小麦花药液体漂浮培养体系优化及黄淮麦区高花药培养力基因型筛选

为进一步优化和提高小麦单倍体诱导效率,以中麦895、郑麦7698、万丰269等为材料,研究不同低温预处理时间、胚状体共培养时间和培养基附加成分对小麦花药液体漂浮培养体系的影响,并利用该体系对42份黄淮麦区小麦品种(系)的花药培养特性进行评价。结果表明,小麦花药培养效率随着低温预处理时间呈先上升后下降的趋势,处理1~5 d时培养效率最佳;胚状体共培养时间与绿苗分化率间呈显著或极显著负相关,共培养25~35 d转出胚状体的绿苗分化率和绿苗产率较高,随后逐渐降低,55 d后基本丧失绿苗分化能力;培养基附加成分对花药培养效率的影响同样呈现先升高后降低的趋势,添加3 mg/L AgNO_(3)或60 mmol/L山梨醇能有效提高胚状体诱导率、绿苗分化率和绿苗产率,AgNO_(3)效果优于山梨醇。42份黄淮麦区小麦品种(系)的花药培养特性差异明显,筛选出郑麦0856、徐麦856、郑麦1354、郑麦1936、周麦32、郑麦6687和07H508等7个高花药培养力材料。本研究结果可为小麦单倍体育种提供参考依据,筛选的高花药培养力基因型在黄淮麦区单倍体育种、DH群体构建或遗传转化研究等方面具有重要的潜在应用价值。

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。

基于主成分分析法和熵值赋权同异分析法综合评价新麦系列小麦品种

对11个新麦系列小麦品种的产量、农艺性状和品质等11个区域试验指标进行全面分析,并利用主成分分析和熵值赋权的同异分析法进行综合评价,以期筛选出不同推广利用价值的优良小麦品种。相关性分析结果表明,品质指标中的蛋白质含量、湿面筋含量和稳定时间达到了显著和极显著正相关,产量性状中的有效穗数、蛋白质含量、吸水率和稳定时间之间为显著正相关;对标准化的各个性状数据通过主成分分析的结果表明,提取了累计贡献率82.508%的3个具有代表性的主成分,这3个主成分因子的综合得分通过分别计算,综合得分排名前3位的是新麦58、新麦45和新麦60。11个指标中基于熵值赋权的结果表明,权重最大的指标为稳定时间,其次为容重和穗粒数。利用确定的权重对新麦品种进行同异分析,依据联系度值确定品种排序,同样以新麦58、新麦45和新麦60位于前3位。其余品种则由于分析方法原理的差异,主成分分析综合得分和同异分析联系度排序结果不一致。由此可得,新麦45和新麦58可以作为兼顾产量基础的强筋类小麦种质。

漯河地区小麦高产品种(系)农艺性状的KASP标记检测

为探究漯河地区小麦高产的内在因素,选择13份该地区培育品种(系)作为试验材料,对农艺性状株高、抗旱性、籽粒粒质量做KASP (kompetitive allele specific PCR)标记检测。结果表明,Rht-D1b基因是漯河地区选育小麦品种(系)的主要矮秆基因。5个抗旱微效基因中,抗旱基因型等位基因组合Hap-4A-C+Hap-5D-C在所有材料中均含有,为该地区骨干抗旱型基因组合。其中,漯丰172389含全部优异等位基因Westonia+Hap-4A-C+Hap-5D-C+Hap-H+B1a,田间具有良好的抗旱性表现,是优异抗旱种质资源。18个粒质量基因检测中,高粒质量等位基因TaGS2-A1b、GW2 Hap-6A-A、TaTGW-7Aa、Sus1-7B Hap-T、TaGS5-A1b、TaGW2-6BHap-Ⅰ和TaGW2-6B Hap-Ⅱ在材料中均检测含有,材料占比100%。高粒质量等位基因TPP-6AL1a最低,仅占比7.7%。漯麦76含11个高粒质量基因,田间籽粒半角质,千粒质量高,单产高,有望成为黄淮南片主推品种之一。本研究通过了解这些基因分布情况,分析原因,为下一步合理利用和培育高产小麦新品种提供参考。

小麦穗下节性状与灌浆特性、穗部相关因素的关系

通过分析漯河市77份小麦材料的穗下节性状与千粒重的关系,筛选出3种穗下节长度、粗度、壁厚、体积、干重共21份小麦材料,进一步将其灌浆特性和穗部相关因素进行差异分析。结果表明,穗下节长度、粗度与千粒重之间回归显著,壁厚与千粒重之间回归极显著。穗下节长度中等小麦材料的Rmax、R_(mean)、R_(2)与其余2种类型相比,差异显著;粗度最粗及中等小麦材料的平均值R_(max)、R_(mean)、R_(2)与最细小麦材料相比,分别高出4.52%、3.15%、11.05%,差异显著;壁厚中等小麦材料的R_(max)、R_(mean)、R_(2)、T_(2)、RGC_(2)与壁厚最厚、最薄小麦材料相比,值较高且存在显著差异。穗下节长度中等小麦材料的穗数、结实小穗数、单株生物量、单株粒重、粒长和千粒重,值均较高,与长度最短小麦材料差异显著;粗度最粗小麦材料的穗数、结实小穗数、单株生物量、单株粒重和千粒重值最大;壁厚中等小麦材料的穗数、不孕小穗数、单株生物量、穗粒数、粒长均较好,单株粒重、千粒重显著高于其余2种类型。筛选出漯麦50、漯麦906、漯麦49、百农207、郑麦1860、周麦18共6个灌浆特性及穗部相关因素表现好的小麦材料。因此,漯河市田间选择穗下节长度中等、粗度较粗、壁厚中等的小麦材料,更有机会得到灌浆特性及穗部相关因素表现好的小麦新品种(系)。

优质小麦新品种信麦1168的遗传基础分析

为研究小麦新品种信麦1168的遗传物质基础,利用小麦55K芯片对检测到的40465个SNP标记分析双亲扬麦158和豫麦18对信麦1168的遗传贡献率。结果表明,母本扬麦158对信麦1168的遗传贡献率为54.71%,父本豫麦18对信麦1168的遗传贡献率为45.29%,扬麦158对信麦1168的贡献略大于豫麦18。从染色体水平看,扬麦158的1A、2A、4A、5A、7A、1B、2B、3B、4B、6B、1D、2D、3D、4D和7D等染色体对信麦1168的贡献率超过50%,在1B染色体上超过80%;豫麦18的3A、6A、5B、7B、5D、6D染色体对信麦1168的遗传贡献率均大于50%,在5D染色体上遗传贡献率超过70%。遗传贡献率分析结果表明,相同SNP位点分析和基因图谱分析结果高度一致。本研究揭示了信麦1168的遗传基础组成,以期为我国小麦种质资源保护、遗传研究与应用、亲本选配和种质资源创新提供科学依据。

不同基因型小麦品种耐低磷性鉴定及指标筛选

为研究不同耐低磷相关指标间的相互关系,为耐低磷小麦品种的鉴定和耐低磷指标的筛选提供理论依据,以159个河南小麦品种为试验材料,采用主成分分析法对耐低磷指标进行降维,利用隶属函数法求得综合得分(D值),对不同品种小麦耐低磷性进行评价,通过系统聚类的分析方法对各试验材料的D值进行分类,然后采用逐步回归分析确定最优方程。结果表明,小麦耐低磷性状间有着复杂的相互关系,有6对指标间存在显著(P<0.05)相关性,有52对指标间存在极显著(P<0.01)的相关性。对12个耐低磷指标进行主成分分析得到4个独立的综合指标,累计贡献率为86.305%,其中,第1主成分(40.049%)和第2主成分贡献率较高(27.424%),分别代表了茎叶部因子和根部因子在磷高效过程中的作用。综合得分D值的系统聚类分析结果显示,在欧氏距离4.0处,试验材料被分为5类:耐低磷型9个(5.660%);中度耐低磷型35个(22.013%);一般型62个(38.994%);中度敏感型39个(24.528%);敏感型14个(8.805%)。通过构建小麦耐低磷性的最优方程(R^(2)=0.997),根部干重、根部磷累积量、株高、根部鲜重、根长、茎叶部鲜重等6项指标对小麦耐低磷性有重要影响作用。综上所述,低磷胁迫环境对小麦苗期各项指标都有影响,通过试验筛选出耐低磷品种9个,耐低磷性重要指标6项,可为开发磷效率更高的新小麦品种和优化其栽培管理技术提供科学依据,从而促进作物生产的可持续性发展。

小麦新种质普冰3228籽粒矿质元素QTL定位与候选基因分析

小麦籽粒矿质元素含量对人体健康具有重要影响。为解析小麦新种质普冰3228矿质元素遗传机制并为小麦矿质元素遗传改良提供新材料。以小麦新种质普冰3228与京4839杂交产生的重组自交系群体为材料,利用55K SNP芯片对小麦籽粒Ca、Mg、Fe、Zn这4种元素含量进行了QTL定位及候选基因分析。结果表明,普冰3228×京4839 RIL群体4种矿质元素均存在丰富的遗传差异;共检测到与矿质元素相关的QTL 15个,这些QTL主要分布于1A、1D、3D、5A、5B、6B和7D染色体上,QTL LOD值介于2.58~35.89之间,解释变异率分布于0.16%~12.30%之间,其中包括与Zn元素含量相关的QTL 4个,与Ca元素含量相关的QTL 4个,与Mg元素含量相关的QTL 7个。进一步分析发现,与籽粒矿质元素含量相关的候选基因18个,这些候选基因主要与小麦矿质元素的吸收、转运、累积等功能相关。该结果将为小麦籽粒矿质元素遗传机制深入解析及遗传改良提供有用的信息和丰富的基因资源。

小麦DBB基因家族的生物信息学与表达分析

为了解小麦DBB转录因子基因家族成员的基本特征,分析其在基因结构、蛋白结构、系统发育进化树、染色体定位、不同物种间的进化情况,并对小麦DBB基因家族成员在小麦不同组织中的表达水平进行分析。基于小麦中国春的基因组数据,共鉴定得到29个DBB基因家族成员,它们不均匀地分布在小麦15条染色体上;系统发育进化树将小麦DBB蛋白分为4个亚族,其中拟南芥DBB基因家族成员在聚类中显示出明显的特异性,与其他物种具有较远的进化关系;motif1位于小麦DBB蛋白的保守结构域,大部分TaDBB基因含有2~3个外显子,最多为5个外显子;小麦DBB基因的启动子区域具有丰富的调控植物生长发育、响应激素以及非生物胁迫的顺式作用元件,暗示TaDBB基因在调控小麦生长发育和胁迫响应中发挥着多种潜在作用;小麦DBB基因在基因组内的进化主要是通过基因片段复制完成的,且同源基因间的片段复制在进化过程中发挥着主导作用;不同物种间的进化结果表明,小麦DBB基因与玉米具有更近的亲缘关系;转录组数据的基因表达谱分析显示,TaDBB1、TaDBB15和TaDBB21基因的表达具有明显的组织特异性。该结果将为后续解析DBB基因在小麦中的生物学功能奠定基础。

CIMMYT小麦种质资源在黄淮麦区引种的遗传多样性综合评价

为了解新引进国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)小麦资源在黄淮麦区的遗传多样性及性状特点,挖掘利用价值,拓宽现有种质基础,以40份新引进的CIMMYT小麦资源为材料,对株高、穗下茎长、穗下节长、旗叶长与旗叶宽、穗长、穗粒数、分蘖数、生物量、产量、千粒质量等11个主要农艺和产量性状,以及籽粒水分含量、吸水率、蛋白含量、面筋含量、硬度、沉降值等6个品质指标进行综合评价。结果表明,农艺和产量性状的变异系数范围为7.56%~32.55%,平均值为18.00%,多样性指数范围为1.87~2.05,平均值为1.95;品质性状的变异系数范围为1.94%~7.86%,平均值为4.56%,多样性指数变化范围为1.87~2.03,平均值为1.96。所有17个性状可简化为5个主要成分,累计贡献率达到75.65%;聚类分析将材料分为4个类群,类群Ⅰ包含8份资源,占比20.00%;类群Ⅱ包含9份资源,占比22.50%;类群Ⅲ包含3份资源,占比7.50%;类群Ⅳ包含20份资源,占比50.00%;第Ⅱ类群材料的蛋白质含量与面筋含量最高,与其他类群相比达到差异显著水平(P<0.05),且硬度与沉降值最大;第Ⅲ类群材料的产量和生物量最大,株高最高,穗下节长、穗下茎长与穗长最大,穗粒数与分蘖最多。本研究明确了该批小麦种质的遗传多样性特点,以及其农艺、产量、品质性状在育种中的利用价值。

豫南小麦品种(系)重要功能基因的KASP检测与应用

为了解豫南地区小麦品种(品系)重要性状功能基因组成,利用KASP标记技术对33份小麦品种(品系)光周期、株高、粒重、穗粒数、生物量、谷蛋白亚基、籽粒蛋白相关基因、多酚氧化酶活性、黄色素含量、抗逆等相关功能基因进行检测。结果表明:在光周期Ppd-D1基因上33份材料均表现出光周期不敏感型;在Vrn-A1、Vrn-5A基因上33份材料均表现出冬性品种,32份材料在Vrn-D1基因上表现出春性品种,16份材料检测出矮秆基因Rht-D1b。产量性状相关基因中TaGS5-A1、TaGW2-6B、TaTGW-7A、TaGS-D1、TaSus2-2B、TaTGW6-A1、Sus1-7A、TaCWI-A1和TaGS2-A1高千粒重优异等位变异分布比率分别为3.03%、36.36%、93.94%、18.18%、42.42%、3.03%、100%、54.55%和81.82%。高小穗数基因TaMoc-A1优异等位变异分布比率为3.03%;高单株生物量TaGS2-B1的优异等位变异分布比率为48.48%。籽粒品质相关基因中低分子量麦谷蛋白亚基Glu-A3d、Glu-B3g、Glu-B3e、Glu-A3b的分布比率分别为3.03%、75.76%、100%和96.97%;Glu-A1的弱筋等位变异null分布比率为48.48%;小麦籽粒蛋白相关基因的NAM-A1b,A1d分型和NAM-A1a,A1b分型分布比率分别为93.94%和78.79%。面粉品质相关基因中八氢番茄红素脱氢酶基因Pds-B1、八氢番茄红素合成酶基因PsyB1c和PsyA1b的优异等位变异低黄色素含量的的分布比率分别为42.42%、100%和100%;多酚氧化酶基因TaPpoA1优异等位变异TaPpo-A1b酶基因低含量的分布比率为30.3%;面团强度ALPb7A优异等位变异ALPb7Aa高面团强度的分布比率为45.45%。抗穗发芽基因中Vp-B1和TaSdr-B1的优异等位变异抗穗发芽所占的比例为100%和60.61%;抗旱Dreb-B1和1fehw3基因的优异等位变异分布比率分别为69.70%和90.90%;高茎秆木质素含量优异等位变异COMT3Ba分布比率分别为100%。本研究明确了豫南地区小麦品种(品系)的重要功能,为生产布局和品种参试提供了理论依据。

国审小麦新品种信麦163关键功能基因解析

为了明确小麦品种信麦163功能基因的表现型,以信麦163为材料,利用KASP标记技术对其开花、冬春性、光周期、株高、单株生物量、千粒重、小穗数、高分子量谷蛋白、低分子量谷蛋白、籽粒蛋白含量、氧化酶、黄色素、抗逆性等基因进行检测。结果表明,信麦163含有3个光周期迟钝基因Ppd-A1、Ppd-B1、Ppd-D1,1个开花早基因Vrn-A1,1个开花晚基因TaELF3-D1-1,2个长春化基因Vrn-A1、VrnD3,2个冬性基因Vrn-A1、Vrn-5A,1个春性基因Vrn-D1,1个有芒基因AWN,1个白粒基因TamybR_B1a-b,1个矮秆基因Rht-D1等与适应性有关的基因;1个高单株生物量基因TaGS2-B1,1个高小穗基因TaMoc-A1,6个高千粒重基因TaGW2-6B、TaTGW-7A、TaSus2-2B、Sus1-7A、TaCwi-A1、TaGS2-A1等与产量有关的优异等位基因;3个低分子量谷蛋白亚基基因Glu-B3g、Glu-B3e、Glu-A3b,1个弱筋等位变异基因gluA1,2个低含量分型籽粒蛋白基因NAM-A1b,A1d分型、NAM-A1a,A1b分型等与籽粒品质有关的优异等位基因;3个低黄色素含量基因Pds-B1、PsyB1c、PsyA1b,2个多酚氧化酶低含量基因TaPpo-A1b、TaPpo-A2b,1个高面团强度基因ALPb7A等与面粉品质有关的优异等位基因;1个抗叶锈病基因Lr34,1个抗穗发芽基因Vp1B1,1个抗旱基因TaDreb-B1,1个抗倒伏基因COMT-3B等与抗逆有关的优异等位基因。信麦163表现出广泛的适应性、增产潜力大、籽粒品质优良、面粉品质好、抗逆性好等特点,基因检测结果显示其聚合了多个小麦重要性状的有利基因,是一个可以在大田生产中大面积推广应用的品种,也可以作为小麦育种中遗传基础丰富且优良的亲本种质资源材料。

六倍体栽培小麦AP2/ERF基因家族的全基因组鉴定及表达分析

AP2/ERF(APETALA2/ethylene-responsivefactor)转录因子对小麦的生长发育及胁迫响应等生理过程有重要调控作用。基于栽培小麦全基因组测序序列,通过生物信息学方法筛选并鉴定了437个TaAP2/ERF基因家族,进而分析这些基因家族的理化性质、基因结构、系统进化、启动子顺式作用元件与转录表达特性等。结果表明,437个TaAP2/ERF家族基因主要定位于细胞核中,可分为AP2、DREB、ERF 3个亚家族,不同的亚家族之间的理化性质及结构特性等均存在差异。TaAP2蛋白大部分呈碱性,TaDREB、TaERF蛋白大部分呈酸性,TaAP2、TaDREB全部为亲水性蛋白,TaERF蛋白大部分为亲水性蛋白,少部分为疏水性蛋白。大部分TaAP2亚家族基因内含子数为3~9个,而大部分TaDREB、TaERF亚家族基因不含有内含子,只有1个外显子。TaAP2、TaDREB和TaERF都有典型的YRG、RAYD元件,TaDREB的保守性高于TaERF。TaAP2/ERF家族基因启动子中包含较多CAAT-box、CGTCA-motif、DRE core、LTR等顺式作用元件。小麦自身及与近缘物种间均存在较多共线性区段,且共线性区段较短,由5~15个基因组成。通过RNA-seq数据筛选了在小麦叶片、根、穗、茎等组织生长发育过程及在高温、干旱、高温-干旱复合胁迫等非生物胁迫应激反应中起重要作用的一些候选基因。研究结果为进一步探究六倍体栽培小麦AP2/ERF家族生物学功能提供了理论依据。

国审小麦新品种平麦16的选育及产量结构分析

平麦16是以平麦189为母本,周麦18为父本进行杂交,经连续15年系统选育而成,于2023年通过国家农作物品种审定委员会审定(国审麦20230102)。于2017—2018年度参加新世纪黄淮南片小麦试验联合体区域试验,平均产量6903.0 kg/hm^(2);2018—2019年度续试,平均产量8723.2 kg/hm^(2);2020—2021年度参加生产试验,平均产量8409.0 kg/hm^(2);分别比对照周麦18增产3.32%、5.44%和8.00%。对该品种进行的产量结构分析结果显示,有效穗数、千粒质量、穗粒数均与产量正相关,且其直接正相关系数依次降低。综合分析,平麦16为高产稳产、抗倒伏性强、抗寒性强、产量三要素协调的中筋优良品种,具有较好的推广应用价值。

小麦面筋相关性状的主基因+多基因遗传模型分析

【目的】通过小麦面筋相关性状的主基因+多基因遗传模型分析,探析小麦湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数的遗传规律,为我国长江中下游麦区红皮强筋专用小麦品种选育提供理论参考。【方法】以苏麦6号×扬97G59为亲本构建的双单倍体(DH)群体(共189个家系)为材料,采用主基因+多基因遗传分离分析方法对小麦湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数进行遗传模型分析。【结果】湿面筋含量在句容试点MX2-ED-A模型为最佳模型,受到2对显性上位性效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为74.18%,多基因遗传率为24.35%,但在扬州试点MX2-IE-A模型为最佳模型,受到2对抑制效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为7.41%,多基因遗传率为90.60%。对于干面筋含量,在句容试点MX2-ED-A模型为最佳模型,受到2对显性上位性效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为38.24%,多基因遗传率为61.61%,但在扬州试点MX2-IE-A模型为最佳模型,受到2对抑制效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为5.65%,多基因遗传率为94.04%。面筋指数在句容试点MX2-AI-AI模型为最佳模型,受到2对加性上位性效应主基因和加性上位性效应微效多基因控制,主基因遗传率为66.34%,多基因遗传率为33.55%,但在扬州试点MX2-DE-A模型为最佳模型,受到2对重叠效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为42.05%,多基因遗传率为57.62%。【结论】小麦干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数均表现为数量性状的特点,受多基因的控制,且存在环境效应。干面筋含量和湿面筋含量的遗传主要受2对显性上位性或抑制效应主基因+多基因的控制;面筋指数的遗传受2对加性上位性或重叠效应主基因+多基因的控制。

优质高产抗病小麦新品种宁麦资518的选育与分子鉴定

针对淮南麦区小麦品种同质化日趋严重的现状,本研究配制了资02-193/扬麦15//Tabasco的复交组合,利用分子标记辅助育种与常规育种相结合的方法,经系谱法培育出了优质高产抗病小麦新品种——宁麦资518(参试名:宁麦资15318)。通过紧密连锁的分子标记鉴定到该品种中含有白粉病抗性基因Pm48和赤霉病抗性基因QFhs.crc-2DL。2017—2019年在江苏省淮南组区域试验中,2年区试平均产量508.39 kg/667 m2,较对照扬麦20增产5.83%。宁麦资518株高81 cm左右,有效穗数为32.0万穗/667 m2,穗粒数36.1粒,千粒质量48.4 g。该品种春性、中熟,分蘖能力较强,穗密度较高,结实率高,千粒质量较高,产量三要素协调,产量高,综合抗病性较强。宁麦资518分别于2020年和2021年通过江苏省审定,并获得国家植物新品种权,该品种适合在江苏省淮南麦区种植。

长江中下游7个冬小麦品种产量和品质性状的杂种优势及配合力分析

选取7个长江中下游代表性冬小麦品种,按照完全双列杂交法设计42份杂交组合,对亲本及杂交组合的11个产量及品质性状进行杂种优势和配合力分析。结果表明,11个性状的中亲优势(MPH)与超亲优势(HPH)平均值有正有负,其中仅单株产量、单株穗数、沉降值、蛋白质含量和湿面筋含量的MPH与HPH平均值同为正值。各性状的MPH与HPH正向组合比例存在差异,其中沉降值正向组合比例最高,两者均为100%,其次为蛋白质含量,分别为100%和97.62%,淀粉含量则表现最低,其余性状介于中间。同一性状不同亲本及同一亲本不同性状的一般配合力(GCA)不同,组合间的特殊配合力(SCA)也是如此。亲本P2(扬麦13号)在株高、穗下节间长、穗长、每穗粒数、千粒质量及淀粉含量的GCA值较高,P7(皖西麦0638)在单株穗数、单株产量、蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值的GCA值较高。因此,扬麦13号和皖西麦0638可在亲本选配中重点考虑。被测性状F1表型值与GCA和SCA呈显著或极显著正相关,可预测亲本或组合的配合力大小。本研究结果可为长江中下游冬麦区小麦杂交育种亲本选配提供理论依据。

小麦高分子量麦谷蛋白亚基在杂种后代的品质差异

利用2个小麦单交组合的F2群体，研究了不同高分子量麦谷蛋白亚基在几个品质性状上的差异。结果表明，不同亚基的蛋白质含量、湿面筋含量和干面筋含量存在明显差异，但上述品质性状的变异与亚基的品质评分值不相一致。Zeleny沉降值与亚基评分值相一致，且经方差分析，不同亚基的沉降值差异达到显著水平。

小麦响应禾谷镰刀菌侵染的核心基因筛选与鉴定

【目的】筛选鉴定小麦品种连麦12响应禾谷镰刀菌侵染过程中的核心基因,为小麦赤霉病防御分子网络提供理论参考。【方法】对成功感染禾谷镰刀菌的连麦12小穗进行转录组测序,通过DESeq筛选差异表达基因(DEGs),对DEGs进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,构建DEGs的蛋白质互作网络,通过MCODE和cytoHubba筛选核心基因。【结果】对小麦品种连麦12接种禾谷镰刀菌(处理组)和接种无菌去离子水(对照,CK)72 h后的DEGs进行筛选,结果共筛选出14180个DEGs,其中有10966个DEGs上调表达,有3214个DEGs下调表达。经GO功能注释分成三大类,共51个条目,其中,细胞组分包含14个条目,主要富集在细胞、细胞部件和膜3个条目;分子功能包含11个条目,主要富集在催化活性和结合2个条目;生物学过程包含26个条目,主要富集在细胞过程、代谢过程和刺激反应3个条目。KEGG信号通路富集分析结果显示,富集到代谢、次级代谢物生物合成、苯丙烷类生物合成、植物信号激素转导、植物MAPK信号通路的DEGs数量最多;富集到光合作用—天线蛋白通路,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成,谷胱甘肽代谢,黄酮和黄酮醇的生物合成,亚油酸代谢等通路的程度最高。以combined score>0.7构建蛋白质互作网络,共筛选出258个上调表达的DEGs。MCODE聚类构建筛选重要基因互作功能模块,获得2个重要基因功能模块分别包含13个(Score=7.67)和6个(Score=5.60)重要的DEGs。利用cytoHubba筛选蛋白质相互作用最紧密的10个核心基因,其结果与MCODE筛选结果重合。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对筛选的10个核心基因验证结果,与转录组测序结果基本一致。【结论】筛选的10个核心基因在禾谷镰刀菌侵染后均上调表达,说明这10个核心基因在连麦12对禾谷镰刀菌侵染的响应中发挥重要调控作用。

应对极端天气频发的小麦新品种选育方法——以龙堂一号为例

选育耐旱、抗寒、高产稳产等抗灾小麦品种是保障粮食安全的重要途径。近10 a黄淮北片麦区在越冬期—返青期—拔节期和抽穗期低温频发,严重影响了小麦产量的提高。在分析气候变化对小麦生产系统影响的基础上,利用20个黄淮麦区审定品种及大面积推广品种进行多年表型鉴定和农艺性状分析,提出极端气候变化背景下利用不同生态区资源,培育抗冻、抗倒春寒,抗倒伏且稳产的小麦育种方法:第一,培育在小麦春化阶段抗冻能力强,苗期生长稳健,需要较长光照时间通过光照阶段的半冬性偏冬性的品种,可以在时间和空间上提高抗灾能力;第二,进行南北资源杂交,有目的地与已有骨干亲本组配杂交组合;第三,重视培育骨干亲本,不能有难以克服的缺点,需要有明显的优点。以龙堂一号选育为例,详述应对极端天气频发的小麦新品种选育方法,以期为小麦育种工作提供帮助。龙堂一号综合抗性强,幼苗半匍匐,苗期叶色浓绿,成株株型紧凑,矮秆,基部节间短而粗壮,茎秆质量好,抗倒性强;分蘖强而多,穗纺锤形,成穗率高,籽粒较饱满,熟相较好,适应区域范围广,可以很好地应对近年来的灾害性气候,保障小麦稳产增产。