冬播麦区Glu-1和Glu-3位点变异及1B/1R易位与小麦加工品质性状的关系

贮藏蛋白组成是决定小麦加工品质的重要因素。本文调查了我国冬播麦区251份主栽品种和高代品系的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)、低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)和1B/1R易位的分布状况,研究了它们与加工品质性状的关系。结果表明,品质较差的HMW-GSN、7+9、2+12和LMW-GSGlu-A3a与Glu-B3j(1B/1R易位)在冬播麦区分布较广,频率分别为39.4%、45.0%、59.8%、37.1%和44.6%。HMW-GS和LMW-GS等位变异对籽粒蛋白质含量影响较小,对SDS沉降值、和面时间与耐揉性的加性和互作效应达1%的显著水平。按位点对加工品质性状的贡献大小,Glu-D1>Glu-B3>Glu-B1>Glu-A3>Glu-A1;就单个亚基而言,Glu-A1位点,1>2*>N;Glu-B1位点,7+8>14+15>7+9;Glu-D1位点,5+10>4+12>2+12;Glu-A3位点,Glu-A3d>Glu-A3a>Glu-A3c>Glu-A3e,Glu-B3位点;Glu-B3d>Glu-B3b>Glu-B3f>Glu-B3j。1B/1R易位对SDS沉降值、和面时间和耐揉性等加工品质性状有显著负面效应。通过选择优质高低分子量麦谷蛋白亚基和淘汰1B/1R易位系,将有助于提高我国小麦的面筋质量。

小麦条锈病和白粉病成株抗性研究进展与展望

利用成株抗性是小麦抗病育种的重要方向,本文综述了小麦条锈病和白粉病成株抗性鉴定方法、基因定位和克隆及其在育种中的应用。将报道的72个条锈病成株抗性数量性状遗传位点(quantitative trait loci,QTL)和82个白粉病成株抗性QTL整合到一张连锁图谱上,控制2种病害的基因簇(≥5个QTL)有8个,其中位于7DS的Yr18/Lr34/Pm38和1BS的Yr29/Lr46/Pm39对条锈病、叶锈病和白粉病均表现成株抗性,位于4DL的Yr46/Lr67位点可能也对白粉病表现成株抗性,Yr18/Lr34/Pm38和Yr36已被克隆,Yr29/Lr46/Pm39的克隆已取得良好进展,为培育兼抗和成株抗性相结合的品种提供了可用基因。总结了成株抗性在中国小麦育种中的应用现状,并用实例证实了培育成株抗性品种的可行性,建议对兼抗条锈病和白粉病成株抗性的咸农4号和小偃6号等进行遗传分析,育种工作者和品种审定部门需要转变观念,将成株抗性利用作为国内条锈病和白粉病抗性育种的重要内容。

Glu-1和Glu-3等位变异对小麦加工品质的影响

Glu 1位点等位基因编码的高分子量麦谷蛋白亚基 (HMW GS)和Glu 3位点等位基因编码的低分子量麦谷蛋白亚基 (LMW GS)是决定小麦加工品质的重要因素。用优质面包小麦中优 95 0 7的两个杂交组合 ,即中优 95 0 7/鲁麦 5号和中优 95 0 7/晋麦 4 5F5代 ,澳大利亚优质面包小麦Sunstate的两个杂交组合 ,即Sunstate/济南 16和Sunstate/鲁麦 2 1F2 代 ,研究了Glu 1和Glu 3位点等位变异对小麦加工品质的影响。结果表明 ,当材料为非 1BL/1RS易位系时 ,位点对小麦加工品质的贡献大小为Glu D1>Glu A3≥Glu B1;当材料为 1BL/1RS易位系时 ,位点对小麦加工品质的贡献大小为Glu B3>Glu D1>Glu A1。 1BL/1RS易位对SDS沉降值、和面时间和耐揉性均有显著负面影响。就单个亚基而言 ,Glu A1位点 1>N ,Glu B1位点 17+18>7+8>7+9,Glu D1位点 5 +10 >2 +12、3+12和 4 +12 ,Glu A3位点GluA3d和GluA3b >Glu A3a ,Glu B3位点GluB3d >GluB3b和GluB3h >GluB3j。亚基组合为 1、7+9、5 +10、GluA3d、GluB3b和 1、7+8、5 +10、Glu A3d、GluB3d的材料 ,加工品质优良 ,亚基组合为 1、7+8、2 +12、GluA3a、GluB3d和N、7+9、3+12、GluA3d、GluB3j的材料加工品质较差。

高、低分子量麦谷蛋白亚基等位变异对小麦加工品质性状的影响

以面包加工品质差异较大的普通小麦DH群体 (Pavon×Avocet) ,其等位变异位点为Glu A1(N和 2 )、Glu B1(7+8和 17+18)、Glu D1(2 +12和 5 +10 )、Glu A3(a和b)和Glu B3(b和h) ,研究了HMW GS和LMW GS等位变异对小麦加工品质的影响。结果表明 ,HMW GS和LMW GS等位变异对籽粒蛋白质含量和SDS沉降值的影响未达显著水平 ,对和面时间与耐揉性的影响达 1%显著水平。按位点贡献大小排序 ,Glu D1>Glu B1>Glu B3>Glu A1>Glu A3;就单个亚基而言 ,在Glu A1位点N与 2 差异较小 ,在Glu B1位点 7+8>17+18,在Glu D1位点 5+10 >2 +12 ,Glu A3位点的GluA3a与GluA3b对小麦品质的效应差异不显著 ,在Glu B3位点GluB3b>GluB3h。亚基组合为 2 、7+8、5 +10、GluB3b和N、7+8、5 +10、GluB3b的DH系 ,其加工品质优良 ;亚基组合为 2 、17+18、2 +12和GluB3h的DH系 。

高分子量谷蛋白5+10亚基和1B/1R易位分子标记辅助选择在小麦品质育种中的应用

谷蛋白亚基组成对小麦加工品质具有重要作用。以豫麦34、藁城8901和中优9507为优质亲本,以轮选987、石4185和周麦16为农艺回交亲本, 采用5+10亚基和1B/1R易位分子标记结合田间农艺性状选择, 育成4个BC2F4群体共 125个高代品系。2008—2009 年度, 将这些高代品系分别种植于北京和河南安阳, 分析了 5+10 亚基和 1B/1R易位对蛋白质含量、和面时间和峰值曲线面积等品质参数的影响。4个群体中蛋白质含量与和面时间、峰值曲线面积等参数变幅较大, 后代品系间品质差异明显, 5+10亚基可显著增加和面时间和峰值曲线面积,1B/1R易位对和面时间和峰值曲线面积的作用则受遗传背景的影响。和面时间和峰值曲线面积等主要品质参数还受亚基表达量的影响, 和面时间和峰值曲线面积与低分子量谷蛋白亚基含量呈显著正相关(r=0.38～0.74, P<0.05), 导入5+10亚基可显著增加高分子量和低分子量谷蛋白亚基含量; Glu-B3位点等位基因的变化对高分子量谷蛋白亚基含量的影响不显著, 对低分子量谷蛋白亚基含量的影响则因组合而异。通过有限回交, 育种早代在室内采用5+10优质亚基和1B/1R易位分子标记辅助选择, 结合田间农艺性状选择, 可以加速培育优质新品种。

HMW-GS和LMW-GS组成对小麦加工品质的影响

高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)和低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)是决定小麦加工品质的重要因素。以小麦品种PH82-2(亚基组成1,14+15,2+12和Glu-A3d,Glu-B3d,Glu-D3c)和内乡188(亚基组成1,7+9,5+10和Glu-A3a,Glu-B3j,Glu-D3b)的242份F3和F4株系(试验I)和91份产量比较试验材料(试验Ⅱ)研究了贮藏蛋白组成对小麦加工品质的影响。结果表明,HMW-GS和LMW-GS等位变异对籽粒蛋白质含量的影响不大,但对加工品质均有极显著影响(P<0.01)。就位点的效应而言,Glu-D1位点对加工品质的效应较大,而Glu-D3位点的效应较小。就单个亚基而言,在Glu-B1位点,14+15<7+9;在Glu-D3位点,Glu-D3c>Glu-D3b。1B/1R易位系的部分品质性状,如峰值时间、曲线下降斜度和峰积分好于非1B/1R易位系。

小麦品种扬麦16赤霉病抗扩展QTL定位及分析

扬麦系列品种赤霉病抗性在世界范围内得到重视,但其抗性遗传机制尚不清楚。扬麦16是近年来大面积推广的抗赤霉病品种,本研究以扬麦16与中麦895杂交构建的174个双单倍体(double haploid lines,DH)系为材料,于2017—2019年连续3年对该群体采用单花滴注进行赤霉病抗扩展鉴定。利用660K SNP芯片构建高密度遗传图谱,共检测到6个抗性QTL,分别位于2DL、3BL、4BS、4DS、5BL和6AS染色体上。除4BS位点外,其他5个抗性等位基因均来源于扬麦16。QFhb.yaas-4DS和QFhb.yaas-6AS均在多年被检测到,可解释8.8%~15.0%的表型变异;QFhb.yaas-2DL、QFhb.yaas-3BL仅在1年被检测到,分别解释10.5%和14.7%的表型变异;QFhb.yaas-5BL和来源于中麦895的QFhb.yaas-4BS仅在1年被检测到且效应仅为6.4%和8.3%。QTL效应分析结果表明,相较于单个位点,多个抗性QTL的聚合可显著降低赤霉病严重度。扬麦16抗赤霉病QTL将为揭示扬麦品种抗性遗传机制及开发相应分子标记奠定基础。

小麦阿拉伯木聚糖含量的QTL分析及其与品质性状的关系

阿拉伯木聚糖是小麦中最重要的非淀粉多糖,对营养和加工品质有重要影响。采用IciMapping软件,对PH82-2/内乡188重组自交系群体（F2：6）的水溶性和总阿拉伯木聚糖含量进行QTL分析,在1B、4B、5B、5D和6B染色体上定位5个控制总阿拉伯木聚糖含量的QTL,分别解释5.6%~18.7%的表型变异;在1A、1B、5B、6B和7A染色体上定位5个控制水溶性阿拉伯木聚糖含量的QTL,分别解释4.3%~34.9%的表型变异。其中,1B、5B和6B染色体上影响水溶性和总阿拉伯木聚糖含量的QTL位于同一标记区间。1BL/1RS易位对水溶性和总阿拉伯木聚糖含量有显著作用,籽粒硬度对总阿拉伯木聚糖含量有显著作用。阿拉伯木聚糖含量,特别是总阿拉伯木聚糖含量,与快速黏度分析仪峰值黏度、稀澥值,以及面条品质黏弹性、食味呈显著相关,但相关系数受1BL/1RS易位和籽粒硬度影响。

基于图像处理的冬小麦植被覆盖率测定及其遗传解析

植被覆盖率是反映植株生长势的重要生理性状，在旱作地区尤为重要。图像处理技术能够快速有效地对苗期和孕穗期植被覆盖率进行量化分析。以28份山东小麦主栽品种和品系为材料，在240株m^-2和360株m-2密度下，连续2年测定了孕穗前不同发育阶段的植被覆盖率，并利用921个DArT标记和83个SSR标记分析了与植被覆盖率相关的遗传区段。结果表明，不同密度下，冬小麦植被覆盖率在越冬期、返青期和孕穗期存在显著差异，而拔节期基本一致。拔节期植被覆盖率与春季最高分蘖数、抽穗后群体叶面积指数、单位面积穗数和籽粒产量均呈显著正相关，r=0．73～0．76（P〈0．01），表明拔节期植被覆盖率可用于预测上述性状。共检测出12个遗传区段与植被覆盖率相关联，大部分区段直接参与调控苗期和孕穗期的生长势。10个遗传区段与已报道的苗期性状、产量性状及抗病位点一致，其中5BL、6AS和6BL染色体上携带的植被覆盖率相关遗传区段与已报道的苗期比叶面积和生物量等位点完全相同。建议将植被覆盖率作为生长势量化指标，用于育种选择和遗传研究。

小麦面粉特性与饺子品质关系研究

为给饺子专用小麦品种的品质改良提供参考依据,选用黄淮麦区的主要品种(系)24份,研究了面粉蛋白质含量、灰分含量、粉质和快速黏度分析仪(RVA)参数对饺子皮颜色和感官评价的影响。结果表明,面粉品质性状对鲜饺子皮颜色的影响大于熟饺子皮,面粉灰分含量与24 h鲜饺子皮亮度L*值呈极显著负相关(r=-0.53),蛋白质含量与0 h鲜饺子皮亮度L*值呈显著负相关(r=-0.46)。形成时间和稀懈值对0 h鲜饺子皮红度a*值有显著正向影响(r=0.49和0.47),最终黏度对0 h鲜饺子皮红度a*值有显著负向影响(r=-0.43)。吸水率对24 h鲜饺子皮黄度b*值有显著正向影响(r=0.49),耐揉指数对24 h鲜饺子皮的b*值有极显著负向影响(r=-0.75)。粉质仪和RVA参数对饺子皮感官评价有显著影响,其中耐揉指数与饺子皮表面状况和风味呈极显著负相关(r=-0.64和-0.61),与饺子皮弹性和总分呈显著负相关(r=-0.42和-0.49),形成时间与饺子皮硬度呈显著负相关(r=-0.41),反弹值与饺子皮弹性呈极显著负相关(r=-0.57),峰值黏度与饺子皮弹性和光滑性呈显著正相关(r=0.42和0.41),稀懈值与饺子皮光滑性呈显著正相关(r=0.43)。制作优质饺子要求面粉具备相对较低的蛋白含量、灰分含量、耐揉指数、形成时间和反弹值,相对较高的峰值黏度和稀懈值。

1BL/1RS易位对小麦贮藏蛋白组分含量和面团流变学特性的影响

利用1BL/1RS易位系后代研究1BL/1RS易位对贮藏蛋白组分含量和面团流变学特性的影响有助于指导小麦品质改良工作。选用师栾02-1/周麦16组合14份F6品系,于2012—2013年度分别种植在河南安阳和焦作,采用反相超高效液相色谱(RP-UPLC)和凝胶排阻超高效液相色谱(SE-UPLC)方法分析贮藏蛋白组分含量,并研究它们与面团流变学特性的关系。结果表明,拉伸仪延展性和最大抗延阻力、不溶性谷蛋白聚合体含量和谷蛋白、醇溶蛋白等贮藏蛋白组分含量及其比例均受1BL/1RS易位有无类别和类内品系效应的显著影响,以类内品系效应较大;拉伸仪拉伸面积、谷蛋白含量及醇溶蛋白与谷蛋白含量比值的类内品系效应显著且较大。易位系和非易位系的贮藏蛋白组分含量和面团流变学特性的相关系数达显著水平,在易位系中,不溶性谷蛋白聚合体含量和拉伸面积(r=0.92,P<0.001)、延展性(r=0.92,P<0.001)、最大抗延阻力(r=0.80,P<0.01)呈显著正相关,面团流变学特性较好的品系不溶性谷蛋白聚合体含量均较高;在非易位系中,醇溶蛋白与谷蛋白含量比值和拉伸面积(r=?0.91,P<0.001)、最大抗延阻力(r=?0.88,P<0.001)呈显著负相关,面团流变学特性较好的品系醇溶蛋白与谷蛋白含量比值均较低。上述信息对以不溶性谷蛋白聚合体含量和醇溶蛋白与谷蛋白含量比值为指标改良1BL/1RS易位系的面筋品质有重要意义。

高产优质节水小麦新品种—中麦1062

中麦1062是中国农业科学院作物科学研究所于2004年以豫麦34为母本，与轮选987做父本进行杂交，再用轮选987回交2次，并结合优质基因分子标记进行辅助选择育成的高产优质节水广适性小麦新品种，2016年1月通过北部冬麦区国家审定，编号为国审麦2016028。

高产矮秆抗倒广适小麦新品种中麦895

中麦895是中国农业科学院作物科学研究所和棉花研究所合作，以周口市农业科学院培育的高产抗病广适品种周麦16为母本，与陕西省农垦科研中心选育的高产抗旱新品系荔垦4号杂交，采用系谱法连续选育而成的高产抗病广适性小麦新品种（审定编号为国审麦2012010）。该品种于2010年8月3日申请新品种保护，申请号20100679.4，公告号CNA007064E。中国农业科学院作物科学研究所和棉花研究所共同拥有中麦895的植物新品种权，并共同以独占许可方式将该品种在河南和江苏省适宜区域内的品种使用权转让给河南中种联丰种业有限公司，陕西省适宜区域内的品种使用权转让给陕西大地种业有限公司，安徽省适宜区域内的品种使用权转让给安徽隆平高科种业有限公司。各公司负责相应授权区域内中麦895的所有维权和打假事宜，其他公司不得经营。

优质蛋白玉米研究进展

玉米是世界三大粮食作物之一,其中优质蛋白玉米(QPM)的赖氨酸和色氨酸含量明显高于普通玉米,具有较高的蛋白质品质,其营养价值也明显高于普通玉米。本文综述了赖氨酸含量调控基因和胚乳修饰基因的研究进展,以及国内外优质蛋白玉米的研究概况,并对优质蛋白玉米研究进行了展望。

中国小麦品种抗赤霉病基因Fhb1的鉴定与溯源

提高赤霉病抗性已成为我国小麦主产区的重要育种目标之一。Fhb1是抗性最强且最稳定的抗赤霉病基因,阐明其在我国小麦育种中的应用及传递路径,对抗赤霉病育种有重要意义。本研究通过分析229份小麦品种(系)Fhb1区段内PFT(pore-forming toxin-like)、HC(HCBT-like defense response protein)和His(histidine-rich calcium-binding protein)基因的多样性与赤霉病抗性的关系,发现PFT-I/His-I为抗病单倍型。基因检测和系谱分析表明,中国小麦品种所含Fhb1至少有2个来源,分别为苏麦3号和宁麦9号,并以后者为主。本研究开发的诊断性标记PFT-CAPS和His-InDel可有效用于Fhb1的分子标记辅助育种。

黄淮麦区小麦主栽品种粒重与籽粒灌浆特性的关系

研究粒重与籽粒灌浆特性的关系对提高小麦产量潜力和稳定性具有重要意义。采用Logistic方程,对2012—2015连续3年度种植在河南安阳的14份黄淮麦区主栽品种和苗头品系的粒重及其籽粒灌浆特性研究表明,粒重和灌浆速率参数主要受基因型控制,灌浆持续时间主要受环境影响。不同粒重类型品种间平均灌浆速率、最大灌浆速率和各时期灌浆速率均存在显著差异,表现为高粒重>中等粒重>低粒重,灌浆持续时间则差异不显著。灌浆速率,特别是快增期灌浆速率快慢是造成品种间粒重差异的主要原因。粒重与所有灌浆速率参数均呈显著正相关(P<0.001),与快增期灌浆速率和平均灌浆速率的相关系数分别为0.97和0.90,与灌浆持续时间相关不显著。建议采用平均灌浆速率对相关性状进行基因定位,以进一步改良黄淮麦区小麦品种的粒重。

黄淮冬麦区小麦品种植酸含量与植酸酶活性聚类分析

植酸含量与植酸酶活性是影响铁、锌等微量元素生物有效性的关键因子。2009—2010和2010—2011年度，在河南安阳种植212个黄淮麦区代表性小麦品种和高代品系，分析其籽粒植酸含量和植酸酶活性。结果表明，这2个指标变异范围较大，植酸含量为2．18-13．37gkg^-1，平均5．72gkg^-1；植酸酶活性为10～1759Ukg^-1，平均657Ukg^-1。品种及品种与年度互作效应显著影响植酸含量和植酸酶活性，以品种效应较大。根据植酸含量与植酸酶活性将参试品种分别聚为5类，类间植酸含量和植酸酶活性差异显著。石麦12、衡4568、洛麦21和济麦096141的植酸含量较低，且植酸酶活性较高，可作为进一步改良植酸含量和植酸酶活性的亲本。

小麦品种云麦53抗条锈基因的分子标记定位

云麦53是以CIMMYT优异品系为亲本,通过基因聚合选育的高产、抗病、广适性小麦新品种。为明确云麦53的抗条锈病遗传基础,利用我国当前流行的条锈菌生理小种条中29(CYR29)对云麦53与辉县红杂交后代F1、F2和F2∶3群体进行苗期抗病性鉴定和遗传分析,并利用分子标记对抗条锈病基因进行定位。遗传分析表明,云麦53对CYR29的抗性由1对显性基因控制,暂定名为YrYM53。利用分子标记对F2和F2∶3群体进行检测,发现3个与YrYM53紧密连锁的分子标记(barc61、barc240和AF1/AF4),与YrYM53的遗传距离分别为3.3cM、3.9cM和7.6cM,说明该基因位于1B染色体的长臂上。根据基因来源和抗谱分析,YrYM53与1B或1BL/1RS染色体上已知抗条锈病基因Yr9、Yr10、Yr15、Yr24/Yr26、YrZH84.2和YrCN17不同,可能是一个新的抗病基因。

玉米基因组学研究进展

玉米作为世界上最主要的三大粮食作物之一,被广泛种植。基因组对于玉米的遗传研究和改良至关重要。2009年,第一个玉米参考基因组B73的基因组序列公布,预示着玉米基因组时代的开始。在过去的14年里,从热带种质玉米到温带种质玉米,从粮食玉米到鲜食玉米,已经有51个玉米基因组发表。重要的是,其中有50个基因组为参考基因组级别的组装。这些玉米基因组序列的公布极大地推进了玉米的遗传育种研究。本文总结了玉米基因组测序研究的进展以及构建泛基因组所面临的挑战。

Glu-1和Glu-3等位变异及1BL/1RS易位与面包和面条品质关系的研究

高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)和低分子量麦谷蛋白亚基(LMW-GS)组成和1BL/1RS易位是决定小麦加工品质的关键因素。将试验Ⅰ80份和试验Ⅱ78份国内外小麦品种分别在2种和4种环境条件下种植,研究了HMW-GS和LMW-GS的组成及1BL/1RS易位对面团流变学特性、面包和面条品质的影响。结果表明,Glu-B1、Glu-D1和Glu-B3位点对面团流变学特性、面包和面条品质的效应较大,而Glu-A3位点的效应较小。单个亚基对面筋强度和面包体积的贡献大小为,在Glu-A1位点,1>2*>N;在Glu-B1位点,7+8>7+9;在Glu-D1位点,5+10>4+12>2+12;在Glu-A3位点,Glu-A3d>Glu-A3c>Glu-A3a;在Glu-B3位点,Glu-B3d>Glu-B3f>Glu-B3b>Glu-B3j。单个亚基对延伸性和面条评分的贡献大小为,在Glu-A1位点,1>N;在Glu-B1位点,20>7+9>7+8;在Glu-D1位点,4+12>5+10≥2+12;在Glu-A3位点,Glu-A3c≥Glu-A3d>Glu-A3a;在Glu-B3位点,Glu-B3b≥Glu-B3f>Glu-B3d>Glu-B3j。1BL/1RS易位对面团流变学特性、面包和面条品质皆有极显著的负面影响。