利用分子标记解析小麦新种质YW243的抗锈病基因

 【目的】对兼抗条锈病、秆锈病、叶锈病、黄矮病、白粉病等5种病害的小麦新种质YW243中抗锈病基因的组成和来源进行解析。【方法】通过系谱推断，利用了抗条锈病基因Yr9、YrX、Yr2、Yr1以及抗秆锈病基因Sr31的特异PCR标记和醇溶蛋白蛋白质电泳图谱，分析YW243及其部分相关亲本材料丰抗8号、丰抗13、陕7859中相关的抗条锈病基因和抗秆锈病基因的有无，解析YW243中抗锈病基因的组成。【结果】YW243含有抗条锈病基因Yr1、Yr2、Yr9、YrX，抗秆锈病基因Sr31、抗叶锈病基因Lr26。Yr1源于亲本陕7859或丰抗13，Yr2源于陕7859或丰抗8号或丰抗13；YrX源于丰抗13；Yr9 、Sr31和Lr26源于陕7859或丰抗8号中。【结论】解析了YW243中抗条锈病基因和抗秆锈病基因的组成，证明YW243是一个含有Yr1、Yr2、Yr9、YrX、Sr31等抗锈病基因的多基因聚合体，这些基因特异的SSR，STS特异标记可用于检测多基因聚合体YW243中目标基因，为在抗锈育种中利用、选择YW243的抗锈基因提供了快捷方法。     

小麦抗白粉病和条锈病基因的分子标记辅助鉴定

【目的】选育小麦新种质N95175和新品种远丰175,并检测其是否含有来源于小麦-簇毛麦易位系92R149的抗白粉病基因或抗条锈病基因。【方法】利用92R149/咸87(30)//小偃6号杂交组合选育N95175和远丰175,并以N95175、远丰175及其亲本92R149、咸87(30)和小偃6号为材料,利用与抗白粉病基因Pm21共分离的SCAR标记及与抗条锈病基因Yr26紧密连锁的SSR标记Xgwm11和Xgwm18,对N95175和远丰175所携带的抗病基因进行分子标记辅助鉴定。【结果】从N95175中扩增出与92R149相同的SCAR标记特异条带,而在2个感病亲本咸87(30)、小偃6号和远丰175中没有扩增出该条带。N95175和远丰175的扩增产物与抗条锈病亲本92R149相同,与2个感病亲本不同。【结论】导入N95175的抗白粉病基因为Pm21,导入N95175和远丰175中的抗条锈病基因为Yr26。     

49份小麦种质资源中Glu-1，Glu-3，Gli-1位点基因组成分析

采用分步法SDS-PAGE和改良A-PAGE分析了49份小麦农家品种等资源的Glu-1,Glu-3,Gli-1住点基因组成.结果表明,Glu-1位点编码的HMW-GS组成共检测到14种图谱,其中占比例最大图谱(N,7 8,2 12)达44.9%,其次是(N,7 9,2 12)和(1,7 8,2 12)各占14.3%,(1,7 9,5 10)和(2*7 9,2 12)各占4.1%,其余9种图谱各占2.0%;Glu-3位点编码的LMW-GS组成共检测到25种图谱.(a,j,c)占12.2%,(a,g,c)占10.2%,(new,g,c)占8.2%,(a,g,a).(a,j,a),(f,g,c)和(d,j,a)各占6.1%,(f,j,a),(d,g,c),(a,f,c)和(f,f,c)各占4.1%,其余14种图谱各占2.0%,Glu-A 3位点新发现的基因图谱占14.3%;Gli-1位点编码的醇溶蛋白组成共检测到40种图谱,(a,f,l)和(f,l,i)各占6.1%,(f,l,a),(new,c,i),(b,g,l)和(l,l,a)各占4.1%.其它34种图谱各占2.0%,Gli-1位点新发现的基因图谱占16.3%;扬白麦、迟亚草、葫芦头麦、红秃头、红粒白芒、红火麦、矮孟牛Ⅳ中在Glu-3或Gli-1位点含有新发现的等位基因.     

小麦杀雄剂SQ-1反复施用与人工多次模拟降雨对其药效及植株结实率的影响

为明确小麦杀雄荆SQ-1喷施后遇雨及雨后复喷对小麦的杀雄效果及异交结实率的影响,采用人工模拟降雨冲洗SQ-1和重复喷药喷水处理,研究了不同处理对SQ-i的杀雄效果以及异交结实率的影响,结果表明：（1）杀雄荆SQ-1在雨前2h喷施便可以被植株吸收,达到良好的杀雄效果;（2）雨后复喷SQ-1可达到完全杀雄效果,但喷施次数越多异交结实率越低。     

不同山羊草属细胞质对小麦淀粉粘度参数的影响

为了利用小麦亚族丰富的细胞质资源改良小麦淀粉品质,以具有山羊草属（Aegilops）6种不同异源细胞质的异质小麦品种Chris为材料,与生产上广泛种植的4个常规小麦品种进行正反杂交。研究了异源细胞质对其F1籽粒淀粉粘度参数（峰值粘度和稀懈值）的影响。结果表明．（1）在以6种异源细胞质材料为母本的杂交组合中,70％的组合其峰值粘度高于反交对照。78％的组合其稀懈值高于反交对照;偏凸山羊草、单芒山羊草、粗山羊草和二角山羊草细胞质对峰值粘度和稀懈值的影响具有普遍的正效应,其中尤以偏凸、粗山羊草的细胞质正效应最大;而粘果山羊草和柱穗山羊草对峰值粘度和稀懈值具有负效应。（2）在核背景相同而质背景不同,以及质背景相同而核背景不同的情况下,其峰值粘度和稀懈值差异显著,表明在峰值粘度和稀懈值方面存在着显著的核质互作关系。这些结果说明利用异源细胞质改良小麦淀粉品质性状是可行的,但应注意选择合适的核质组合。     

新型化学杀雄剂与表面活化剂组合筛选及其诱导小麦雄性不育的效果

[目的]筛选出生产成本较低且杀雄彻底、不影响小麦正常生长的化学杀雄剂,为杂交小麦的生产提供参考依据.[方法]以西纯820、周麦27、周麦28、徐州10030、泛麦8号、中麦895和项麦9908等小麦品种(系)为试验材料,选用6种成本在100元/ha以下的化学杀雄剂(CH1、CH2、CH3、CH4、CH5和CH6)及10种表面活化剂(Silwet-40、二甲基硅油、Silwet-77、道康宁1520、瓦克SRE-CN、中油美D108、聚二甲基硅氧烷、Tween-20、Triton-100和月桂醇醚硫酸钠),通过化学杀雄剂筛选试验、基因型验证试验及表面活化剂筛选试验,筛选出新型化学杀雄剂与表面活化剂的最佳组合.[结果]300.0 g/ha的化学杀雄剂CH1可诱导小麦品系西纯820产生完全雄性不育,旗叶表现正常,但抽穗推迟.当小麦生长期处于Feekes标准8.5时,叶面喷施300.0 g/ha化学杀雄剂CH1(含0.1%表面活化剂OP-10)能使周麦27、周麦28、徐麦10030、泛麦8号、中麦895和项麦9908等小麦品种(系)的相对自交结实率明显下降,其中以周麦27、泛麦8号、中麦895和项麦9908的杀雄效果较优,对应的相对自交结实率分别降至15.8%、0.4%、2.3%和1.2%,表现出较好的杀雄广谱性.在10种表面活化剂中,二甲基硅油对小麦植株的生长无明显抑制作用,与化学杀雄剂CH1配伍使用能获得较高的杀雄效果,小麦相对自交结实率仅为1.2%.[结论]300.0 g/ha化学杀雄剂CH1配伍0.1%二甲基硅油可诱导小麦产生接近完全的雄性不育效果,且无明显药害反应,可作为杂交小麦制种候选方案进一步研究与利用.     

小麦TaTDR-Like基因的克隆及表达分析

【目的】克隆小麦绒毡层退化基因（Tapetum degeneration retardation,TaTDR-Like）,研究其组织表达及不同育性材料间花药不同发育时期的时空表达模式,为深入揭示小麦花药异常发育的分子机制打下理论基础。【方法】以普通小麦品种西农1376（MF-XN1376）为材料,通过PCR扩增克隆得到TaTDR-Like基因的3个同源拷贝,利用生物信息学分析TaTDR-Like蛋白特性及TaTDR-Like基因启动子顺式作用元件,利用实时荧光定量PCR检测TaTDR-Like基因的组织表达情况及在可育、不育材料花药不同时期中的时空表达模式,利用酵母双杂交技术进行自激活检测,并构建植物融合表达载体35S-TaTDRLD-EGFP,通过农杆菌介导转入烟草叶片表皮细胞,观察TaTDRL-D蛋白亚细胞定位情况。【结果】成功克隆小麦TaTDR-Like基因,发现该基因存在3个同源拷贝即TaTDRL-A、TaTDRL-B和TaTDRL-D,分别编码550、553、557个氨基酸,其蛋白分子量分别为58.50、58.90和59.21 kD,等电点（pI）分别为4.77、4.66和4.63。TaTDR-Like蛋白均在C端有1个bHLH保守结构域,其中TaTDRL-A与TaTDRL-B的保守结构域相似度达100%,与TaTDRL-D的保守结构域相似度为96%,TaTDRL-D与OsTDR、AtAMS保守结构域相似度分别为98%和88%;系统发育进化树表明TaTDR-Like蛋白与大麦（KAE8787147.1）、二穗短柄草TDR（XP_014756384）、水稻TDR（Os02g0120500）和拟南芥AMS（AT2G16910.1）的进化关系较密切;启动子分析表明TaTDR-Like基因启动子处含有较多光响应元件、非生物应激反应、激素响应元件等顺式作用元件;组织特异性表达分析显示TaTDRL-D在花药中的表达量最高,而TaTDRL-A和TaTDRL-B在幼穗表达量较高;对花药发育不同时期表达分析显示TaTDRL-D在花药发育单核早期表达量最高,之后逐渐降低,单核晚期到三核期不育材料（CMS-XN1376）表达量均高于可育材料（MF-XN1376）;自激活检测结果表明TaTDRL-D具有转录激活活性;亚细胞定位显示TaTDRL-D蛋白定位于细胞核。【结论】TaTDRL-D基因可能参与小麦花药发育,负调控花药育性。     

偏、粘和易型非1B/1R小麦雄性不育系研究初报

以偏、粘和易型1B/1R稳定全不育系ms(Ae.ventricosa)-77(2)、ms(Ae.kotschyi)-77(2)和ms(Ae.variabilis)-77(2)为不育质核背景,一批优良小麦品种(系)及部分亲本材料为父本,诱导单倍体性和易恢复性为重要选择指标,采用测交、置换回交和转育等方法,并结合细胞学镜检,首次成功地将带有rfvl基因的非1B/1R普通小麦栽培品种与偏凸、粘果和易变不育胞质结合,培育出稳定的偏、粘和易型非1B/1R全不育系ms(ven)-90-110、ms(kots)-90-110和ms(var)-90-110.测交和育性分析结果表明:(1)其不育性主要由一对主效隐性基因控制.(2)从不育系自身完全克服了1B/1R不育系产生单倍体的缺点;同时大大提高了其不育性的易恢复性,其不育系与一般只要含有主效恢复基因(Rfvl)的小麦品种(系)测配,F₁杂种恢复度大都在85%～90%以上.(3)其育性恢复基因分析广泛,一般生产中的非1B/1R优良品种(系)都带有它们的主效恢复基因,可以自然恢复系形式恢复其育性.     

利用荧光原位杂交技术分析新合成异源四倍体拟南芥

在植物异源倍化育种中或者通过异源多倍化导入有利基因时,初级杂交后代异源多倍体减数分裂期间,避免部分同源染色体干扰,使同源染色体正常联会和配对以及正确分离是产生功能性雌雄配子的细胞学基础。本研究通过种间杂交技术,获得初级杂交后代异源四倍体拟南芥A. suecica,并重点分析其花粉母细胞减数分裂期同源染色体联会和配对情况。利用DAPI技术染色证明了花粉母细胞减数分裂期间核内染色体数目的正确性和均等分裂;而用荧光原位杂交技术进一步证明了核内染色体组的来源的正确性和同源染色体联会和配对的精准性。该结果证实新合成异源多倍体能进行正常的减数分裂和产生功能性雌雄配子,为种属间杂交和异源多倍体育种以及植物杂种优势利用提供了有利的细胞遗传学证据。     

杂交小麦超高产模式研究

为探求杂交小麦超高产栽培模式,运用农业生态学和统计学原理,采用三因子二次饱和D-最优设计方案,选取对小麦产量影响较大的播期x1、播量x2和施肥量x3为调控因子,以每hm2产量y为目标函数,研究小麦超高产栽培模式。结果表明:在试验设计条件下,影响小麦产量的3个生态因素权重依次为施肥量x3>播量x2>播期x1;目标产量为7 500～9 000kg/hm2时,杂交小麦高产的最佳农艺方案为:施肥量x3(纯N和P的质量,m(N)∶m(P2O5)=1∶1)为208.24～301.88kg/hm2,播量x2为218.28～301.29万粒/hm2,播期x1为10-04—10-19。