小麦新品种川麦104的遗传构成分析

【目的】解析突破性高产小麦新品种川麦104的遗传构成,探讨双亲川麦42和川农16对其高产特性的贡献。【方法】利用已构建的遗传连锁图谱上的176个SSR和683个DArT标记对川麦104及其亲本进行分析,了解川麦104的遗传构成;根据已定位到的产量性状QTL,分析来源于双亲的染色体区段对川麦104产量相关性状的贡献。【结果】在川麦104的双亲具有差异的859个多态位点中(22个位点缺失),有522个位点上的等位基因来源于川麦42,315个位点上的等位基因来源于川农16;川麦104更多地继承了川麦42的遗传成分(60.8%);川麦104中来源于双亲的遗传位点在A、B和D基因组分布不同,来源于川麦42的等位位点在A、B和D基因组所占比例分别为55.00%、60.20%和67.27%;川麦104中来源于双亲的等位位点在21条染色体上的分布也不同,来源于川麦42的等位位点主要分布于3A、5A、7A、1B、5B、7B、3D、4D、5D和7D染色体上,来源于川农16的等位位点主要分布于4A、3B、4B、6B、1D、2D和6D染色体上。川麦104来源于双亲的染色体区段(遗传距离大于5 cM)共68个,总长度为3 089.6 cM;来源于川麦42和川农16的染色体区段分别为36和32个,来源于川麦42的染色体区段主要分布在3D、5D、7A、7B和7D染色体上,来源于川农16的染色体区段主要分布在3B、4B和6D染色体上;在A和D基因组川麦104来源于川麦42的染色体区段比川农16的多,B基因组中来源于川农16的染色体区段比川麦42的多。在1B、1D、2B、4A、4D、5A、5B、5D和7A染色体上,9个来源于川麦42的染色体区段以及5个来源于川农16的染色体区段富集了与产量性状相关的QTL,其中,在1BS和4A染色体上来源于川麦42的染色体区段携带增加穗粒数的QTL等位位点;在1D、2B和4A染色体上来源于川农16的染色体区段携带增加单位面积穗数的QTL等位位点;5B染色体上来源于川麦42的染色体区段和4A、4D染色体上来源于川农16的染色体区段均携带增加千粒重的QTL等位位点,这些QTL的聚合对川麦104的产量三因素有增效作用。【结论】小麦新品种川麦104的高穗粒数特性来源于川麦42,多穗数特性来源于川农16,其千粒重特性双亲均有贡献,表明双亲的正效产量性状QTL重组是川麦104的高产遗传基础。

西南麦区小麦抗穗发芽品种资源筛选

本试验研究了137份西南麦区(含国内外)小麦品种(系)的穗发芽抗性差异,结果表明,供试材料穗发芽敏感性差异较大,平均发芽率(53.11±27.05)%,变异系数为50.94%,由K-均值聚类法共分为5类;地方品种抗穗发芽能力最强,人工合成小麦次之,育成品种(系)较差。筛选出了15份高抗穗发芽材料,其中小白花、黄县大粒为新筛选出的两份白粒高抗穗发芽地方品种。

人工合成小麦育种优势的主基因+多基因混合遗传分析

[目的]人工合成小麦是拓宽现代小麦遗传多样性的重要桥梁资源,如何对其高效利用是一个难点。明确人工合成小麦在育种方面的优势及其遗传基础是其育种利用能否成功的关键。[方法]利用P1、P2和RIL群体联合的主基因+多基因混合遗传分析方法,对人工合成小麦‘圆网/节18’与西南麦区育种中间材料‘10单568’构建的RIL群体及其亲本的条锈病成株抗性以及株高、穗长、小穗数、有效分蘖数、穗粒数、千粒质量等产量相关性状进行了分离分析。[结果]条锈病成株抗性受4对加性基因控制,其抗性位点都来自人工合成小麦,其中第1对和第2对基因的加性效应最大;穗粒数由2对基因控制,其中有1对增加穗粒数基因来自人工合成小麦,其加性效应为3.37;有效分蘖数由4对主基因控制,有3对基因的增效位点来自人工合成小麦,第1对基因加性效应达到1.1;4对控制千粒质量的基因中,只有1对效应最小的基因增效位点来自人工合成小麦;在控制株高、穗长和小穗数的基因中,人工合成小麦不含任何增效位点。[结论]人工合成小麦‘圆网/节18’在育种方面的遗传优势主要表现在提高条锈病成株抗性、增加穗粒数以及有效分蘖数,并且受具有较大加性效应的多个主基因控制,为育种工作者制定育种策略提供了理论指导。

1RS-7DS.7DL小麦-黑麦小片段易位系的鉴定

黑麦(Secale cereale L.,RR)是改良普通小麦(Triticum aestivum L.,AABBDD)的重要基因资源,将黑麦优异基因转移到普通小麦中,是小麦品种改良的有效途经之一。文章将四川地方品种蓬安白麦子(T.aestivum L.,AABBDD)与秦岭黑麦(S.cereale cv.Qinling,RR)杂交,染色体自动加倍获得八倍体小黑麦CD-13(AABBDDRR);通过顺序FISH和GISH分析,发现该八倍体小黑麦1RS端部与7DS的端部发生相互易位,是一个携带1RS-7DS.7DL小麦–黑麦小片段易位染色体的八倍体小黑麦。利用八倍体小黑麦CD-13与四川推广小麦品种川麦42杂交、连续自交,获得包含60个株系的F5群体;对F5群体的58个株系进行GISH和FISH分析发现,其中13个株系含有1RS-7DS.7DL小片段易位染色体。在这13个株系中,株系811染色体数目为2n=6x=42,是稳定的1RS-7DS.7DL小片段易位系;并且1RS特异分子标记和醇溶蛋白分析表明,1RS-7DS.7DL易位染色体1RS小片段的断裂点位于分子标记IB267-IAG95之间,不包含编码黑麦碱蛋白的Sec-1位点;同时1RS-7DS.7DL小片段易位系的千粒重与川麦42相当,远远高于八倍体小黑麦CD-13,对千粒重无负作用。因此,1RS-7DS.7DL小麦-黑麦小片段易位系可作为进一步深入研究1RS小片段上的优异基因及其遗传效应的重要材料。

节节麦大穗大粒相关农艺性状的遗传分析

节节麦(Aegilops tauschii,DD)是六倍体普通小麦D基因组的祖先,其自然类群中含有丰富的抗逆、高产基因,利用其与四倍体硬粒小麦合成的六倍体小麦在现代小麦育种中得到了愈来愈多的应用。本课题在野生节节麦类群中发现了大穗、大粒材料AT462,利用其作母本与节节麦材料AT18(强分蘖)杂交;构建了F2、F3群体,通过调查亲本和群体单株的穗长、小穗数、粒长、粒宽和粒重等表型,对这些穗部性状进行了相关性分析和遗传分析。结果表明:(1)在F2和F3群体中,粒重、粒长与穗长之间不存在显著相关性,而且穗长与粒宽之间在两个群体中的平均相关系数绝对值小于0.1,粒重与小穗数之间的相关系数绝对值小于0.2,表明节节麦大粒相关性状不受穗长的影响,受小穗数影响也较小;(2)采用F2单世代分离分析的方法对节节麦AT462×AT18的F2群体大穗、大粒相关性状进行遗传分析,其中穗长受2对具有加性效应的主效基因控制;粒重和小穗数均同时受2对基因的加性效应、显性效应以及互作效应控制,其中加性效应占主导地位;粒长、粒宽均受2对基因的加性效应、显性效应以及互作效应控制,且三种效应较为均衡。这说明控制节节麦粒重、穗长、小穗数等产量性状相关基因的加性效应在遗传中占主导地位,在育种中较易利用,且其主效基因的遗传力达0.9。