强筋抗病高产稳产型小麦新品种--山农12

山农12（原代号PH3259）是山东农业大学选育的超强筋、高抗病、高产稳产型小麦新品种，该品种2004年申请国家新品种（系）保护权，2005年9月通过山东省品种审定委员会审定。     

小麦DH群体氨基酸含量的遗传变异及相关性分析

为了给小麦营养品质改良提供依据,以花培3号/豫麦57构建的小麦DH群体的168个株系为材料,利用该群体两年的表型数据,对小麦籽粒所含17种氨基酸、必需氨基酸、非必需氨基酸及氨基酸总量的遗传变异及其之间的相关性进行了分析。结果表明,小麦籽粒氨基酸含量组成不平衡,谷氨酸在籽粒总氨基酸中所占比例最高,达25.81%;亮氨酸和脯氨酸次之;赖氨酸和组氨酸在籽粒总氨基酸中所占比例最低,仅2.27%和2.10%。所有氨基酸含量在两个年份中的变异系数均较大（大于7%）,半胱氨酸含量在两个环境中的平均变异系数最大,为23.16%;天冬氨酸含量的平均变异系数最小,为7.62%。除赖氨酸和半胱氨酸含量在两个年份中均不存在相关性外,其余氨基酸含量之间显著或极显著正相关,多数氨基酸含量在两个年份中均存在极显著的正相关;同时两年数据略有差异,说明小麦籽粒氨基酸含量受气候条件影响。     

基于QTL定位分析小麦株高的杂种优势

为探讨小麦株高杂种优势的分子遗传基础,以小麦品种花培3号和豫麦57杂交F1经染色体加倍获得的DH群体168个株系为材料,构建了一套含168个杂交组合的"永久F2"群体。利用复合区间作图法,在3个环境中进行了基于QTL定位的株高杂种优势分析,共检测到3个加性效应位点、2个显性效应位点、4对上位效应位点(包括加性×加性、加性×显性、显性×加性和显性×显性)和20个杂种优势位点。位于2D、4D和5B2染色体上的QPh2D、QPh4D和QPh5B2在3个环境中同时被检验到,受环境影响小,表达稳定。在2D染色体上相近的区域定位出多个杂种优势位点,其中QPh2D-2和QPh2D-7可解释杂种优势表型变异的29.77%和55.77%。在7D染色体的Xwmc273.2-Xcfd175之间定位出同一个杂种优势位点Qph7D-2。结果表明,在2D、4D和7D染色体上这些区域存在一些对小麦株高的杂种优势起重要作用的位点。     

小麦近等基因系与白粉病菌互作的生理指标研究

小麦品种百农3217感白粉病,它的一个近等基因系(Xbd/百农3217(BC7F6))含抗病基因xbd,具有抗白粉病功能。以这两个品系为试验材料,接种白粉菌,分析了0~6 d两个品系叶片中过氧化氢(H2O2)的含量和7种代谢酶的活性,这些代谢酶包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽转硫酶(GST)等。目的是探讨在白粉菌和小麦植物的互作过程中,感病、抗病植物生理指标之间的差异。试验结果表明:接种白粉病菌后,H2O2含量在感病品系中显著下降,在抗病品系中显著上升;在白粉菌侵染进程中,CAT酶活性,感病与抗病品系无明显差异;感病品系叶片内SOD、GR、GPX、APX和GST活性在接种后期显著上升,高于抗病品系;DHAR活性变化则无明显规律。在白粉病侵染小麦植株过程中,H2O2具有重要作用,多种代谢机制共同参与,各种酶的总体表现影响了H2O2含量的变化。     

小麦株高发育动态QTL定位

【目的】检测小麦生长发育过程中控制株高的条件QTL和非条件QTL,揭示株高发育的分子遗传机理,获得更多调控株高的遗传信息。【方法】以两个主栽小麦品种花培3号和豫麦57的F1获得的含有168个株系的DH(双单倍体)群体为材料,自拔节至开花期,每隔7d取样测定株高(分蘖节至穗顶端)。根据3个环境下株高的表型数据和含有323个位点的分子遗传图谱,采用条件复合区间作图法进行小麦株高的发育动态QTL分析。【结果】共检测到18个非条件QTL和10个条件QTL。在18个非条件QTL中,Qph5D-1在前4个取样期(3月9日—4月23日)均能检测到,Qph4D-1在后3个取样期均能检测到,分别是挑旗前、后阶段影响株高的主效QTL,其它非条件QTL在少数几个取样期发现或效应很小。10个条件QTL中,Qph5D-1在两个阶段均能检测到,总贡献率为30.1%。Qph4B在5月1日—5月8日检测到,贡献率为20.3%,对后期株高的净增长量起主要作用。其它条件QTL只在一个阶段出现或效应较小。【结论】影响株高的QTL数目及其QTL表达效应在株高形成的过程中有很大的变化,说明控制株高生长的数量性状基因以一定的时空方式表达。在小麦育种中,本研究结果可为株高的分子标记辅助选择提供理论依据。     

小麦籽粒形态及千粒重性状的QTL初步定位

为研究小麦籽粒形态及千粒重性状的QTL,以普通小麦6044和01-35为杂交组合构建的F8重组自交系（RIL）群体作为试验材料,在山东泰安（山东农业大学试验站）和莱阳（青岛农业大学试验站）两个环境下进行两年田间试验,利用Mapmaker/version 3.0和WinQTLCart软件通过复合区间作图法进行QTL初步定位,在两年两个环境下共检测到12个相关QTL位点,其中关于粒长的2个QTL分别位于2A和2B染色体上,可解释表型变异的25%和12%;4个粒厚QTL位于2A和6A染色体上,可解释表型变异的7%～10%;6个千粒重相关QTL位于染色体2A、4A和6A连锁群上,可解释表型变异的6%～25%;而粒宽QTL在两个地点上都没有检测到。其中相关性高的性状间有一些共同的QTL,表现出一因多效或紧密连锁效应。     

小麦DH群体穗下节间直径、茎壁厚及茎壁面积的QTL定位

由小麦品种花培3号和豫麦57杂交获得168个DH株系,连续两年在山东泰安种植,利用324个SSR标记构建遗传连锁图谱,并基于混合线性模型对控制穗下节间直径、茎壁厚及茎壁面积的QTL遗传效应和环境互作效应进行分析。共检测到10个加性效应位点和6对上位效应位点,其中3个加性位点参与环境互作效应。检测到位于染色体2D、3D和5D(2个)控制穗下节间直径的4个加性QTLs,与控制茎壁厚的3个加性位点相同或相邻,表现出一因多效或紧密连锁效应。两个位于染色体2D和5D控制茎壁厚和茎壁面积QTL有较大遗传贡献率,分别为11.37%和10.98%,适用于分子标记辅助育种和聚合育种。6对上位性效应遗传贡献率较小、无环境互作效应。     

小麦籽粒灌浆速率及粒重QTL初步研究

为了对小麦不同发育时期灌浆速率及千粒重进行动态QTL初步定位,并进行遗传分析,通过01-35×6044杂交得F1代,后经连续多年“一粒传法”获得F9代重组自交系,利用Mapmaker/version 3.0计算标记间距离并绘制遗传图谱,结合田间表型数据采用Win QTL Cart 2.5软件的方法研究小麦不同发育时期灌浆速率及千粒重QTL定位情况及其效应。结果共检测到13个小麦灌浆速率及千粒重QTL,这些QTL大部分是位于2A染色体上,部分位于6A、5A、4A染色体上。其中千粒重QTL 2个,可解释表型变异的9%和33%;平均灌浆速率QTL 3个,可解释表型变异的6%~18%;最高灌浆速率QTL 1个,可解释表型变异的11%;最高灌浆速率出现的时间QTL 1个,解释7%的表型变异;第一、四时期各1个,分别解释表型变异的12%和16%;三、五时期各2个,分别解释表型变异的8%~9%和9%~10%。通过对不同时期小麦灌浆速率和粒重QTL定位,探索了控制灌浆速率的基因表达的时空特性,为灌浆速率及千粒重的QTL精细定位和分子标记辅助选择奠定基础。     

小麦面粉色泽(白度)与DArT标记的关联分析

面粉色泽(白度)是评价小麦加工品质的重要指标之一。在4个环境中检测了109份矮孟牛姊妹系及其衍生系的面粉色泽(白度)参数,并利用混合线性模型分析其与覆盖小麦基因组的971个DArT (Diversity Array Technology)标记的关联性。结果显示,17个DArT标记与面粉色泽显著关联,4个标记与白度显著关联(P≤0.001)。标记wPt-1196和wPt-669693在多个环境中与色泽a*和b*关联,且效应值较大。该研究结果为小麦面粉色泽的分子标记辅助选择育种提供了参考信息。     

小麦新品种“山农20”抗病基因的分子检测

山农20是2011年和2012年分别通过国家黄淮南、北片审定的小麦高产多抗新品种,在国家区试抗病性鉴定和生产中都表现出良好的抗黄淮麦区主要病害的特性。本研究利用与小麦抗白粉病、条锈病、叶锈病、纹枯病基因和抗赤霉病主效QTL紧密连锁的SSR、SCAR、STS等标记对该品种进行了分子检测,发现山农20含有6个抗白粉病基因(Pm12、Pm24、Pm30、Pm31、Pm35和Pm36),6个抗条锈病基因(Yr5、Yr9、Yr15、Yr24、Yr26和YrTp1),2个抗叶锈病基因(Lr21和Lr26),1个抗纹枯病基因(Ses1),但未检测到抗赤霉病主效QTL。分子检测结果部分解释了山农20的优良抗病性,也为利用分子标记辅助选择培育抗病稳产小麦新品种提供参考。