基于产业链视角的小麦品种品质需求调研分析

我国小麦育种取得了巨大的成就,为小麦产业发展和国家粮食安全作出了巨大贡献。随着社会经济发展水平不断提高,我国小麦生产虽然可以满足量的需求,但还不能充分满足面制品消费不断提高的专用化和多样化需求,仍存在结构性矛盾。以小麦加工需求为导向,基于小麦育种主体、种业企业/种植主体和加工企业等小麦产业链3个主要环节共同参与的调研,分析了小麦产业发展对小麦品种品质的需求,并提出相应的对策措施,以推动符合产业发展需求小麦品种的育成。

小麦茎基腐病抗性位点研究进展

对小麦茎基腐病(FCR)抗性位点研究进行综述。目前,在小麦所有的21条染色体上定位了140个抗性QTL,含10个抗性基因,虽然报道的抗性位点很多,但主效位点不明确,严重影响小麦FCR抗性改良进程。分析了小麦FCR抗性位点研究中的主要问题,提出了统一抗性鉴定标准、增强成株期抗性研究等建议,以明确抗FCR主效位点/基因并开发分子标记,通过分子标记辅助选择促进FCR抗性改良进程。

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。

复合菌发酵对非油炸方便面品质的影响

通过酵母菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌发酵制备非油炸方便面,通过复水测试、质构分析、电子鼻分析、扫描电子显微镜观察等探讨复合菌发酵工艺对非油炸方便面品质的影响。结果表明,酵母菌主要对样品的复水性和质构产生影响,保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌主要对风味起到改善作用。一次发酵工艺有利于维持非油炸方便面的耐泡性,二次发酵工艺有利于改善复水性和风味。经过二次发酵,非油炸方便面的最佳复水时间可缩短到4.0 min,复水后样品的R(2)、R(7)的响应值高达2.8和2.9。由扫描电子显微镜观测结果可知,复合菌发酵能够赋予非油炸方便面疏松多孔的内部结构,其中二次发酵样品的孔隙分布更为均匀。综合评价非油炸方便面的品质,一次发酵、二次发酵工艺中复合菌的适宜添加量均为1.5%酵母菌+0.075%保加利亚乳杆菌+0.075%嗜热链球菌。

小麦骨干亲本周8425B抗条锈病优异基因在其衍生品种中的遗传解析

周8425B是黄淮海麦区应用较广泛的矮秆大穗、抗病抗逆小麦骨干亲本,解析周8425B衍生品种的条锈病抗性遗传表现及其携带的抗条锈病基因遗传传递信息对新品种选用具有重要价值。本研究以条锈病强毒力生理小种条中34(CYR34)单一菌种对收集的222份周8425B衍生品种进行苗期条锈病抗性鉴定,以CYR34为主的混合菌种对衍生品种进行成株期条锈病抗性鉴定,利用周8425B携带的抗条锈病基因YrZH84、YrZH84.2、Yr30、YrZH22和Yr9紧密连锁的分子标记对衍生品种进行基因型检测。研究结果表明,周8425B苗期和成株期对目前强毒力优势菌种CYR34均表现高抗条锈病。在222份周8425B的衍生品种中,2年表现稳定成株期抗病的衍生品种有昌麦9号、济研麦10、百农4199、赛德麦7号和郑麦103等14份,占比6.3%;表现稳定全生育期抗病的衍生品种有周麦11、周麦22、周麦26、周麦36、兰天36、存麦16和郑品麦8号等52份,占比23.4%。周8425B衍生品种主要通过周麦11、周麦12、周麦13、周麦15、周麦16和周麦17等6个子一代再次衍生到子二代。子一代中周麦16和周麦13由于具有较好的农艺性状直接衍生出较多品种,周麦12与周麦13培育出子二代周麦22衍生出45个子三代,周麦11培育出矮抗58衍生出54个子三代。周8425B携带的YrZH84、YrZH84.2、YrZH22、Yr30和Yr9在衍生后代中的频率分别为34.7%、14.9%、41.9%、66.2%和67.1%。仅携带其中1个抗病基因的衍生品种以携带YrZH84的平均严重度最低,为15.4%;聚合2个抗病基因的衍生品种中,以携带YrZH84+YrZH22的平均严重度最低,为20.0%;聚合3个抗病基因的衍生品种中,以携带YrZH84+YrZH22+Yr9的平均严重度最低,为17.2%;聚合4个抗病基因的衍生品种中,携带YrZH84+YrZH22+Yr30+Yr9的平均严重度为16.9%,携带YrZH84.2+YrZH22+Yr30+Yr9的平均严重度为38.4%。苗期以携带全生育期抗性基因YrZH84或含有YrZH84的基因组合的衍生品种的抗病性较好。研究结果为中国小麦骨干种质周8425B的持续改良利用提供了条锈病基因信息,鉴定出对强毒力生理小种CYR34表现抗病的衍生新种质,为我国小麦抗条锈病遗传育种提供了参考。

小麦骨干亲本周8425B矮秆基因在其衍生品种(系)中的遗传解析

利用4个主要矮秆基因[Rht1(Reduced height 1)、Rht2、Rht8和Rht24]的分子标记对219个周8425B衍生品种(系)进行检测,研究矮秆基因分布、组合类型及其对小麦株高、产量相关性状的影响,为骨干亲本周8425B的持续遗传研究、小麦矮秆基因分子标记辅助选择育种的利用奠定基础。结果表明,矮秆基因Rht1、Rht2、Rht8和Rht24在周8425B衍生品种(系)中的分布频率分别为94.52%、100.00%、42.01%和97.26%。在219份材料中,没有发现单独存在某一矮秆基因的类型,各矮秆基因均以组合形式存在,4个矮秆基因的组合类型共有7种,分别为Rht1+Rht2、Rht2+Rht8、Rht2+Rht24、Rht1+Rht2+Rht8、Rht1+Rht2+Rht24、Rht2+Rht8+Rht24和Rht1+Rht2+Rht8+Rht24,以Rht1+Rht2+Rht24组合分布频率最高,为53.42%;Rht2+Rht8组合分布频率最低,为0.46%。对于单个矮秆基因,Rht8基因的降秆作用最强,Rht1基因最弱;对于矮秆基因组合,Rht1+Rht2组合降秆作用最强,Rht1+Rht2+Rht8组合最弱。对于单个矮秆基因,Rht2基因型小麦产量最高,株高为77.38 cm;Rht8基因型小麦产量最低,株高为76.71 cm。对于矮秆基因组合,Rht2+Rht8组合产量最高,株高为78.21 cm;Rht1+Rht2组合产量最低,株高为75.85 cm。产量相关性状与4个矮秆基因的相关性分析结果表明,在一定范围内,适当提升株高有利于提高植株的生物量,增加收获指数,实现产量增加。筛选出3份产量较高的小麦材料,分别是郑麦103、存麦13和中育1220,其株高分别为82.79 cm、78.71 cm和82.50 cm,矮秆基因组合均为Rht1+Rht2+Rht24。

小麦种质资源穗发芽抗性鉴定和分子标记分析

为了鉴定小麦种质资源的穗发芽抗性,筛选出有效的抗穗发芽分子标记,进而挖掘优异白粒小麦抗穗发芽种质资源,本研究通过整穗发芽试验对222份小麦种质资源进行穗发芽抗性鉴定,并利用myb10D、DFR-B、Vp1B3、PM19-A1、MFT-3A、MFT-A2、MKK3-A和QSD1等8个抗穗发芽基因的功能分子标记对供试材料进行基因型检测。表型鉴定结果表明,222份小麦种质资源材料的相对穗发芽率存在显著差异,相对穗发芽率变化范围为0~1.15,平均相对穗发芽率为0.73,鉴定出抗穗发芽小麦材料38份,其中包括白粒小麦9份、红粒小麦27份、黑粒小麦2份。等位基因类型与相对穗发芽率相关性分析表明,相对穗发芽率与功能标记myb10D、DFR-B、Vp1B3、MFT-3A和MFT-A2呈极显著相关,而与PM19-A1、MKK3-A和QSD1相关性不显著,说明myb10D、DFR-B、Vp1B3、MFT-3A和MFT-A2等分子标记可用作小麦抗穗发芽基因型检测和分子标记辅助育种。综合表现型和基因型结果,筛选出豫农914、豫农946、丰德存麦30、泛麦5号、徐麦029、连麦1901、保丰1903、郑麦829、13网27-8等9份抗穗发芽白粒小麦种质资源,可用于小麦抗穗发芽遗传育种和抗穗发芽品种布局。

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。

小麦抗条锈病基因YrZH84的RGAP标记及其应用

利用RGAP标记及基于标记基因型和表型选择的分离群体分组分析法,对小麦抗条锈病骨干亲本周8425B和感病品种中国春及其F2分离群体进行分析,获得了与抗条锈基因YrZH84紧密连锁的RGAP标记Xrga-1,连锁距离为0.8cM。其RGA片段长度为343bp,BLAST分析结果表明,该RGA序列与已克隆的大麦抗秆锈病基因Rpg1核苷酸序列同源性为93%,与大麦抗白粉病基因Mla家族的核苷酸序列同源性为92%。用标记Xrga-1对黄淮麦区58个小麦品种(系)进行了检测,结合系谱分析和抗病性鉴定结果,发现周8425B的衍生品种周麦11、周麦17、周麦20、周麦22、矮抗58、04中36、源育3号、05中37、宛抗18和豫展10号携带抗条锈病基因YrZH84。这些研究结果对小麦抗条锈病分子育种和YrZH84基因克隆有重要作用。

不同包衣药剂及贮藏期对小麦种子发芽率的影响

通过研究不同药剂和贮藏期对小麦包衣种子发芽率的影响表明 :适乐时对小麦包衣种子发芽率影响较小 ,安全性高 ,立克秀次之 ,卫福常量包衣对种子发芽率影响也较小 ,包衣时应严格按照要求进行。在一般室内贮藏条件下 ,贮藏期 1个月对小麦包衣种子的发芽率影响不显著 ,2个月以上 ,对包衣种子发芽率影响极显著。此外还对小麦包衣过程中应注意的问题进行了讨论。

1BL·1RS特异性分子标记的筛选及其对不同来源小麦品种1RS易位染色体的鉴定

1BL·1RS易位系在我国小麦育种和生产中占有重要地位,快速而准确地鉴定1BL·1RS易位系对小麦品质改良具有重要意义。本研究选用15个1BL·1RS特异性STS、SCAR和RAPD标记及22个1RS染色体上的SSR标记,检测不同来源的1BL·1RS易位系78份以及非1BL·1RS易位系品种10份和黑麦材料3份,其中1BL·1RS易位系包括周8425B及其衍生系36份、兰考906及其衍生系5份、矮孟牛及其衍生系8份和洛类1BL·1RS易位系品种29份。结果表明,7个STS标记、1个SCAR标记、3个RAPD标记和3个黑麦SSR标记可作为鉴别1BL·1RS易位系的可靠分子标记,其中ω-sec-p1/ω-sec-p2、ω-sec-p3/ω-sec-p4、H20和SECA2/SECA3标记最好,扩增效果稳定,重复性好,条带清晰,实验操作简单。周8425B及其衍生系、兰考906及其衍生系、矮孟牛及其衍生系与洛类1BL·1RS易位系的1RS染色体在分子标记检测中没有差异。

超高产、多抗小麦新品种国审周麦16号的选育及主要特性分析

国审周麦 1 6号是周口市农科所以超高产、优质、多抗为主要育种目标 ,采用阶梯改良的技术路线 ,经三轮杂交聚合诸多亲本的优异性状选育而成的超高产、多抗、广适小麦新品种。经国家、省区试和生产试验 3年 4组 72点 (次 )试验 ,平均产量 75 2 5 .5kg/hm2 ,最高 1 0 692kg/hm2 ,平均比对照增产 6.1 %。 2 0 0 2年和 2 0 0 3年分别通过河南省和国家审定。

小麦Cyp450基因的电子克隆与生物信息学分析

为获得对小麦Cyp450基因及其编码蛋白质的理化性质与结构特性等,利用电子克隆方法克隆了一个新的小麦Cyp450基因,并对其编码的蛋白质进行了生物信息学分析。结果表明,该基因全长2155bp,编码511个氨基酸;该蛋白序列的N端存在一个显著信号肽序列,属于CypX超家族,该蛋白定位于细胞质中,属于分泌途径中的信号肽蛋白,含有多个不同的磷酸化位点;二级结构以α螺旋(占48.14%)和无规则卷曲为主(占33.86%),存在5个不稳定区,在85～511位处形成一个较大的球形蛋白域。该蛋白与大麦、二穗短柄草、水稻和高粱的同源Cyp450蛋白相似性较高,进化距离较近。获得了一个新的小麦细胞色素P450基因,并分析了其编码蛋白质的序列特性,为进一步实验克隆和研究其功能提供了理论基础。

小麦F-box蛋白基因的电子克隆和生物信息学分析

为探讨F-box蛋白在小麦发育过程中的调节作用,利用电子克隆技术获得了一个小麦F-box蛋白基因,采用生物信息学方法,对其编码的蛋白质从序列特征、理化性质、跨膜结构域、亚细胞定位、高级结构及功能域等方面进行了预测和分析。结果表明,小麦F-box蛋白由362个氨基酸组成,在N端和C端分别存在一个F-box保守结构域和一个DUF295保守结构域(功能未知),该蛋白质二级结构中以α-螺旋(23.48%)、扩展束(25.41%)和无规则卷曲(47.24%)为主,在94-115位点处可能存在一个由内向外的跨膜区,N端不存在信号肽序列,亚细胞定位于细胞质中;该F-box蛋白与二穗短柄草、玉米和水稻的F-box蛋白相似性较高,进化距离较近。

小麦茎基腐病抗性鉴定方法研究进展

小麦茎基腐病是由镰刀菌属多种真菌引起的一种世界性重要病害,严重影响小麦品质与产量。近些年来,该病害频繁发生,对粮食可持续生产和人畜生命健康构成了严重威胁。目前小麦茎基腐病抗性鉴定的接种方法及评价体系比较混乱,严重制约其抗性遗传育种与抗病机理研究的快速发展。本文从苗期与成株期抗性鉴定两个方面,对该病害抗性鉴定常用的接种方法、培养条件及抗性评价体系进行综述。在此基础上,指出苗期抗性鉴定宜采用孢子液浸泡法和天然培养基接种法,以茎基腐病症状分级为指标进行抗性评价;成株期抗性鉴定宜采用天然培养基接种法,以病蘖率结合茎秆症状严重程度作为评价指标比较合适。最后,为建立高效统一的茎基腐病抗性鉴定方法,提出了增强苗期抗性鉴定标准化、注重成株期抗性鉴定研究的建议,以期为小麦茎基腐病抗性的准确鉴定提供有益信息。

小麦对Bipolaris sorokiniana黑胚病与苗期叶枯病抗性的相关性

为明确小麦抗麦根腐平脐蠕孢(Bipolaris sorokiniana)黑胚病与苗期叶枯病的相关性,以B.sorokiniana为致病菌,采用孢子液喷洒+套袋保湿的方法,于2018-2019年、2019-2020年连续2 a对50份黑胚病抗性不同的小麦品系进行黑胚病与苗期叶枯病的抗性鉴定,分析B.sorokiniana黑胚病发病率(黑胚率)与苗期叶枯病病叶面积占比(病叶面积)的相关性。结果表明,接菌鉴定条件下,50份小麦品系2 a平均黑胚率分别为15.9%与17.4%,2 a均表现抗病的品系有3个[山农5300709、温麦10号、11-253(LWX)],占供试品系的6.0%;黑胚率与叶枯病病叶面积占比呈显著负相关关系(P<0.01),相关系数为-0.914~-0.845;以相关系数最高的2020年叶枯病病叶面积占比与黑胚率进行回归分析(y=-0.585x+48.444,x、y分别为病叶面积占比、黑胚率),预测50个小麦品系的黑胚病抗性,预测结果与接菌鉴定的抗性一致率为90.0%。因此,可用苗期B.sorokiniana引起的叶枯病病叶面积占比预测小麦的黑胚率,为小麦育种中抗黑胚病小麦品系快速鉴定方法的建立提供依据。

小麦淀粉RVA特性的QTL定位及效应分析

小麦淀粉糊化(RVA)特性是评价小麦加工品质重要指标之一。为进一步挖掘优质小麦淀粉糊化特性相关数量性状位点(QTL)及位点间效应差异,以周麦23/郑麦366的F8代重组自交系(RIL)群体的237个家系及其亲本为试验材料,利用55K核苷酸多态性(SNP)芯片构建高密度遗传图谱,根据2年3点5个环境下的数据对小麦淀粉RVA参数进行QTL定位分析。结果表明,共检测到96个QTL位点,位于21条染色体上,稳定位点共有8个,其中调控峰值黏度的Qpv.hau-4A.1和Qpv.hau-6A.1以及调控崩解值的Qbd.hau-4A.1和Qbd.hau-6A.1能够同时在2个以上的环境中检测到,分别解释了2.55%~24.23%、2.60%~6.00%、11.50%~48.30%和3.86%~8.09%的表型变异,调控峰值黏度的Qpv.hau-6A.1可能为新的QTL位点,其增效等位基因来源于优质强筋小麦品种郑麦366,对峰值黏度具有显著的增效作用,与面条的弹性和韧性有关。QTL聚合效应分析结果发现,Qpv.hau-4A.1和Qpv.hau-6A.1能极显著提高峰值黏度,且两者对峰值黏度具有显著的累加效应。此外,在4A和6A染色体上存在QTL富集区或者一因多效现象。这些重要区段和QTL位点为优质小麦淀粉糊化特性的分子标记辅助选择提供了重要的信息。

灌浆期干旱对高产小麦某些生理生化特性的影响

研究了灌浆期小麦在干旱胁迫下叶片中某些生理生化特性的变化 ,结果显示 :严重缺水时 ,耐旱性弱的品种脯氨酸 (Pro)含量增加的幅度大于耐旱性强的品种 ;可溶性糖含量的下降幅度以耐旱性强的品种较小 ;耐旱性强的品种SOD活性提高较快 ;耐旱性弱的品种MDA积累较多。

河南省抗赤霉病小麦新品种基因型、丰产性、农艺与品质性状测定

【目的】筛选对小麦赤霉病有良好抗性且农艺性状、品质优良的小麦新品种。【方法】选择河南省小麦抗赤霉病组区域试验中参试的5个新品种及2个对照品种,在2019—2020、2020—2021年连续2 a采用单花滴注接种法进行田间赤霉病抗性鉴定,同时利用与Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5、Fhb7功能标记或紧密连锁的分子标记对其进行基因型检测,并对其冬春性、产量构成因素、株高和抗寒性等主要农艺性状,以及蛋白质含量、硬度、湿面筋含量和沉淀值等主要品质性状进行测定。【结果】7个参试品种平均病小穗率为42.2%,平均严重度3.0,参试品种的2 a平均产量为7105.4 kg·hm^(-2),平均分蘖成穗率为42.4%;郑麦113为弱春性,其余小麦新品种均为半冬性品种;参试品种平均全生育期为217 d,抗冬寒性变幅为2~3级,抗春寒性变幅为2~4级,平均株高为76.7 cm,百农207和机麦1号落粒性为3级,属易落粒品种。参试品种蛋白质含量平均值为14.8%,总淀粉含量平均值为61.2%,直链淀粉含量平均值为19.4%,直链淀粉与支链淀粉比值(直/支比)平均值为0.47,糊化温度平均值为88.7℃,硬度指数平均值为58.1,沉淀值平均值为68.4,湿面筋含量和面筋指数的平均值分别为31.5%和54.8。【结论】分子标记检测表明,豫农903、豫农904携带抗赤霉病基因Fhb1,机麦1号、郑麦9134携带Fhb5。郑麦9134、豫农904和豫农9033个半冬性新品种2 a平均产量均优于对照品种百农207,抗寒性和抗倒性也优于对照品种。豫农903、豫农904、郑麦9134综合性状优良,可作为小麦抗赤霉病遗传改良的种质和新品种加以改良利用。

周8425B抗叶锈病基因LrZH84和LrZH22/Lr13在其衍生品种中的遗传解析

【目的】分析小麦骨干亲本周8425B的207份衍生品种中叶锈病抗性基因LrZH84和LrZH22/Lr13的分布及遗传效应。【方法】对小麦骨干亲本周8425B及其207份衍生品种开展叶锈病苗期抗性接种鉴定,同时利用叶锈病抗性基因LrZH84和LrZH22/Lr13的连锁标记或功能标记进行基因型检测。【结果】207份衍生品种对目前叶锈菌中强毒力优势生理小种KKSQ、TKTS、TKGQ均表现中抗及其以上水平的材料有42份,所占比例为20.3%;31份衍生品种仅携带LrZH84基因,其中对鉴定的3个生理小种表现中抗水平的分别有8、10、8份,所占比例分别为25.8%、32.3%、25.8%;46份衍生品种仅携带LrZH22/Lr13基因,其中对鉴定的3个生理小种表现中抗水平的分别有21、31、25份,所占比例分别为45.7%、67.4%、54.3%;14份衍生品种同时携带LrZH84和LrZH22/Lr13抗病基因,其中对鉴定的3个生理小种表现中抗水平的分别有9、11、11份,所占比例分别为64.2%、78.6%、78.6%;116份衍生品种均不携带LrZH84和LrZH22/Lr13抗病基因,其中对鉴定的3个生理小种表现中抗水平的分别有19、21、20份,所占比例分别为16.4%、18.1%、17.2%。【结论】叶锈病抗性基因LrZH22/Lr13的苗期抗性效应优于LrZH84,聚合两个叶锈病抗性基因的苗期抗性效应优于单个基因;需加强不同抗性基因的聚合,培育新的具有持久抗性的小麦新品种从而有效控制小麦叶锈病的流行。