多抗广适小麦新品种平麦20选育研究

平麦20是以中育01089为母本,豫农040-3品系为父本进行有性杂交,经系谱法选育而成,于2021年通过河南省农作物品种审定委员会审定(审定编号:豫审麦20210094)。在2017—2018和2018—2019河南省区域试验中,两年平均产量为6427.5 kg/hm^(2)和8803.5 kg/hm^(2),分别比对照周麦18增产1.8%和6.0%,2019—2020年度参加河南省豫农源小麦试验联合体冬水组生产试验,平均产量8259.0 kg/hm^(2),比对照周麦18增产5.7%。该品种具有高产稳产、抗寒性、抗旱性、抗倒伏性强等优点,适宜在河南省(河南省南部长江中下游麦区除外)早中茬高中水肥地种植。本文还就表型与抗性之间的关系进行了讨论,以期为小麦抗性育种早期选择提供借鉴。

空间条件对几种粮食作物的同工酶和细胞学特性的影响

搭载１９８７年发射的两颗返地卫星（８月５—１０日和９月９—１７日）的几种小麦、大麦种子，经回收后初步研究表明：（１）对发芽率的影响：空间处理的种子，其发芽率与对照无差别；（２）对茎及生育期的影响：空间处理的种子长成的幼苗比对照强壮，植株高度有些品种明显的矮于对照。生育期有不同程度延长；（３）对染色体结构的影响：花粉母细胞减数分裂观察表明搭载卫星的种子当代可诱导出比地面更多的染色体桥、落后染色体及染色体数目异于正常体细胞数目的现象。小麦品种Ｃｏｃｏｒｉｔ—７１经空间处理后花粉母细胞的染色体数目异常可高达２０．５１％，而地面对照组其花粉母细胞基本正常（２ｎ＝２８）；（４）对同工酶的影响：经空间处理的小麦种子酯酶、过氧化物酶的同工酶谱带空间处理的比地面对照减少。由此可见，空间处理可诱导纯合植物种子发生变异，为农作物育种创造一个新途径。

小麦—偃麦草—簇毛麦—黑麦四属杂种的产生及其形态学、细胞学研究

通过胚培养产生了小麦－偃麦草－簇毛麦－黑麦四属杂种。用４个六倍体小偃麦，２个六倍体小簇麦，２个六倍体小黑麦及１个八倍体小偃麦配置了６个四属杂种组合。结果没有出现高度不亲和性。６个组合的杂交结实率分别为６．２％、９．４％、２．４％、９．５％、２５．０％和３．９％；胚培成苗率分别为１２．１％、２０％、３７．４％、４０％、１．１％和７．１％。结果表明，杂交结实率与胚培成苗率间没有相关性。杂种Ｆ１生活力旺盛，形态具有四个属的特征特性。杂种属于自交高不育与低育类型。５个低育类型自交结实率平均约１．２％。四属杂种体细胞染色体数目的变化为３６、３７、３８、３９、４０和４１。其中多数属于具有３８个左右染色体的植株。

一个小麦/黑麦小片段染色体易位系的创制和鉴定

从来源于组合中国春×M27(1R/1D代换系)的8个花粉植株中,分离获得1个小麦/黑麦小片段染色体易位系WER-1-2。C-分带和荧光原位杂交结果显示,衍生出易位系WER-1-2的原始麦穗含有1条完整的1R染色体和1条长臂端部发生缺失的1R染色体,所缺失部分易位到1条小麦染色体上。推断该易位是在花药离体培养过程中经异常有丝分裂产生的,而非异常减数分裂的产物。表明花药培养是一条实现异源染色体小片段(基因)向小麦转移的快速而有效的途径。

小麦×冰草属间杂种F_1的植株再生及其变异

在对0.5—40.cm长幼穗培养4周后诱导出愈伤组织的基础上,获得了88株普通小麦(Triticum aestivum cv.Chinese Spring,2n=6x=42,AABBDD)×沙生冰草(Agropyron desertorum Fisch.> Schult.,2n=4x=28,PPPP)杂种F_1的再生植株。不同长度的幼穗在培养时,其愈伤组织发生的部位及其增殖速度不同。再生植株的产生主要是通过直接器官发生途径。所有的再生植株染色体数目全与杂种F_1相同,为2n=35。与杂种F_1相比,再生植株的减数分裂行为是相当复杂的,证明有染色体结构变异的发生。每茎穗数、叶片失绿斑等形态上的变异是由环境效应引起的;而株高、每穗轴节上小穗数和育性是由遗传效应决定的。特别值得注意的是,再生植株的自交结实率高达5.49%,共获得自交种子484粒,这对利用P染色体组中的期望基因有着极为重要的意义。

小麦新材料“J-11”与黑麦可杂交性的遗传研究

新材料“J-11”比众所周知的高亲和性品系“中国春”具有明显更高的与黑麦的可杂交性。遗传分析表明,“J-11”与“中国春”的可杂交性基因一样表现为完全隐性。但控制“J-11”和“中国春”与黑麦可杂交性的基因型确实不尽相同。“J-11”除具有“中国春”的3对可杂交性基因,即5B上的kr_1、5A上的kr_(?)和5D上的kr_3外,还具有1个新的可杂交性基因kr_4,位子1A染色体上。新基因kr_4表现为强效,其效应比kr_1的弱,但比kr_2和kr_3的强。小麦可杂交性基因间存在互作,表现为纯合隐性等位基因对其它显性等位基因的抑制作用,而纯合隐性等位基因间的效应具有可加性。

普通小麦高分子量麦谷蛋白亚基遗传变异及与其它性状的关系

本研究应用SDS—PAGE技术分析了国内外757个普通小麦品种的高分子量(HMW)麦谷蛋白亚基组成。发现了部分罕见带和带型。在亚基组成间,绝大多数品质性状存在显著差异,绝大多数农艺性状无显著差异。根据较多品质性状制订了既考虑位点作用又顾及等位基因影响的新的Glu—1品质评分系统。我国小麦品种,尤其是地方品种很少具有优质亚基5+10或1或2,这解释了我国小麦一般烘烤品质较差的部分原因。HMW 亚基在开花后9～13 d 内开始出现,亚基一旦形成以后不再消失。本文还对品质改良策略和SDS—PAGE 在育种实践中的应用进行了讨论。

普通小麦和新麦草属间杂种的产生及细胞遗传学研究

进行了普通小麦和华山新麦草属间杂交,运用杂种幼胚培养技术,首次成功地获得了它们的属间杂种。F_1形态趋于中间型,均完全不育。F_1花粉母细胞预期类型(2n=28)的减数分裂中期Ⅰ平均染色体配对构型为26.72Ⅰ+0.62Ⅱ+0.01Ⅲ,后期Ⅰ和后期Ⅱ有落后染色体,多分体具大量微核。结果表明普通小麦和华山新麦草的染色体组间不存在同源或部分同源性。还观察到花粉母细胞异常减数分裂现象。用普通小麦回交,未获得回交后代。

TAI系列Ⅰ中的冰草染色体与小麦部分同源关系的同工酶研究

本文分析了TAI系列Ⅰ及其亲本的胚乳过氧化物酶(CPXE)、苹果酸脱氢酶(MDH)、醇脱氢酶(ADH)、酸性磷酸酶(ACPH)和碱性磷酸酶(PHE)的酶谱表型。把冰草同工酶结构基因Mdh-Ag^t2定位到TAI-13、基因Cpxe-Ag^2定位到TAI-14、基因Adh-Ag^t1、Acph-Ag^t2和Phe-Ag^t2定位到TAI-16中的冰草染色体上。根据这些基因定位和我们以前的研究工作,结合植株表型分析,推测TAI-11、TAI-12、TAI-13、TAI-14、TAI-15、TAI-16和TAI-17中的冰草染色体分别与小麦第2、3、1、7、6、4和5同祖群有一定部分同源关系。

不同品系小麦和小黑麦种子中金属元素含量的比较研究

应用中子活化分析技术,分析了25个品系小麦和小黑麦种子中的金属元素的含量。检测出19种元素,其中必需的营养元素9种,重点比较了必需的微量营养元素的含量。结果表明,不同品系种子中元素含量有较大的差异,表明在营养元素的吸收利用上存在着不同的基因型。本实验为有效利用土壤营养元素的小麦育种提供了选择基因型和进行筛选的依据。

黑麦6R染色体在小麦背景中的传递

带有６Ｒ的配子传递率普遍显著下降。６Ｒ通过雌配子的传递率为８．８％，通过雄配子的传递率为１０．３％，通过花药培养的传递率较高，为２３．３％，但均低于理论值。进一步分析各种配子经花药离体培养的传递率，发现附加型提高最多，正常型次之，缺失型减少最多，代换型次之，说明离体培养对各种配子具有选择作用。另外，还观察到６Ｒ单体附加，６Ｒ￣Ｌ端体单附加和６Ｒ￣Ｌ等臂单附加自交传递率差异不显著。对于影响传递率的各种因素也做了全面的分析。

基于EST的普通小麦近缘物种第二部分同源群染色体特异分子标记

小麦近缘属物种中具有许多优良性状,为小麦遗传改良提供非常重要的基因资源。根据定位在普通小麦2B染色体长臂上的EST(expressed sequence tag,EST)序列开发了55个标记,在普通小麦品种中国春、二倍体山羊草(Aegilops longissi-ma,genome SlSl;Aegilops geniculata,genome MgMg)、四倍体山羊草(Aegilops peregrina,genome SpSpUpUp)、黑麦(Secale cereale‘BLANCO’,genome RR)、大麦(Hordeum vulgare‘BETZES’,genome HH)及这些物种在中国春背景下的二体异附加系中进行PCR扩增。结果表明:19个标记(占34.5%)至少能够在1个近缘种中有特异性扩增,筛选出2R、2H、2Sl、2Mg、2Sp和2Up染色体的特异标记分别为11、8、5、2、8和3个。这些基于EST序列开发的特异分子标记可以有效地检测和追踪导入小麦背景中的外源第二部分同源群染色体(片段)。

普通小麦与簇毛麦属间杂种体细胞无性系的建立及双倍体的合成

通过将常规有性杂交,杂种幼胚愈伤组织培养,杂种试管苗无性繁殖,和杂种愈伤组织及试管苗的染色体加倍等环节相结合,由普通小麦×簇毛麦的极少数杂种幼胚在半年时间内获得了上万株杂种植株,并从中产生了数以千计的双倍体种子。经人工接种鉴定,这个双倍体对白粉病免疫,已被用做小麦抗白粉病育种的中间材料。与此同时,在实验室内还保存着相当数量的杂种愈伤组织和试管苗。前者已经过30余次继代,保存了近2年半的时间,仍具有良好的生长和分化能力;后者也已经历了20几次继代,保存了2年,仍可不断增殖。

高产优质多抗小麦新品种临汾8050选育研究

对高产优质多抗小麦新品种临汾8050的选育技术进行了分析研究,从遗传基础、生长发育、生理特性、抗逆性等方面阐述了临汾8050的特性。同时对今后选育高产优质多抗小麦新品种的技术和方法进行了探讨。

硬粒小麦-簇毛麦双单倍体愈伤组织染色体加倍技术的研究

对硬粒小麦(Triticum durum)-簇毛麦(Haynaldia vtllosa)杂种幼胚和 F_1幼穗诱导的愈伤组织进行秋水仙素处埋染色体加倍试验,秋水仙素浓度分别为20、50、100和150mg/l;处理时间为8、10、12,14、16和19天;742块愈伤组织在20-27℃温度和每日10小时荧光灯照条件下进行处理。结果表明:不同处理的平均加倍率(结实株数/成活株数×100％)为78.8％,以秋水仙素浓度150mg/l 处理10天的加倍率最高为94.1％。平均处理效果(结实株数/处理愈伤组织数×100％)是15.8％。以秋水仙素浓度150mg/l 处理8天的处理效果最佳为34.1％。试验说明,利用生物技术——幼胚或幼穗培养,使远缘杂种后代快繁和染色体加倍同时进行是可行的。

小麦细胞质光敏雄性不育育性恢复的遗传研究

以核质杂种 NC2 1 3 4和 D2 -鉴 2 6(均带有 D2 细胞质 )为细胞质供体 ,以筛选恢复系和转育不育系为目的 ,用 69个春小麦品种为核供体进行回交转育 ,观察不同核质组合后代的育性变化。初步结果表明 ,大约2 8%的品种携带有 D2 细胞质长日光敏雄性不育的恢复基因 ,约 3 5%的品种通过回交可以转育成 D2 细胞质长日光敏雄性不育系。对其中一些组合 F2 群体单株育性的分布情况进行了调查和分析 ,结果表明 ,不同核质组合育性恢复表现不同 ,D2细胞质长日光敏雄性不育育性恢复受 1对或 2对主效基因控制 ,并有一些修饰因子对育性恢复表现有影响。NC2 1 3 4可能携带有 2对 D2细胞质长日光敏雄性不育主效恢复基因 ,而鉴 2 6可能携带1对主效恢复基因。提出了相应的恢复基因遗传假设模式 。

大麦DNA导入小麦产生的性状变异及其遗传表现

将对白粉病免疫的大麦品种80S—111DNA 导入综合农艺性状优良但抗病性较差的小麦花培新品种花76中,得到了13株抗白粉病变异株,变异株频率2.77%。连续3代的观察鉴定结果表明:所得到的抗白粉病变异均属可遗传变异,13株变异株中有5株抗病性在后代无分离,其余8株抗性后代继续分离,但分离规律不一致。抗白粉病性似乎为显性遗传。

簇毛麦染色体的改良C-分带

运用改良的C-分带技术,使簇毛麦(Haynaldia villosa Schur)V染色体组的7对染色体全部显示出特异性的丰富带纹,包括与N-带相似的近着丝粒带以及N-带所不具有的末端带和亚端带。这些带纹使V组7对染色体之间以及簇毛麦染色体与小麦染色体之间能明确地相区分。

小麦抑制部分同源染色体配对(Ph1)基因的研究

小麦育种的主要途径之一就是利用其近缘野生种的外源有益基因，但由于普通小麦５Ｂ染色体长臂上存在抑制部分同源染色体配对（Ｐｈ１）基因，使得在普通小麦的远缘杂交中外源有益基因不能通过易位方式直接转移到普通小麦中。若使Ｐｈ１基因发生突变或缺失，这种直接遗传转移外源有益基因即可成为现实。通过对Ｐｈ１基因的性质、作用机理及其突变体ｐｈ１ｂ基因的利用进行综述，最后提出了Ｐｈ１基因的分子生物学研究方向。

1B/1R易位系——“84059-4-2”的细胞学鉴定

利用 C-分带和 N-分带对普通小麦选系“84059-4-2”的根尖细胞染色体进行分析,发现其中的1B 染色体发生了变异。经带型比较,确定该变异染色体由小麦的1B 和黑麦的1R 易位而来,它包括1B 长臂及其着丝粒和1R 短臂。在中国春双端二体1B 与“84059-4-2”的杂种 F_1植株中,发现95.83%的花粉母细胞出现一个异型二价体和一个游离的短臂端体,未观察到异型三价体的形成,说明该选系中的1B 短臂确实被黑麦染色体所代换,与分带分析结果相一致。“84059-4-2”的花粉母细胞配对正常,农艺性状较好,并对白粉病表现高抗,具有一定的育种利用价值。