30余年来北部冬麦区小麦品种产量改良遗传进展

采用1965年以来北部冬麦区育成的10个主栽品种,在水、肥供应充足、病、虫、倒伏得到有效控制条件下,连续两年共进行4个点次试验;同时对1B/1R易位系和矮秆基因进行分子鉴定。结果表明,品种产量年遗传进展为64.63 kg hm^-2 或1.20%,其较大幅度的提高出现在1980年丰抗号品种育成时期。丰抗2号和丰抗8号是该地区最早育成的含有1B/1R染色体和Rht-D1b矮秆基因的品种。主要农艺性状演变的总趋势是抽穗期提前、株高显著降低、生物学产量基本保持稳定、单位面积穗数减少、每穗粒数有所增加、千粒重和收获指数大幅度提高,其年遗传进展分别为－0.1%、－0.70%、0.35%、－0.50%、0.63%、1.12%和0.79%。通过减少不孕小穗和小花数来增加每穗粒数,通过提高灌浆速率来提高千粒重,再把高穗粒重与较多的单位面积穗数结合在一起,是北部冬麦区进一步提高产量的重要途径。     

海岛棉零式果枝与长果枝品种间杂交熟期性状的遗传和F1、F2杂种优势分析

采用MINQUE[1]统计方法,利用AD模型对9个海岛棉品种(系)及其20个F1组合2个熟期性状的两年资料进行遗传和杂种优势分析.结果表明海岛棉零式果枝与长果枝品种杂交F1的2个熟期性状均存在极显著的加性效应,花期的狭义遗传率比较高.花期的显性效应为极显著,铃期的显性效应和加性效应同等重要.花期的加性×环境互作效应和显性×环境的互作均存在.海岛棉零式果枝品种比长果枝品种熟期性状的加性效应都小.用AD模型对F1 和F2熟期性状的杂种优势分析表明,海岛棉零式果枝与长果枝品种(系)间杂交,基因型与环境的互作均存在;F1和F2群体平均优势一般表现为花期提前,铃期推迟,但也存在着F1和F2熟期性状均具有较强负向优势的组合.     

禾谷缢管蚜RpGST1基因的克隆、序列分析及原核表达

为揭示禾谷缢管蚜耐药性的分子机理,采用RT-PCR方法克隆了禾谷缢管蚜谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)的cDNA序列,命名为RpGST1(GenBank登录号KP192850),并构建原核表达载体pET32-RpGST1,对RpGST1基因进行原核表达、SDS-PAGE和Western blotting检测。结果显示,禾谷缢管蚜RpGST1基因的编码区长651 bp,编码216个氨基酸,分子量约为24.06 kD,理论等电点为6.20;RpGST1基因在大肠杆菌中成功表达出一个分子量约为45 kD的融合蛋白,与预测的融合蛋白分子量大小一致。通过克隆RpGST1基因的cDNA序列并进行序列比对分析,表明构建了GST基因的原核表达载体并成功表达。     

三例同核异质雄性不育小麦mtDNA差异片段的比较分析

为了从分子水平鉴别三例同核异质小麦雄性不育材料,利用RAPD技术,对细胞核来自同一普通小麦(Triticum aestivum),细胞质分别来自粘果山羊草(Aegilops kotschyi)、二角山羊草(Ae.bicornis)和斯卑尔脱小麦变种(T.spelta)的三例同核异质小麦雄性不育系的线粒体DNA(mtDNA)进行差异片段的比较分析。结果表明:(1)三种不育系在mtDNA上呈现明显差异;(2)对三种不育系的mtDNA差异片段进行回收、克隆、测序和比对,结果片段OPY01-1517和OPP02-750均与普通小麦mtDNA具有较高的同源性,同源性分别为99%和98%。这为进一步从分子水平鉴别含有斯卑尔脱小麦和二角山羊草细胞质的小麦材料奠定了基础,也为区别不同细胞质雄性不育系提供了一定依据。     

黄淮麦区小麦品种高分子量谷蛋白亚基及亚基组成与品质性状关系的研究

对黄淮麦区的77个不同小麦品种高分子量谷蛋白亚基及亚基组成与蛋白质含量和沉降值之间的关系进行了研究,结果表明:Glu-1三位点的亚基等位变异共有13种,A1位点亚基1出现频率最高,为71.05%,亚基2*最低,仅为3.94%;B1位点亚基7 9和7 8相对频率最高,分别为43.42%和31.58%,亚基17 18出现频率最低,为1.32%;D1位点亚基2 12出现频率最高,为52.63%,亚基4 12最低,为3.16%。值得注意的是,优质亚基14 15和5 10,在B1和D1位点分别出现了较高的频率,为10.53%和31.21%。三位点亚基对蛋白质含量的效应分别表示为:1≥2*>Null,14 15≥17 18≥7 8>7>7 9>20≥6 8,5 10>2 12≥4 12。对沉降值的效应分别表示为:2*≥1>Null,14 15≥7 8>7≥17 18>7 9≥20>6 8,5 10>2 12≥4 12。在蛋白质含量水平上,亚基组成1、14 15、2 12,1、7 8、5 10,1、7、5 10和1、7 9、5 10相对较高;在沉降值水平上,亚基组成1、7 8、5 10和1、14 15、2 12相对较高。因此,研究认为三位点分别为1或2*、7 8或14 15、5 10是品质优良的最佳亚基组合。     

1B/1R易位型小麦雄性不育系孤雌生殖性的细胞遗传学研究

以偏、粘、易型 5个 1 B/1 R小麦雄性不育系为基本材料 ,用中国春二体 ,1 B°1 D 缺四体和 1 B重双端体作父本与其杂交 ,以研究这几类异质 1 B/1 R不育系产生单倍体的特性 ;同时利用细胞遗传学方法分析了关键性染色体 1 B/1 R的特征。结果表明 :5个不育系的 1 BL/1 RS易位染色体的易位断点均发生在着丝点附近 ;1 B/1 R型小麦雄性不育系单倍体频率的变化是三种细胞质与不同的 1 B/1 R不育系互作的结果 ;来源不同的异质 1 B/1 R型小麦雄性不育系及其 F1产生单倍体频率的差异及稳定性与 1 B/1 R染色体上 1 RS片段的长度有对应性关系。     

海岛棉零式果枝与长果枝品种间杂交F1和F2代产量和纤维品质性状的杂种优势分析

 采用MINQUE（1）统计方法、加性-显性（AD）及其与环境互作的遗传模型对9个海岛棉亲本及其20个F1组合（5×4）2个皮棉产量性状和5个纤维品质性状的3年资料进行了分析。结果表明,零式果枝与长果枝品种间杂交的F1和F2代5个纤维性状和霜前皮棉产量均具有负向群体超高亲优势。F1和F2纤维强度具有正向群体平均优势,细度具有负向群体平均优势,但优势都较低;皮棉总产量的群体平均优势F1达到42.1%,F2达21.0%。一般来说,F1和F2代纤维品质性状的优势较弱,但存在着F1品质性状具有优势,F2优势衰退很慢的组合;F1和F2均存在着霜前皮棉产量和皮棉总产量具有超高亲优势的组合。对海岛棉霜前皮棉产量与纤维长度及与纤维细度的遗传改良可以同步进行;而对海岛棉霜前皮棉产量与纤维强度的同步改良及对皮棉总产量与纤维长度、纤维强度和麦克隆值的同步改良很困难。表型相关分析表明,海岛棉霜前皮棉产量与纤维长度、纤维强度及与纤维细度可以同时利用杂种优势,同时利用海岛棉的皮棉总产与纤维长度及纤维细度的杂种优势较困难。     

AS型小麦雄性不育系研究初报

为了探求小麦新的不育类型,从普通小麦(T.aestivum L.)种内的一些品种和变种中,选取了10个具有不同特点的材料,以77(2)—1为共同亲本,进行了正反杂交和正反回交,并对其后代进行了考查。考查结果发现77(2)—1和印度矮生(T.sphaer-ococcum Perc.)的正反杂交后代和正反回交后代育性表现显著不同。当以77(2)—1做母本与印度矮生杂交时 F_1代表现为低不育,F_2代的育性发生分离,可育与不育的比例呈3:1。用印度矮生做父本与其 F_1代连续回交,则 BC_1、BC_2和 BC_3的后代全为不育株,从此便成为新的稳定的 AS 型小麦雄性不育系。由于新不育系是由栽培普通小麦的细胞质和印度矮生的核组配而成,故用此二变种名的第一个字母结合而命名为 AS 型。然而,反交结果大不相同。当以印度矮生做母本与77(2)—1杂交,F_1代表现育性正常,F_2代育性无分离,仍为全育。用77(2)—1做父本与其 F_1代连续回交,BC_1和 BC_2的后代也为全育。令人惊异的是:用反交 F_2代分离出来的性状与77(2)—1相似的可育单株,也能保持先正交、再回交后代中分离出来的全不育株,得到了全保持系。从上述初步结果可以看出:①栽培普通小麦种内某些品种或某些变种的细胞质存在着一定程度的分化,这种分化在特定的质核搭配组合中对育性能产生质的差异。②利用这种分化,为在普通小麦种内找到稳定的新不育质源以创造新型三系提供了可能。     

黏类小麦CMS不育基因rfv1的分子细胞遗传学跟踪鉴定及定向转育研究

为了实现黏类小麦雄性不育基因rfv1的定向转育,创制优良的黏类非1BL/1RS小麦雄性不育新保持系,本研究以1BS上带有不育基因rfv1的非1BL/1RS小麦变种SP4、莫迦小麦为供体材料,以杀雄剂途径培育的小麦强优势组合西杂1号和西杂5号杂交小麦新品种的母本西农Fp1和西农Fp2为受体材料,采用专一核置换回交转育方法,同时结合根尖细胞学镜检、复合引物PCR及SDS-PAGE和A-PAGE技术,进行不育基因rfv1定向转入的鉴定,旨在育成既携带rfv1不育基因,又具有西农Fp1和西农Fp2核遗传背景的黏类非1BL/1RS小麦雄性不育新保持系。结果如下：（1）根尖体细胞随体鉴定和复合引物PCR分析表明,该法不仅能准确鉴定出1BL/1RS纯合易位系,还可鉴定出1BL/1RS·1BL/1BSrfv1 易位杂合体,两者结果一致。其中复合引物PCR更适合于回交后代中大量目标植株的筛选,为小麦雄性不育基因rfv1定向转移到1BL/1RS易位系提供了准确的鉴定方法与依据;（2）利用SDS-PAGE技术对供试材料进行高低分子量麦谷蛋白亚基的分析表明,在低分子量谷蛋白D亚基区存在莫迦小麦和SP4的特征带;而SP4的高分子量谷蛋白亚基区的6+8亚基,也可以作为示踪小麦雄性不育基因rfv1定向转移到非1BL/1RS易位系的特征亚基条带;（3）A-PAGE技术对醇溶蛋白的分析表明,在ω-醇溶蛋白区也发现莫迦小麦和SP4不同于西农Fp2的特异蛋白条带,也可作为示踪小麦雄性不育基因rfv1定向转移到非1BL/1RS易位系的特征蛋白条带。本研究成功地将小麦杂种优势利用中的杀雄剂法和三系法相结合,促进了小麦杂种优势利用新技术体系的建立。同时该方法亦可应用于黏类小麦雄性不育恢复基因Rfv1的定向转育,进而可实现小麦由生理型不育向遗传型不育的定向转化,以探索一套杂交小麦强优势组合多途径利用的新方法。