小麦抗病分子标记数据库构建及生物信息学分析

研究旨在寻找与小麦抗白粉病、抗锈病相关的标记并构建小麦抗病分子数据库。将其定位于中国春小麦的全基因组数据库中,然后对能够成功进行定位的基因进行有效的序列分析、功能预测、Blast2go注释以及KEGG分析等生物信息学研究,最后对预测出的部分功能基因进行系统发育树的分析,以期为研究小麦病害的发病机理、发掘抗病相关新基因及抗病基因的精细定位和分子标记辅助育种奠定基础。     

小黑麦新品种晋饲草1号的选育

晋饲草1号是由山西省农业科学院作物科学研究所、山西省农业科学院小麦研究所于2003年以中饲237与太633/紫6//RECITAL杂交并通过系谱法选育而成。该品种是通过小黑麦与小麦杂交,后代经多次选育而成的,性状稳定的粮饲兼用强冬性小黑麦新品种,植株繁茂,优质、高产。2012-2014年参加山西省冬麦区水地组生产试验;2015年9月通过山西省农作物品种审定委员会审定,审定编号:晋审饲草(认)2015001,在山西省中部麦区种植前景广阔。     

小麦–中间偃麦草渗入系抗白粉病基因PmCH7124的分子定位

小麦新种质CH7124由八倍体小偃麦TAI8335与高感白粉病小麦品种晋麦33杂交后代衍生而来,在苗期对白粉病菌株E09、E20、E21、E23、E26、Bg1和Bg2表现免疫或高抗,抗病表现与TAI8335及其野生亲本中间偃麦草相似。基因组原位杂交未检测到CH7124含有外源染色体信号。利用CH7124与感病亲本SY95-71和绵阳11的杂交群体接种鉴定和遗传分析证实,CH7124成株期对E09的抗性由1对显性核基因控制,暂命名为Pm CH7124。采用分离群体分组分析法(bulked segregant analysis,BSA)对SY95-71/CH7124的F6群体进行SSR标记扫描,发现抗性基因Pm CH7124与5对SSR标记连锁,与两翼邻近标记Xgwm501和Xbarc101的遗传距离分别为1.7 c M和4.5 c M。利用中国春缺体–四体和双端体材料,将Pm CH7124及其连锁标记定位在小麦2B染色体长臂上。通过分析2BL上其他抗白粉病基因的抗谱、抗性来源、物理图谱位置以及连锁标记在Pm CH7124作图群体中的多态性,认为Pm CH7124不同于2BL上已知的抗白粉病基因Pm6、Pm33、Pm JM22、Ml Zec1、Ml AB10和Ml LX99。     

小偃麦衍生品系CH7086对白粉病抗性的遗传分析

CH7086是衍生于十倍体长穗偃麦草与普通小麦的八倍体"小偃7430"的小麦新品系,对小麦白粉病和条锈病均为免疫。为明确其白粉病抗性的遗传规律,用高感品种(系)绵阳11,晋太170,CH5241与CH7086杂交,将其F1,F2及其亲本分别在太原温室(用白粉病15号小种的E09菌系接种)进行了抗性基因的遗传分析。结果表明:F1对白粉病的感染为0级。F2群体中,白粉病抗感分离符合3R:1S,说明小偃麦衍生品系CH7086对白粉病的抗性受1对显性基因控制。     

小偃麦渗入系F_2分离群体HMW-GS遗传分析

为了解小偃麦渗入系后代分离群体中高分子量麦谷蛋白的遗传规律,采用SDS-PAGE法分析了小偃麦渗入系CH03W006与普通小麦品种台长29杂交F2分离群体140个单株的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成和遗传多样性。结果表明,2个亲本Glu-1位点不同亚基间不存在连锁关系;F2分离群体中HMW-GS遗传变异丰富,共出现19种HMW-GS组合类型,在Glu-A1,Glu-B1,Glu-D1位点上分别检测到3,10,4种不同的亚基类型,3个位点分别含有2*,7+8/13+16/17+18,5+10/5+12等丰富的优质亚基;聚类分析结果表明,F2分离群体与父本CH03W006聚为一类的HMW-GS类型最多,表明通过远缘杂交创造的新材料遗传基础丰富,且其后代群体HMW-GS的遗传存在偏父现象(Patroclinal Inheritance)。     

小麦花药培养各种影响因子的研究进展

小麦花药培养受各种因子的影响,如基因型、培养基成分以及培养条件等,其中,基因型是影响花药培养效率诸多因素中的主要影响因素。加强对生物学性状优良和培养力强的小麦基因型进行筛选作为花药培养的桥梁亲本,是提高杂交后代的花药培养效率比较有效的途径之一;小麦花药培养效率的提高,在很大程度上依赖于培养基成分、配比以及附加成分的改变;温度和光照也是影响花药培养效率不可忽视的因素。综述了影响小麦花药培养的各种影响因子的最新研究进展,以期为从事小麦花药培养研究人员提供参考。     

小麦新品种‘太714’丰产性、稳产性及适应性分析

为了全面了解小麦新品种‘太714’的生产与育种价值,笔者根据2016-2018年度山西省中部晚熟冬麦区旱地组区域试验和2017-2018年山西省中部晚熟冬麦区旱地组生产试验的资料,通过方差分析对小麦新品种太714的产量、品质及抗性特征进行分析。结果表明,‘太714’在2016-2018年山西省区域试验中比对照品种‘长6878’增产9.1%,在2017-2018年生产试验中比‘长6878’增产7.3%,说明‘太714’是适应范围较广的品种,具有良好的丰产稳产性,是适合山西省中部晚熟冬麦区大面积推广种植的旱地小麦新品种。     

小麦材料CH1532抗白粉病基因的染色体定位

持续挖掘并利用新的抗病基因是防治白粉病危害的一项长期任务。小麦材料CH1532苗期与成株期均对白粉病表现出良好抗性,为明确其抗白粉病基因在染色体上的位置,利用苗期接种鉴定的方法对台长29/CH1532的F₁、BC₁、F₂及F_2∶3家系进行了抗病遗传分析,并利用i Select 90K SNP芯片对由其F₂构建的抗、感病池进行了扫描。结果表明,CH1532的白粉病抗性受1对显性核基因控制,暂命名为PmCH1532;多态性SNP主要位于第2同源群染色体,且富集于2DL染色体末端。因此,推断PmCH1532是1个位于2DL染色体端部的抗白粉病新基因。     

基于e-PCR的小麦、山羊草属SSR电子指纹图谱的开发

电子指纹图谱的绘制可对电泳结果进行规范化、可视化操作,进而提高小麦分子标记的流通性,加速小麦育种进程。本研究用MicroSAtellite (MISA)软件对小麦属、山羊草属共61个叶绿体和13个线粒体的全基因组SSR标记进行搜索,发现SSR位点的出现频率与基因组类型有关,线粒体、叶绿体基因组均以2次重复的五核苷酸和六核苷酸重复基序为主,同一种类型的基序重复次数与SSR数目成反比;基于电子PCR技术 (e-PCR)并结合MapChart软件共筛选出30对引物,其中来源于二倍体和四倍体山羊草属叶绿体全基因组的引物分别有16和2对,来源于四倍体和六倍体小麦属叶绿体全基因组的引物分别有5和2对,来源于六倍体小麦属线粒体全基因组的引物有5对,最后用MapChart软件绘制电子指纹图谱。本研究采用了一种新的SSR引物设计和筛选方法,完成了小麦属、山羊草属叶绿体和线粒体共74个全基因组序列SSR分子标记的初步开发和电子指纹图谱的绘制,为引物开发提供了新思路,有利于提高分子标记的流通性以及小麦种质资源亲缘关系的鉴定。     

小麦分子育种研究进展IV.小麦相关分子标记

随着小麦相关近缘种以及不同基因组测序的完成,运用各类分子技术对小麦相关功能基因进行定位、克隆和应用,对于改良小麦有着举足轻重的作用。分子标记技术能够对目标基因进行快速准确的定位、遗传图谱的构建以及鉴定外源染色体片段等。对分子标记技术在小麦研究中所取得的进展进行综述,并提出新的展望,为进一步进行相关基因的深入研究和分子育种奠定坚实的理论基础。