单倍体的产生途径及其在作物遗传育种中的应用

综述了诱导单倍体产生的花药培养、远缘杂交、诱导系、着丝粒介导等途径,及其在加速育种进程、构建DH群体、非同源染色体配对研究、转基因供体、突变体研究及基因组测序中的作用。

普通小麦与硬粒小麦正反杂交差异研究

硬粒小麦具有小穗多花、耐旱等优异性状,为了评估将此性状导入普通小麦中的难易程度,对硬粒小麦与3份普通小麦进行正反杂交,统计杂交结实率以及F1发芽率和结实率。结果表明,反交的结实率较高(51.19%);正交的发芽率较高(86.67%),而反交组合石家庄11号×周麦22发芽率为0。发芽率高低除了与细胞质有关外,也受普通小麦基因型差异的影响。

小麦—野燕麦蓝粒新种质的初步研究

野燕麦具有对小麦遗传改良有益的基因,将其遗传物质导入到小麦中对丰富小麦的种质资源具有重要意义。对小麦—野燕麦杂交获得的蓝粒新种质的染色体进行了初步鉴定,其染色体数目为2n=42。用蓝粒新种质蓝粒与白粒小麦进行正反杂交,其F1均表现为蓝色,表明蓝粒对白粒为显性,且具有花粉直感现象。然而,当用红粒小麦中国春为母本与其杂交时,杂种粒色为红粒,通过谷蛋白电泳进一步证实了该红粒杂种的真实性。这表明蓝粒在遗传过程中有母本效应。

phKL基因诱导小麦远缘杂种部分同源染色体配对的能力界于Ph1和Ph2基因突变体之间

在普通小麦地方品种自然群体中天然存在促进小麦-外源杂种部分同源染色体配对的基因phKL。研究比较了phKL基因与人工Ph基因突变系诱导小麦-Aegilops variabilis及小麦-黑麦杂种部分同源染色体配对的作用大小。研究结果表明,诱导小麦-Ae.variabilis(或黑麦)部分同源染色体配对作用的顺序是ph1b>phKL>ph2b>ph2a,即phKL基因的作用介于Ph1与Ph2突变体之间。

小麦品种花培8号丰产稳产性分析

根据2007-2008、2008-2009年度河南省小麦区试和生产试验资料,采用高稳系数法和Shukla变异系数法对花培8号小麦的丰产稳产性与其他品种进行比较分析。结果表明:花培8号2 a的高稳系数分别为0.955 6和0.958 6,在所有参试品种中最大;变异系数分别为2.05%和4.05%,在同组区试品种中均较小。说明花培8号是一个稳产丰产性好、适应性广的小麦品种。

TDZ在小麦花药培养中的作用

为了进一步提高小麦花药培养效率,以8个小麦杂交F1代为供试材料,通过在培养基中添加不同浓度的噻重氮苯基脲（thidiazuron,TDZ）探讨其对小麦花药培养的作用。结果表明,TDZ的作用与添加剂量及小麦基因型密切相关。在诱导培养基中添加TDZ对基因型中麦875/郑豫麦043具有负向调控作用,但对兰考198/黄明118、郑麦7698/西农979以及天禾7号/0836H-3则具有正向促进作用。TDZ的最佳添加剂量为0.05mg·L^-1可显著提高3个基因型的胚性愈伤组织诱导率和绿苗产率,其中兰考198/黄明118胚性愈伤组织诱导率和绿苗产率最高,分别达到25.1%和8.7%。同样,在分化培养基中添加一定剂量的TDZ,对4个基因型的愈伤组织分化均表现正向促进作用,TDZ的适宜浓度范围为0.5~1.0mg·L^-1以添加0.5mg·L-1的处理表现最优,能够显著提高绿苗分化率和绿苗/白苗比率;基因型兰考198/黄明118的绿苗分化率和绿苗/白苗比率最高,分别达50%和1.87。研究还表明,在诱导培养基或分化培养基中添加TDZ还能够促进绿苗增殖,提高单倍体自然加倍效率。本研究结果将有助于小麦花药培养技术的优化,进而提高花培育种效率。

河南省农科院小麦花药培养技术及其应用研究概况

综述了河南省农科院小麦花药离体培养技术,如染色体加倍、试管苗移栽、花药接种和外植体播种期、培养基改良等的研究结果。利用花培育种技术体系选育出6个小麦新品种,创造1 141份新种质,构建2个DH群体。

小麦花药培养材料加倍特性研究

利用流式细胞技术对不同基因型小麦花药培养愈伤组织的倍性进行了分析。结果表明,花药培养材料在分化愈伤时期已经加倍,且倍性组成具有多样性,单倍体、二倍体、多倍体、非整倍体和嵌合体并存;不同类型愈伤组织的倍性组成比例不同,分化绿苗的愈伤组织二倍体比例最高,达34.46%。

超高产小麦新品种花培6号的特征特性及高产配套栽培技术

花培6号是河南省农作物新品种重点实验室选育,2008年通过河南省审定的小麦新品种。该品种在多年多点区试和生产试验中表现出良好的丰产性、稳产性和适应性。花培6号产量潜力大,属大穗大粒超高产品种,在高水肥地力更能发挥其增产作用。在高产栽培中要施足底肥,适当加大播量,注意拔节水和灌浆水。

高产广适小麦新品种花培8号的选育及特征特性

花培8号是选用回交组合(9824H-1-2/郑州91138//郑州91138)F1代选择单株后经花药培养选育而成,2009年通过河南省品种审定委员会审定。该品种在多年多点区试和生产示范试验中表现出良好的丰产性、稳产性和适应性。

高产小麦品种郑麦925的选育策略与栽培要点

重点介绍了小麦新品种郑麦925的育种策略和特点,包括育种目标、亲本选育原则、后代的处理、产量表现及栽培技术要点等.并结合小麦常规育种中应注意的问题,提出了一些可供借鉴的见解和建议,拟为黄淮麦区的高产小麦育种及栽培管理提供技术支撑.

一个普通小麦γ-醇溶蛋白基因的分子标记

运用生物信息学方法,根据已知的黑麦75Kγ-黑麦碱DNA序列设计引物,对8份不同类型的普通小麦材料进行PCR扩增,均获得一条约400 bp的特异扩增带。对新中长和99L2的扩增带分别进行克隆测序,序列登录号为:DQ432029和DQ432030。分析表明,DQ432029和DQ432030序列完全一致,由377个碱基组成。BLAST分析发现,该序列与普通小麦γ-醇溶蛋白基因的同源性最高,相似性达92%,表明它是一个小麦γ-醇溶蛋白基因。同时,此序列与所有已知γ-醇溶蛋白基因序列存在显著差异,因而可以认为它是普通小麦γ-醇溶蛋白基因家族的一个新序列。所有不同类型的小麦材料都扩出一条同样大小的清晰、明亮带,此扩增带可以作为普通小麦该γ-醇溶蛋白新基因的特异分子标记。

黑麦重复家族成员pAW161(348 bp)的DNA序列分析

黑麦亚端部特异序列pAW161是黑麦350-480bp重复家族的一个成员。通过pAW161设计的特异引物获得的PCR扩增片段，已成功用于小麦外源转移材料的鉴定。在本研究中，用该引物从供试的分属4个种共7份黑麦材料中都扩增出一条清楚明亮的特异带纹，分别对扩增片段回收、克隆、测序。结果表明，它们的长度都为348bp，该序列简称为pAW161（348bp）。不同黑麦比较发现，该序列高度保守，同源性达到99．39％，可作为黑麦的亚端部特异序列pAW161的分子标记。该序列存在着6个SNP位点，都位于此序列的3’端的156bp序列中，而5’端的192bp的序列无变异；SNP变化在供试材料中不存在物种特异性。从结构上看，pAW161（348bp）是重复家族pSc200的380bp基本重复单元的两个头-尾串联重复序列的中间一段。

18个大麦品种醇溶蛋白基因的比对和序列分析

为探究大麦B-醇溶蛋白的生物学特征,对来自美国、墨西哥以及国内不同省份的18份大麦品种的B-醇溶蛋白基因进行了克隆和分析。结果表明:20个包含完整编码区的基因序列,14个为编码基因,6个为假基因;与GenBank注册的45个序列进行对比,各基因之间的相似度为82.9%–99.8%,说明这20个基因序列全部是新基因或新的单元型;14个编码基因的推断氨基酸序列表明,其中13个基因含有8个保守的半胱氨酸残基,只有一个含有7个半胱氨酸残基,这在大麦中是首次发现;基因进化树分析表明,20个B-醇溶蛋白基因中有19个V型,只有一个H型且没有Y型。本研究为促进大麦B-醇溶蛋白基因数据的发表提供了基础,同时也可以为大麦B-醇溶蛋白基因研究提供参考价值。

不同大麦品种B-醇溶蛋白基因的克隆和序列分析

大麦醇溶蛋白是影响大麦食品加工、麦芽制备和饲用价值的主要因素之一。B-醇溶蛋白占总醇溶蛋白的70%~80%,对品质的贡献相对较大。本研究对来自不同国家和地区的18份大麦材料的B-醇溶蛋白基因进行了克隆和鉴定,共得到27个完整的基因序列,包括22个编码基因和5个假基因。经与GenBank注册的序列进行比对,它们之间的碱基相似度为79.6%~99.5%,说明这27个基因序列全部是新基因或等位变异。22个基因的推断氨基酸序列表明,其中18个基因含有8个保守的半胱氨酸残基,2个基因含有7个半胱氨酸,其余2个则含有9个半胱氨酸,这在大麦中是首次发现,其可能属于编码优质蛋白亚基的基因。研究结果将为进一步研究大麦醇溶基因的特征特性以及培育优质大麦品种提供理论参考。

小麦花药培养高效育种技术体系的构建及其应用

本项目组针对染色体加倍技术、培养基研究、试管苗移栽技术、花药接种、外植体播种时期等花药培养关键技术研究，建立了小麦花药培养高效植株再生技术体系；通过对花培育种的亲本选配、世代选择方法研究，建立了小麦花培育种技术体系；利用花培技术体系培育出了7小麦新品种，获3项新品种权；创造小麦新种质1141份，其中30份编目入国家种质资源库，并构建了2个DH群体。