利用人工合成小麦基因资源实现产量突破的育种实践

【目的】人工合成小麦是科学家模拟小麦进化过程,利用四倍体小麦与二倍体节节麦杂交、染色体加倍而成的新型六倍体小麦资源,集合了双亲的优良性状,可作为桥梁改良现代小麦。【方法】回顾了四川小麦80多年的育种历程,对利用人工合成小麦基因资源实现产量水平突破的方法技术进行了分析,希望为进一步利用小麦近缘属种育种应用提供参考。【结果】利用大群体有限回交法和重组自交系育种法改良初级人工合成小麦及其衍生系,育成了产量提升近30%的小麦品种川麦42及衍生品种川麦104,维持四川小麦产量台阶20余年。【结论】种质资源发掘、育种方法技术创新,是实现产量新突破有效途径。

籽粒镉积累不同的小麦在不同镉环境下籽粒养分特性

【目的】明确籽粒镉(Cd)积累不同的小麦在不同Cd土壤中籽粒Cd及其他养分的特性,筛选籽粒Cd低积累、有益养分高积累材料。【方法】通过盆栽试验研究5份小麦籽粒Cd高积累和5份籽粒Cd低积累材料在不同Cd土壤中小麦籽粒中主要营养元素、有益中微量元素含量。【结果】籽粒Cd含量与土壤中Cd含量呈极显著正相关。籽粒Cd低积累小麦在不同Cd土壤中籽粒Cd迁移系数较低,籽粒Cd高积累小麦从土壤中吸收Cd转运至籽粒的效率较高。籽粒Cd低积累小麦中籽粒N、P、K、Cu和Mn含量随土壤Cd浓度的升高而降低,Ca、Fe含量随着土壤Cd浓度的升高而上升,Mg、Zn含量变化受土壤Cd含量影响不明显;高Cd积累小麦籽粒P、K、Ca、Mg、Zn和Fe含量随土壤Cd浓度提高而升高,籽粒Cu含量随土壤Cd含量的升高而降低,籽粒N、Mn含量变化不明显。【结论】籽粒Cd低积累和籽粒Cd高积累从土壤中吸收和转运Cd及其他养分到籽粒中的响应差异较大,籽粒Cd高积累小麦Cd耐受性较强,与多数中微量元素含量具协同作用,而籽粒Cd低积累小麦Cd耐受性较差,与多数中微量元素含量间表现为拮抗作用。

中国小麦抗条锈病基因育种利用现状与策略

小麦条锈病是中国重要的流行性真菌病害,严重威胁国家粮食安全。通过持续应用抗病品种和植保措施,小麦条锈病在中国得到了较好的控制。然而,随着全球气候变化、栽培制度的变革、育种方法技术的改进、产量水平的提高及条锈菌群体结构和毒性频率的不断变异,有必要对新时期小麦抗条锈病基因育种利用现状进行科学评估,以期为广谱持久多抗小麦品种的培育提供依据。本文通过对近年来中国西南、西北和黄淮主产区小麦品种(系)的条锈病抗性进行系统的抗病鉴定、遗传分析和抗条锈病基因分子标记的定位和检测,总结了中国小麦育种中主要抗条锈病基因的利用情况,对中国小麦抗条锈病基因发掘与种质创新、小麦育种中利用的主要抗条锈病基因、新时期抗条锈病基因利用的策略、小麦育种中抗条锈病基因选择和鉴定等进行了论述,并对新时期小麦抗条锈病育种发展方向进行了展望。

人工合成小麦和地方品种穗发芽抗性育种利用效率

【目的】小麦穗发芽是影响小麦产量和品质的重要限制因子。具有抗穗发芽特性的人工合成小麦和地方品种是改良栽培小麦穗发芽抗性的重要基因资源,通过分子标记辅助选择转育人工合成小麦和地方品种穗发芽抗性位点,评价人工合成小麦和地方品种导入系抗穗发芽育种利用效率,筛选抗穗发芽小麦新材料,为小麦穗发芽抗性育种提供数据和材料支撑。【方法】以抗穗发芽的人工合成小麦SYN792和四川地方品种涪陵须须麦为母本,以穗发芽敏感品种川麦45为轮回亲本,构建2个BC1F7群体。2017年,通过整穗发芽鉴定法对2个BC1F7群体的1796个株系进行穗发芽表型初筛,然后利用与人工合成小麦PHS-3D和地方品种PHS-A1穗发芽抗性位点连锁的SSR标记进行分子标记选择,筛选出整穗发芽率(SGR)小于35%且携带PHS-3D和PHS-A1抗性位点的导入系;2018和2019年,连续2年对初筛选出的PHS-3D和PHS-A1导入系进行整穗发芽率、籽粒发芽指数(GI)和产量相关性状鉴定,其中,籽粒发芽鉴定试验设置25℃(18GI)和32℃(19GI)2个发芽温度。通过不同环境下穗发芽抗性和产量数据,分析人工合成小麦和地方品种导入系抗穗发芽育种利用效率,筛选抗穗发芽且综合性状好的优异导入系。【结果】经整穗发芽鉴定初筛,从1796个衍生系中筛选出SGR值小于35%的株系537个;进一步对筛选出的537个株系进行分子标记检测,发现332个株系导入了人工合成小麦PHS-3D和地方品种PHS-A1穗发芽抗性位点,包括人工合成小麦导入系73个、地方品种导入系259个;地方品种PHS-A1导入系的频率显著高于人工合成小麦PHS-3D导入系。2018和2019年通过对332个穗发芽抗性位点导入系穗发芽鉴定发现,不同年份穗发芽指标间均呈极显著正相关,穗发芽指标SGR和GI表现出相对稳定的趋势;人工合成小麦和地方品种导入系的3个穗发芽指标平均值(18GI、18SGR和19SGR)均低于23%,差异不显著。不同发芽温度导入系的GI值差异较大,发芽温度32℃时,人工合成小麦PHS-3D导入系的GI值显著低于地方品种PHS-A1导入系。筛选出的73个人工合成小麦导入系中,红粒系穗发芽指标值均低于白粒系;其中,11个人工合成小麦白粒导入系表现中抗及以上抗性水平,14个红粒导入系在不同发芽温度时GI值均低于35%。2年产量相关性状分析表明,人工合成小麦PHS-3D导入系的千粒重显著高于地方品种PHS-A1导入系,而穗粒数显著小于地方品种PHS-A1导入系。根据产量性状和穗发芽抗性表现,筛选出23个穗发芽抗性和综合性状均较好的优异导入系,包括7个人工合成小麦PHS-3D导入系、16个地方品种PHS-A1导入系;人工合成小麦优异导入系中有2个白粒导入系穗发芽抗性中抗以上,2个红粒导入系不同发芽温度的GI值均低于25%,表现出稳定的穗发芽抗性。【结论】人工合成小麦和地方品种均可用于改良现代栽培小麦穗发芽抗性,利用地方品种进行穗发芽抗性育种改良效率优于人工合成小麦;但人工合成小麦导入系的穗发芽抗性的稳定性优于地方品种导入系。筛选出的23个人工合成小麦和地方品种导入系是小麦穗发芽抗性和产量性状改良的重要基因资源;特别是人工合成小麦白粒导入系(编号5201)和红粒导入系(编号5497和5505)是非常有育种利用价值的穗发芽抗性育种亲本材料。

西南麦区骨干亲本川麦42重要基因组区段的确定及其对衍生品种的遗传贡献

【目的】川麦42是利用人工合成六倍体小麦选育出的高产、广适的优异小麦品种,是西南麦区重要的骨干亲本,本研究通过明确川麦42重要基因组区段及其对衍生品种的遗传贡献,为西南麦区突破性品种培育提供分子设计依据。【方法】利用170个SSR和2268个DArT标记分析川麦42遗传组分在7个衍生品种中的分布与传递情况;根据已构建的遗传图谱和定位到的产量性状QTL,明确川麦42遗传组分对各个衍生品种的遗传贡献。【结果】川麦42遗传组分在7个一代衍生品种中分布与传递频率不同,其中川麦56、川麦58、川麦64、川麦104、川麦90和川麦91继承了50%以上的川麦42的遗传组分,平均为64%,高于理论值,而川麦92则低于25%。17条小麦染色体上的92个等位位点在川麦42衍生品种中具有较高的分布频率,得到稳定传递;对比已构建的川麦42遗传连锁图谱及其定位到的QTLs,发现位于2A、2B、4A、4D、5B、5D、5A、6D、7A和7D染色体上11个基因组区段与重要农艺性状QTL紧密连锁,其中4A、4D、5B、5D和7D染色体上川麦42单倍型可提高衍生品种的穗粒数、千粒重和小区产量;位于5B染色体Xgwm234~Xgwm371区段携带千粒重QTL,川麦42单倍型最高可增加千粒重2.21 g;位于4D、5D和7D染色体区段携带小区产量QTL,川麦42单倍型最高增产率分别为8.92%、6.33%、4.79%。【结论】携带产量性状增效QTL并且在衍生品种中能够高频传递的基因组区段是川麦42能够成为西南麦区骨干亲本的重要遗传基础,川麦42重要基因组区段的确定为西南麦区小麦骨干亲本选择及突破性品种的培育提供了重要的理论参考。

硬粒小麦-节节麦人工合成种Decoy1/Aegilops tauschii 510抗条锈性状(条中30,条中31)的遗传分析

硬粒小麦、节节麦人工合成种Ｄｅｃｏｙ１／Ａｅ．ｔａｕｓｃｈｉ５１０成株期对中国条锈病新小种条中３０（ＣＹＲ３０）和条中３１（ＣＹＲ３１）高抗－免疫。将Ｄｅｃｏｙ１／Ａｅ．ｔａｕｓｃｈｉ５１０与高感品种川育１２杂交，获得杂种Ｆ１和Ｆ２群体。对杂种Ｆ１和Ｆ２群体分小种（ＣＹＲ３０和ＣＹＲ３１）接种鉴定表明，杂种Ｆ１抗性反应型与抗病亲本Ｄｅｃｏｙ１／Ａｅ．ｔａｕｓｃｈｉ５１０一致，为免疫－高抗；杂种Ｆ２群体中免疫－高抗单株与抗－高感单株之比符合两对显性互补基因分离比例即９∶７。分析表明，Ｄｅｃｏｙ１／Ａｅ．ｔａｕｓｃｈｉ５１０对条中３０、条中３１的抗性受两对显性互补基因控制。

节节麦抗白粉病基因直接转移及遗传表达

利用四川推广高产小麦品种 (系 )和地方品种直接与抗、感白粉病节节麦杂交 ,通过幼胚培养技术成功获得 2 2个组合的杂种植株。将杂种F1及回交BC1F1与其普通小麦、节节麦亲本的抗白粉性比较分析 ,发现大部分组合中节节麦的抗性基因被普通小麦的抑制基因抑制 ,仅 1份节节麦的抗性基因能在杂种F1中完全或部分表达 ;节节麦抗性基因的表达和抑制 ,与特定的普通小麦亲本有关。结果还表明 ,杂种F1中被抑制的节节麦抗性基因 ,可以通过用不含抑制基因的普通小麦回交 。

硬粒小麦SW AHEN 3抗条锈(条中30、31)性状的遗传分析

硬粒小麦 SWAHEN 3成株期对中国条锈病新小种条中 30 ( CYR30 )和条中 31 ( CYR31 )免疫 -高抗。为明确 SWAHEN 3抗条锈性状的遗传规律 ,将 SWAHEN 3与高感硬粒小麦品种 Kappli杂交 ,获得杂种F1、F2 群体 ;将 SWAHEN3与川育 1 2等 5个四川高感普通小麦品种杂交 ,获得杂种 F1。对抗×感硬粒小麦杂种 F1、F2 群体分小种 ( CYR30和 CYR31 )接种鉴定 ,结果表明 ,杂种 F1抗性反应与抗病亲本 SWAHEN3一致 ,为免疫 -高抗 ;杂种 F2 群体中免疫 -高抗单株与抗 -高感单株之比符合两对显性互补基因分离比例 9∶ 7。对抗病硬粒小麦×感病普通小麦杂种 F1分小种 ( CYR30和 CYR31 )接种鉴定 ,结果表明 ,杂种 F1抗性反应也与抗病亲本 SWAHEN3一致 ,为免疫 -高抗。分析表明 ,SWAHEN3对条中 30、31的抗性受两对显性互补基因控制 ,其抗性基因能在与四川高产小麦的杂交后代中完全表达。

多小穗小麦10-A幼穗发育的遗传研究

将多小穗小麦１０－Ａ与普通小穗小麦绵阳１１和矮孟牛，及其杂种Ｆ１的幼穗分化特点作了系统比较分析，结果表明：１０－Ａ具有小穗分化持续期长和小穗分化速率高等两个显著特性；其中，小穗分化持续期长的特性未在杂种Ｆ１中表达，而小穗分化速率高的特性不仅能在杂种Ｆ１代中表达，且出现较强的杂种优势。

采用桥梁单体培育小麦品种间染色体代换系的新方法

将小麦染色单体转育和利用受体单体培育品种间染色体代换系这两个研究程序有机结合，设计出一套采用桥梁单体培育品种间染色体代换系的新方法。新方法只利用一套单体系统为桥梁材料，就可将目的基因所在染色体代换到任一个受体品种中，培育成品种间染色体代换系，突破了目前品种间染色体代换系培育时，受体小麦品种必须首先是单体系的障碍，缩短了一半的研究时间。

硬粒小麦-节节麦人工合成种的高分子谷蛋白亚基组成分析

用十二烷基硫酸钠－聚丙稀酰胺凝胶电泳方法（ＳＤＳ－ＰＡＧＥ），分析了从ＣＩＭＭＹＴ引进的２５份硬粒小麦－节节麦人工合成种的高分子谷蛋白亚基（ＨＭＷ－ＧＳ）组成。结果表明，供试的２５份人工合成种中共有１７种不同的亚基组成类型，其中Ｇｌｕ－Ｄ１编码的亚基有１．５＋１０和５＋１２等１０种类型。含１．５＋１０和５＋１２优质新亚基人工合成种的引进与研究应用，对于促进国内小麦品质育种具有重要的意义。

国产与进口氟康唑胶囊在健康人体的生物等效性研究

目的:研究氟康唑胶囊受试制剂(国产)和参比制剂(进口)在20例男性健康志愿者体内的药动学和相对生物利用度,并进行生物等效性评价。方法:采用双周期两制剂随机交叉试验法,单剂量口服150mg两种氟康唑胶囊,两次试验周期之间的清洗期为两周,采用HPLC法测定血浆中氟康唑浓度。结果:受试制剂和参比制剂的t1/2分别为(31.09±5.49)和(32.57±6.33)h;tmax分别为(1.05±0.63)和(1.54±1.14)h;cmax分别为(3.90±0.43)和(3.73±0.67)μg/ml;AUC0～120分别为(128.39±15.74)和(127.30±25.64)μg.h.ml-1;AUC0～∞分别为(139.02±18.12)和(138.48±29.90)μg.h.ml-1。受试制剂和参比制剂的主要药动学参数均无显著差异(P>0.05)。受试制剂的相对生物利用度为(102.25±9.29)%。结论:受试制剂和参比制剂具有生物等效性。

源于节节麦的高抗条锈小麦新材料的醇溶蛋白带谱分析

利用高抗条锈节节麦野生资源SQ 214与普通小麦直接杂交转育,培育出11份高抗条锈的小麦新材料。经A PAGE分析,节节麦SQ 214的醇溶蛋白Gli Dt1编码基因已转育到育成的高抗条锈新材料中并正常表达,其中1份高代系缺乏Gli D1位点编码的ω区醇溶蛋白带,为Gli D1"缺失体"。本文还对抗条锈高代系在抗病和品质育种中的利用价值进行了讨论。

奥美沙坦酯片在健康人体内的药动学

目的：研究奥美沙坦酯片在健康人体内的药动学。方法：10名健康男性志愿者单剂量口服20 mg奥美沙坦酯片,采用HPLC荧光检测法测定血浆中奥美沙坦浓度,并计算药动学参数。结果：健康志愿者单剂量口服奥美沙坦酯片后的主要药动学参数为：cmax（526.88±75.74）ng/mL,tmax（2.05±0.37）h,t1/2（12.68±2.37）h,MRT（13.86±3.51）h,Cl/F（4.66±0.67）L/h,AUC0-48（3 990.43±679.47）ng.h.mL^-1,AUC0-∞（4 367.95±602.53）ng.h.mL^-1。结论：健康志愿者口服奥美沙坦酯片后吸收迅速,主要药动学参数与国内外文献报道值基本一致。

四川主要作物种质资源的研究进展

自５０年代以来，四川省已收集、保存作物种质资源２２０００余份；通过性状鉴定和遗传评价，筛选出一批高配合力、高抗病虫、优质的优异种质；通过远缘杂交，生物技术，创造了一批特异新种质。文中还讨论了生物技术在作物种质资源研究中的应用前景等问题。

基于文献计量学的地方科研院所农业科技期刊核心竞争力提升路径研究——以《四川农业科技》为例

当前我国进一步加大科技创新力度,地方科研院所农业科技期刊作为科技创新成果发布的重要载体,需要把握时代趋势,提升期刊核心竞争力。文章以《四川农业科技》为例,应用CiteSpace对其2013—2022年刊文计量指标、作者分布、机构分布、学科分布、研究热点等进行数据挖掘和可视化分析。结果显示,近10年《四川农业科技》载文量逐年减少,但篇均页数大幅增加,基金论文比明显提升,被引频次和篇均被引频次较2013年分别上涨86.63%和167.8%。研究者合作较分散,以同一机构内部合作为主,不同机构作者合作度偏低。刊文热点主要有以下四类:一是技术研究,涵盖高产栽培、病虫害防控等,该领域技术延续性较好;二是川产作物研究,包含主粮作物以及油菜、番茄、马铃薯、柠檬、中药材等;三是土壤养分及重金属污染的评估与研究;四是乡村振兴热点问题研究,近年来数量呈爆发式增长。《四川农业科技》面向农业领域学术热点,面向现代农业生产热点。地方科研院所农业科技期刊应重视热点专题策划,挖掘优质稿源,主动适应数字经济时代出版需求,在出版融合上下功夫,同时立足地方科研院所资源优势,进一步提升期刊核心竞争力。

中国几个特有普通小麦起源研究

应用染色体组分析法,对几个中国特有普通小麦的起源问题作了初步探讨。结果表明:中国特有普通小麦与斯卑尔脱小麦有1—2对染体差异较大。中国特有普通小麦可分为新疆稻麦与云南铁壳麦、西藏半野生小麦、“四川白麦子”两个独立类群;类群间在B组有2对染体存在差异,其中1对可以确定为6B。两个类群可能起源于中国,分而于新疆及黄河中游地区的节节麦可能是D组供体。

小黑麦×小麦育成特殊类型育种材料的细胞遗传分析

用广麦74（六倍体小黑麦）与繁六远缘杂交育成的3个特殊类型育种新材料86—1,86—741和86—749及其小麦亲本繁六,分别与黑麦杂交,分析比较了4个杂种F_1PMC减数分裂中期Ⅰ染色体配对行为,结果为:（1）小麦亲本繁六与黑麦的杂种F_1PMC减数分裂中期Ⅰ成0.76个棒状二价体;（2）86—1、86—741、86—749与黑麦的杂种F_1PMC减数分裂中期Ⅰ分别成2.60、2.82、1.80个棒状二价体。表明三个特殊类型材料的1～3条染色体含有黑麦染色体易位片段。

西藏三联小穗小麦的性状遗传分析

对中国西藏三联小穗小麦(TTSW)的特有三联小穗性状进行了遗传分析,表明TTSW的三联小穗性状受两对隐性基因控制,并建议将两对新基因定名为Ts1和Ts2;三联小穗性状与TTSW的不良性状(低千粒重,低结实率)无连锁关系。本文还讨论了利用TTSW开展"三联小穗型"新株型超高产杂交小麦育种的可能性。