实秆小麦86-741遗传背景的SSR标记分析

川86-741,是采用CIMMYT小黑麦与小麦杂交培育出的高穗整齐度、实心矮秆种质。以四川地方品种中国春(CS)和育成普通小麦品种川麦47为对照,选用小麦A,B和D基因组的166个SSR标记,对实秆材料86-741的遗传背景进行了比较分析,共检测到264个等位变异,每对引物可检测到1~3个,平均1.59个;小麦遗传材料86-741与中国春在66个位点(39.76%)上存在差异;与川麦47在58个位点(34.94%)上存在差异。     

小麦新品种川麦104的遗传构成分析

【目的】解析突破性高产小麦新品种川麦104的遗传构成,探讨双亲川麦42和川农16对其高产特性的贡献。【方法】利用已构建的遗传连锁图谱上的176个SSR和683个DArT标记对川麦104及其亲本进行分析,了解川麦104的遗传构成;根据已定位到的产量性状QTL,分析来源于双亲的染色体区段对川麦104产量相关性状的贡献。【结果】在川麦104的双亲具有差异的859个多态位点中（22个位点缺失）,有522个位点上的等位基因来源于川麦42,315个位点上的等位基因来源于川农16;川麦104更多地继承了川麦42的遗传成分（60.8%）;川麦104中来源于双亲的遗传位点在A、B和D基因组分布不同,来源于川麦42的等位位点在A、B和D基因组所占比例分别为55.00%、60.20%和67.27%;川麦104中来源于双亲的等位位点在21条染色体上的分布也不同,来源于川麦42的等位位点主要分布于3A、5A、7A、1B、5B、7B、3D、4D、5D和7D染色体上,来源于川农16的等位位点主要分布于4A、3B、4B、6B、1D、2D和6D染色体上。川麦104来源于双亲的染色体区段（遗传距离大于5 cM）共68个,总长度为3 089.6 cM;来源于川麦42和川农16的染色体区段分别为36和32个,来源于川麦42的染色体区段主要分布在3D、5D、7A、7B和7D染色体上,来源于川农16的染色体区段主要分布在3B、4B和6D染色体上;在A和D基因组川麦104来源于川麦42的染色体区段比川农16的多,B基因组中来源于川农16的染色体区段比川麦42的多。在1B、1D、2B、4A、4D、5A、5B、5D和7A染色体上,9个来源于川麦42的染色体区段以及5个来源于川农16的染色体区段富集了与产量性状相关的QTL,其中,在1BS和4A染色体上来源于川麦42的染色体区段携带增加穗粒数的QTL等位位点;在1D、2B和4A染色体上来源于川农16的染色体区段携带增加单位面积穗数的QTL等位位点;5B染色体上来源于川麦42的染色体区段和4A、4D染色体上来源于川农16的染色体区段均携带增加千粒重的QTL等位位点,这些QTL的聚合对川麦104的产量三因素有增效作用。【结论】小麦新品种川麦104的高穗粒数特性来源于川麦42,多穗数特性来源于川农16,其千粒重特性双亲均有贡献,表明双亲的正效产量性状QTL重组是川麦104的高产遗传基础。     

人工合成小麦育种优势的主基因+多基因混合遗传分析

[目的]人工合成小麦是拓宽现代小麦遗传多样性的重要桥梁资源,如何对其高效利用是一个难点。明确人工合成小麦在育种方面的优势及其遗传基础是其育种利用能否成功的关键。[方法]利用P1、P2和RIL群体联合的主基因+多基因混合遗传分析方法,对人工合成小麦‘圆网/节18’与西南麦区育种中间材料‘10单568’构建的RIL群体及其亲本的条锈病成株抗性以及株高、穗长、小穗数、有效分蘖数、穗粒数、千粒质量等产量相关性状进行了分离分析。[结果]条锈病成株抗性受4对加性基因控制,其抗性位点都来自人工合成小麦,其中第1对和第2对基因的加性效应最大;穗粒数由2对基因控制,其中有1对增加穗粒数基因来自人工合成小麦,其加性效应为3.37;有效分蘖数由4对主基因控制,有3对基因的增效位点来自人工合成小麦,第1对基因加性效应达到1.1;4对控制千粒质量的基因中,只有1对效应最小的基因增效位点来自人工合成小麦;在控制株高、穗长和小穗数的基因中,人工合成小麦不含任何增效位点。[结论]人工合成小麦‘圆网/节18’在育种方面的遗传优势主要表现在提高条锈病成株抗性、增加穗粒数以及有效分蘖数,并且受具有较大加性效应的多个主基因控制,为育种工作者制定育种策略提供了理论指导。     

四川小麦品种籽粒硬度和穗发芽抗性相关基因的分子标记鉴定

【目的】鉴定四川小麦品种籽粒硬度和穗发芽抗性相关基因的组成,可为四川小麦的品质改良提供理论依据。【方法】利用2个籽粒硬度和1个穗发芽抗性等位基因分子标记,对105份2000年后育成的四川小麦品种进行上述基因的检测。【结果】本研究表明:(1)针对籽粒硬度,含有Pinb-D1b基因(Pinb突变)的品种有11份,频率为10.5%,非Pinb-D1b等位基因类型则占到89.5%。(2)针对穗发芽抗性,含Vp-1Bc(抗穗发芽)的品种有88份,频率为83.8%;含Vp-1Ba(感穗发芽)的品种有17份,频率为16.2%;未能扩增出含Vp-1Bb(抗穗发芽)的品种。(3)聚合2项优质基因(Pinb-D1b和Vp-1Bc),品质优良的品种有11份,频率为10.5%。【结论】利用这些含有优异基因资源的品种,在四川小麦品质育种中逐步导入上述优质基因,是综合提高四川小麦品质的有效途径。     

三种鼠妇两性异型的初步分析

球鼠妇(Armadillidium vulgare Latreille)、多霜腊鼠妇(Porcellionides pruinosus Brandt)和光滑鼠妇(Porcellio leavis Latreille)是等足目(Isopoda)动物中不同属的种类。试验分别测定了这三种鼠妇两性之间的体重、体长、体宽、体高、体长/体宽、体长/体高、体宽/体高的数值,统计分析了每种鼠妇两性之间的差异。结果表明,两性球鼠妇差异显著,两性多霜腊鼠妇有一定的差异,两性光滑鼠妇差异不显著。该结果提示等足类动物的两性异型存在多样性。     

2个小麦种质材料育种相关性状的初步分析

对引自德国的品种‘16亲10188’、大穗抗病种质‘YB’等2个小麦种质的育种特性进行初步鉴定。利用西南麦区主栽品种和地方品种分别与其杂交组配,并对其F1代及其亲本进行产量、抗病相关性状的调查。‘16亲10188’具有矮秆、多粒、抗条锈病、抗白粉病的特性,在F1组合中,其矮秆表现为部分显性,高穗粒数表现为隐形或部分显性,条锈病抗性表现为显性,白粉病抗性表现为隐性;‘YB’为大穗、寡分蘖、抗条锈病、抗白粉病材料,其长穗表现为部分显性,寡分蘖表现为隐性,穗粒数、粒重性状在F1中表现为杂种优势,抗白粉病表现为隐性。‘16亲10188’的降秆、条锈病抗性在育种中可以进行早代选择,高穗粒数、抗白粉病性状可以在高代系群体中进行选择;‘YB’的F1组合在产量上表现出显著的杂种优势,可作为杂交小麦育种的优良亲本。     

"川麦38"遗传背景中人工合成小麦导入位点的SSR标记检测

利用人工合成小麦基因资源与四川小麦杂交、回交,育成了优质、抗病小麦新品种“川麦38”。本文利用205对微卫星(SSR)引物检测“川麦38”遗传背景。其中21个位点来源于人工合成小麦亲本,占所用引物数的10.24%,远小于理论值25%。川麦38遗传背景中人工合成小麦导入位点在A、B和D染色体组分布频率不均衡,分布频率B组>A组>D组;人工合成小麦导入位点在“川麦38”各染色体间差异也很大,其中在1B和1A、5A染色体导入频率较高,而在2A等13条染色体上则无导入位点分布;人工选择压力可能是导致遗传位点出现偏分离行为的重要原因。     

两个不同籽粒硬度小麦的比较蛋白组学分析

小麦是全球种植面积最大粮食作物,为全球45亿人提供日常蛋白和能量摄入的20%。弄清小麦籽粒硬度遗传基础,对于改良小麦品质具有重大意义。为探讨不同硬度小麦种子的分子基础,本实验选用西南麦区2个硬度差异极显著的小麦品种川麦66和蜀麦969,从蛋白水平上分析其种子蛋白差异表达情况,利用TMT定量蛋白质组学技术(tandem mass tags)结合生物信息学分析,分析差异表达的蛋白及其功能和通路等富集情况。结果表明,鉴定并定量了有效蛋白6020个,其中显著差异表达蛋白113个,在软质麦川麦66中上调表达的69个,下调表达的44个。差异蛋白GO富集分析共富集到65个GO条目,达到极显著富集水平的包括生物过程的1个条目、细胞组成的1个条目和分子功能的6个条目。推测营养库活性类蛋白、酶抑制剂活性类蛋白和谷胱甘肽代谢途径类蛋白可能参与小麦籽粒硬度形成。籽粒硬度相关蛋白可能主要分布于细胞胞外区,具有防御作用。从系统发育分析推测, puroindolines蛋白及其同源蛋白,可能既作为小麦籽粒贮藏蛋白,同时还能作为酶抑制剂调控籽粒发育。本研究为进一步探索小麦籽粒硬度遗传机制提供了参考。     

Lr1基因在四个小麦骨干亲本衍生系中的分布及选择效应

为了解Lr1基因在小麦育种中的利用情况,通过PCR分子标记技术检测了小麦抗叶锈病基因Lr1在小麦骨干亲本南大2419、阿夫、燕大1817和碧蚂4号及其328个衍生品种中的分布情况。结果显示,Lr1基因在4个骨干亲本衍生品种中的频率为:燕大1817(80.0%)阿夫(78.1%)南大2419(54.3%)碧蚂4号(32.4%);Lr1基因在各个亲本衍生后代的最高频率分别是:阿夫子三代90.0%,燕大1817子三代100.0%,南大2419子五代100.0%,碧蚂4号子三代45.0%。Lr1基因的分布频率呈现出从冬小麦区到春小麦区上升的趋势。研究表明骨干亲本的选用更注重其综合性状而非是否含有Lr1基因,环境条件、亲本和杂交方式的选择及其相互作用影响了Lr1基因在骨干亲本衍生品种中的分布形势,其基因的表现型可能与选择牵连效应有关。     

基于高光谱成像技术的不同类型小麦穗发芽籽粒识别

【目的】为探索利用高光谱成像技术识别不同类型小麦籽粒穗发芽的方法。【方法】利用涵盖不同倍性、籽粒颜色的3个品种的小麦种子为材料,通过设置穗发芽对比实验,利用PCA、ICA、HSV 3种变换方法分析不同类型小麦正常和穗发芽籽粒光谱、图像的差异,提取图像和光谱特征参数,并运用最小距离法、最大似然法和支持向量机3种不同识别算法进行小麦籽粒发芽识别。【结果】穗发芽与否会在其光谱特性上有所反映,发芽籽粒的光谱反射率在品种间差异较小,发芽与未发芽籽粒的光谱反射率存在较大差异,大于未发生穗发芽品种之间的差异,特别是在光谱波段470～620 nm之间。通过光谱差异分析并结合支持向量机算法进行识别得到的结果精度更高,识别精度达到96%。【结论】研究结果可为种子质量监控、自动筛选识别等提供技术支持。