小麦ITMI重组自交系群体的穗长及株高QTL定位研究

【目的】通过对小麦重组自交系群体及其亲本为材料,利用已构建的高密度遗传图谱对该群体株高及穗长进行QTL定位。【方法】利用包含有110个株系的重组自交系群体,利用已构建的高密度遗传连锁图谱对小麦株高和穗长进行了QTL定位。【结果】两个环境下共检测到12个穗长相关QTL位点和8个株高相关的QTL位点。其中,穗长的1个位点(Qsl-1A),株高的3个位点(Qph-1A,Qph-5A-1和Qph-6A-2)在两个环境中都被检测到。【结论】研究为小麦的分子改良育种提供了重要的分子标记信息。     

小麦转录因子基因W16的功能标记作图和关联分析

【目的】开发小麦DREB转录因子基因W16的功能标记,进行遗传作图,并结合表型性状关联分析,为利用分子标记进行小麦遗传改良提供依据。【方法】以六倍体普通小麦及其野生近缘种的二倍体和四倍体为材料,克隆W16的DNA序列;根据序列多态性设计分子标记;利用中国春缺四体材料对基因进行染色体定位,用DH群体（旱选10号×鲁麦14）进行精细定位并作图;以154份六倍体普通小麦材料构成的自然群体分析表型性状与基因单倍型的关联特性。【结果】利用中国春缺四体材料先将W16定位在1A染色体上。后利用DH群体将W16定位于染色体1A的CWM517和WMC20标记之间,距左、右标记的遗传距离分别为7.8 cM和19.4 cM。在小麦自然群体中共检测到W16的3种单倍型,分别与单株穗数、穗粒数、每穗小穗数和籽粒饱满度关联。【结论】确定了W16所在的染色体位置,鉴定出HapⅡ为增加单株穗数和籽粒饱满度的优良单倍型,HapⅢ为提高穗粒数的优良单倍型,该基因的功能标记和关联分析结果为小麦分子育种提供了重要信息。     

水稻主要农艺性状的QTL分析

【目的】通过对水稻Oryza sativa主要农艺性状的遗传研究,挖掘优异主效QTL,为利用分子标记辅助选择进行高产、优质育种提供理论基础.【方法】以粳稻品系中野1211与籼稻品系中大304构建的重组自交系群体188个家系为试验材料,利用该重组自交系群体构建的含有142个SSR标记分子连锁图,采用区间作图法对抽穗期、单株有效穗数、株高、穗长、每穗实粒数、每穗总粒数、结实率、穗着粒密度、粒长、粒宽、粒形、千粒质量和单株质量13个主要农艺性状进行早、晚季的全基因组QTL定位.【结果和结论】除株高没有检测到相关的QTL之外,其余的每个性状检测到的QTL数目为2~15个.12个性状共检测到73个QTL,分布于水稻的12条染色体上,其中仅在早季能检测到的有34个,仅在晚季能检测到的有23个,两季都能检测到的只有16个.单个QTL的贡献率在5.3%~28.4%之间,其中超过20%以上的有10个.检测到的新位点为12个.早晚两季在多数染色体的多处区段上均检测到多个紧密连锁的QTL.检测到的12个新位点为水稻主要农艺性状的QTL定位增加了新的遗传信息,重复检测到的16个QTL可用于水稻分子标记辅助育种.     

小麦品种偃展1号与品系早穗30重组自交系群体遗传连锁图谱构建及重要农艺性状的QTL分析

【目的】构建重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体及其遗传连锁图谱,对小麦重要农艺性状进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)分析,为发现小麦新基因与分子标记辅助育种奠定基础。【方法】配制普通小麦品种(系)早穗30和偃展1号的杂交组合,通过一粒传的方法培育重组自交系群体;利用SSR(simple sequence repeat)标记、DarT(diversity arrays technology)标记、ISBP(insertion site-basedpolymorphism)标记以及抽穗期和株高的功能标记绘制其遗传连锁图谱并通过复合区间作图法(Compositeinterval mapping,CIM)对多个环境下的抽穗期、株高、千粒重、穗粒数、每穗小穗数、穗长等农艺性状进行QTL定位分析。【结果】培育出由219个F7家系组成的重组自交系群体;构建了含481个分子标记的遗传连锁图谱;检测出分布在12条染色体上的26个与重要农艺性状相关的QTL,其中9个QTL能够在至少2个环境下重复;研究还发现了3个QTL聚集的"QTL簇",其中4D染色体上的矮秆基因Rht2所在区段控制株高与千粒重,5D染色体上的Vrn-D1-WMS212区间控制抽穗期、穗粒数与每穗小穗数,7B染色体上wPt4230-wPt4814区段控制抽穗期、穗粒数、株高与穗长。【结论】构建的小麦遗传作图群体可成功地用于重要农艺性状分析;矮秆基因Rht2与春化基因Vrn-D12个发育相关基因均与多个重要农艺性状有关;在7B上可能存在与发育相关的重要新基因。     

硬粒小麦在云南高原麦区对普通小麦改良效果评价

【目的】为了明确硬粒小麦资源在云南高原麦区对普通小麦改良效果。【方法】以12个通过硬粒小麦×普通小麦远缘杂交获得的小麦稳定品系和19个通过普通小麦×普通小麦种内杂交获得的小麦稳定品系为试验材料,采用t测验法对2种途径获得的小麦稳定品系的产量性状与品质性状差异进行了研究。【结果】通过硬粒小麦与普通小麦远缘杂交选育的小麦新品系小区产量和有效穗高于通过普通小麦与普通小麦种内杂交选育的小麦新品系,小区产量差异极显著(t=3. 311**),有效穗差异极显著(t=2. 157*);硬粒小麦与普通小麦远缘杂交选育的小麦新品系的千粒重和穗粒数低于普通小麦与普通小麦种内杂交选育的小麦新品系,但是千粒重和穗粒数差异均不显著;通过硬粒小麦与普通小麦远缘杂交选育的小麦品系在标准吸水率、容重、稳定时间和硬度值高于通过普通小麦与普通小麦种内杂交选育的小麦新品系,而蛋白含量、湿面筋含量、形成时间、沉降值和出粉率却低于通过普通小麦与普通小麦种内杂交选育的小麦新品系,但9个品质性状差异不显著。【结论】在云南高原麦区,硬粒小麦资源在普通小麦改良中可以通过改进普通小麦有效穗进而提高产量,然而对普通小麦品质性状的改良效果却不显著。     

小麦雌性育性对穗粒数形成的生物学意义研究

为了研究小麦穗粒数与小麦雌性育性之间的关系,以含小麦雌性不育系(S)的由小麦品种(系)组成的含S种质双向极端小群体和不含小麦雌性不育系的品种双向极端小群体各60个品种(系)为目标群体,以小麦基因组中42个多态性SSR为背景控制标记,用STRUCTRE软件进行群体结构评估,并利用TASSEL软件的MLM模型检测210个多态性标记与小麦雌性育性I.F.(国际法育性)和D.F.(国内法育性)2种表型值的关联程度,确定入选标记,再对入选标记所在的连锁群进行分析,找到与小麦穗粒数(小穗基部小花数)更加紧密关联的标记。经关联分析,在2个极端小群体里发现,小麦小穗基部小花数关联的标记共有2个(Xgwm570-6A,Xwmc776-4A);2个品种群体中与小麦穗粒数关联的标记共有2个(Xwmc25-2B/2D,Xwmc168-7A)。认为2D、5B连锁群可能有小麦穗粒数形成的遗传位点。     

利用分子标记辅助选育抗稻瘿蚊水稻新品系

【目的】通过分子标记辅助选育结合抗性鉴定培育抗稻瘿蚊水稻新品系,为水稻抗虫育种提供新的种质资源。【方法】以广西高抗稻瘿蚊水稻种质GXM-002-1为抗源供体亲本,以优质恢复系R553为受体(轮回亲本),采用杂交、回交,结合分子标记辅助选择方法,选育抗稻瘿蚊水稻新品系。【结果】经分子标记M12-29检测,获得4个稻瘿蚊抗性基因纯合改良株系R553GM-15、R553GM-19、R553GM-31和R553GM-47,其中R553GM-47对稻瘿蚊的抗性达抗水平,其余3个改良株系对稻瘿蚊表现为中抗水平;在农艺性状表现方面,4个改良株系的有效穗数与千粒重均无显著差异(P0.05,下同),在株高、穗长、每穗总粒数、结实率、粒长和粒宽等性状中,至少有1个株系与轮回亲本R553无显著差异。【结论】利用分子标记辅助选择结合抗性鉴定方法,可从高抗稻瘿蚊材料GXM-002-1与高感稻瘿蚊水稻优质恢复系R553杂交后代中筛选出抗稻瘿蚊新品系。     

小麦-冰草多粒新种质及其多粒性遗传分析

 【目的】探讨小麦-冰草多粒新种质3228多粒特性（>90粒/穗）的遗传及其利用价值。【方法】将该材料在5个不同小麦种植区进行种植,以评价该材料多粒特性的稳定性;采用主基因+多基因混合遗传模型分析方法对小麦-冰草多粒新种质3228（♀）×京4839（♂）的F2单株表型进行遗传分析。【结果】小麦-冰草多粒新种质3228多粒特性在不同环境下表现稳定,其穗粒数均大于90;小麦-冰草异源新种质3228与京4839（41粒左右/穗）F2群体遗传分析表明,多粒特性主要受1对主效基因控制,主基因的遗传率为27.81%,其加性效应是9.33;此外,在F2群体中,78.11%的单株穗粒数都高于京4839,表明3228中的多粒基因具有一定的显性效应。【结论】小麦-冰草多粒新种质3228多粒特性具有较好的环境稳定性,其在遗传上主要受1对主基因控制,有望利用该多粒基因通过提高穗粒数实现小麦高产育种。     

遗传解析西藏半野生小麦和优异普通小麦品系后代的农艺性状

【目的】分析西藏半野生小麦Q1028和优异普通小麦品系99E18及其构建的重组自交系群体主要农艺性状的遗传特性,鉴定携带西藏半野生小麦优异性状的株系。【方法】采用西藏半野生小麦和优异普通小麦品系99E18构建的含287个株系的重组自交系(recombinant inbred line,RIL)为实验材料,进行两年田间调查和室内考种,对群体的抽穗期、开花期、株高、分蘖数、穗长、小穗数、穗密度、穗粒数、穗粒重以及千粒重等10个农艺性状进行考察及遗传分析。【结果】除分蘖数以外,两年间的表型数据均呈现出极显著正相关。10个测量性状在小麦RIL群体内部变异较大,表现出连续变异,呈近似正态分布,并由多基因控制。除分蘖数遗传力较低外(0.097),其余农艺性状遗传力均在0.3以上之间,由遗传因子控制。RIL群体中,大部分性状之间都检测到显著相关性。【结论】鉴定获得具有西藏半野生小麦背景的7个综合农艺性状较为优异的高代株系,适用于后期育种利用。     

用于河南省小麦品种特异性和一致性鉴定的SSR分子标记研究

【目的】研究可用于小麦品种特异性和一致性鉴定的SSR分子标记特点,筛选出适合河南省小麦品种DUS测定的SSR分子标记。【方法】以18份来源于河南省小麦骨干品种周麦13和周麦16亲缘关系较近的小麦品种为试验材料,选用252对SSR标记进行筛选,分析可用于小麦品种特异性和一致性鉴定的SSR分子标记的特点,对鉴别力较高的标记进行稳定性分析,进而确定出可用于河南省小麦品种DUS测定的骨干引物,并以10份来源于周麦13和周麦16亲缘关系较近的高代品系和41份河南省60年以来的大面积推广品种对骨干引物分辨能力作进一步验证。【结果】SSR分子标记对品种的鉴别力与多态位点数之间存在着极显著的正相关,从252对引物中得到6对特异性和一致性测定表现较好的骨干引物：Xwmc679、Xwmc574、Xgwm497、Xwmc388、Xwmc500、Xgwm637,利用这6对SSR引物可以将本试验所采用的69份小麦材料区别开。【结论】SSR分子标记对品种的鉴别力与多态位点数之间存在着极显著的正相关,Xwmc679、Xwmc574、Xgwm497、Xwmc388、Xwmc500和Xgwm637这6对引物具有较好的品种鉴别力和稳定性,可用于河南省小麦品种特异性和一致性鉴定。     

黄淮小麦农艺性状演变趋势

【目的】通过对黄淮小麦品种农艺性状演变趋势分析,研究黄淮小麦适应气候变化自然选择和人工高产育种选择的规律。【方法】记载二倍体、四倍体、六倍体小麦进化材料和现代小麦品种不同生育期的农艺性状,收获后测定产量性状。【结果】小麦在进化过程中,分蘖和叶片数有减少的趋势。二倍体→四倍体→六倍体野生种,株高有增加的趋势;从六倍体野生小麦到现代小麦,株高和生物学产量又有明显降低的趋势。单株总叶面积在返青—抽穗期是二倍体＜四倍体＜六倍体＜农家种＜现代品种,在开花期—灌浆期是六倍体＞四倍体＞农家种和现代品种＞二倍体,表现相反趋势。小麦单株生物学产量有降低的趋势,籽粒产量和收获指数有增加的趋势。【结论】野生种具有适应低温和生长缓慢的野生生长方式和遗传特性,现代品种适应气候变暖而提早成熟,减少分蘖,避免旺长遭遇冷害,后期叶片将更多的干物质转运到籽粒。     

簇毛麦易位系V9125-2抗条锈基因YrWV的遗传分析和SSR分子标记

[目的]对高抗条锈病的簇毛麦易位系V9125-2进行研究,明确其抗病性遗传特点,并对其抗条锈病基因定位,为选育优质抗源材料提供依据.[方法]采用中国当前流行的7个条锈菌生理小种CYR29、CYR30、CYR31、CYR32、CYR33以及Su11-4、Su11-11对簇毛麦易位系V9125-2和铭贤169的杂交后代进行...     

普通小麦及其亲缘种农艺与籽粒品质性状及金属元素含量相关分子标记分析

【目的】基于农艺和籽粒品质性状及籽粒Fe、Zn含量相关分子标记对普通小麦及其亲缘种进行综合评价,筛选优异育种亲本,为宁夏小麦高产优质新品种培育提供优异育种亲本。【方法】以国内外103份普通小麦及其亲缘种为材料,利用变异分析、相关分析、主成分分析、二维排序等方法对其9个农艺性状和9个籽粒品质性状进行评价,并对Fe、Zn含...     

小麦源库优异种质的鉴定与源库类型的划分

【目的】筛选源库评价指标，划分试验材料的源库类型，探究源库关系对小麦农艺、产量及品质性状的影响，为小麦源库代谢研究和遗传育种应用提供参考。【方法】以国内外190份小麦种质资源为试验材料，测定其源代谢、库代谢相关性状，利用主成分分析对小麦的源库代谢能力进行评价，根据综合得分对优异小麦材料进行筛选。以源活性综合得分、源大小（叶面积）、库活性综合得分、库数目（穗粒数）为指标进行层次聚类，根据聚类结果总结小麦材料的源库类型，分析不同区域小麦源库特征差异，比较不同源库类群间小麦的农艺性状、产量性状、品质性状的差异。【结果】通过主成分分析将6个与小麦源活性密切相关的指标转化为3个独立指标（光化学淬灭系数、最大光合潜力和叶绿素含量），将5个与库活性密切相关的指标转化为2个独立指标（最大灌浆速率和灌浆持续期），累计贡献率分别为82.80%和92.90%，筛选出源活性、源大小（叶面积）、库活性、库数目（穗粒数）排名前十的小麦品种。根据源库关系，将供试的190份小麦材料划分为三大类八小类：源足库乏型（源中库弱型、源强库中型）、源乏库足型（源中库强型、源弱库中型）和源库平衡型（受限于库活性的源弱库弱型、受限...     

小麦新品种周麦23号的遗传构成分析及其特异引物筛选

【目的】探讨亲本对黄淮麦区小麦新品种周麦23号的遗传贡献和周麦23号的遗传构成并筛选出其特异引物,用于检测周麦23号的品种真实性。【方法】利用覆盖小麦21条染色体的340个SSR标记对周麦23号及其亲本周麦13号、新麦9号进行简单重复序列（SSR）标记分析,解析亲本的遗传物质在周麦23号中传递频率和遗传贡献率。同时可以筛选到若干个周麦23号不同于任一亲本的引物,利用周麦23号的姊妹系、衍生品种对这些特异标记进行二次筛选,最终选择1－2个周麦23号的特异引物,并利用黄淮麦区的主推品种周麦22号、济麦22、矮抗58、郑麦366等14份材料对最终筛选的特异引物进行验证。【结果】双亲周麦13号和新麦9号对周麦23号的遗传贡献差异较大,周麦13号对周麦23号的遗传贡献率为63.04%,远高于新麦9号对周麦23号的遗传贡献率（36.96%）。双亲遗传物质在周麦23号的选育过程中发生了偏分离现象。在不同基因组和染色体水平上,亲本对周麦23号的遗传贡献率变化较大,母本周麦13号对周麦23号的遗传贡献率范围分别在23.1%（1B）-100% （4A、6A、3B、4B、6B、4D）;父本新麦9号对周麦23号的遗传贡献率范围在0（4A、6A、3B、4B、6B、4D）-76.9%（1B）。从147个多态性标记中鉴定出周麦23号的7个特异位点,即Xwmc344、Xbarc84、Xwmc326、Xwmc468、Xwmc479、Xgwm428和Xcwm65。通过二次筛选得到1个周麦23号的特异引物Xcwm65,可用于鉴定周麦23号与黄淮麦区小麦品种的特异性,同时可以用于区分周麦23号的部分姊妹系（除A4、A5和A6以外）及其大部分衍生品种（除B7、B8和B12以外）。【结论】明确了2个亲本对周麦23号的遗传贡献率,掌握了周麦23号的遗传构成并绘制了基因型图,同时筛选出1个周麦23号的特异引物Xcwm65,可用于鉴定周麦23号的真实性。     

小麦抗秆锈病基因Sr22的SSR新标记

 【目的】利用微卫星技术筛选与Sr22紧密连锁的标记,从而应用于分子辅助育种选择与抗性种质基因检测分析。【方法】以抗秆锈病单基因系SWSr22与感病品种McN701为亲本杂交获得F1,单粒F1种子自交获得F2群体,选用中国流行小麦秆锈菌小种21C3CTH接种鉴定,进行遗传分析;利用分离群体集群分析法(BSA)对位于7A染色体的73对SSR引物进行多态性筛选,具有多态性的引物再通过SWSr22×McN701的F2抗感群体与F2﹕3家系的植株进行验证。【结果】该单基因系SWSr22对21C3CTH的抗性属于单位点显性遗传,并筛选到2对在亲本及F2抗感群体间揭示多态性的SSR引物Xwmc790和Xwmc633。通过对F2分离群体的分析表明,这2个标记与抗病基因Sr22紧密连锁,呈共显性,分布于该基因的同一侧,位于远着丝点处,与Sr22的遗传距离分别为2.8 cM和10.8 cM。【结论】这2个标记与抗病基因Sr22紧密连锁,经验证可用于小麦抗秆锈病分子标记辅助育种。     

黑小麦品种(系)加工品质性状和蒸煮食品加工品质特性研究

[目的]为黑小麦品质育种、加工品质评价及相关加工企业的原料选择与质量控制提供参考依据.[方法]选用在新疆种植表现良好的6个黑小麦品种(系)为原料,对其主要加工品质性状及面条、馒头和新疆拉面加工品质特性进行测试与评价.[结果]供试黑小麦品种(系)的容重、硬度、蛋白质含量、沉淀值较高,湿面筋含量中等,灰分含量、吸水率、形成时间、稳定时间偏低.品种间面团流变学特性差异较大,面粉蛋白质质量需进一步提高.S-2、黑小麦76和96-45具有较好的面条加工适用性,S-2属于制作馒头良好黑小麦品系,S-2和黑小麦76属于制作新疆拉面良好的黑小麦品种(系).[结论]黑小麦在我国传统蒸煮类食品加工上仍有很大的开发前景.     

不同生态环境下冬小麦籽粒大小相关性状的QTL分析

 【目的】鉴定影响籽粒大小相关性状的QTL,并估计QTL的表型效应;分析不同环境下QTL的稳定性。【方法】以冬小麦小粒地方品种和尚麦为母本,大粒育成品种豫8679为父本及其F7:8重组自交系的142个株系为试验材料,分析籽粒长度、宽度、厚度、体积及千粒重在北京（2006、2007）、合肥（2007）和成都（2007）4个不同环境下的性状表现,并利用已构建的含有170个SSR标记和2个EST标记的遗传图谱,对这5个性状进行QTL定位分析。【结果】4个环境下共检测到93个影响籽粒长度、宽度、厚度、体积及千粒重的QTL,这些QTL分布在除1D和6A之外的所有小麦染色体上。在检测到的QTL中,与籽粒长度、宽度、厚度、体积和千粒重相关的QTL分别为17、16、18、21和21个。另外,本研究还在1A、1B、2A、2D、3A、3B、5A、5B、5D、6A、6D、7B和7D染色体上共发现了18个QTL富集区。【结论】获得93个影响小麦籽粒大小相关性状的QTL,这些QTL可作为利用分子标记辅助育种途径进行小麦遗传改良的依据。     

山东省近年来审定小麦品种农艺和品质性状演变分析

【目的】研究近年来山东省审定小麦品种的农艺性状和品质指标的演变情况,为小麦育种和生产提供借鉴。【方法】统计1999年至2010年山东省审定的55个小麦品种的18项农艺和品质指标,并对其演变情况和相关性进行了分析。【结果】山东省近年审定品种产量水平呈显著上升趋势,平均每年提高61.65 kg•hm-2,但产量三要素中单位面积穗数和穗粒数变化不明显,只有粒重呈显著上升的趋势,尽管相关系数非常低。生育期平均每年缩短0.57 d,株高、最大分蘖数呈下降趋势,成穗率逐年上升。高产品种单位面积穗数较多,成穗率显著较高,提高成穗率、增加单位面积穗数可能是进一步提高产量潜力的关键。山东省近年审定品种蛋白质和湿面筋含量指标相对较高,但Zeleny沉降值和稳定时间等指标相对较低,指标间不协调。籽粒容重、湿面筋含量和吸水率等指标呈逐年上升的趋势,蛋白质含量、形成时间和稳定时间呈下降的趋势。优质品种粒重显著较低,这也是提高其产量潜力的重点改良性状。总体来看,产量及农艺性状与品质指标负相关,但二者之间在一定范围内还是可以协调的,山东省小麦高产优质育种仍有相当大的空间,育种实践也证明了这一点。【结论】山东省近年来育成小麦品种产量水平稳步提高,中多穗品种更适合山东气候和生产条件,单位面积穗数接近600 m-2、穗粒数40粒、粒重40 mg以上。山东省近年来审定品种总体品质状况较差,而且各项品质指标非常不协调,小麦品质遗传改良研究急需加强。     

基于因子分析与聚类分析的甘蔗新品种(系)农艺性状评价

【目的】评价广西甘蔗区试2015—2017年龙州点（广西崇左）甘蔗新品种（系）的农艺性状,为广西各蔗区筛选及推广甘蔗优良品种（系）提供参考依据。【方法】以新台糖22号（ROC22）为对照（CK）,开展12个甘蔗品种（系）田间1年新植和2年宿根品比试验,并采用因子分析和聚类分析法对株高、茎径、有效茎数和蔗糖分等农艺性状进行综合评价。【结果】因子分析综合得分排名前3位的新品种（系）依次为桂糖08-6、桂糖08-120和桂热2号,综合得分分别为0.801、0.717和0.549分;综合得分排名靠后的新品种（系）为桂糖07-1062、柳糖08-98和桂糖07-108,综合得分分别为-0.828、-0.519和-0.270分。聚类分析结果表明,在欧氏距离15处,可将12个甘蔗品种（系）分为五大类,其中,第I类中的桂糖08-120蔗糖分较高;第IV类的桂糖08-6发芽率、发株率、分蘖率和有效茎数均较高,蔗糖分含量一般;第V类桂热2号的发芽率、发株率和株高均较高,分蘖率和蔗糖分较低,有效茎数中等,综合表现较好。【结论】桂糖08-6具有萌芽率和发株率高及分蘖力强等特点,而桂糖08-120的蔗糖分较高,综合评价得分较高,二者均可在广西崇左蔗区特别是在龙州蔗区推广种植。