小麦四个抗白粉病基因的KASP标记检测

为提高Pm13的检测效率,了解Pm21、PmV、Pm12和Pm13共4个小麦抗白粉病基因在山东小麦育种中的利用情况,本研究通过测序和引物设计成功转化了Pm13的KASP标记,并采用4个基因的KASP标记对2022—2023年山东省小麦高产区试组和强筋区试组的140份参试品系和2份区试对照品种进行检测,结果显示140份材料均不含上述4个基因,表明它们在山东小麦育种中应用较少。本研究可为利用KASP标记开展小麦抗白粉病基因的分子标记辅助选择提供参考,促进其育种应用。

旱地小麦区试品系中抗旱高产相关基因的KASP标记检测

利用分子标记检测小麦区试品系,明确其优异等位基因组成,有利于进一步精准改良利用。分析KASP标记检测中存在的问题,有助于促进分子育种应用。以山东省2021—2022年小麦旱地区试24份参试品系为材料,利用32个抗旱高产相关基因的KASP标记,分析KASP标记检测中存在的异常结果和材料的优异等位基因利用情况。结果表明,未知基因型产生的主要原因是KASP反应失败或非特异扩增。混合DNA样品检测结果为杂合的主要原因是单株间基因型不一致,次要原因是错误分型。32个KASP标记中,14个标记的优异等位基因检出率超过83%,表明这些基因在育种中已经得到有效利用;17个标记的优异等位基因检出率低于50%,其中,WRKY51-2B、AX-95025477-7B、SnRK2.4A3、TaMoc-2433和NCED15个标记的优异等位基因未检出,表明这些基因在育种中利用较少,可通过分子标记辅助选择开展遗传改良。24份材料中,HQ04携带20个优异等位基因,是数量最多的,可作为基因供体用于育种。利用KASP标记开展辅助选择定向精准提高优异等位基因在小麦育种中的利用率仍有可为。

小麦不同外植体的组织培养效果研究

良好的组织培养效果是提高植物基因转化效率的基础。以山东省近年来育成并大面积推广的10个优良品种（系）为材料，对这些品种的花药、幼穗、幼胚和成熟胚的组织培养效果进行研究，旨在筛选每一基因型最适合于组织培养的外植体类型，为应用基因工程技术进行小麦遗传改良提供基础材料。结果表明，禽伤诱导率和再生成苗率与基因型和外植体类型（花药、幼穗、幼胚和成熟胚）密切相关。8802在花药和成熟胚培养中表现突出，花药出愈率达119．5％，愈伤分化成苗率19．9％;烟农19的幼穗愈伤直接分化成苗率最高，这43．5％；8802、烟农19和潍麦8号三个基因型的幼胚培养效果差异不显著，其愈伤分化成苗率分别为26．3％、24．5％和24．8％。蔗糖浓度在3％～9％之间，对成熟胚的愈伤组织诱导率影响很小。高浓度蔗糖降低愈伤生长速度。在一定蔗糖浓度下，愈伤诱导率与2，4-D浓度密切相关，高浓度的2，4-D对愈伤组织再生不利。MS＋4mg／L2，4-D对于成熟胚的脱分化相对较好，MS和MS＋0．4mg／L NAA＋0．6mg／L KT作为成熟胚的愈伤组织再生培养基，对不同基因型具有一定的适用性。

山东小麦籽粒硬度演变规律研究

利用单籽粒谷物特性测试仪和PCR扩增、酶切及DNA测序技术,结合改良的friabilin提取及电泳分析方法,对山东省431份农家品种、63份历史品种和29份当前主栽品种的籽粒硬度分布以及Pina和Pinb等位变异类型进行研究,以探讨山东小麦籽粒硬度的演变规律。农家品种、历史品种和当前主栽品种中硬质麦比例分别为75.6%、12.7%和27.6%,混合麦分别占20.4%、19.0%和13.8%,而软质麦分别占3.9%、68.3%和58.6%。农家品种中共有6种基因型,Pina-D1b/Pinb-D1a和Pina-D1a/Pinb-D1p分别占硬质麦的38%和59.6%。历史品种中有4种基因型,8份硬质麦中Pina-D1b/Pinb-D1a占37.5%,Pina-D1a/Pinb-D1b占37.5%,而Pina-D1a/Pinb-D1p只占25.0%。当前主栽品种中,8份硬质麦全部是Pina-D1a/Pinb-D1b类型。长芒透垅白等3个品种的Pinb基因的核苷酸序列发生了双突变,起始密码子下游96bp处碱基C突变为A,而且在265bp处发生了A碱基的缺失,将其命名为Pinb-D1aa。

CIMMYT新型人工合成小麦Pina和Pinb基因等位变异

八倍体人工合成小麦由硬粒小麦（Triticum turgidum subsp．durum）与粗山羊草（Aegilops tauschii Coss．）杂交产生，是研究小麦进化过程中基因变异的重要材料。以国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）提供的57份由野生二粒小麦（T．turgidum subsp．dicoccoides）与粗山羊草杂交产生的新型人工合成六倍体小麦为材料，用单籽粒特性测定仪和Pina、Pinb特异性PCR引物对其籽粒硬度变异以及控制籽粒硬度的主效基因Pina和Pinb的分布情况进行了研究。结果表明，这些材料的SKCS硬度值变异较大，从10．5到42．6，其中15-30的占78％。共有Pina-Dla、Pina-Dlc、Pinb-Dlh和Pinb-Dlj4种等位变异型，基因型为Pina-Dla／Pinb-Dlj的8个，占14％；基因型为Pina-Dlc／Pinb-Dlh的49个，占86％。方差分析表明，基因型Pina-Dla／Pinb-Dlj与Pina-Dlc／Pinb-Dlh对籽粒硬度的影响差异不显著，但父本粗山羊草和母本野牛二粒小麦以及二者间的互作对籽粒硬度有显著影响，说明除Pina和Pinb外，还有其他微效基因影响籽粒硬度的形成。

Pina和Pinb融合基因表达载体的构建及其在硬粒小麦中的转化

【目的】构建Pina、Pinb融合基因表达载体,验证Pina和Pinb基因的功能,为利用转基因技术改良小麦籽粒质地提供理论依据和基础材料。【方法】以软质小麦京411作为Pina和Pinb基因的供体,将Pina、Pinb基因融合后,与基础质粒pG4AB上的Ω和poly(A)等增强基因表达的调控序列及pAHC25上的Ubiqutin启动子和bar基因表达盒相连接,构建Pina、Pinb融合基因植物高效表达载体。利用基因枪转化硬粒小麦幼胚,并对硬粒小麦幼胚再生体系进行探索。【结果】在构建完成Pina、Pinb融合基因植物高效表达载体pFUBPaPb的基础上,转化硬粒小麦幼胚16000多枚,经biolaphos筛选、PCR鉴定和斑点杂交鉴定,得到再生植株2390株,35株为阳性植株。共得到T1代籽粒356粒,对种子量较多的16个单株籽粒进行蛋白表达分析,有2株检测到基因表达产物,其籽粒SKCS硬度值比受体品种分别降低了10和12。培养基SD2适于硬粒小麦幼胚愈伤组织的诱导,MS+8mg·L-1玉米素可获得较为理想的再生频率。【结论】Pina和Pinb的共同表达降低了硬粒小麦籽粒硬度,具有软化籽粒质地的功能。

小麦基因克隆研究进展

小麦的基因克隆研究主要集中在品质、抗病、抗逆性、光合、春化等几个方面。在品质方面,已克隆了编码小麦高、低分子量谷蛋白亚基的基因、小麦淀粉合成酶基因及编码黑麦碱的基因;在抗病、抗逆性方面,已克隆了6个与白粉病有关的cDNA、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶基因、抗小麦根节线虫基因、盐胁迫应答基因、水分胁迫诱导基因、与重金属解毒有关的基因;另外,还克隆了小麦叶绿体基因组中与光合作用有关的psbA基因和与春化有关的基因Vrc79、Vrc54、Vrc203、Vrc17、Vrc28等。在小麦中还克隆到一个GTP结合蛋白的cDNA克隆、EIF转录因子的cDNA克隆及异构酶基因家族FKBP73基因的启动子序列。

玉米花粉诱导小麦单倍体的研究进展

本文综述了小麦单倍体产生的方法,重点介绍了小麦×玉米单倍体产生系统的影响因素及其遗传规律的研究进展。

小麦基因转化研究进展

为了给小麦遗传转化研究提供参考,总结和分析了小麦基因转化的最新研究进展,并针对存在的主要问题提出了今后的研究方向。目前在小麦表达载体构建中普遍采用Ubi和在35S基础上改造而来的启动子序列,使用的报告基因主要有gus、uidA、gfp和Cl/LC等,选择基因主要有bar、nptII、manA(pmi)、Cah、gst27、mopat、popat、CP4和GOX,筛选剂一般选用Bialaphos、Glufosinate、G418和Glyphosate等。小麦基因转化的主要受体为幼胚及其愈伤组织,转化方法主要有花粉管通道法、基因枪法和农杆菌介导法。受体类型、表达载体序列组成和基因转化方法是影响小麦基因转化效率的主要因素。

桃麦间作复合群体中桃树对小麦生长发育的影响

桃麦间作条件下,距离桃树较近的冠下区、甚至近冠区小麦幼穗分化延迟,分蘖少,成穗率低,籽粒的灌浆也受到一定的影响,从而造成小麦极显著的减产。通径分析结果表明,在冠下区小麦产量的构成因素中,穗数较低是影响小麦产量的主要因素,其次是穗粒数和千粒重。

孟鲁司特联合普米克令舒治疗小儿支气管哮喘

目的观察孟鲁司特联合氧气驱动雾化吸入普米克令舒对支气管哮喘患儿的临床疗效。方法选取我院收治的68例重度支气管哮喘患儿,按照不同治疗方式分为治疗组与对照组,分别给予孟鲁司特联合氧气驱动雾化吸入普米克令舒、氯雷他定联合氧气驱动雾化吸入特布他林,观察2组患者的临床效果。结果 2组患者经治疗第1秒用力肺活量/用力肺活量比率(FEV1/FVC%)、呼气峰流速(PEF)、咳嗽缓解时间、喘息时间比较差异均有统计学意义(P<0.05)。结论孟鲁司特联合氧气驱动雾化吸入普米克令舒能有效改善重症支气管哮喘患者的肺部功能,降低哮喘发生概率,控制哮喘发作时的症状,且无严重不良反应产生,值得临床推广使用。

小麦籽粒硬度及其分子遗传基础研究回顾与展望

籽粒硬度是最重要的小麦品质性状之一,是市场分级和定价的重要依据。随着硬度测试方法的日趋完善,其分子遗传基础的研究逐步加快。硬度主要受位于5D染色体短臂上一个主效基因和多个微效基因控制,Pina和Pinb是形成小麦籽粒硬度的基础。PINA蛋白的缺失或编码PINB蛋白的基因突变均造成小麦胚乳质地变硬。中国目前该项研究较少,与国外相比仍有很大差距,本文着重阐述了小麦胚乳结构及硬度的生化和遗传基础,旨在为我国小麦籽粒硬度的研究提供理论依据。

小麦新品种济麦22抗白粉病基因的分子标记定位

为明确济麦22携带抗白粉病基因的染色体位置,利用济麦22与感病亲本中国春杂交,用小麦白粉菌(Blumeria graminisf.sp.tritici)强毒性小种E20对F2抗、感分离群体和F2:3家系进行抗病鉴定和遗传分析。结果表明,济麦22携带1个显性抗白粉病基因,暂被命名为PmJM22。运用SSR和EST标记及分离群体分组分析法(bulked segregant analysis,BSA),将其定位在2BL染色体上,与4个SSR和5个EST标记间的连锁距离为7.7cM(Xwmc149)到31.3cM(Xbarc101)。通过分析2BL上其他抗白粉病基因的来源、染色体位置和抗性反应,认为PmJM22不同于Pm6、Pm26、Pm33和MlZec1。

小麦花药培养研究进展

小麦花药培养技术是小麦产生单倍体的主要途径,该技术具有稳定杂种性状、缩短育种年限、提高选择效率、克服远缘杂交不育和分离等优点。大量研究表明,单核中晚期花药接种在C17培养基上花药培养效果比较好。小麦花药培养力的高低受到基因型的显著影响;小麦花药培养过程中雄核发育受到基因型的影响;白化苗的产生机理主要是由于控制叶绿素合成的基因突变产生的。花药培养技术在育种和分子遗传研究中得到了广泛的应用。

小麦花药培养特性的数量遗传分析

为探讨小麦花药培养特性的遗传特点和规律,分别以高花药培养特性和低花药培养特性的小麦材料为母本和父本,采用主基因+多基因遗传模型,对两个组合不同世代小麦材料的花药出愈率、愈伤组织绿苗分化率、花药绿苗率三个花培性状进行了遗传分析。结果表明,花药出愈率在组合I检测到一对主基因,组合II中检测到两对主基因。愈伤组织绿苗分化率和花药绿苗率均检测到两对主基因。主基因的加性效应(d)为增效,显性效应(h)除组合II的愈伤组织绿苗分化率外均为减效。互作效应在组合I中,愈伤组织绿苗分化率的jab(第一对主基因的d与第二对主基因的h间的互作效应)和花药绿苗率的jba(第一对主基因的h与第二对主基因的d间的互作效应)较小。在组合II中,花药出愈率的jba较小;愈伤组织绿苗分化率的l(显性互作效应)较大;花药绿苗率的各效应值比较平均。多基因效应中,对于组合I的花药绿苗率和组合II的花药出愈率,d和h均为增效,且h大于d;组合II中愈伤组织绿苗分化率的d和h均为减效,且d大于h。不同组合F2代花药出愈率的主基因遗传率存在明显差异,组合I为55.01%,组合II为84.54%,其余两花培性状主基因遗传率差异较小,均在90%以上。研究认为,3个性状受主基因和多基因共同影响,且主基因起决定作用,花药出愈率可以作为衡量小麦花药培养特性的重要指标之一。

利用Aroona近等基因系研究高分子量麦谷蛋白亚基对面包加工品质的影响

【目的】低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)以Glu-A3c、Glu-B3b、Glu-D3c为背景,明确不同高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)对面团流变学特性、贮藏蛋白组份含量和面包加工品质作用大小。【方法】在新疆乌鲁木齐和石河子种植以澳大利亚小麦品种Aroona作为轮回亲本培育的近等基因系(NILs),并测定其粉质仪、拉伸仪、贮藏蛋白组份含量和面包加工品质等参数。【结果】HMW-GS对延展性效应不显著,对面团强度效应大小为Glu-D1>Glu-B1>Glu-A1;就单个亚基对而言,7+9、17+18和5+10面团强度最大;亚基组合1、7+9、5+10具有最大面团强度,2*、7+9、2+12和1、7+9、2.2+12具有最好的延展性。HMW-GS对不溶性谷蛋白聚合体百分含量(%UPP)效应大小为Glu-D1>Glu-B1>Glu-A1;就单个亚基对而言,7+9、17+18和5+10的%UPP最高;亚基组合1、7+9、5+10具有最高的%UPP。HMW-GS对面包总分效应大小为Glu-D1>Glu-A1>Glu-B1;就单个亚基或亚基对而言,1、2*、2+12和5+10具有最高的面包总分;亚基组合1、7+9、2+12面包总分最高,1、7+9、5+10次之,null、7+9、2+12最低。【结论】在相同LMW-GS(Glu-A3c、Glu-B3b、Glu-D3c)背景下,HMW-GS对面团强度、%UPP和面包加工品质影响较大,对延展性影响较小;单个亚基或亚基对1、2*、7+9、17+18和5+10对小麦品质影响较大;亚基组合1、7+9、5+10可作为品质改良的最佳组合。

超级小麦育种有关问题的探讨

进入21世纪,我国小麦生产面临着前所未有的新形势:小麦种植面积逐年减少、对小麦的需求量不断增加、加入WTO后小麦市场面临着激烈的国际竞争、迫切要求提高小麦的种植效益。形势要求我国小麦单产要有突破性提高,品质要有大幅度改善。因此"超级小麦"成为新世纪小麦育种的标志,并具有了新的内涵和意义。本文分析了"超级小麦育种"提出的背景,论述了超级小麦的概念和目标,就超级小麦种质创新、育种策略、育种技术等有关问题进行了探讨,并从产量构成、源-库关系协调和物候发育控制三个方面提出了超级小麦育种的思路。

山东小麦地方品种资源铁和锌含量分析

利用等离子体发射光谱仪,对426份山东小麦地方品种资源进行了铁和锌微量元素含量的测定,摸清了山东省小麦地方品种资源铁和锌含量的分布情况。结果表明,山东小麦地方品种资源铁含量的分布范围为5.2～44.1mg/kg,锌含量的分布范围为6.2～50.4mg/kg。铁含量最高的种质是土耳其和落麦,分别为44.1mg/kg和41.8mg/kg;锌含量最高的种质是大青芒,为50.4mg/kg。利用这些铁锌含量高、子粒商品性及面制品口味好的小麦地方品种作育种亲本,对培育子粒中富含铁锌微量元素的高营养小麦新种质,具有十分重要的意义。

面粉高白度小麦种质资源筛选及其品质分析

为了挖掘面粉白度高、品质优的小麦种质,对1 248份小麦种质资源进行了面粉白度测定,并对面粉白度值超过80的小麦种质的籽粒硬度、淀粉RVA糊化特性以及面团揉混特性等有关品质性状进行了分析。筛选出面粉白度值≥80的小麦种质195个,其籽粒硬度指数分布范围为15～77;淀粉RVA糊化特性参数峰值黏度范围为1 030～3 407cP,稀懈值范围为629～1 522cP,回生值范围为5～1 546cP,糊化温度范围为65.3～88.2℃,最终黏度范围为755～3 870cP;面团形成时间范围为1.3～4.2min,衰落角范围为3～35度,沉降值范围为21～58.7mL。研究结果还表明,面粉中类胡萝卜素含量低,则面粉白度就高,仅靠延长面粉储存时间不会大幅度提高面粉白度。筛选出的14个高白度优异小麦种质可用于培育中强筋面粉高白度小麦新品种。

小麦-近缘物种染色体系耐盐性鉴定及分子标记筛选

为挖掘小麦-近缘物种耐盐种质,对215份小麦-近缘物种染色体系进行了耐盐性筛选与鉴定。结果表明,小麦-高大山羊草6S^l附加系和小麦-纤毛披碱草1Y^c附加系的萌发期耐盐性显著优于普通小麦中国春(CS),但仅后者的幼苗期耐盐性显著优于CS,说明纤毛披碱草1Y^c染色体上可能含有耐盐基因。为了获得1Y^c染色体特异标记,以小麦-纤毛披碱草1Y^c附加系及CS为材料,筛选染色体第一同源群PLUG引物,结果显示,TNAC1007、TNAC1028和TNAC1034为耐盐小麦-纤毛披碱草1Y^c附加系的特异引物,扩增条带大小分别为500bp、700bp和500bp。利用上述3对引物对一套小麦-纤毛披碱草附加系进行扩增,结果发现,上述3个多态性PLUG片段为纤毛披碱草1Y^c和1S^c染色体共有的分子标记,可用于辅助筛选与鉴定小麦-纤毛披碱草1Y^c或1S^c染色体重组体。