高产广适小麦品种珍麦168的选育

珍麦168是湖北省农业科学院粮食作物研究所和河南金粒种业有限公司通过西农979/郑麦9023杂交,利用系谱法选育而成。该品种高产稳产、商品性好、耐寒性强和适应性广,2023年1月通过湖北省农作物品种审定委员会审定,审定编号:鄂审麦20230009,适宜在湖北省全省麦区种植。对珍麦168的选育过程、特征特性、产量表现进行了介绍,并总结其栽培技术要点,为后期大面积推广应用提供支撑。

基于矮败小麦分子育种策略培育黄淮抗赤霉病小麦新品种轮选20

【目的】针对黄淮冬麦区抗赤霉病小麦品种短缺问题,开展产量与赤霉病抗性协同改良,为该麦区培育高产抗赤霉病小麦新种源。【方法】以苏麦3号为供体亲本(抗源),以矮败周麦16、周麦16、轮选136和轮选6号为受体亲本,利用骨干亲本矮败小麦结合Fhb1分子标记辅助选择和双单倍体(double haploid,DH)技术(简称矮败小麦分子育种策略)快速获得DH系,并对这些稳定品系进行株高、抽穗期和产量等主要农艺性状评价和赤霉病抗性鉴定。【结果】共获得51份半冬性、矮秆、白粒且携带Fhb1的DH系。在2个环境(2020河南和2020北京)下,51份DH系平均病小穗数分别为5.7和7.3,平均严重度分别为27.7%和35.2%,与中感对照淮麦20无显著差异;平均每公顷产量为8.3 t,略低于对照品种周麦18(8.5 t)。结合赤霉病抗性和主要农艺性状综合评价结果,选择DH116(轮选20)作为重点系进一步进行赤霉病抗性和农艺性状鉴定。单花滴注接种鉴定发现,轮选20在4个环境下均达到中抗-高抗对照抗性水平;每公顷产量在2个环境下均高于对照品种周麦18,每穗小穗数和千粒重显著高于对照(P<0.05),且比对照抽穗更早、植株更矮(P<0.05)。轮选20两年区试分别比对照百农207增产4.6%和1.7%,生产试验比对照增产3.5%;区试利用喷雾和单花滴注2种接种方法综合评价轮选20为中感-中抗赤霉病。分子标记检测发现,轮选20携带半矮秆基因Rht-D1b;在已知春化基因Vrn-A1、Vrn-B1和Vrn-D1位点均携带隐性等位基因。通过小麦660K SNP芯片分析显示,轮选20与4个亲本有64.7%SNP是一致的,亲本周麦16、轮选136、轮选6号和苏麦3号对轮选20的直接遗传贡献率分别为69.8%、12.6%、6.1%和11.5%。【结论】利用矮败小麦分子育种策略,实现了小麦高产和赤霉病抗性协同提高,培育出符合黄淮冬麦区生态类型的高产抗赤霉病小麦品种轮选20。

21份湖北省小麦品种抗秆锈基因分析

为了明确湖北地区品种抗秆锈性及品种所含抗病基因,选用小麦秆锈菌优势小种34MKGQM和21C3CTHQM,对从该区域征集的21份小麦品种进行了苗期和成株期抗秆锈性评价,并利用与抗秆锈病基因Sr25、Sr26、Sr31和Sr38等紧密连锁的分子标记进行了检测。结果表明,在苗期对34MKGQM和21C3CTHQM表现出抗性的分别有9和3份品种,分别占总品种数的42.86%和14.29%;连续2年的田间成株期抗性评价中未发现对34MKGQM和21C3CTHQM表现免疫的品种,仅有在苗期对这2个小种表现抗病的3个品种表现为抗~中抗,其余18个品种对供试小种表现为中感~感病;分子检测结果表明,在21份品种中仅有2份品种含有Sr31,未检测到含有Sr25、Sr26和Sr38的品种。由此可见,供试的小麦品种对当前中国2个小麦秆锈菌抗性较差,且品种中所含的抗病基因相对较少。

碳点对小麦灌浆期抗渍性的影响

目的:探究不同浓度碳点溶液对小麦灌浆期抗渍性的影响,为小麦抗逆栽培提供理论指导。方法:在小麦花后进行10天的渍水胁迫,渍水结束后设置喷施250倍、500倍和1000倍碳点稀释液和清水4种处理,以不渍水作为对照。测定花后上部三片叶的叶绿素含量(SPAD)的动态变化,并测定产量、产量构成因子和成熟期地上部干物质积累量。结果:小麦花后渍水胁迫导致产量、有效穗数、成熟期地上部干物质积累量、收获指数、上三叶的叶绿素含量显著降低;渍水后叶面喷施250倍和500倍碳点稀释液可将产量提高到无渍水水平,主要是因为有效穗数和收获指数有不同程度的提高;渍水后叶面喷施碳点溶液可以缓解旗叶、倒2叶和倒3叶的叶绿素的降解,在3个浓度中,1000倍碳点稀释液效果最好。结论:喷施碳点溶液可以减少小麦花后渍水胁迫导致的产量损失,缓解渍水胁迫对小麦的不利影响。

高产广适小麦新品种珍麦188的选育

珍麦188是湖北省农业科学院粮食作物研究所和河南金粒种业有限公司通过湖北鄂州、河南长葛两地穿梭选择育成的半冬性小麦新品种,2024年1月通过湖北省农作物品种审定委员会审定,审定编号:鄂审麦20243005,适宜在湖北省全省范围种植。该品种产量高、适应性强,前期发育稳健,能很好地解决湖北大多数品种抗寒性差和早穗问题,同时可以在河南繁种。对珍麦188的选育过程、品种特征特性、产量表现等进行介绍,并总结其栽培技术要点,以期为今后大面积推广提供参考。

小麦TaPAT1-2D基因的克隆与表达分析

GRAS(GIBBERELLIN-INSENSITIVE, repressor of ga1-3 and SCARECROW)基因家族作为重要的植物转录因子在调控植物生长发育、抵抗逆境胁迫的各种信号转导途径中发挥重要作用。为进一步挖掘该家族小麦抗赤霉病相关基因,从禾谷镰刀菌诱导的小麦转录组测序数据筛选出差异表达基因TaPAT1-2D(TraesCS2D02G198200.1),克隆该基因的全长序列,并对其进行生物信息学和表达模式分析,以及亚细胞定位和酵母转录激活活性研究。生物信息学分析结果表明:TaPAT1-2D序列全长1 668 bp,编码555个氨基酸,分子量约为61.34 ku;TaPAT1-2D蛋白含有典型GRAS功能结构域,在进化关系上与水稻OsCIGR2(LOC_Os07g39470.1)关系较近;TaPAT1-2D启动子区包含茉莉酸甲酯、脱落酸、生长素等植物激素响应元件与光应答元件等。实时荧光定量PCR结果显示,接种禾谷镰刀菌孢子液72 h后,TaPAT1-2D基因在4个不同赤霉病抗性小麦品种中的相对表达水平明显上调,表明该基因参与赤霉病的响应过程。农杆菌介导的烟草中瞬时表达试验结果表明,TaPAT1-2D蛋白定位于细胞核和细胞膜中。酵母转录激活活性实验表明,TaPAT1-2D蛋白具有转录自激活能力。研究结果为深入研究TaPAT1-2D基因的功能奠定了基础。

小麦赤霉病抗性机理研究进展

赤霉病(Fusarium head blight,FHB)是小麦最主要的病害之一,严重影响小麦生产安全和食品安全,研究小麦赤霉病抗性机理对于解决小麦赤霉病这一世界性难题具有重要意义。根据对赤霉病的抗性表现形式,将小麦赤霉病抗性分为五个大类,分别为抗侵入(Type I)、抗扩展(Type II)、籽粒抗感染(Type III)、耐病性(TypeⅣ)和抗毒素积累(Type V)。小麦赤霉病的抗性机理可以分为形态机制和生理机制,形态抗性机制是被动的,株高、抽穗期、花期长短、花药挤出程度、有芒无芒、穗长、穗密度、颖壳张开程度和穗部蜡质程度等形态特征均可能与赤霉病抗侵染特性有关。细胞学研究表明,病原菌侵染后抗病品种可迅速从细胞结构和生理生化方面产生防卫反应,通过乳突、胞壁沉积物的形成以及木质素、硫堇、富含羟脯氨酸糖蛋白和水解酶类等的增长来协同抵御病菌在体内的扩展。在植物复杂的信号途径中,水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)和乙烯(ET)3种信号途径在植物抵御病原菌入侵中的作用最为重要,SA和ET信号途径对小麦赤霉病抗性方面的作用目前还存在一定争议,而JA信号途径在小麦赤霉病抗性中积极作用已经被多数研究者所证实。迄今为止,人类定位了200个以上不同类型的抗赤霉病QTL位点,这些位点分布于所有的小麦染色体,其中的22个QTL位点被不同的作图群体所定位,包括2个定位在3BS和6BS染色体上稳定的抗扩展位点Fhb1和Fhb2,以及2个定位在4B和5A染色体上的抗侵染位点Fhb4和Fhb5。在受到病原菌侵染后,植物会产生一系列复杂的信号途径激活应答反应,诱导抗病相关基因的表达,进而引起蛋白以及代谢水平的变化,抵御病原菌的侵袭,研究表明,病程相关蛋白基因、抗菌肽基因、转录因子基因、脱毒相关蛋白基因以及其他赤霉病抗性相关基因均参与了小麦赤霉病抗性提高的过程。随着生物工程技术和生物信息技术的迅猛发展,将来可利用图位克隆技术分离抗赤霉病主效基因,并在全基因组关联分析和各种组学技术的基础上,从全基因组和基因调控网络水平上研究小麦赤霉病抗性机理,以期在更深层次上理解小麦赤霉病的抗性机理。

小麦赤霉病抗性改良研究进展

小麦赤霉病是一种全球性的毁灭性病害,培育抗病品种是减轻小麦赤霉病危害最经济环保的有效途径。本文介绍了赤霉病抗性种质资源的发掘及其在常规育种中的应用、抗赤霉病分子标记辅助育种和抗赤霉病转基因育种等方面的最新研究进展,提出在加强小麦赤霉病抗性机理研究的同时,结合分子育种技术与常规育种手段,加快小麦赤霉病抗性改良研究进程。

基于SNP标记揭示我国小麦品种(系)的遗传多样性

为了解我国主要小麦品种(系)的遗传多样性,为亲本组配提供参考,利用90K SNP芯片技术对国内为主的240个小麦品种(系)进行全基因组扫描,分析其遗传多样性和遗传基础。结果表明,多态性SNP位点在B基因组最多,D基因组最最少,尤其4D上最少;在全基因组范围内PIC平均值为0.26。参试品种间平均遗传相似系数为0.656,变幅为0.133~0.998,且87.05%品种间遗传相似系数在0.60~0.78之间;国内西南麦区和长江中下游麦区小麦品种(系)间的平均相似系数较高,分别为0.718和0.712,国外品种(系)间的相似系数最低,为0.552。聚类分析将参试品种(系)划分为7个类群,大部分类群含有来自不同区域育成品种(系),主成分分析显示各区域育成的品种(系)相互交集,表明我国各省市间种质资源交流较为频繁,但部分单位育成的品种(系)遗传基础不够丰富,部分品种(系)间遗传相似性较高,在育种中亟待引入新的种质,拓宽遗传基础。

湖北省大田小麦品质性状分析

湖北省位于我国小麦优势生产区域之内，是全国小麦主产省份之一，据农业部2010年统计，湖北省小麦种植面积和总产量均居全国第8位。近年来，在优质、高产、高效农业理念的引导下，随着国家良种补贴及其他农技推广项目的实施，湖北省一批优质、高产、抗性较好的品种相继育成或引进，并投入生产，使湖北省大田小麦品种结构发生了很大变化。研究证明，小麦加工品质主要受占小麦干物质15％左右的蛋白质、特别是谷蛋白的含量和性质的影响，而小麦蛋白品质除受品种遗传特性影响外，还易受生产条件、地理环境、气候条件的影响。湖北省地处长江中下游。

2种大豆总RNA提取方法的改良

对大豆总RNA的提取方法T rizo l法和异硫氰酸胍法进行了改良,比较了改良前后2种方法的提取效果。结果表明,2种改良方法提取的大豆总RNA质量较高、完整性较好,完全可以满足后续研究要求,RNA产率均超过220μg/g。改良T rizo l法适用于大豆根、茎、叶及生长点总RNA的提取,而改良异硫氰酸胍法适用于大豆根、茎及生长点总RNA的提取。

湖北省小麦营养品质状况分析

为了解湖北省小麦营养品质状况,对2009年和2010年湖北省主要小麦生产县24份小麦样品的相关指标进行检测和分析。结果表明,(1)8种必需氨基酸赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸和亮氨酸的平均含量分别为3.55、3.70、5.55、4.06、6.03、2.17、1.43和8.79mg·g-1;赖氨酸的平均评分值为49,为第一限制性氨基酸,苏氨酸平均评分值为70,为第二限制性氨基酸;10种非必需氨基酸天门冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸、组氨酸、精氨酸和半胱氨酸含量的平均值分别为6.37、6.09、37.93、12.64、5.14、4.44、3.70、3.56、5.85和3.50mg·g-1;小麦蛋白质含量的平均值为13.18%。(2)全氮、全磷和全钾含量的平均值分别为22.6、3.3和3.9g·kg-1,全磷含量比较充足,全钾含量相对不足。(3)微量元素铁、锰、铜、锌、硒含量的平均值分别为68.6、43.5、5.6、34.8和0.057mg·kg-1,铁、锰和锌含量较高,铜含量比较适宜,硒含量较低。(4)重金属元素镉、汞、铅、砷、铬和镍含量的平均值分别为0.053、0.003、0.061、0.020、0.198和0.191mg·kg-1,铅、砷、铬和汞的含量相对较低,处于清洁水平,部分样品中镉和镍的含量超过了限量标准。

郑麦9023在湖北省大面积生产中的品质性状分析

为了解湖北省主导小麦品种郑麦9023在大面积生产中的品质状况,对2009年夏收后收集的64份郑麦9023样品主要品质性状进行检测和分析。结果表明,检测样品93.8%属于硬质白小麦,17.2%达到容重一等标准,32.8%属于四等标准及以下,有1个样品达到优质强筋小麦国家标准,没有样品完全达到优质弱筋小麦国家标准;郑麦9023大部分品质指标平均值达到中筋或强筋小麦标准,其中平均粗蛋白含量为13.9%,湿面筋含量为26.4%,面团稳定时间为3.6min,降落值为143.2s。说明郑麦9023品质指标不稳定,易受环境因素影响。

湖北省近年育成的小麦品种主要品质性状分析

为比较全面的了解湖北省近年育成的小麦品种(系)主要品质性状,对全省主要小麦育种单位2000年以后育成的60份小麦品种(系)主要品质性状(以区试资料为准)进行了分析。结果表明:①供试品种(系)子粒蛋白质平均含量为14.0%,变异幅度为11.2%～17.5%;湿面筋平均含量为29.8%,变异幅度为21.2%～42.8%;面团稳定时间平均为4.6min,变幅为1.5～17.6 min。②品种(系)间品质性状的差异较大,其中面团稳定时间的变异系数最高,湿面筋含量和蛋白质含量的变异系数较低,分别为78.2%、13.8%和8.9%。③60份品种(系)中,2个达到优质小麦强筋标准,18个达到中筋专用小麦标准,没有品种(系)达到优质小麦弱筋标准。④与20世纪80～90年代湖北省育成、推广品种(系)的主要品质性状相比,供试品种(系)都有所提高。同时指出了湖北省小麦品质育种存在的问题以及应对措施。

小麦新品种鄂麦170的选育及栽培技术

鄂麦170是湖北省农业科学院粮食作物研究所、中国农业科学院棉花研究所和中国农业科学院作物科学研究所合作,以山东省农业科学院培育的高产抗病广适品种济麦19为母本,与河南省农业科学院培育的早熟优质抗病品种豫麦47杂交,采用改良系谱法,经地点间穿梭育种选育而成。该品种于2014年通过湖北省审定,表现综合抗病性、适应性和丰产性较强,在湖北省具有良好的推广应用前景。

湖北省小麦种业现状与展望

种业是农业特别是粮食产业发展的基石。湖北省是我国的小麦主产省,大力发展小麦种业对湖北省乃至全国小麦生产发展和粮食安全有重要意义。本文对湖北省小麦种业所取得的成就、面临的问题、发展的重点任务和前景进行了分析和探讨,旨在为制定湖北省小麦种业发展规划、政府决策提供参考。

湖北省小麦品种(系)的赤霉病抗性分析

为评价湖北省小麦品种(系)的赤霉病抗性水平,对湖北省2008年以来选育的183份小麦新品系和2000年以来审定的30个小麦品种的赤霉病抗性进行了田间接种鉴定,并通过系谱分析对审定的30个小麦品种的赤霉病抗性来源进行了推测。结果显示,在183个参试品系中,对赤霉病抗性达到中感及以上水平的品系占27.32%,其中2010-2011年度和2011-2012年度中感赤霉病品系所占比例分别为42.31%和30.00%,比前两年有明显的提高。2000年以来湖北省审定的30个小麦品种的赤霉病抗性以中感为主,占56.7%,只有2个品种的赤霉病抗性达到中抗。对审定品种的系谱分析表明,湖北省小麦品种赤霉病抗性主要来源于南大2419及其衍生系、阿夫及其衍生系、太谷核不育抗病材料,部分品种的赤霉病抗性可能有多个来源,如鄂麦24、鄂麦25、鄂麦26和荆麦103等。推测湖北省当前主导品种鄂麦596、鄂麦352、襄麦25和襄麦55抗性来源都为南大2419,赤霉病抗性来源单一的问题仍较为突出。

湖北稻茬小麦新品种(系)孕穗期耐渍性的鉴定与评价

为了解湖北近期选育的稻茬小麦新品系孕穗期耐渍性状的表现,在2013-2015年度采用灌水处理模拟田间渍害,对2013-2014年度湖北省和长江中下游小麦区域试验参试材料为主的小麦品种(系)进行了孕穗期耐渍性的鉴定和隶属函数综合评价。结果表明,渍水胁迫对小麦性状的抑制作用表现为主茎绿叶数>籽粒产量>SPAD值>千粒重>穗粒重>穗下茎长>株高>穗粒数>小穗数>穗长。在供试材料中,鄂麦155、鄂麦170、851、荆麦41、宁麦0898、宁麦09-72、华麦1168、扬麦20、郑麦122、扬麦10G47和庆麦914的耐渍性综合评价值高于耐渍对照品种农林46。通过聚类分析将参试材料划分为高耐渍、耐渍、中等耐渍和低耐渍4个类群,材料数分别为8、13、14和2个,分别占参试材料的21.62%、35.14%、37.84%和5.41%。耐渍性综合评价值与主茎绿叶数呈显著正相关(P<0.05),与穗粒重、千粒重、SPAD值和主茎绿叶数的耐渍系数均呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关。

湖北小麦品种赤霉病抗性及其在生产中的应用

为了解湖北省小麦主栽品种的赤霉病抗性现状,对湖北省不同时期审定的14个主栽小麦品种的赤霉病抗性进行了多年田间接种鉴定。结果发现,湖北省主要小麦品种赤霉病病情指数介于18.67%~47.24%之间,变异幅度较大。其中,6个小麦品种的赤霉病抗性达到中抗水平,8个品种的赤霉病抗性为中感。8个2008年后审定的小麦新品种平均赤霉病病情指数为28.15%,其中有6个品种达到中抗水平;6个2008年前审定的品种均为中感,平均赤霉病病情指数为42.35%。湖北省新育成小麦品种赤霉病抗性明显提高;在生产中,湖北省小麦品种布局仍存在种植品种赤霉病抗性水平不高、品种多样性差、新品种推广应用速度过慢等问题。

小麦新品种农艺性状与产量的相关及通径分析

利用2006～2007年度区域试验湖北武昌点的34个小麦新品种(系),对其产量及其相关的10个农艺性状进行了相关和通径分析。结果表明,参试小麦新品种(系)各性状值方差分析均达到极显著水平;产量与旗叶面积、旗叶长、穗粒数和旗叶宽相关极显著,其他各农艺性状间也存在着许多极显著相关性;通径分析表明,穗粒重、穗粒数和千粒重对产量的直接贡献最大,但三者在相互制约的同时,也是其他性状影响产量的主要因素。相关和通径分析一致表明,穗粒数是当前影响小麦高产育种的主要因素,通过适当增大旗叶性状来减少不孕小穗和小花数可增加穗粒数,是提高小麦产量水平的主要途径。