小麦赤霉病研究进展

赤霉病是小麦的重要病害,严重影响小麦产量和品质。为发掘抗赤霉病的种质资源和抗性基因,本研究分别从小麦赤霉病发生的气象影响因素分析、小麦赤霉病发生的风险评估、小麦赤霉病预测研究进展、小麦赤霉病相关基因克隆研究和小麦赤霉病抗性育种等方面总结归纳小麦赤霉病的防控手段,为田间小麦霉病防治提供指导。

75份贵州小麦品种(系)抗病基因的KASP标记检测

贵州气候温暖湿润,容易发生小麦病害。因此选育推广抗病小麦品种,对贵州小麦安全生产至关重要。为明确75份贵州小麦品种(系)中所含抗病基因,本研究运用KASP标记技术对供试材料中所含叶锈病抗病基因(Lr14a、Lr46、Lr68、Lr34)、白粉病抗病基因(Pm21)、赤霉病抗病基因(Fhb1)进行检测。结果表明:含有Lr14a的品种(系)共24份,占32.0%;含有Lr46的品种(系)共14份,占18.7%;含有Lr68的品种(系)共3份,占4.0%;含有Lr34的品种(系)共5份,占6.7%;含有Pm21的品种(系)共65份,占86.7%;未检测到含有Fhb1的品种(系);同时含有叶锈病、白粉病抗病基因的小麦品种(系)共计26份材料,占34.7%。本研究结果可为贵州小麦抗病育种亲本材料的应用提供参考。

分子标记辅助选择小麦赤霉病抗病基因聚合体

赤霉病和条锈病是小麦的两种主要病害,两种病害都会影响小麦的品质和产量。贵协2号高抗条锈病、感赤霉病,NMAS22高抗赤霉病并携带4个抗赤霉病基因。为选育抗赤霉病、抗条锈病的品种,本研究将贵协2号与NMAS22组配,在其分离世代(F 2)采用自然诱发法、单花滴注法分别对条锈病和赤霉病进行抗性鉴定,同时利用与抗赤霉病基因Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5紧密连锁的6个分子标记对群体中条锈病抗病株进行检测,筛选具有单个或多个抗赤霉病基因组合的抗病株。抗性鉴定显示,共有349个单株抗条锈病,467个单株抗赤霉病;分子检测显示,携带Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5基因的单株分别有201,245,248,194株,同时携带有2,3,4个基因的单株分别有79,140,85株。相关分析显示,携带Fhb1基因与赤霉病抗性呈极显著相关。

基于GBS测序和连锁分析的藜麦单株粒重QTL定位

单株粒重是影响藜麦产量的关键因素之一。为了解藜麦单株粒重形成的遗传基础,鉴定控制藜麦单株粒重变异的遗传区段,本研究以单株粒重差异较大的两个亲本构建的120份双亲分离群体为材料,基于GBS测序和表型鉴定结果,利用完备区间作图法鉴定控制藜麦单株粒重变异的QTL。结果定位到7个控制藜麦单株粒重的QTL,分别位于第3条染色体的qSPW3-1、qSPW3-2,第4条染色体的qSPW4,第5条染色体的qSPW5,第7条染色体的qSPW7-1、qSPW7-2,第12条染色体的qSPW12;单个QTL可解释6.09%~10.17%的表型变异,QTL的变幅为10.54~401.86 kb。

贵农775抗白粉病基因的分子标记定位

为明确贵农775抗白粉病基因的染色体位置,运用SSR和SCAR分子标记技术,利用F2后代群体194个单株对贵农775中抗白粉病基因进行分子标记定位。结果表明:贵农775中白粉病抗性由1对显性单基因控制;SCAR标记SM142、SCAR1265和SSR标记Xbarc3的扩增片段都与贵农775中抗白粉病基因连锁。引物SM142和Xbarc3的扩增片段与抗白粉病基因的遗传距离分别为1.5cM、8.3cM;标记SCAR1265的扩增片段则与抗白粉病基因共分离。贵农775中抗白粉病基因可能为Pm21或其等位基因,位于染色体6AS上。

不同耕播方式对黔麦21号产量的影响

通过设置免耕撒播、浅旋撒播、浅旋条播等3个处理,研究不同耕作方式对黔麦21号产量的影响。结果表明,3个处理产量差异没有达到显著水平。因此,在小麦净作的情况下,黔麦21号可根据实际情况采用免耕撒播或浅旋撒播的方式进行大田生产。

小麦抗白粉病基因Pm13和Pm21的多重PCR检测

为了促进小麦抗白粉病基因聚合体材料在小麦育种及生产中的应用,利用与抗白粉病基因Pm21和Pm13连锁的特异标记,在含有抗白粉病基因Pm21和Pm13的杂交F4代群体中随机挑选114个单株分别进行单一和多重PCR检测。结果表明,多重与单一PCR检测结果一致,在114个供试单株中,有5株具有Pm21,74株具有Pm13的特异标记,其中4个单株同时具有Pm21和Pm13的特异标记。与抗白粉病基因Pm21和Pm13连锁的特异标记可以用于对Pm21和Pm13的多重PCR检测,更加快速地检测出含有抗病基因Pm21和Pm13的累加体,有效应用于辅助选择育种。

小麦新品种黔22号的选育与应用

黔麦22号系贵州省农业科学院旱粮研究所于2017年育成的小麦品种(黔审麦2017003号),该品种常年湿面筋含量在27%左右,蛋白质含量在12%左右,属优质弱筋小麦品种,该小麦品种生产的面粉可作为糕点的优良原料。

优质弱筋小麦品种黔麦21号的选育与应用

黔麦21号系贵州省农业科学院旱粮研究所于2017年育成的小麦品种(黔审麦2017002号),该品种常年湿面筋含量在28%左右,蛋白质含量在12%左右,属优质弱筋小麦品种。该品种也属软质小麦,经检测,粉质率达90%以上,可作为优良的酿酒小麦发酵原料。

黔麦1175茎秆抗倒伏机制的转录组测序分析

为明确抗倒伏小麦品种黔麦1175茎秆形成的关键因素,在扬花期和成熟期分别测定黔麦1175及易倒伏对照品种黔麦18的生长特性、茎秆特性、纤维素和木质素的含量等性状指标,利用转录组测序技术挖掘调控两个品种茎秆形成的差异表达基因,并对其进行GO功能注释和KEGG富集分析。结果表明,在扬花期,黔麦1175的株高、茎秆重心高度和穗长均显著低于黔麦18,但两品种间的穗重以及茎秆、基部1~2节间的长度和干重均无显著差异;在成熟期,黔麦1175的穗长以及茎秆长度、干重和鲜重均显著低于黔麦18,但穗重、基部1~2节间的长度和干重均无显著差异。黔麦1175的茎秆抗折力、纤维素和木质素的含量均显著高于黔麦18。转录组测序结果表明,各样品的有效数据(clean data)均达到13.85 Gb以上,Q30碱基百分比在93.8%以上。对差异表达基因进行GO功能分类,发现差异表达基因主要涉及催化活性、结合、代谢过程、细胞部分、膜部分、细胞过程、细胞器膜、刺激应答、生物调控、转运活性、转录调控活性等通路;KEGG富集分析结果显示,苯丙烷生物合成、DNA复制、光合作用-天线蛋白、植物激素信号转导等通路富集到的差异表达基因较多。

贵州糯质小麦的分子标记辅助育种研究

糯性小麦具有优异的酿酒特性。目前贵州省内缺乏具有推广价值的糯性小麦,利用分子标记辅助育种,可有效提高选育适合贵州生态气候的糯性小麦新材料的效率。本研究利用与小麦糯质基因(Wx-A1a,Wx-B1a和Wx-D1a)连锁的特异分子标记,对俞糯麦×0117的F2代群体进行Wx基因位点扫描鉴定。结果发现:在显著水平p>0.05时,3个糯质基因位点在F2代中的分离比例符合预期比例。在56个F2代分离群体中,3个基因位点都存在的材料有4株(7.14%);单缺失Wx-A1a或Wx-B1a或Wx-D1a基因位点的材料编号分别为5(8.93%)、8(14.29%)和19(33.93%);Wx-A1a和Wx-B1a基因位点同时缺失的材料为5株(8.93%);Wx-A1a和Wx-D1a基因位点同时缺失材料为4株(7.14%);Wx-B1a和Wx-D1a基因位点同时缺失材料为11株(19.64%);3个基因位点都缺失的全糯质单株未发现。

贵州小麦糯性基因多重PCR体系的优化

为建立通过单次反应过程同时鉴定出贵州小麦品种(系)中3个糯性基因(Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1)的多重PCR反应体系,选择与小麦糯质基因(Wx-A1 a,Wx-B1 a和Wx-D1 a)连锁的3个特异分子标记MAG 264、BDFL/BRD、MAG 269对供试糯小麦杂交后代F3代中的3个糯质基因(Wx-A1,Wx-B1和Wx-D1)进行分子标记检测,优化多重PCR的反应体系及条件,筛选出含有糯质基因的部分糯小麦或全糯小麦。

蓝粒小麦高效栽培技术

蓝粒小麦在胚乳糊粉层含有大量的蓝色花青素,呈现蓝色而得名,是长穗偃麦草和普通小麦复合杂交后代中选育出来的优良品种,营养价值高于普通小麦品种。为蓝粒小麦的高产栽培提供参考,从种子筛选与处理、播种方法、田间管理、病虫害防治4个方面介绍了蓝粒小麦高效栽培技术。

六倍体小黑麦染色体的荧光原位杂交分析

采用基因组原位杂交(GISH)和荧光原位杂交(FISH)技术对六倍体小黑麦进行了研究,以鉴定其含有的黑麦染色体的数目和结构特点,了解小黑麦基因组组成,为其在小麦遗传育种中的应用提供参考.分别以黑麦基因组DNA及pSc200和pSc250探针进行顺序GISH-FISH分析,结果显示该小黑麦含有21对染色体,来源于黑麦的2对染色体的长臂端部出现pSc200和pSc250信号,而另外5对染色体的两端部都有该信号.以Oligo-pSc119.2-1,pSc200和pSc250探针对小黑麦进行了双色FISH分析,发现小黑麦的Oligo-pSc119.2-1信号与黑麦基本相似,而pSc200和pSc250信号与黑麦的差异较大.以黑麦基因组DNA及Oligo-pAs1-1和Oligo-pSc119.2-1为探针对小黑麦进行顺序GISH-FISH分析,鉴定其基因组组成为AABBRR;同时发现小黑麦染色体的一些FISH信号发生了变化,其原因可能是小黑麦形成过程中染色体结构发生了改变,从而导致小黑麦的DNA重复序列呈现多态性.

优质弱筋小麦新品种黔麦19号高产栽培技术

黔麦19号是贵州省旱粮研究所于2011年审定的优质弱筋小麦新品种,适宜在贵州省大多数地区种植,具有产量潜力高、高抗条锈病、白粉病等特点,根据多年黔麦19号栽培过程,总结出了黔麦19号的种子处理、整地播种、施肥、病虫害防治、收获等配套栽培技术规范。

蓝粒小麦育种衍生材料染色体的C带检测

本研究应用改良的C-带技术,对供试蓝粒小麦衍生后代11个株系共94个单株进行了分析检测,结果表明:94个单株中有25个单株检测到了长穗偃麦草的4Ag染色体,导入率为26.60%。本研究结果可为蓝粒小麦育种后代的选育提供理论参考。

122份小麦品种(系)抗叶锈病基因Lr26、Lr34、Lr38分子标记检测

运用抗叶锈病基因Lr26、Lr34、Lr38的特异性分子标记,对122份小麦品种(系)进行了检测,以明确各品种(系)的抗叶锈性。结果表明:122份供试材料中,含有Lr26的有33个,含有Lr34的有3个,含有Lr38的有37个;同时含有Lr26和Lr38的有30个,同时含有Lr26、Lr34和Lr38的有3个。本研究结果可为小麦的抗叶锈育种提供理论参考。

小麦育种中间材料抗病基因 Lr34、Lr26、Yr26 的分子标记检测

利用与Lr34、Lr26、Yr26紧密连锁的分子标记对F 2~F 4世代共337份单株进行分子标记筛选。结果表明,含Lr34连锁标记的单株有10株,含Lr26连锁标记的有93株,含Yr26连锁标记137株。同时含有3种抗病基因连锁标记的有1株。

藜麦种质资源的遗传多样性分析

了解藜麦种质资源的遗传多样性,为藜麦在贵州有效推广、种植、应用,并通过杂交手段创建藜麦新种质。试验以国内外收集到的96份藜麦种质作为试验群体,种植于大田,采用CTAB法提取96份材料的基因组DNA,再利用筛选出的18对多态性SSR标记对藜麦基因组相应的位点进行扩增,扩增产物用PAGE检测。结果表明,18对多态性的SSR引物,共检测出192个等位基因条带,每一对多态性SSR引物的等位基因数为3~21个,平均等位基因数为10.7个。96份藜麦材料遗传相似系数范围为0.599~0.980,平均值为0.7895。UPGMA聚类分析显示,在距离为0.752处可将96份藜麦材料分为五类。本研究中藜麦种质农艺性状方面存在着丰富的变异类型,选用的藜麦SSR标记在供试材料中具有较好的多态性,通过聚类分析可将材料按选系类型、来源地区、农艺性状等划分为不同的类群或亚类群。

蓝粒小麦育种衍生材料的改良及选育

蓝粒小麦是富含蓝色花青素的优质小麦。本研究通过田间农艺性状调查、品质、矿物质检测,杂交组合配制,SDSPAGE及SSR分子标记技术,对蓝粒小麦衍生材料进行改良和选育,以期筛选出稳定的、富含各种营养成分及微量矿质元素的高产优质蓝色小麦新品系供生产利用。