小麦新种质CH1357抗白粉病遗传分析及染色体定位

白粉病是影响小麦产量和品质的一种主要病害。小偃麦衍生品系CH1357对白粉病具有较好的成株抗性,苗期对27个菌株表现为免疫或高抗,是一个高抗白粉病的优异抗源。为了明确其抗白粉病基因在染色体上的位置,对台长29/CH1357和绵阳11/CH1357的F1、BC1及F2:3家系进行了遗传分析,并利用分离群体分组分析法(bulked segregant analysis,BSA)将其初步定位。CH1357的白粉病抗性受1对显性核基因控制,位于染色体5DS,暂命名为PmCH1357。其侧翼连锁标记为Xcfd81和Xbwm8,在2个作图群体台长29/CH1357和绵阳11/CH1357中的遗传距离分别为2.0cM/11.3cM和1.5cM/8.9cM。PmCH1357与5DS染色体上已报道的其他抗白粉病基因抗谱不同,可能是一个新的抗源。

抗白粉病基因PmCH1357相关分子标记验证与评价

由禾本科布氏白粉菌Blumeria graminis(DC.)f.sp.tritici(Bgt)引起的白粉病是影响小麦产量和品质的一种主要病害。为了评价小麦抗白粉病基因相关分子标记在育种中的有效性与实用性,本试验利用感白粉病品种晋麦66和小偃麦衍生品系CH1357构建的341个F 2:3家系为材料,利用本课题组前期已定位的8个与抗白粉病基因PmCH1357相关的分子标记(Xcfd81、Xbwm20、Xbwm21、Xbwm25、Xmp510、Xbwm8、Xbwm9和Xgwm190)对群体进行PCR检测,并接种白粉菌株E09进行苗期抗病性鉴定,分析PCR扩增产物与白粉病抗性间的相关性。结果表明,4个标记(Xcfd81、Xbwm20、Xbwm21和Xbwm25)对群体检测的纯合抗病基因型与纯合抗病表现型符合率均达到93%以上,可用于抗白粉病基因PmCH1357的筛选;为进一步提高标记筛选的准确性,可使用多个标记组合,使用基因同一侧的标记组合进行选择会降低选择效率,使用基因两侧标记组合进行选择可有效提高选择的准确性。使用标记组合Xcfd81+Xbwm8对抗白粉病基因PmCH1357进行选择可以获得更高的准确性及更多有效植株。

抗白粉病基因PmCH1302的遗传分析及染色体定位

CH1302是以来源于中间偃麦草的八倍体小偃麦TAI7047为桥梁亲本选育的高抗白粉病的小麦新品系,对白粉菌多个流行小种均表现出良好抗性。为了解其抗白粉病基因来源及其在染色体上的位置,对绵阳11×CH1302的F_1、F_2及F_(2∶3)家系进行了遗传分析,推断其抗白粉病基因可能来源于中间偃麦草,暂将其命名为PmCH1302。利用i Select 90K SNP芯片对抗、感病池进行扫描,发现位于2AL染色体上的多态性位点最多,为313个,占全部多态性位点的9.79%,且集中于2AL染色体100~105 c M和150~155 cM两个区域附近。在上述位点选取SSR标记,筛选出3对与Pm CH1302连锁的分子标记,Xwmc522、Xgwm356和Xgwm526,其中Xgwm356和Xgwm526位于Pm CH1302两侧,连锁距离分别为3.1 c M和7.8 cM。利用遗传图谱以及中国春缺体、双端体将PmCH1302定位于小麦2AL染色体上。进一步与位于2AL上的Pm4、Pm50比较发现,PmCH1302可能是位于2AL上的一个新基因或等位基因。

脱毒地黄试管苗的微扦插快繁技术研究

目的:建立快速繁殖脱毒地黄苗的方法。方法:采用L9(34)正交试验设计方法,分别探讨了温度、光照和光照时间3种因素对地黄试管苗成活率的影响,以及湿度、膜下光照和扦插密度3种因素对地黄试管苗扦插成活率的影响。结果:地黄试管苗成活率试验的9个组合处理中,地黄试管苗成活率最高为96.07%;3种因素对地黄试管苗成活率均有影响,其中温度影响显著(P<0.01);试管苗最佳培养条件为:培养温度为22~25℃,光照强度为2000~2500 Lx,光照时间为12 h/d。地黄试管苗扦插成活率试验的9个组合处理中,地黄试管苗扦插成活率最高为98.01%;3种因素对地黄试管苗扦插成活率均有影响,其中湿度影响显著(P<0.05);脱毒地黄试管苗大田微扦插的最佳条件为:育苗湿度为90%~95%,膜下光照强度为1500~2000 Lx,扦插密度为1400~2000株/m2。结论:该方法能简便易行的获得大量高质量的脱毒地黄苗。

籽粒苋叶绿体基因组密码子偏好性分析

对筛选出的47条籽粒苋叶绿体基因组蛋白编码序列的密码子使用偏性特征进行分析,结果发现:籽粒苋叶绿体基因组密码子第3位碱基GC的含量较低,为27.31%,即第3位密码子富含A和U;有效密码子数(ENC)值在35.25~61.00之间,基因组中多数蛋白编码序列的密码子使用偏好性偏弱。相对同义密码子使用度(RSCU)分析表明,有29个密码子的RSCU>1,其中密码子第3位碱基以A、U结尾有24个,表明密码子的第3位碱基使用偏好于A和U。中性分析发现,GC3与GC12相关性显著,回归曲线斜率为0.403,表明突变对密码子偏性有极大影响;ENC-plot分析发现,大部分基因落在标准曲线及其附近,表明自然选择也一定程度上影响了密码子偏性。进一步的对应性分析发现,第一轴显示了22.98%的差异,为主要影响因素,其与ENC值的相关性达到显著水平,但与GC3、CBI、GCall相关性不显著。综合分析表明,突变是影响籽粒苋叶绿体基因组密码子偏好性的主要因素,但其他因素也可能有一定影响;UUU、UUA、UCU等24个密码子为最优密码子。

小偃麦衍生品系的赤霉病抗性评价

由镰孢属(Fusarium)真菌侵染引起的赤霉病是严重威胁小麦生产的重要病害之一,但小麦育种中可直接利用的抗源非常有限。采用单花滴注法接种赤霉菌株F0609,对来源于中间偃麦草或长穗偃麦草的119份小偃麦衍生品系进行3年6个环境的抗病鉴定,发现平均病小穗率<10%的材料有13份,抗性评价为抗病(R);平均病小穗率介于10%~25%之间的材料有61份,抗性评价为中抗(MR);其余45份材料的平均病小穗率介于25%~50%或>50%,抗性评价为中感或高感(MS和S)。在13份高抗赤霉病材料中,CH16387的抗性显著优于苏麦3号和望水白,CH16371和CH16379的抗性显著优于望水白,其余10个品系与抗病对照苏麦3号和望水白的抗性水平相当。这13份材料分别来自小麦-中间偃麦草部分双二倍体TAI8045和小麦-长穗偃麦草部分双二倍体TAP8430与普通小麦的杂交组合,TAI8045抗性显著优于对照品种望水白, TAP8430与苏麦3号和望水白的抗性相当,而杂交组合中的小麦亲本对赤霉病表现感病,推测这些材料的抗性可能来自TAI8045和TAP8430。这些抗病材料为小麦抗赤霉病育种提供了新的种质资源。

小麦抗逆相关转录因子DREB密码子偏好性特征分析

DREB(dehydration responsive element binding)转录因子在植物抵抗干旱、高盐、低温等非生物逆境中发挥着重要作用。为探究普通小麦抗逆相关转录因子DREB密码子的偏好性特征,本研究运用CodonW、CHIPS和CUSP软件程序分析了小麦DREB基因的密码子使用特性,并与13种植物的DREB密码子偏性进行比较。结果表明,小麦DREB基因主要偏好以GC结尾的密码子;根据RSCU值,确定小麦DREB基因的高频密码子有14个;不同作物间DREB基因的密码子选用偏好性存在一定差异;基于DREB编码序列的聚类分析比基于密码子使用偏性聚类分析更能准确地反映物种间的亲缘关系;属于真核生物的酵母菌比属于原核生物的大肠杆菌更适宜作为DREB基因表达的异源受体。小麦DREB与模式植物基因组之间密码子使用偏性差异较小,拟南芥可能比烟草和番茄更适合作为该基因转基因研究的理想受体。小麦DREB密码子偏性分析为该基因的异源表达及分子遗传研究提供了一定的理论依据。

小麦全基因组NBS类R基因分析及2AL染色体NBS-SSR特异标记开发

NBS（nucleotide binding site）类基因是植物界中最重要的一类抗病基因。用信息学方法从普通小麦（Triticum aestivum L.）全基因组中分离出2406条含有NBS结构的完整蛋白序列,每条包含48~2272个氨基酸残基。根据NBS结构域两端是否连接CC或LRR结构域,将TaNBS分为N、CN、NL和CNL 4类。对TaNBS所在scaffold序列的SSR位点进行诊断,从1203条scaffold序列上发现2177个SSR位点,以二碱基重复位点最多,占73.5%。针对小麦2AL染色体上的51个SSR位点开发标记,缺体–四体和双端体验证结果表明,有39个标记（76.5%）为2AL特异标记,其中24个特异标记在抗白粉病材料Khapli（2AL上携带Pm4a）和感病材料Chancellor间存在多态性。利用近等基因系Khapli/8＊Cc筛选出3个可能与Pm4a连锁的NBS-SSR标记,分别是Sxaas_2AL22、Sxaas_2AL39和Sxaas_2AL46。本研究开发的与抗病序列紧密连锁的特异SSR标记可用于2AL染色体上抗病新基因的检测以及已有抗病基因的候选序列筛选。

丰产小麦新品种——太412

太412是山西省农业科学院作物科学研究所选育而成的冬小麦新品种。2017年12月通过山西省农作物品种审定委员会审定,审定编号为晋审麦20170010。2000年以96248为母本、冀945473为父本进行杂交,后代采用系谱法进行选育,在F2、F3代对其抗病性、株高、早熟性、子粒颜色等性状进行选择;在高代对其产量潜力、抗热性、株型、籽粒品质性状等进行选择,确定综合性状好的株系类型,2009年后代品稳定出圃,参加本单位品比鉴定试验,现命名为太412。

国审旱地小麦新品种—太1305

太1305是山西省农业科学院作物科学研究所和生物技术研究中心2003年以外引优良材料920560为母本、本课题组选育的太6212(晋麦70)为父本进行杂交选育而成的冬小麦新品种,2018年5月经国家农作物品种审定委员会审定,审定编号为国审麦20180066。

丰产稳产小麦新品种—太113

太113是山西省农业科学院作物科学研究所和山西省农业科学院生物技术研究中心共同选育而成的丰产稳产冬小麦新品种。其母本为晋麦66，父本为保丰104。该品种于2016年12月通过山西省农作物品种审定委员会审定，审定编号为晋审麦2016006。

乌拉尔图小麦全基因组NBS-SSR位点分析及标记开发

[目的]本研究旨在诊断乌拉尔图小麦NBS家族所在基因组序列的SSR位点,并为抗源的发掘和利用开发分子标记。[方法]利用NBS隐马模型文件检索数据库获得目标序列,通过软件诊断序列SSR位点并开发标记,利用乌拉尔图小麦抗白粉病材料UR207和感病材料UR203进行标记验证。[结果]本研究从乌拉尔图小麦全基因组中分离出463个NBS基因,分为N、CN、NL和CNL共4类。从NBS所在scaffold序列上发现4 292个SSR位点,以二碱基重复位点最多,占78.1%。随机开发了42个分布于各染色体臂的TuNBS-SSR标记,有12个标记在UR207和UR203间存在多态性。[结论]本研究从乌拉尔图小麦全基因组中诊断出4 292个NBS-SSR位点,开发的12个标记在抗感材料间有多态性,可用于乌拉尔图小麦材料抗病性鉴定和抗病基因筛选。

小麦新品种太113丰产性、稳产性及适应性分析

利用山西省中部晚熟冬麦区水地组区域试验汇总资料,采用产量对比、变异系数、高稳系数、回归系数等多种分析方法对太113的丰产性、稳产性及适应性进行分析比较。结果表明,小麦新品种太113具有丰产性突出,稳产性好,适应性广的特点。广泛适应于在山西省中部晚熟冬麦区水地种植,其产量水平在该区处于领先地位。

小黑麦新品种晋饲草1号的选育

晋饲草1号是由山西省农业科学院作物科学研究所、山西省农业科学院小麦研究所于2003年以中饲237与太633/紫6//RECITAL杂交并通过系谱法选育而成。该品种是通过小黑麦与小麦杂交,后代经多次选育而成的,性状稳定的粮饲兼用强冬性小黑麦新品种,植株繁茂,优质、高产。2012-2014年参加山西省冬麦区水地组生产试验;2015年9月通过山西省农作物品种审定委员会审定,审定编号:晋审饲草(认)2015001,在山西省中部麦区种植前景广阔。

富硒黑粒小麦品种冬黑1号在新疆奇台种植表现及其开发利用

冬黑1号为半冬性黑粒小麦品种,籽粒紫色,具有稳产、抗病以及适应性强的特点,且在奇台农场种植表现优异。该品种具有较高的营养和医疗保健价值,为高营养、高免疫品种,其产品市场前景十分广阔。

旱地小麦新品种—太714

太714是山西省农业科学院作物科学研究所根据山西中部旱地冬小麦生产需求,2000年以远929为母本,外81为父本进行杂交,2001年以太851为父本进行复合杂交,采用系谱法选育而成的旱地冬小麦新品种。2019年9月通过山西省农作物品种审定委员会七届四次品种审定会议审定,审定编号:晋审麦20190014。

高产小麦品种太113及配套栽培技术

太113是山西省农业科学院作物科学研究所以自育品种晋麦66为母本,中国农业科学院植物保护研究所白粉病组育成的品种保丰104为父本进行有性杂交,历经多年选育出的大穗大粒、高产小麦品种。参加山西省中部晚熟冬麦区水地区试,2年每hm^2平均产量分别达到7171.5kg和7914.0kg;参加山西省中部晚熟冬麦区水地生产试验,平均产量达到7441.5kg,比对照增产6.1%,增产点率达100%。该品种适宜在山西省中部晚熟冬麦区水地和国家北部冬麦区水地种植。

57份小麦微核心种质白粉病抗性评价

为筛选对小麦白粉病具良好抗性的种质资源,本研究采用人工接种感病的方法,评价了57份小麦微核心种质材料的苗期与成株期抗性。结果表明,育成品种复壮30和兴义4号在苗期与成株期均表现为免疫或近免疫,具有优良的全生育期抗性。农家品种酱麦与猪屎麦和育成品种会宁10号、甘麦8号与日喀则8号5个品种在苗期表现为高感或中感,成株期则表现为近免疫或高抗,具有典型的成株期抗性。

冬性黑粒小麦新品种(系)在新疆奇台的适应性调查

为进一步提高新疆奇台冬性黑粒小麦的生产水平,并为新疆种植富硒黑小麦提供参考,选用山西省农业科学院作物科学研究所选育的10份黑小麦品种(系)在奇台地区进行试种试验。通过与对照品种比较,调查供试新品种在当地的适应性。结果表明,10个黑小麦品种(系)的生育期与对照相近,植株生长量较对照偏大,群体茎蘖动态及抗性差异较大,冬黑1号和16黑鉴46产量构成协调性较好,单产水平较高,适宜奇台地区种植。