果表明,在135份重组自交系材料中,发芽指数小于0.4的材料有21份,介于0.4~0.8的材料有86份,高于0.8的材料有28份;降落值小于250的材料有20份,大于400的有16份。标记扩增片段与发芽指数和降落值相关分析表明,7个标记中有3个标记(Xgwm397、Xgwm282和Xwmc468)与穗发芽抗性相关,标记Xgwm397和Xwmc468可作为穗发芽抗性选择的分子标记在育种中加以利用;另外三个标记Xgwm269、Xgwm328、Xgwm518与穗发芽抗性不相关;标记Xgwm46只与发芽指数相关,与降落值相关不显著,能否用作穗发芽筛选标记需进一步验证。     

白皮小麦抗穗发芽研究进展

本文从影响穗发芽的因素、抗性机理、遗传特性及抗性品种选育等方面综述了当前我国白皮小麦抗穗发芽的研究进展。认为抗穗发芽与种皮色级、穗部性状、吸水速率、α－淀粉酶活性及ＡＢＡ等激素有关;低α－淀粉活性是抗穗发芽的主要机理;抗穗发芽的遗传主要是由数量性状控制,抗性的显隐性因子组合的不同在而不同,而且有明显的倾母遗传特点,仅有少数组合表现出主效基因的作用;对于抗穗发芽白皮小麦的选育,主要是利用种子休眠性来     

小麦种子活力性状的配合力分析

为提高小麦种子高活力优异组合的选配效率,选用种子活力水平有显著差异的天麦535(P_1)、新麦23(P_2)、现农1号(P_3)、西农889(P_4)、小偃22(P_5)和周麦18(P_6)6个小麦品种为材料,按照GriffingⅡ设计配制了15个杂交组合,对种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、电导率共5个种子活力性状进行配合力和遗传参数分析。结果表明,小麦种子活力主要受遗传因素控制。各种子活力性状一般配合力效应较高的亲本有P_6、P_5和P_4;P_2×P_5、P_3×P_5、P_3×P_6和P_4×P_5组合的特殊配合力较高;P_3×P_5、P_3×P_6、P_4×P_5、P_4×P_6和P_5×P_6组合的总体配合力较高;总体配合力可以作为高活力杂交组合评价的理论依据。发芽势、发芽指数和活力指数的遗传以加性效应为主,适宜早代选择;发芽率和电导率的遗传以非加性效应(显性效应及上位性效应)为主,适宜晚代选择。     

黑龙江省小麦品种穗发芽及光周期的分子检测

为了明确黑龙江省小麦品种的光周期特性及穗发芽抗性水平,利用Ppd-D1及Vp1B3标记对95个推广品种进行了检测。结果表明,有68个品种扩增出了与抗穗发芽相关的569 bp特异条带,占供试品种总数的71.6%;有27个品种扩增出与感穗发芽相关的652 bp特异条带,占供试品种总数的28.4%,说明在黑龙江省加强抗穗发芽品种选育十分必要。有70个品种(占总数的73.7%)扩增出了与光周期敏感性相关的414 bp特异带;有25个品种(占总数的26.3%)扩增出了与光周期不敏感相关的288 bp特异带,这些品种具有广泛的适应性。     

人工合成小麦CI-LD抗穗发芽遗传特性分析

CI-LD是一份源自硬粒小麦-节节麦的人工合成小麦,其穗发芽抗性好且表现稳定.为了给CI-LD的进一步利用提供参考依据,本研究利用主基因+多基因遗传模型对易穗发芽品种川麦44与CI-LD构建的F1、F2群体和亲本进行联合世代分析和单世代分析,初步明确CI-LD穗发芽抗性主要受2对主基因调控,显性效应明显,同时存在多基因参与调控其抗性表达.     

不同麦区小麦品种穗发芽抗性及其与穗部性状的相关性

为探究不同麦区小麦品种的穗发芽抗性及其与穗部性状的相关性,以黄淮冬麦区(南片和北片)、北部冬麦区及长江中下游麦区的235份小麦品种为试验材料,选用2个能够有效用于穗发芽抗性筛选的分子标记Vp1B3和WMC104,结合整穗发芽试验,对各麦区小麦品种穗发芽抗性进行鉴定,并分析穗发芽抗性与穗部及籽粒性状间的相关性。结果表明,长江中下游麦区小麦穗发芽抗性显著高于其他三个麦区,其供试小麦品种60%以上达到抗性等级,其余三个麦区中达到抗性等级的品种均不超过30%;供试品种中,扬麦10号、荆麦103、川农16等15个品种为高抗穗发芽品种,发芽率均值为4.85%,是穗发芽抗性育种中的重要抗性资源。整穗发芽率与穗部及籽粒性状相关性分析表明,穗发芽率与籽粒颜色极显著正相关,与小穗密度、千粒重、籽粒宽度等显著正相关。在育种过程中,可将籽粒颜色、小穗密度、千粒重及籽粒宽度等作为抗穗发芽小麦品种的重要参考指标。     

冬小麦淀粉糊化特性的配合力及遗传力分析

为了给优质面条小麦品种的选育提供理论依据,利用不完全双列杂交分析了8个小麦品种淀粉糊化特性参数的配合力、遗传力及参数之间的相关性。结果表明,不同品种之间峰值粘度的一般配合力相对效应值变异范围较大,从-20.08%至8.39%,变异系数为28.47%。一般配合力方差为90.65%,特殊配合力方差为9.35%,狭义遗传力为90.61%。其余各参数群体的一般配合力方差均明显高于特殊配合力方差,且狭义遗传力大于70%。淀粉的峰值粘度与最终粘度、谷值粘度、回冷值、稀懈值及峰值时间呈极显著正相关,相关系数依次为0.8832、0.8717、0.8243、0.5064、0.5428。8个品种中淄麦12、烟农15、鲁麦16的峰值粘度一般配合力较高,可作为选育面条小麦的优良亲本。组合烟农15×济南17、鲁麦16×烟2801的特殊配合力较高。     

多酚氧化酶活性与小麦抗穗发芽的关系及抗穗发芽新品种秦麦3号的选育

为更好地选育抗穗发芽小麦新品种,解决小麦生产中的穗发芽损失问题,以18个穗发芽抗性不同的小麦品种(系)为试材,以微喷人工降雨法诱导穗发芽,测定了发芽和未发芽籽粒的多酚氧化酶(PPO)活性、酚含量和吸水率,并分析了他们与穗发芽抗性之间的关系。结果表明,PPO活性、吸水率均与穗发芽率呈显著正相关,即PPO活性、吸水率越低,穗发芽抗性越强;而酚含量与穗发芽率无相关性。同时,以PPO活性为抗穗发芽能力的筛选指标,从“昌农921×东方红3号”的杂交后代中培育出了高抗穗发芽的小麦新品种秦麦3号。     

宁夏小麦种质资源穗发芽抗性鉴定及相关分子标记的有效性评价[HT7”SS][HJ]

为鉴定宁夏小麦种质资源的穗发芽抗性,挖掘抗穗发芽种质资源,筛选在宁夏引黄灌区生态条件下能有效鉴定小麦穗发芽抗性的分子标记,测定了185份小麦种质资源的发芽指数（GI）、整穗发芽率（SGR）,并利用5个穗发芽相关基因的KASP标记 Phs646、 Phs666、TaMFT、TaDAR和 Vp1B1-83对参试材料进行基因型检测,分析基因型与GI、SGR的相关性。结果表明,185份小麦种质资源GI的平均值为 16.74%,变化范围为0～77.35%;SGR的平均值为40.84％,变化范围为0.38%～99.69%;有22份种质资源的GI和SGR均小于5.0％。5个分子标记中, Phs646、 Phs666与GI和SGR显著相关（P＜0.01）;标记 Vp1B1-83与SGR显著相关（P＜0.01）,与GI相关不显著;TaMFT和TaDAR与GI和SGR都不相关。表明分子标记 Phs646、 Phs666可用于宁夏引黄灌区小麦穗发芽抗性的分子鉴定, Vp1B1-83可作为该地区穗发芽抗性分子鉴定的参考标记。结合穗发芽抗性鉴定和分子标记检测结果,筛选出冬育5号、宁春22号、Bastian、毛火麦、山麦、白秃子、白毛火麦共7份具有低GI和SGR值及较高穗发芽抗性基因频率的种质资源。     

宁夏小麦种质资源穗发芽抗性鉴定及相关分子标记的有效性评价

为鉴定宁夏小麦种质资源的穗发芽抗性,挖掘抗穗发芽种质资源,筛选在宁夏引黄灌区生态条件下能有效鉴定小麦穗发芽抗性的分子标记,测定了185份小麦种质资源的发芽指数(GI)、整穗发芽率(SGR),并利用5个穗发芽相关基因的KASP标记Phs646、Phs666、TaMFT、TaDAR和Vp1B1-83对参试材料进行基因型检测,分析基因型与GI、SGR的相关性。结果表明,185份小麦种质资源GI的平均值为16.74%,变化范围为0~77.35%;SGR的平均值为40.84%,变化范围为0.38%~99.69%;有22份种质资源的GI和SGR均小于5.0%。5个分子标记中,Phs646、Phs666与GI和SGR显著相关(P<0.01);标记Vp1B1-83与SGR显著相关(P<0.01),与GI相关不显著;TaMFT和TaDAR与GI和SGR都不相关。表明分子标记Phs646、Phs666可用于宁夏引黄灌区小麦穗发芽抗性的分子鉴定,Vp1B1-83可作为该地区穗发芽抗性分子鉴定的参考标记。结合穗发芽抗性鉴定和分子标记检测结果,筛选出冬育5号、宁春22号、Bastian、毛火麦、山麦、白秃子、白毛火麦共7份具有低GI和SGR值及较高穗发芽抗性基因频率的种质资源。     

小麦抗穗发芽基因挖掘及分子育种进展

穗发芽是影响小麦品质和产量的重要自然灾害之一。了解小麦穗发芽抗性遗传和分子基础,有助于穗发芽抗性改良。本文从穗发芽抗性QTL发掘、功能标记开发、穗发芽主要抗源以及抗穗发芽分子育种几方面对小麦穗发芽研究进展进行综述,并对今后小麦穗发芽抗性研究重点及育种思路进行讨论,以期为小麦穗发芽遗传研究和抗性育种提供参考。