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。     

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。     

四川小麦穗发芽抗性鉴定及5个分子标记的有效性检验

为了鉴定四川小麦的穗发芽抗性,筛选出能鉴定四川小麦穗发芽抗性的分子标记,检测了90份四川小麦品种(系)的发芽指数(GI)、整穗发芽率(SGR),同时利用5个分子标记(Vp1B3,Dorm-1,Mst101,Xwmc468,Xgwm282)对上述小麦材料进行PCR扩增,分析扩增片段与GI、SGR的相关性。结果表明,90份品种(系)的GI均值为20.7%,变化范围为0.1%~51.9%;SGR均值为42.7%,变化范围为0.4%~90.3%;有22份品种(系)的GI和SGR均小于10.0%。5个标记中,标记Dorm-1与穗发芽抗性不相关;标记Mst101与SGR相关显著,与GI相关不显著,能否用于穗发芽抗性筛选需进一步验证;其他3个标记(Vp1B3,Xwmc468,Xgwm282)都与穗发芽抗性相关,表明这3个分子标记均可用于四川地区小麦品种穗发芽抗性的筛选。     

穗发芽抗性相关分子标记在73个小麦品种中的有效性评价

为发掘小麦抗穗发芽种质资源,并对与抗穗发芽相关的分子标记的有效性进行验证,对73个国内外小麦品种进行了穗发芽抗性鉴定,同时利用4对穗发芽抗性相关分子标记(Vp-1B3、wmc104、Xbarc170、Xgwm155)对上述品种进行PCR检测。结果表明,73个品种的穗发芽抗性差异明显,发芽指数变化范围为0.29%~88.48%,其中13个品种的发芽指数小于10%。分析发芽指数与分子标记检测结果之间的相关性表明,Vp-1B3标记与穗发芽抗性相关,wmc104、Xbarc170、Xgwm155标记与穗发芽抗性相关性不显著。烟农23、兰考181、陕农33、西农585、美105、美231、PBW550、DL788-2等8个品种为具有Vp-1Bb基因型的高抗穗发芽品种。     

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。     

小麦光温敏雄性不育系穗发芽抗性鉴定及相关分子标记验证

为鉴定小麦光温敏雄性不育系穗发芽抗性,筛选有效鉴定穗发芽的分子标记,进一步挖掘抗穗发芽种质资源,测定了88份小麦不育系的整穗发芽率(SGR),利用 Vp1B3、 Xwmc468、 TaSdr-B1、 TaPHS1-646、 TaPHS1-666和 TaMFT-721J共计6个标记对供试材料进行了基因型检测。结果表明,88份小麦雄性不育系的SGR存在不同程度差异,SGR值变化范围为3.75%～93.23%,平均为45.49%,其中有10个品系的SGR值小于10%。基因型与SGR的相关性分析表明, Vp1B3和 Xwmc468的D片段类型与SGR显著相关（P<0.05）; TaSdr-B1和 TaMFT-721J与SGR相关性不显著; TaPHS1-646与SGR显著相关（P<0.05）; TaPHS1-666的NW97S186单倍型与SGR显著相关（P<0.01）。说明 Vp1B3、 Xwmc468和 TaPHS1-646可作为小麦光温敏雄性不育系穗发芽抗性鉴定的分子标记; TaPHS1-666可作为小麦光温敏雄性不育系穗发芽抗性分子鉴定的参考标记。综合SGR和分子标记检测结果,筛选出6份具有较低SGR值的不育系种质资源,分别为BS212、BS143、BS206、BS129、BS117和BS237。     

江苏淮北地区小麦穗发芽抗性鉴定及其等位基因检测

为了解江苏淮北地区小麦品种穗发芽抗性以及相关基因的分布,以该地区近20年通过审定的44份小麦品种作为材料,采用整穗发芽和籽粒发芽两种方法鉴定其穗发芽抗性;利用分子标记对主要穗发芽抗性相关基因TaVp-1B、TaMFT-3A、TaMKK3-A、TaPM19-A1、Tamyb10-D1和TaDFR-B进行检测,并结合其表型分析不同抗性基因的效应。结果显示,44份品种的SGR（整穗发芽率）均值为52.5%,变化范围为10.5%~88.8%;GI（发芽指数）均值为53.9%,变化范围为12.4%~96.7%;有7份品种的SGR和GI值达到了中抗水平,可以作为抗穗发芽种质资源;未发现高抗品种。在6个与穗发芽抗性相关的基因中,TaDFR-Bb分布频率最高,达到95.5%,其余基因依次为TaMFT-3Aa（68.2%）、TaVp-1Bc（50.0%）、TaMKK3-Ac（25.0%）、TaPM19-A1a（13.6%）、Tamyb10-D1b（0）。与表型结合分析发现,只有TaMFT-3Aa和TaMKK3-Ac与穗发芽抗性显著相关,TaVp-1Bc和TaPM19-A1a与表型相关性不显著。因此,在抗穗发芽育种过程中,可以结合分子标记对TaMFT-3Aa和TaMKK3-Ac基因进行筛选并加以利用。     

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。     

春小麦育种材料抗旱性和穗发芽抗性分子标记鉴定

为给春小麦生育早期抗旱和收获期抗穗发芽育种提供抗性亲本,利用与小麦抗旱性相关的分子标记TaNRX-B1a1、TaNRX-B1b1和FerA1-intrl以及与小麦穗发芽抗性相关的分子标记Vp1B3、Vp1A3和Tamyb10D对137份内蒙古春小麦育种材料进行检测。结果表明,73B609等共58份材料的抗旱性分子标记均属于抗旱基因型,占供试材料的42.34%,其单倍型组合为TaNRX-B1a/TaFer-A1a,可以用作抗旱育种的亲本材料。中国春既属于Vp-1Bb等位基因类型,同时用标记Tamyb10D检测时也属于抗穗发芽类型。辽春10号在3个分子标记的检测中均属于抗穗发芽的等位基因类型,同时又是TaNRX-B1a/TaFer-A1a单倍型,所以辽春10号在抗穗发芽和抗旱性聚合育种中可以作为亲本使用。     

云南铁壳麦的穗发芽抗性鉴定与分析

为了解云南铁壳麦(Triticum aestivum ssp.yunnanense)的穗发芽抗性及其机制、筛选抗性材料,以白粒推广良种云麦53号为对照,采用整穗发芽、整粒发芽及分子功能标记的方法,鉴定了55份云南铁壳麦的穗发芽抗性及种子的休眠特性,分析了发芽指数(germination index,GI)在穗发芽抗性级别不同的材料间、分子功能标记基因等位变异间的差异及籽粒发芽率(germination percent,GP)在不同休眠级别的材料间的差异。结果表明,以整穗发芽率(spikes germination rate,SGR)为鉴定指标,在对照云麦53号的SGR达76.2%的前提下,云南铁壳麦除1份材料SGR为2%外,其他材料的SGR都为0,与对照相比,对穗发芽的抗性都很强。以GI为鉴定指标,供试云南铁壳麦对穗发芽的抗性则较弱,抗性材料较少,GI为15.5%～72.8%(对照的GI为65.7%),GI在抗性级别不同的材料间明显不同。以籽粒发芽率为依据,云南铁壳麦的种子休眠性可分为休眠、中度休眠、浅休眠和无休眠4级,GP在不同休眠级别的材料间也显著不同。用STS功能标记 Vp1B3扩增出A带(652 bp)、C带(无带)的材料,其GI均与扩增出B带(569 bp)材料的GI有明显差异;用标记Vp1A3扩增出B带(170 bp)材料的GI与C带(无带)材料的GI也有明显差异,其他3个功能标记( Tasdr-B1、 Tamyb10D1、 Tamyb10D)扩增到不同带型材料的GI则无明显的不同,用分子标记获得的结果不能解释云南铁壳麦的穗发芽抗性或种子休眠特性的变化。     

分子标记PM19-A1对1015份小麦抗穗发芽基因型的筛选及其有效性验证

为了解与穗发芽抗性相关基因PM19-A1在我国小麦品种资源中的分布及其分子标记PM19-A1的有效性,并筛选抗穗发芽等位基因组合,利用标记PM19-A1对1 015份小麦品种资源(包括我国253份微核心种质、603份全国主要麦区品种资源以及153份国外引进材料)进行检测,于2015年测定其中540份材料的种子萌芽指数(GI)和田间自然降雨整穗发芽率(FS),验证该基因标记的有效性;结合TaVp-1B的基因型,筛选PM19-A1/TaVp-1B抗穗发芽等位基因组合;并以大白皮和六月黄(携带PM19-A1a等位基因类型)通过后熟的种子为材料,进行高温(38.5℃)、不同浓度ABA(50μmol·L-1和125μmol·L-1)以及GA(1mmol·L-1)处理,分析该基因的表达特性。结果表明,PM19-A1基因存在两种等位基因类型(PM19-A1a和PM19-A1b),等位基因类型为PM19-A1a的材料,其平均GI和FS均显著低于等位基因类型为PM19-A1b的材料,为抗穗发芽等位类型;PM19-A1a在我国微核心种质、全国主要麦区品种资源和国外引进材料中的分布频率分别是17.4%、7.7%和31.8%;筛选出抗穗发芽等位基因组合PM19-A1a/TaVp-1Bc;高温和ABA处理均能诱导PM19-A1基因表达上调,GA处理则抑制其表达上调;不同抗穗发芽品种中PM19-A1基因对ABA(P0.01)以及GA(P0.05)的敏感性反应存在显著差异。     

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。     

云南铁壳麦穗发芽抗性及成因初步研究

为给云南铁壳麦在小麦抗穗发芽育种中的应用提供依据,以收获后保存于-20℃和常温下的云南铁壳麦为材料,研究了其穗发芽抗性的多样性及其形成因素。结果表明,32份云南铁壳麦平均穗发芽率为14.3%,穗发芽度为6.01%,具有很强的穗发芽抗性;整粒平均发芽率为24.3%,发芽指数为21.8%,表现出较强的休眠性;其中有3份铁壳麦休眠性较弱,2份在常温保存3个月后发芽率依然低于50%,休眠期较长。半粒的平均发芽率和发芽指数分别为40.2%和28.7%,推测休眠性与种皮以及种子内的抑制物质有关。在颖壳+籽粒发芽实验中,-20℃保存材料的平均发芽率为11.8%,发芽指数为9.4%,说明颖壳浸出液对籽粒发芽有较强的抑制作用;常温下保存材料的平均发芽率在第1、第3、第5和第7天分别为27.4%、7.5%、1.9%和0.6%,8 d后仍有34.1%的籽粒未能发芽,说明随着实验时间的延长,颖壳中抑制物质的浸出液浓度逐渐增加,抑制作用加强。从抑制率来看,种皮抑制率＞颖壳机械抑制率＞颖壳浸出物抑制率,表明云南铁壳麦的穗发芽抗性主要来自于种子的强休眠性,颖壳的机械作用和浸出物的抑制作用也是主要的形成因素。