小麦有效穗数的遗传分析及其SSR分子标记

选择有效穗数有显著差异的3个小麦品种(品系)西农9814(P1)和西农953、西农9718(P2)为亲本,配制杂交组合(西农9814×西农953、西农9814×西农9718),采用P1、P2、F1、F四家系世代联合分析方法和SSR分子标记技术,研究小麦有效穗数的遗传效应及对其进行初步定位。结果表明:2个组合有效穗数性状的遗传均符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型。在西农9814×西农953组合,2对主基因的加性效应(d)近似相等,分别为-1.850、-1.831,多基因的加性效应为1.931;在西农9814×西农9718组合,2对主基因的加性效应分别为-2.984和-1.159,多基因的加性效应为2.393;2个组合的主基因遗传率分别为58.26%和54.23%,多基因遗传率分别为0和9.90%,环境方差分别占表现方差的41.74%和35.87%,说明小麦有效穗数以主基因遗传为主,也易受环境的影响;用400对SSR引物对亲本和有效穗数性状极端池进行筛选,性状标记Xgwm113、Xgwm368、Xgwm495在亲本和极端池之间表现多态性,用这3个标记检测F2群体的392个单株,通过线性回归分析...     

小麦穗突变体SDA1与野生型叶片蛋白差异分析

小麦(Triticum aestivum)穗突变体SDA1是由隐性多效性单基因小麦穗发育异常基因1(Triticum aestivum spike development atrophy 1,TaSDA1)控制的小麦突变体,表现为穗部发育萎缩不结实、叶片变窄、植株变矮等.为进一步了解TaSDA1基因发生突变的机制,本研究以小麦穗突变体SDA1与野生型为材料,进行主要农艺性状如抽穗期、株高、旗叶长宽、穗长、小穗数调查,并对小麦抽穗期叶片总蛋白进行双向电泳(two-dimensional electrophoresis,2-DE),对差异蛋白质点进行质谱分析和qRT-PCR验证.结果表明,SDA1的主要农艺性状存在显著性差异;利用PDQuest8.0.1软件分析得到27个差异蛋白,有23个质谱检测成功,其中有6个蛋白在SDA1中缺失,17个蛋白在SDA1中表达下调;qRT-PCR检测结果与差异蛋白质谱检测结果一致.在SDA1中,23个质谱成功的差异蛋白主要包括5个光合作用中核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase,Rubisco)全酶的大小亚基,4个(SSP7101,SSP7110,SSP7112和SSP8418)表达下调,1个缺失(SSP213);参与能量代谢的叶绿体中的甘油醛-3-磷酸脱氢酶A(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase A,GAPA,SSP8000)表达下调;具有抗氧化能力的过氧化物氧化还原酶(peroxiredoxin,Prx,SSP7320)表达下调;1个RNA结合蛋白(SSP1309)表达下调,导致2个翻译延伸因子(translation elongation factor,eEF-Tu,SSP4614和SSP4802)表达下调,最终导致蛋白合成受阻;参与抗逆境胁迫的蛋白(SSP3738和SSP5209)表达下调,SSP3719蛋白缺失.qRT-PCR验证结果表明,核酮糖1,5二磷酸羧化酶大亚基蛋白(SSP7101)、叶绿体PtrTox结合蛋白(SSP7303)、翻译延伸因子(SSP4614)、磷酸丙糖异构酶(SSP5209)在转录水平与蛋白表达结果一致.SDA1变异表型可能与旗叶的光合作用能力下降、能量代谢紊乱、抗氧胁迫能力下降、抗胁迫能力下降、mRNA编辑过程以及蛋白合成过程受阻有关.本研究结果表明,TaSDA1基因具有多效复杂的调控功能.穗部和叶片的发育状况决定了小麦的产量,阐明SDA1的遗传机理将为小麦穗部和叶片性状的遗传改良奠定理论基础.     

高产优质多抗小麦西农2208的选育

西农2208(原代号91(22)08-0-19)是西北农林科技大学采用常规育种技术选育而成的高产、优质、多抗小麦新品种.2000年8月通过陕西省农作物品种审定委员会审定,定名为西农2208,该品种已参加国家黄淮南片小麦品种区域试验3a,在河南、安徽、山东试种,特别是在江苏已大面积试验示范,试种2000hm2以上.     

小麦品种产量改良的限制因素分析

通过对关中地区50年来不同时期小麦品种在目前栽培条件下产量性状变化与当前推广品种源库关系的研究，初步探时：①在以往品种改良中，收获指数的提高起了重要作用；②当前种植的品种中，源是产量进一步提高的制约因素；③引入新的种质，以改善源的功效为基础提高生物学产量，且不降低收获指数，是超高产育种的根本方法。     

小麦西农1376籽粒干物质累积特点及调控途径

小麦品种西农１３７６开花受精和籽粒形成是在较低温度下完成的，其早熟性是通过早花、早实获得的；该品种籽粒发育３个阶段对粒重的贡献分别为１６．７９％，７６．１９％和７．０２％，主灌浆期是决定其粒重高低的关键时期；主灌浆期灌浆速度快、持续时间（特别是灌浆高峰期）长、干物质累积量多是该品种粒重高、丰产潜力大的重要生理原因。扩大、协调光合源，用播期调控灌浆期温光条件和适当增加开花后水肥投入是提高该品种粒重的重要途径     

黄淮麦区小麦品种和CIMMYT材料的矮秆基因型及其对株高和胚芽鞘的影响

为促进矮秆基因在小麦品种遗传改良中的应用,以131份黄淮麦区小麦品种和31份CIMMYT（国际玉米小麦改良中心）小麦材料为研究对象,用分子标记检测 Rht-B1a、 Rht-B1b、 Rht-D1a、 Rht-D1b和 Rht8等小麦矮秆基因,并结合赤霉素处理,分析了供试材料所含矮秆基因类型及其对株高和胚芽鞘长度的影响。结果表明,供试材料中,63份含有矮秆基因 Rht-B1b,66份含有矮秆基因 Rht-D1b,105份含有矮秆基因 Rht8,分别占供试材料的38.88%、40.74%和64.81%。黄淮麦区小麦品种大多数含有矮秆基因 Rht-D1b,CIMMYT小麦中大多数含有矮秆基因 Rht-B1b。赤霉素处理结果显示,供试小麦材料中,有52份对赤霉素敏感,占被检测材料的32.09%。该批材料中,矮秆基因 Rht-D1b和 Rht8的降秆效应最大, Rht-B1b和 Rht-D1b的降秆效应分别是14.69%和17.74%,各基因组合的降秆效应表现为 Rht-D1b+ Rht8＞ Rht-D1b＞ Rht-B1b+ Rht8＞ Rht-B1b＞ Rht8。同时含有矮秆基因 Rht-B1b和 Rht-D1b的材料缩短胚芽鞘长度的效应最强,缩短效应为26.20%,缩短胚芽鞘长度的效应表现为 Rht-B1b+ Rht-D1b＞ Rht-B1b+ Rht-D1b + Rht8＞ Rht-D1b＞ Rht-D1b+ Rht8＞ Rht-B1b＞ Rht-B1b+ Rht8＞ Rht8。基于以上结果,矮秆基因 Rht8能够在降低小麦材料株高的同时不影响胚芽鞘长度,因此应重视其在矮化育种中的应用。     

六倍体小黑麦重要性状的改良潜力探究

小黑麦是近代创建的禾本科新作物,具有生物量大、抗逆性好等特点,适宜农牧结合区种植。为明确小黑麦重要性状的改良潜力并为粮饲兼用型小黑麦杂交育种提供依据,以我国的冬性小黑麦兰小黑和CIMMYT的春性小黑麦CM-12、CM-13及其构建的三个杂交F₁、F₂群体为材料,对苗相、株高、单株穗数、穗长、小穗数、叶片特性、茎秆特性等重要农艺性状进行田间考察,分析各性状的配合力,并计算3个F₂群体各个性状的遗传变异系数、遗传力等参数,以探索各重要性状的改良潜力。结果表明,冬性与春性小黑麦的杂交群体比春性与春性杂交群体具有较高的变异系数和遗传力;小黑麦的穗颈长、旗叶宽、旗叶长等性状遗传力较高,变异系数较大,利用分离群体对这些性状进行遗传选择的潜力较大,具有可行性。     

基于90K芯片标记的小麦芒长QTL定位

【目的】麦芒对小麦的抗逆性以及穗部光合等方面具有重要影响。研究旨在挖掘控制芒长的主效QTL及与其紧密连锁或共分离的分子标记,为全基因组分子标记辅助选择育种、近等基因系的构建、候选基因的筛选以及基因克隆提供依据。【方法】以小偃81/周8425B、小偃81/西农1376这2个组合的F₉代RIL群体（分别含有102个和120个家系）为作图群体,利用覆盖小麦21条染色体组的90K标记构建2个遗传连锁图谱,于2016年10月至2017年6月将这2个F₉群体衍生的F_9﹕10群体分别种植在陕西杨凌、河南南阳和河南驻马店,小麦蜡熟期对芒长进行表型鉴定,用完备区间模型和多环境的联合分析对此性状进行QTL定位。【结果】构建了覆盖小麦21条染色体的2张遗传图谱,图谱长度分别为4 412.14和4 281.67 cM,平均遗传距离为分别为2.65和2.31 cM。2个连锁图谱的连锁标记数表明,90K标记在小麦基因组A、B和D间分布不均衡,但均表现为B基因组的标记数＞A基因组的标记数＞D基因组的标记数。对于2个连锁图谱的公共标记而言D基因组公共标记最少,从侧面反映出D基因组具有较高的保守性。2个RIL群体在陕西杨凌、河南南阳和河南驻马店3个环境下共检测到6个控制芒长的QTL。其中主效位点Qal5A-1在2个群体3种环境下都能被检测到,属于环境钝感QTL,表型变异贡献率变幅为46.01%-79.82%,对芒长具有强烈的抑制作用,加性效应来自短芒亲本小偃81,该主效QTL位点被定位在5A染色体末端,与分子标记RAC875_c8121_1147紧密连锁。另外Qal6B-1、Qal1B-1、Qal3B-1、Qal2D-1和Qal2D-2这5个QTL,分别被定位在6B、1B、3B、和2D染色体上,其表型变异的贡献率分别为1.39%、3.66%、3.93%、5.53%和3.51%,为微效QTL。小偃81/周8425B组合的RIL群体共检测的2个QTL,其中1个主效位点Qal5A-1和1个微效QTL位点Qal6B-1,2个QTL表型变异的贡献率总和为79.91%。小偃81/西农1376组合的RIL群体检测出5个QTL,1个主效位点Qal5A-1和4个微效位点Qal1B-1、Qal3B-1、Qal2D-1和Qal2D-2,5个QTL表型变异的贡献率总和为63.96%。多环境的联合分析得到了6个QTL,其互作效应的表型变异贡献率都远低于加性效应的表型变异贡献率,说明QTL与环境间的互作不是影响芒长的主要因素;加性效应值在不同的环境下近似相等,进一步表明这6个QTL在3个环境间有着稳定的遗传效应。【结论】2个群体检测到1个主效位点Qal5A-1,此位点能够稳定表达且与分子标记RAC875_c8121_1147紧密连锁,表型变异贡献率46.01%-79.82%,对芒长具有较强的抑制作用。