相同HMW-GS组合小麦品种主要品质指标分析

为研究具有相同HMW-GS组合小麦品种的品质差异情况,本研究利用山东农业大学品质育种实验室保存的种质资源和黄淮冬麦区新育成的小麦品种(系)230份,用SDS-PAGE电泳分析材料的亚基类型并筛选鉴定具有相同HMW-GS组合的小麦品种。结果表明:①在Glu-A1位点具有3种亚基类型(N、1、2*);Glu-B1位点具有5种亚基类型(6+8、7+8、7+9、14+15、17+18);Glu-D1位点具有2种亚基类型(2+12、5+10)。并筛选鉴定出具有相同HMW-GS(1、7+9、2+12)组合的小麦品种(系)12份。②对具有相同HMW-GS的小麦品种(系)进行了主要品质指标测定,其粗蛋白含量、湿面筋含量和吸水率变异较小,变异系数分别为4.5%、7.5%和4.4%;沉淀值、形成时间、稳定时间变异均较大,其中稳定时间变异最大,平均为3.7 min,变幅为1.6~15.1 min,变异系数为99.8%,由此表明,相同HMW-GS组合小麦品种(系)间主要品质指标存在较大差异,这为进一步研究HMW-GS对小麦品质的影响和小麦品质育种提供了参考。     

小麦冬前最大分蘖期根数的QTL定位

为了研究小麦冬前最大分蘖期根数的分子遗传基础,以小麦加倍单倍体(DH)群体(花培3号×豫麦57)的168个株系为材料,测定3个不同生长环境下DH群体的初生根数、次生根数和总根数,利用已经构建的DH群体遗传连锁图谱,采用基于混合线性模型的复合区间作图法对冬前最大分蘖期根数进行了QTL定位分析。结果表明,共检测到控制初生根数、次生根数、总根数3个性状的7个加性效应QTL和7对上位性互作QTL,分布在1B、2B、2D、3B、4A、4D、5D、6B、6D、7D染色体上,单个QTL可以解释4.67%～16.56%的遗传变异;在1B染色体上的Xwmc406—Xbarc156区间,检测到控制次生根数、总根数的QTL,表现出一因多效或紧密连锁效应,2个主效QTL qSrn1B和qRtn1B分别解释次生根数和总根数表型变异的16.56%和12.80%,可用于小麦根系性状的分子标记辅助选择。     

国审小麦新品种‘山农116’遗传背景及其高产优质稳定性分析

为了使新审定的高产稳产强筋小麦品种‘山农116’尽快大面积应用于生产,从其杂交亲本遗传背景和在国家、山东省区域试验中高产稳产性表现,多年份品质测试结果的强筋稳定性表现等方面进行了深入分析。结果表明,‘山农116’国家区域试验和山东省区域试验均比对照增产达极显著水平,国家试验比高产对照品种‘周麦18’增产4.0%,山东省试验比对照‘济南17’增产3.8%;2018—2021连续4年在全国小麦质量鉴评中,‘山农116’的品质测试指标均达GB/T17892标准强筋或中强筋小麦。‘山农116’株高76.9 cm,株型紧凑,穗层整齐,熟相好,聚合了母本的强筋、抗病、早熟和父本的高产、节水、抗倒伏等优异特点,适宜黄淮麦区大面积推广和市场订单种植利用。     

利用基因芯片技术进行小麦遗传图谱构建及粒重QTL分析

【目的】小麦遗传图谱是进行小麦染色体分析和研究表型变异的遗传基础。通过利用传统分子标记和现代基因芯片技术相结合,构建高密度遗传图谱,重点开展主要产量主要构成要素--粒重的初级基因定位,确定影响粒重的主效QTL位点,为开发粒重CAPS分子标记及在分子标记辅助育种提供依据和指导,并为利用小麦粒重次级群体进行精细定位和基因挖掘奠定基础。【方法】利用90 K小麦SNP基因芯片、DArt芯片技术及传统的分子标记技术,以包含173个家系的RIL群体（F_9：10重组自交系）为材料,构建高密度遗传图谱,并利用QTL network2.0进行了3年共4环境粒重QTL分析。【结果】构建了覆盖小麦21条染色体的高密度遗传图谱,该图谱共含有6 244个多态性标记,其中SNP标记6 001个、DArT标记216个、SSR标记27个,覆盖染色体总长度4 875.29 cM,标记间平均距离0.78 cM。A、B、D染色体组分别有2 390、3 386和468个标记,分别占总标记数的38.3%、54.3%和7.5%;3个染色体组标记间平均距离分别为0.80、0.75和0.80 cM。用该分子遗传图谱对4个环境下粒重进行QTL分析,检测到位于1B、4B、5B、6A染色体上9个加性QTL,效应值大于10%的QTL位点有QGW4B-17、QGW4B-5、QGW4B-2、QGW6A-344、QGW6A-137;其中QGW4B-17在多个环境下检测到,其贡献率为16%-33.3%,可增加粒重效应值2.30-2.97g,该位点是稳定表达的主效QTL。9个QTL的加性效应均来自大粒母本山农01-35,单个QTL位点加性效应可增加千粒重1.09-2.97 g。【结论】构建的覆盖小麦21条染色体的分子遗传图谱共含有6 241个多态性标记,标记间平均距离为0.77 cM。利用该图谱检测到位于1B、4B、5B、6A染色体上9个控制粒重的加性QTL,其中QGW4B-17是稳定表达的主效QTL位点,贡献率为16.5%-33%,可增加粒重效应值2.30-2.97 g。     

小麦RIL群体SSR分子标记偏分离的遗传分析

为了研究小麦SSR分子标记偏分离的遗传特性,以普通小麦6044和0135杂交得到的F8重组自交系（RIL）群体为材料,利用具有多态性的76对SSR引物进行群体间分析。结果表明,有15个分子标记表现偏分离（P<0.05）,占总标记数的19.74%。这些偏分离标记中有7个标记偏向父本6044,占总偏分离标记位点数的46.67%;8个标记偏向母本0135,占总偏分离标记位点数的53.33%。这些标记在图谱上有两种分布形式,分别为成簇分布和孤立分布。在7条不同的染色体上均发现偏分离标记,其中在3条染色体上发现3个热点区域。     

小麦籽粒产量及穗部相关性状的QTL定位

由小麦品种花培3号和豫麦57杂交获得DH群体168个株系,种植于3个环境中,利用305个SSR标记对籽粒产量和穗部相关性状(穗长、穗粒数、总小穗数、可育小穗数、小穗着生密度、千粒重和粒径)进行了QTL定位。利用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0软件,共检测到27个加性效应和13对上位效应位点,其中 8个加性效应位点具有环境互作效应。相关性高的性状间有一些共同的QTL位点,表现出一因多效或紧密连锁效应。5D染色体区段Xwmc215–Xgdm63,检测到控制籽粒产量、穗粒数、总小穗数、可育小穗数和小穗着生密度5个性状的QTL位点,各位点的遗传贡献率较大且遗传效应方向相同,增效等位基因均来源于豫麦57,适用于分子标记辅助育种和聚合育种。控制千粒重与穗粒数的QTL位于染色体不同区段,有利于实现穗粒数与粒重的遗传重组。     

超高产小麦品种(系)生育后期抗氧化酶活性的变化

以鲁原301、潍麦8号和山农62G三个超高产小麦新品种(系)和对照品种鲁麦14为材料,测定其在生育后期的光系统Ⅱ实际光化学效率(φPSⅡ),非光化学猝灭系数(NPQ),抗氧化酶活性和活性氧含量.结果表明,与对照品种鲁麦14相比,三个超高产小麦新品种(系)在生育后期都具有较高的光系统Ⅱ实际光化学效率(φPSⅡ)和抗氧化酶活性,而O2,H2O2含量和NPQ都较低.表明生育后期超高产小麦新品种(系)的光合机构受伤害程度较轻,利用光能的能力较强,利于高产.从产量水平看,鲁原301、潍麦8号和山农62G品种的产量都高于鲁麦14.     

冬小麦低温处理叶片细胞膜透性的QTL定位

为探索冬小麦抗寒性的分子机制,以168个花培3号×豫麦57的双单倍体株系为作图群体,利用已构建含有324个SSR标记的遗传图谱,对电导法测定低温(−18℃)处理后的叶片膜透性进行QTL定位。利用完全区间作图法,在3种环境下共检测到21个与叶片膜透性相关的加性QTLs,分布于1B、2A、3A、3B、5B、6A、6B、6D、7B和7D染色体上,其中4个位点(qCMP-1B-1、qCMP-3B-2、qCMP-5B-1和qCMP-5B-4)遗传贡献率大于10%,属主效基因,其余QTL的遗传贡献率较小,属微效基因。3种环境条件下在5B染色体的Xgwm213–Xswes861.2区间检测到共同位点,与Xswes861.2的遗传距离为0 cM,其中qCMP-5B-1 (环境1)和qCMP-5B-4 (环境3)的贡献率高达17.5%和14.0%。研究结果对于小麦抗寒标记选择和抗寒育种具有应用价值。     

小麦子粒构型性状与粒重的相关性分析

对小麦6044和01-35及由这两个材料构建的187个重组自交系群体的子粒构型性状（粒长、粒宽、粒厚、粒形等）和产量相关性状千粒重进行了相关性分析。结果表明,千粒重与粒长、粒宽、粒厚都有较高的相关性,其中与粒厚相关性最高（相关系数r=0.854＊＊）,表明粒厚对粒重的影响最大,粒宽与粒长次之。子粒构型性状之间也有一定的相关性,其中粒宽与粒厚的相关性最大（r=0.775＊＊）,其次为粒长/粒宽与粒长/粒厚（r=0.754＊＊）,而粒厚与粒长/粒厚表现为极显著负相关（r=-0.612＊＊）,说明粒形主要受粒长和粒厚的影响。