四倍体小麦胚大小性状QTL定位与分析

【目的】挖掘小麦胚大小性状相关的数量性状位点,解析胚大小与其他重要农艺性状之间的相关性,为胚相关性状QTL的精细定位及育种利用奠定基础。【方法】以四倍体小麦矮兰麦(Ailanmai)和野生二粒小麦(LM001)构建的121份F8代重组自交系群体(AM群体)作为研究材料,将其分别种植于成都市崇州试验基地(2018、2019和2020年)、成都市温江区试验基地(2020年)和雅安市试验基地(2020年),调查5个环境下的胚长、胚宽、胚长/胚宽、胚长/粒长、胚宽/粒宽以及胚面积6个性状,结合基于小麦55K SNP芯片构建的遗传连锁图谱对上述6个性状进行QTL定位。【结果】胚大小性状呈近似正态分布,符合数量性状的遗传特征。QTL定位共检测到27个胚大小相关性状的QTL,其中,7个分别控制胚长和胚宽的QTL可解释7.75%-21.74%和7.67%-33.29%的表型变异,共检测到5个在多环境稳定表达的主效QTL:QEL.sicau-AM-3B、QEW.sicau-AM-2B、QEW/KW.sicau-AM-2B、QEL/EW.sicau-AM-2B-1和QEA.sicau-AM-2B,其贡献率分别为11.88%-21.74%、21.77%-33.29%、8.80%-24.92%、12.79%-31.13%和10.47%-20.67%。另外,上述胚相关的位点形成4个QTL簇,分别为1B控制胚长/粒长和胚长的QTL簇,2B控制胚宽、胚长/胚宽、胚宽/粒宽以及胚面积的QTL簇,3B控制胚长和胚面积的QTL簇,6B控制胚长/胚宽、胚宽/粒宽的QTL簇。确定胚大小与小麦籽粒大小具有显著正相关性,且发现胚长主效位点QEL.sicau-AM-3B与粒长主效位点共定位,但胚宽主效位点QEW.sicau-AM-2B独立于粒宽主效位点存在。在主效QTL所在物理区间鉴定获得4个可能参与胚大小调控的基因。【结论】鉴定到5个控制胚相关性状的稳定表达的主效QTL:QEL.sicau-AM-3B、QEW.sicau-AM-2B、QEW/KW.sicau-AM-2B、QEL/EW.sicau-AM-2B-1和QEA.sicau-AM-2B,其中,QEW.sicau-AM-2B可能为新的QTL。

节节麦抗穗发芽基因的染色体定位及其抗性机理

利用长休眠的河南节节麦与四倍体小麦矮兰麦杂交并经人工加倍合成的新六倍体小麦RSP,其节节麦抗穗发芽特性得到表达。通过对RSP不同灌浆期及不同发芽处理研究表明,在开花后35d的穗发芽高峰期其发芽率也仅为6.06％。其抗穗发芽的因素主要来自种子的抑制,麦穗的机械作用和颖壳内含物的抑制较次。利用RSP对节节麦的抗穗发芽基因进行定位分析,结果表明,RSP的抗穗发芽基因是隐性单基因位于2D染色体上。

山羊草属植物醇溶蛋白的遗传多样性分析

利用APAGE技术对山羊草属中6个物种30份材料的醇溶蛋白进行了分析．共出现14种醇溶蛋白APAGE谱带类型和67条相对迁移率不同的谱带，其中．每份材料可分离出10～22条带，所有67条谱带均具有多态性。同一物种内的谱带类型为1～4种，种间没有出现相同的带型。种内各材料问谱带类型可完全相同．带型间的最大相似系数为0．941．而种间最大相似系数则为0．606。

中国节节麦与中东节节麦的醇溶蛋白遗传多样性比较研究

用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（ＡＰＡＧＥ） ，对３６ 份不同来源的节节麦进行醇溶蛋白分析。结果表明，供试材料共有１９ 种带型，中国节节麦与中东节节麦带型数目显著不同。中国节节麦仅有两种类型，河南及陕西为Ａ类，新疆为Ｂ类；而中东则具有包括Ａ、Ｂ 在内的全部１９ 种类型，进一步支持了中东为节节麦的起源中心学说。

小麦抗穗发芽研究方法的初步评价

对 10 6份小麦不同灌浆时期的穗发芽和种子发芽进行了测定 ,7份具不同穗发芽抗性基因型的完整穗、脱粒种子和切取的胚部发芽测试以及抗穗发芽小麦与易穗发芽小麦杂交的F2 单株测定与遗传分析。结果表明 :①由于不同基因型的灌浆速度、生理成熟和种子脱水速度不同 ,导致不同基因型的发芽高峰值出现在不同时期 ;②不同基因型的胚发芽率随灌浆期延长而增加 ,种子发芽和穗发芽率则呈现各自的高峰值 ,说明不同基因型的穗发芽抗性来源于胚以外的其他方面的抑制 ,因而在作遗传分析时 ,F1植株上的种子 (胚 )发芽应视为F1的表现 ,其他类推 ;③由于穗发芽受环境影响很大 ,通过简单的“抗×易”杂交和F2 的单株测试 ,有时不能准确地判定控制基因的数目 ,而单体和双端体分析能够较好反映基因所在的染色体或染色体个数和表达的显隐性关系等 ;④由于很难一次性地确定F2 所有单株的真实差异 ,因而在进行分子标记时 ,经过多年测定的稳定株系为对象较为可靠 ;⑤对穗发芽测试所涉及的问题作了简要讨论。

四川四倍体小麦地方品种酯酶同工酶

对30份产于四川的四倍体小麦地方品种(T.TurgidumL.)的酯酶同工酶分析表明,四倍体小麦的幼苗、剑叶和幼穗间酯酶同工酶存在较大差异。其中,幼苗有14条带,12种类型;剑叶15条带,13种类型;幼穗13条带,11种类型。3次测定合并分析,则产生21种类型。若仅以1次测定看,多样性指数以剑叶最高,为0 1119,说明剑叶酯酶同工酶能更好地反映其遗传多样性。同时酯酶同工酶的差异证明,来源相同又同名但原始编号不同的两份"棒棒南麦"和两份"早佐"具有不同的基因型,应视为不同的品种。

人工合成小麦RSP的LMW-GS基因克隆

RSP是用抗穗发芽的节节麦与圆锥小麦合成的人工六倍体小麦Triticumturgidum-Aegilopstauschii),其抗穗发芽特性在维持小麦面粉加工品质方面有着潜在的重要价值。为了了解其低分子量谷蛋白这一对小麦加工品质有直接重要影响的蛋白组分情况,本研究采用PCR法从合成小麦RSP中克隆得到3个低分子量谷蛋白亚基(LMW-GSs)基因,命名为LMWRSP-1、LMWRSP-2和LMWRSP-3。基因序列GenBank登录号分别为AY676681、AY676682和AY676683。其中,LMWRSP-1和LMWRSP3的编码区长度分别为825bp和915bp,可分别编码274和304个氨基酸。LMWRSP-2由于在编码区内有1个提前终止密码子,推测为不编码成熟蛋白的假基因。与已知LMW-GS基因进行比较发现,LMWRSP-1与Glu-A3位点基因的相似性最高,LMWRSP-3与Glu-D3位点的基因相似性最高。

节节麦的酯酶同工酶分析

对 30份不同来源的节节麦进行 4个时期的酯酶同工酶分析。结果表明 :不同来源节节麦的酯酶同工酶存在较大差异 ,共分成 1 5种基本类型。我国黄河流域的 1 0份节节麦被划分为 2个基本类型 ,但二者关系极为相近 ;新疆节节麦与之有一定差异 ,但在相似系数≤ 0 .82 0时可视为一类。所有材料在 4个时期之间没有出现一个完全相同的酶带类型 ,说明酯酶同工酶随发育时期而不断变化。

中国半野生小麦的酯酶同工酶分析

对 2 8份中国特有半野生小麦的幼苗、剑叶及幼穗的酯酶同工酶分析表明 :酯酶在这些材料中存在组织特异性。幼苗电泳出 10条带 ,8种酶谱类型 ;剑叶 15条带 ,7种类型 ;幼穗 18条带 ,2 0种类型。幼穗的酯酶同工酶在材料个体间类型最为丰富 ,更能反映个体间的遗传多样性。聚类分析结果表明 ,云南小麦和西藏半野生小麦亲缘关系较近 。

RSP抗穗发芽基因育种利用研究初报

利用农艺性状优良、优质的红粒小麦品种绵阳11以及2个白粒、极易穗发芽(常年穗发芽在5 0 %以上)的小麦品系YY2和88 16 4 3与穗发芽抗性来源于长休眠节节麦的人工合成小麦RSP杂交,对3个组合的F2 单株和F3 株系的穗发芽测试,从RSP×绵阳11中筛选出15个与RSP相当的纯合抗性株系和2 7份穗发芽接近0的F3 单株;从RSP×YY2和RSP×88 16 4 3组合中共筛选出5份穗发芽在7%以下的白粒株系。这些株系或单株相对于RSP的高秆、晚熟等不利性状已有较大改良,为节节麦抗穗发芽基因向优质或白粒小麦转移研制出了更容易利用的中间材料。

山羊草(Aegilops)十个种的高分子谷蛋白亚基分析

利用 SDS- PAGE技术对山羊草属 10个种的 5 1份材料进行高分子谷蛋白亚基电泳分析。结果表明 ,10个种各电泳出2～ 6条带 ,共 17种类型 ,每个种有 1～ 4种类型。其中 ,有两种 (或以上 )类型的种均为四倍体种。种内带型间差异较小 ,种间差异较大 ,并且 ,各个种之间没有相同的类型。

小麦多小穗改良品系的杂种优势分析

利用多小穗 10 - A的 6 0份改良品系与川麦 2 8杂交 ,其 F1 主要农艺性状的调查与分析表明 ,F1 平均抽穗期较川麦 2 8晚一天左右 ,平均小穗数和平均穗粒数呈正向优势 ,说明这套改良品系在提高穗粒数方面具有优势 ;但平均千粒重和平均穗粒重与高千粒重的川麦 2 8相比有所下降。本研究筛选出 6份穗粒重较对照川麦 2 8提高 15 %以上的组合 ,其中 97- 13- 2、97- 94和 97- 116三个品系的 F1 较川麦 2 8穗粒重提高 2 0 %以上 。

中国四倍体地方小麦品种矮兰麦与中国产节节麦的双二倍体及其在育种上的利用

以四倍体的半矮秆小麦地方品种矮兰麦(Trilicum turgidum L., 2n=28,AABB)作母本与采自河南的抗穗发芽节节麦(Aegilops tauschii Cosson,2n=14,DD)杂交。杂种F_1植株经0.05％秋水仙碱处理后获得矮兰麦一节节麦双二倍体(2n=42,AABBDD)。本文报道了该双二倍体的形态、主要农艺特点、减数分裂等,并讨论了在育种上的利用问题。

四川小麦优良新品系醇溶蛋白分析

采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳 (APAGE)对 1998至 1999年四川省区试的 2 4个参试品系和两个对照品种进行了醇溶蛋白位点的特异性检测。结果表明 :2 6个材料共出现 2 2种带型。每个材料可分离出 15～ 2 1条谱带 ,共分离出 34条带 ,其中 2 7条具多态性 ,占 79 4%。 2 4个品系中 ,有 2 0个具有 1B/ 1R易位标记位点Gld1B3 ,占供试材料的 83 3 %。

小麦种子饱满度及其与灌浆特性关系的研究

通过对10个小麦品种不同灌浆期的种子测定，分析了各种灌浆特性及种皮收缩度与籽粒饱满度的关系，并计算出不同品种在达到1级饱满度时的粒重、灌浆速度、灌浆期等理论值，阐述了这些理论值在改良小麦品种籽粒饱满度的意义。

小麦抗穗发芽的鉴定及其灌浆过程中胚、种皮和颖壳三因素与籽粒发芽率的关系

通过对7个小麦品种开花后不同天数的整穗发芽率、脱粒种子发芽率和切胚发芽率的测定，结果表明：不同品种间稳发芽抗性的差异主要是生理性抑制程度的不同，并且在开花20天之前，这种生理性抑制主要存在于颖壳内。由此认为可以在早期通过植物体的其他生理生化测定来判断不同品种的穗发芽抗性。同时筛选出一份抗穗发芽的白位改良品种。

鹅观草×黑麦杂种F_1的形态及细胞遗传学研究

以鹅观草作母本,黑麦作父本进行杂交,采用杂种幼胚培养技术,首次成功地获得了F_1杂种。杂种穗形呈双亲的中间类型,完全雄性不育。花粉母细胞减数分裂中期在Ⅰ平均染色体配对构型为:27.01Ⅰ+0.47Ⅱ+0.02Ⅲ,后期Ⅰ形成大量的落后染色体以及发生不均等的两极分裂和多极分裂,进而形成多分体。花粉粒发育过程中出现不同数目的微核。

小麦多小穗品系10-A杂交后代的酯酶同工酶分析

对１０－Ａ、８８－１６４３、川育１２号三个亲本及六个三交后代稳定品系的剑叶和幼穗的酯酶同工酶分析表明，三个亲本的酶带有较大差异，无论剑叶或幼穗均以１０－Ａ的酶带最少。后代中均无杂种酶带出现，但有不同程度的互补酶带。其中，综合农艺性状最好的９５－７，无论剑叶或幼穗均表现出具有三个亲本的所有酶带，并且一些酶带活性较亲本强。