小麦面筋相关性状的主基因+多基因遗传模型分析

【目的】通过小麦面筋相关性状的主基因+多基因遗传模型分析,探析小麦湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数的遗传规律,为我国长江中下游麦区红皮强筋专用小麦品种选育提供理论参考。【方法】以苏麦6号×扬97G59为亲本构建的双单倍体(DH)群体(共189个家系)为材料,采用主基因+多基因遗传分离分析方法对小麦湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数进行遗传模型分析。【结果】湿面筋含量在句容试点MX2-ED-A模型为最佳模型,受到2对显性上位性效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为74.18%,多基因遗传率为24.35%,但在扬州试点MX2-IE-A模型为最佳模型,受到2对抑制效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为7.41%,多基因遗传率为90.60%。对于干面筋含量,在句容试点MX2-ED-A模型为最佳模型,受到2对显性上位性效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为38.24%,多基因遗传率为61.61%,但在扬州试点MX2-IE-A模型为最佳模型,受到2对抑制效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为5.65%,多基因遗传率为94.04%。面筋指数在句容试点MX2-AI-AI模型为最佳模型,受到2对加性上位性效应主基因和加性上位性效应微效多基因控制,主基因遗传率为66.34%,多基因遗传率为33.55%,但在扬州试点MX2-DE-A模型为最佳模型,受到2对重叠效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为42.05%,多基因遗传率为57.62%。【结论】小麦干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数均表现为数量性状的特点,受多基因的控制,且存在环境效应。干面筋含量和湿面筋含量的遗传主要受2对显性上位性或抑制效应主基因+多基因的控制;面筋指数的遗传受2对加性上位性或重叠效应主基因+多基因的控制。

小麦响应禾谷镰刀菌侵染的核心基因筛选与鉴定

【目的】筛选鉴定小麦品种连麦12响应禾谷镰刀菌侵染过程中的核心基因,为小麦赤霉病防御分子网络提供理论参考。【方法】对成功感染禾谷镰刀菌的连麦12小穗进行转录组测序,通过DESeq筛选差异表达基因(DEGs),对DEGs进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,构建DEGs的蛋白质互作网络,通过MCODE和cytoHubba筛选核心基因。【结果】对小麦品种连麦12接种禾谷镰刀菌(处理组)和接种无菌去离子水(对照,CK)72 h后的DEGs进行筛选,结果共筛选出14180个DEGs,其中有10966个DEGs上调表达,有3214个DEGs下调表达。经GO功能注释分成三大类,共51个条目,其中,细胞组分包含14个条目,主要富集在细胞、细胞部件和膜3个条目;分子功能包含11个条目,主要富集在催化活性和结合2个条目;生物学过程包含26个条目,主要富集在细胞过程、代谢过程和刺激反应3个条目。KEGG信号通路富集分析结果显示,富集到代谢、次级代谢物生物合成、苯丙烷类生物合成、植物信号激素转导、植物MAPK信号通路的DEGs数量最多;富集到光合作用—天线蛋白通路,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成,谷胱甘肽代谢,黄酮和黄酮醇的生物合成,亚油酸代谢等通路的程度最高。以combined score>0.7构建蛋白质互作网络,共筛选出258个上调表达的DEGs。MCODE聚类构建筛选重要基因互作功能模块,获得2个重要基因功能模块分别包含13个(Score=7.67)和6个(Score=5.60)重要的DEGs。利用cytoHubba筛选蛋白质相互作用最紧密的10个核心基因,其结果与MCODE筛选结果重合。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对筛选的10个核心基因验证结果,与转录组测序结果基本一致。【结论】筛选的10个核心基因在禾谷镰刀菌侵染后均上调表达,说明这10个核心基因在连麦12对禾谷镰刀菌侵染的响应中发挥重要调控作用。

基因枪介导法向小麦导入黄花叶病毒复制酶基因的研究

筛选出适宜小麦转化的优良基因型扬麦 15 8和扬麦 10号。以扬麦 15 8幼胚愈伤组织为受体 ,利用基因枪介导法将含有小麦黄花叶病毒复制酶基因 (WYMV- N ib8)的 pubi Nib8质粒转入了小麦。T0 代经 PCR扩增分析 ,获得了 14株含 WYMV- N ib8基因的转化植株 ,转化率为 0 .4 3%。T1、T2 代跟踪分子检测和 T2 代田间病毒抗性鉴定结果表明 ,获得了 4个抗

利用wx基因分子标记辅助选择培育糯性小麦

利用中国春及其缺体－四体对ｗｘ－Ｂｌ基因的ＳＴＳ标记和ｗｘ－Ａｌ、ｗｘ－ｄｌ的微卫星（ＳＳＲ）标记进行了定位。联合应用这２种分子标记，对１２个小麦品种和５个高代糯麦株系做了鉴定，与Ｗｘ蛋白的ＳＤＳ－ＰＡＧＥ结果一致；从组合江苏白火麦×关东１０７的Ｆ２分离群体中筛选出８种ｗｘ基因型，其中３种基因型（ＡＤ同缺型，ＢＤ同缺型和糯型）为自然界中所没有，并且培育出了国内首批糯性小麦品系。另外，应用ＳＳＲ标记对江苏白火麦回交改良群体中个体进行辅助选择，得到了含ｗｘ－Ｄｌｂ的７Ｄ单体，为将来进一步改良糯性小麦的农艺性状提供广泛的遗传材料。利用ｗｘ基因分子标记辅助选择，可以加速培育糯性小麦的进程。

优质黑粒小麦76的选育及品质分析

应用小麦属间远缘杂交和染色体工程与组织培养等生物技术,首次育成了黑粒小麦76新品种,填补了自然界黑色谷物家族中无小麦的空白。文中报道了黑粒小麦76的选育经过,育种程序,特征特性和营养成分的分析比较。又人工合成黑粒小麦的可行性,超优小麦的选育等也进行了探讨。

外源C_4作物DNA导入小麦的研究

利用小麦自交后的花粉管通道,将C_4作物玉米或高粱的DNA导入小麦的种胚细胞,结果受体后代发生了广泛的变异,而且受体不同,所发生的变异不同。甘麦8号受体后代植株变矮,结实率低,分蘖多至5个,少至完全不分蘖;8347—2-4和8013—3品系后代中出现不育株;6873—20—3品系受体后代的籽粒由红色转变为白色而且稳定遗传;蓝粒麦受体后代D_1、D_2、D_3代中都出现一定比例的白化苗和白-绿纵向嵌合苗。其中白化苗生长到三叶期逐渐死亡;嵌合苗虽然生长势弱,但还能结少量种子,其后代继续分离出白化、嵌合苗和绿苗;受体后代的绿苗可正常结籽,其后代也出现以上的分离现象。而未导入外源DNA的对照绿苗其后代未发现上述变异类型。电泳结果表明:在三叶期的供体、受体、白化苗、嵌合苗及受体绿苗之间的过氧化物酶同工酶和可溶性蛋白质的种类、活性或含量均存在明显的不同。供体与受体间存在本质的差异,各种变异类型的电泳谱带介于供、受体之间而偏向于受体,但供体的某些特有谱带在后代中亦得到较好的再现。某些谱带呈杂合的趋势并且在白化、嵌合和绿苗三种变异类型中的表现又不同,表现出一定的规律性变化。

小麦高分子量麦谷蛋白亚基遗传变异及其与品质和其它农艺性状关系的研究

本研究应用SDS-PAGE技术分析了国内外757份供试材料的高分子量(HMW)麦谷蛋白亚基组成.共发现65种HMW亚基组成,其中53种为常见型,12种为罕见型.国外品种的亚基组合数多于国内品种,国内育成品种又多于国内地方品种.作者还发现了部分罕见亚基,即由ClU-D1编码的亚基2.2+12,2+10,12以及前人未曾发现的3个亚基.研究了HMW麦谷蛋白亚基与品质及其它农艺性状的关系,方差分析表明,对10个性状(泽伦尼沉降值,粉质图评价值,面团稳定时间,形成时间,断裂时间,公差指数,软化度,面粉吸水率,干、湿面筋含量)在亚基组成间存在显著差异,而对7个性状(出粉率,蛋白质含量,籽粒硬度,穗粒数,穗长,粒重和株高)在亚基组成间无显著差异.我国小麦品种,尤其是我国地方品种很少具有与优质有关的亚基5+10或1,这解释了我国小麦一般烘烤品质较差的部分原因.根据较多的品质性状制订了既考虑位点作用又顾及等位基因影响的更符合实际的新的Glu-1品质评分系统.

小麦杂种后代籽粒蛋白质含量的配合力研究

选用6个蛋白质含量高低不同的亲本,采用Griffing双列杂交方法二,对亲本在F_1-F_3的蛋白质含量配合力作了研究。结果表明,蛋白质含量的GCA与SCA方差均极显著,表明在本试验中基因加性效应和非加性效应均起重要作用。但由于三个世代gcaMs/scaMs值均极显著,且随着世代的推进这一比值又逐渐增加,因此蛋白质含量在杂种后代的表现主要还是由基因加性效应决定,随着世代的推进,基因加性效应越显重要。在总的遗传变异中以加性变异为主,世代与一般配合力及世代与特殊配合力的互作均显著,与平均的一般配合力及特殊配合力比较,这种互作不可忽视。亲本蛋白质含量的高低是估计其一般配合力效应大小的重要指标,通过早期世代的一般配合力效应可以预知后期世代的一般配合力效应。

不同杂交技术对小麦×玉米产生单倍体的影响

首次在小麦与玉米杂交产生小麦单倍体方法中应用改良垂直穗轴剪颖剪药授粉技术和不去雄授粉技术,并与常规去雄授粉技术进行比较。其结果:平均胚产生频率常规去雄授粉技术为29.9％,改良垂直穗轴剪颖剪药授粉技术为21.4％,不去雄授粉技术为17.2％。3种杂交技术之间植株产生频率十分接近,分别是81.0％、81.8％和78.9％。尽管统计分析表明3种杂交技术间胚产生频率存在着显著差异,但是改良垂直剪颖剪药技术工序少,操作简便,速度快,工效高,应是首先推荐使用的技术。4个小麦品种的胚产生频率在18.5％～29.1％间(平均22.6％),存在着显著差异。植株产生频率在74.4％～87.2％之间,平均为80.6％。

非1B/1R类型和1B/1R类型小麦K型雄性不育系比较研究

利用非 1B/ 1R类型小麦 K型不育系 KTSP3314A和 1B/ 1R类型小麦 K型不育系 K3314A,分别与10个普通小麦品种 (系 ) 2 5 9,36 6 5 ,TB90 2 ,F10 7,J18,R2 0 5 ,L783,5 0 3,3380和 78115杂交 ,测定和比较其恢复性、单倍体发生频率和主要农艺性状。结果表明 ,非 1B/ 1R类型小麦 K型不育系比 1B/ 1R类型小麦 K型不育系更易恢复 ;不育系本身不产生单倍体 ,其杂交种 F1 产生极少或不产生单倍体 ;农艺性状除了株高具有明显的优势外 ,其他均无不利的遗传效应。

抗除草剂草甘膦EPSPs基因在小麦中的转化

通过基因枪法，用抗除草剂车甘膦的EPSPs基因转化小麦京花1号的幼穗约1000个，及幼胚约800个，经草甘膦选择后分别获得38株和4株再生植株。这些再生植株经PCR和（或）Southern杂交证明，其中有部分再生植株的基因组中稳定整合了外源EPSPs基因，并且转化体中部分是可育的。首次用实验证明，抗除草剂草甘膦的EPSPs基因作为单子叶禾谷类作物小麦基因转化的选择标记是行之有效的。

小麦胚性悬浮系与原生质体植株再生

普通小麦(Triticum aestivum)昌乐5号(冬性)胚性悬浮细胞系的组成成分对原生质体再生频率发生影响。此种悬浮系是由混合型愈伤组织建立起来的,建成的悬浮系中含有2—3mm的小愈伤组织和分散好的几十至上百个细胞的细胞团。分别用悬浮系中的小愈伤组织和细胞团分离原生质体进行培养。结果表明,由小愈伤组织来源的原生质体再生植株的频率显著高于由细胞团分离的原生质体的再生频率。培养基中不同成分对原生质体分裂的影响也作了研究。

小麦-冰草异源附加系的创建 IF_3、F_2BC_1、BC_4和BC_3F_1世代的细胞学

为了进一步研究冰草属的Ｐ染色体组在小麦背景下的遗传效应和试图建立一套小麦－冰草属异源附加系，对来自普通小麦品种Ｆｕｋｕｈｏ×冰草Ｚ５５９杂种的Ｆ３、Ｆ２ＢＣ１、ＢＣ４和ＢＣ３Ｆ１世代的２２２株进行了减数分裂行为观察。结果表明：（１）２ｎ染色体的分布范围为３９～５４；（２）冰草Ｚ５５９的Ｐ染色体组存在抑制小麦Ｐｈ效应的遗传系统，而且该系统可能只涉及不多于３条Ｐ染色体，但其对Ｐｈ基因的抑制效应是微弱的；（３）Ｐ染色体组存在控制染色体在减数分裂后期分离的基因，该基因可能只涉及不多于２条Ｐ染色体；（４）抑制小麦ｐｈ效应的基因和控制染色体在后期分离的基因可能位于不同的Ｐ染色体上；（５）已获得５个可能的小麦－冰草异源附加系。

小麦种间杂种优势研究: Ⅰ.普通小麦与斯卑尔脱小麦及密穗小麦种间杂种产量和品质优势

以6个普通小麦为母本,5个斯卑尔脱小麦和5个密穗小麦为父本配制6×10种间NCⅡ双列杂交组合,对其杂种F1的产量及品质性状进行了研究.结果发现:小麦种间杂种在产量上具有明显的杂种优势,其中斯卑尔脱小麦与普通小麦所配的30个种间杂交组合产量杂种优势平均为109.24%(43.14%～187.96%),单株穗数及千粒重平均优势较大且与产量优势的相关分别达极显著水平和显著水平;密穗小麦与普通小麦所配的30个种间杂种的杂种优势为77.19%(-2.18%～143.42%),单株穗数和主穗粒数优势较大且与产量优势的相关均达极显著水平.种间杂种的品质指标中籽粒硬度大多降低,但农大3226所配组合均具正向优势,密穗小麦所配种间杂种籽粒蛋白质含量及湿面筋含量低于普通小麦.但是种间杂种沉淀值的杂种优势比较普遍.认为,种间杂种的品质性状在一些组合中比普通小麦有所提高.

小麦T型细胞质雄性不育系与相应保持系线粒体DNA的RAPD分析

利用ＲＡＰＤ技术对小麦Ｔ型细胞质雄性不育系７５－３３６９Ａ和相应保持系７５－３３６９Ｂ的线粒体ＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）进行了８１个单引物和１４组双引物的多态性研究。结果有７３个单引物和全部的双引物有扩增结果，表现出多态性的有１０个单引物和一组双引物。

小麦胞质不育系花粉败育与活性氧代谢关系的研究

Laser等在70年代就报道作物雄性不育花粉在发育过程中内膜及细胞器膜解体退化,但对造成这一现象的原因至今尚不十分清楚.近年来的许多研究表明,生物体内活性氧过多积累,可导致细胞膜的伤害、代谢失调甚至细胞死亡.还发现动物精子可因活性氧的伤害而失活,以SOD处理可防止其失活.水稻光敏感核不育花粉的败育与O_2^(?)的增多有关.而小麦细胞质雄性不育系花粉的败育及膜系统的解体是否为活性氧伤害所致?目前尚缺乏研究.

八倍体小滨麦与缺体小麦杂交的细胞遗传学研究

八倍体小滨麦与缺体小麦杂交和回交，其后代ＢＣ１Ｆ１与Ｆ２相比较，染色体分离范围小，有利于４１条染色体类型的分离，若用异源双单体附加作父本与缺体回交，４１条染色体类型的分离率还会提高２倍左右；单体代换在自交世代的传递率为３１．９１％，二体代换的分离率为１９．３７％，异染色体的丢失率为２９．３４％；二体代换在自交世代的传递率为８５．２６％，异染色体的丢失率为９．２１％；ＰＭＣＭＩ染色体构型为２０．７６”＋０．３１’＋０．０３＂＋０．０１””，相对紊乱系数为０．０１，２ｎ＝２１”的细胞占８６．０９％。选育的二体代换系，不同程度地表现出大穗、多花、优质、抗多种病害等滨麦的优良性状。

低能离子束介导转基因小麦叶片蛋白指纹分析

用 SDS- PAGE电泳方法研究了低能离子束介导转大豆 DNA小麦灌浆期叶片中蛋白图谱变化 ,结果表明 ,离子束介导转基因小麦部分个体的叶片蛋白图谱与对照有显著差异 ,各处理的蛋白质图谱中 ,带型变化主要集中在 15 7、10 4、83、36、35、34、2 8和 2 3k D等条带 ;相对稳定的蛋白质条带分别为 47、44、41、40、39、31和 2 4k D。各处理间蛋白图谱存在一定差异。导入 DNA时间对蛋白质图谱有显著影响。

多子房性状应用于杂种小麦的研究Ⅰ.多子房性状基因和细胞质效应

利用单体分析和多亲本常规杂交 ,研究了小麦多子房性状基因遗传传递规律和细胞质效应。结果表明 :小麦多子房性状有显、隐性两种基因类别 ,均位于 6B染色体 ;粘果山羊草和偏凸山羊草细胞质对 F1杂合显性多子房性状具有抑制表达作用。多子房小麦对 K、Ven型不育系有着不同程度的育性恢复能力 ,恢复度变幅为 4.82 %～ 48.67%。

宁麦9号选育方法的探讨

宁麦 9号是江苏省农科院以扬 86-1 7为母本、西风为父本 ,采用集团选择法选育而成的高产、稳产小麦新品种。该方法早期 ( F2 、F3、F4)以产量为主要选择指标 ,以组合为单位进行初步测产 ,有利于提高群体中高产基因型的筛选频率 ;F3、F4进行异地多点产量鉴定 ,有利于选出广适性品种 ;早期 ( F2～ 4)就按大田生产密度种植 ,有利于个体性状的真实表达 ,并可提高育种效率 ;后期对高代材料进行多点产量和抗病 (逆 )性鉴定 ,同时对品质进行综合分析 。