CIMMYT小麦种质资源在黄淮麦区引种的遗传多样性综合评价

为了解新引进国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)小麦资源在黄淮麦区的遗传多样性及性状特点,挖掘利用价值,拓宽现有种质基础,以40份新引进的CIMMYT小麦资源为材料,对株高、穗下茎长、穗下节长、旗叶长与旗叶宽、穗长、穗粒数、分蘖数、生物量、产量、千粒质量等11个主要农艺和产量性状,以及籽粒水分含量、吸水率、蛋白含量、面筋含量、硬度、沉降值等6个品质指标进行综合评价。结果表明,农艺和产量性状的变异系数范围为7.56%~32.55%,平均值为18.00%,多样性指数范围为1.87~2.05,平均值为1.95;品质性状的变异系数范围为1.94%~7.86%,平均值为4.56%,多样性指数变化范围为1.87~2.03,平均值为1.96。所有17个性状可简化为5个主要成分,累计贡献率达到75.65%;聚类分析将材料分为4个类群,类群Ⅰ包含8份资源,占比20.00%;类群Ⅱ包含9份资源,占比22.50%;类群Ⅲ包含3份资源,占比7.50%;类群Ⅳ包含20份资源,占比50.00%;第Ⅱ类群材料的蛋白质含量与面筋含量最高,与其他类群相比达到差异显著水平(P<0.05),且硬度与沉降值最大;第Ⅲ类群材料的产量和生物量最大,株高最高,穗下节长、穗下茎长与穗长最大,穗粒数与分蘖最多。本研究明确了该批小麦种质的遗传多样性特点,以及其农艺、产量、品质性状在育种中的利用价值。

小麦面筋相关性状的主基因+多基因遗传模型分析

【目的】通过小麦面筋相关性状的主基因+多基因遗传模型分析,探析小麦湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数的遗传规律,为我国长江中下游麦区红皮强筋专用小麦品种选育提供理论参考。【方法】以苏麦6号×扬97G59为亲本构建的双单倍体(DH)群体(共189个家系)为材料,采用主基因+多基因遗传分离分析方法对小麦湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数进行遗传模型分析。【结果】湿面筋含量在句容试点MX2-ED-A模型为最佳模型,受到2对显性上位性效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为74.18%,多基因遗传率为24.35%,但在扬州试点MX2-IE-A模型为最佳模型,受到2对抑制效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为7.41%,多基因遗传率为90.60%。对于干面筋含量,在句容试点MX2-ED-A模型为最佳模型,受到2对显性上位性效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为38.24%,多基因遗传率为61.61%,但在扬州试点MX2-IE-A模型为最佳模型,受到2对抑制效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为5.65%,多基因遗传率为94.04%。面筋指数在句容试点MX2-AI-AI模型为最佳模型,受到2对加性上位性效应主基因和加性上位性效应微效多基因控制,主基因遗传率为66.34%,多基因遗传率为33.55%,但在扬州试点MX2-DE-A模型为最佳模型,受到2对重叠效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为42.05%,多基因遗传率为57.62%。【结论】小麦干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数均表现为数量性状的特点,受多基因的控制,且存在环境效应。干面筋含量和湿面筋含量的遗传主要受2对显性上位性或抑制效应主基因+多基因的控制;面筋指数的遗传受2对加性上位性或重叠效应主基因+多基因的控制。

江苏高产高效抗逆绿色小麦品种筛选与评价

筛选高产高效抗逆的绿色品种是实现农业绿色发展的重要保障。本研究以24个小麦品种为供试材料,在不同施氮量处理下调查品种的产量、氮肥农学效率、赤霉病及白粉病抗性等指标,并进行综合评价,筛选适宜江苏省种植的绿色小麦品种。结果表明,同一品种在不同施氮水平下的产量优势表现不一致,扬麦25、淮麦33、洛麦24等品种的平均产量较高;随着施氮量的增加,品种的氮肥农学效率整体上呈降低趋势,扬麦29、淮麦33、扬麦25等品种的平均氮肥利用效率较高;各品种赤霉病抗性和白粉病抗性间存在极显著的负相关关系,扬麦15、宁麦13、扬麦20等品种具有较高的赤霉病抗性,而扬麦29、镇麦9号、镇麦10等品种具有较强的白粉病抗性;增加施氮量降低了小麦植株的抗倒伏能力,扬麦25、宁麦资126、国红6号等品种的抗倒性较好;半冬性和弱春性品种的越冬期抗寒性整体上优于春性品种,但部分春性品种如宁麦13、宁麦26和扬麦29同样具有较强的越冬期抗寒性。利用主成分分析法和熵值法对各品种的综合性状进行评价,提出扬麦25、扬麦29、宁麦13、镇麦18为适宜在江苏淮南推广种植的绿色小麦品种;淮麦33和洛麦24为适宜在江苏淮北种植的绿色小麦品种。

小麦响应禾谷镰刀菌侵染的核心基因筛选与鉴定

【目的】筛选鉴定小麦品种连麦12响应禾谷镰刀菌侵染过程中的核心基因,为小麦赤霉病防御分子网络提供理论参考。【方法】对成功感染禾谷镰刀菌的连麦12小穗进行转录组测序,通过DESeq筛选差异表达基因(DEGs),对DEGs进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,构建DEGs的蛋白质互作网络,通过MCODE和cytoHubba筛选核心基因。【结果】对小麦品种连麦12接种禾谷镰刀菌(处理组)和接种无菌去离子水(对照,CK)72 h后的DEGs进行筛选,结果共筛选出14180个DEGs,其中有10966个DEGs上调表达,有3214个DEGs下调表达。经GO功能注释分成三大类,共51个条目,其中,细胞组分包含14个条目,主要富集在细胞、细胞部件和膜3个条目;分子功能包含11个条目,主要富集在催化活性和结合2个条目;生物学过程包含26个条目,主要富集在细胞过程、代谢过程和刺激反应3个条目。KEGG信号通路富集分析结果显示,富集到代谢、次级代谢物生物合成、苯丙烷类生物合成、植物信号激素转导、植物MAPK信号通路的DEGs数量最多;富集到光合作用—天线蛋白通路,苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成,谷胱甘肽代谢,黄酮和黄酮醇的生物合成,亚油酸代谢等通路的程度最高。以combined score>0.7构建蛋白质互作网络,共筛选出258个上调表达的DEGs。MCODE聚类构建筛选重要基因互作功能模块,获得2个重要基因功能模块分别包含13个(Score=7.67)和6个(Score=5.60)重要的DEGs。利用cytoHubba筛选蛋白质相互作用最紧密的10个核心基因,其结果与MCODE筛选结果重合。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对筛选的10个核心基因验证结果,与转录组测序结果基本一致。【结论】筛选的10个核心基因在禾谷镰刀菌侵染后均上调表达,说明这10个核心基因在连麦12对禾谷镰刀菌侵染的响应中发挥重要调控作用。

麦胚乳贮藏蛋白组分遗传研究进展

从本世纪 50年代至今 ,小麦及其近缘属物种的胚乳贮藏蛋白组分的遗传及生化研究已经取得长足的进步 ,并已被国外许多实验室用于小麦品质改良的实践 ,取得了一定的成绩。全面了解麦胚乳贮藏蛋白各组分的遗传及生化研究必然有助于小麦品质改良的研究。本文就麦胚乳贮藏蛋白的主要组成部分 ,即麦高分子量谷蛋白、麦醇溶蛋白、麦低分子量谷蛋白等 ,从小麦及其近缘属物种中各组分亚基编码基因的染色体定位及多态性变化、各组分亚基编码基因间的连锁关系。

小麦抗白粉病基因的分子标记及标记辅助育种研究进展

介绍了DNA分子标记的主要种类及优缺点 ,综述了该项技术在小麦抗白粉病基因分子标记中的鉴定、基因定位、遗传图谱的构建 ,以及作为辅助选择手段在小麦抗白粉病育种中的应用进展 .

宁春4号×河东乌麦F_(6:7)家系籽粒蛋白质性状及候选基因分析

【目的】对宁春4号和河东乌麦杂交、自交F_(6:7)家系进行籽粒蛋白质性状及候选基因分析,以期挖掘与籽粒蛋白质性状相关的基因,为小麦籽粒蛋白质性状遗传改良提供理论参考。【方法】以蛋白质性状差异较大的2个亲本(宁春4号和河东乌麦)及其杂交、自交的551个F_(6:7)家系为材料,对小麦籽粒蛋白质性状(粗蛋白含量、湿面筋含量和沉降值)进行方差分析、相关分析及聚类分析,通过高、低值株系转录组测序,对差异表达基因(DEGs)进行功能注释及信号通路富集分析,并鉴定籽粒蛋白质性状相关基因。【结果】籽粒蛋白质相关性状在F_(6:7)家系中均出现明显分离,分布均呈连续正态分布。粗蛋白含量、湿面筋含量和沉降值的平均值分别为15.64%、33.31%和39.06 mL,介于双亲该性状值之间,其中,超中亲比例为29.04%~77.31%,超高亲比例为7.08%~39.56%;变异系数排序为沉降值(10.99%)>湿面筋含量(6.07%)>粗蛋白含量(5.70%),且三者间呈极显著正相关(P<0.001)。551个F_(6:7)家系被聚为四大类群(Ⅰ~Ⅳ),分别包括148、125、171和107个家系,其中,类群Ⅳ的平均粗蛋白含量(16.87%)、湿面筋含量(35.96%)和沉降值(45.02 mL)均最高,为优异类群。根据高、低值株系的转录组测序数据,从中筛选出4368个DEGs,其中,970个为上调表达,3398个为下调表达。GO功能注释结果显示,小麦籽粒蛋白质性状差异表达主要发生在细胞区域,涉及细胞膜结构和细胞器等组分,同时也发生在细胞连接等部位,通过调节结合、催化等分子功能,引起细胞过程、代谢过程、胁迫反应和应激反应为主的生物过程协同变化。KEGG信号通路富集结果显示,DEGs显著富集到9条代谢通路(P<0.05),其中筛选出4条与小麦籽粒蛋白质性状密切相关的代谢通路及其DEGs,10个DEGs与组氨酸代谢、21个与淀粉和蔗糖代谢、8个与酪氨酸代谢、8个与丙氨酸和天冬氨酸及谷氨酸代谢相关,其中有7个DEGs上调表达。实时荧光定量PCR验证结果与转录组测序结果基本一致。【结论】小麦籽粒蛋白质性状属多基因控制的数量性状遗传,F_(6:7)家系出现许多超亲类型,其中沉降值具有较大改良潜力。类群Ⅳ为籽粒蛋白质性状优异类群,可用于蛋白质性状优异品种的育种实践。基于富集功能分析筛选出组氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、酪氨酸代谢、丙氨酸和天冬氨酸及谷氨酸代谢4条通路与小麦籽粒蛋白质性状调控机制有关,并鉴定出7个与籽粒蛋白质性状相关的候选基因。

小麦主要产量性状的杂种优势和遗传分析

选用 5个小麦品种 ,按GriffingⅡ进行完全双列杂交 ,研究了株粒重、株有效穗数、穗粒数、千粒重和株高等 5个性状的杂种优势和遗传特性 ,按朱 军提出的杂种优势新的分析方法 ,估算F2 代基因型的杂种优势。结果表明 :株粒重、千粒重和株高的F1,F2 代基因型有显著的群体平均优势 ,株有效穗数群体平均优势不显著 ,穗粒数表现为负优势 ,所有性状群体超亲优势不显著 ,千粒重和株高的加性效应方差显著 ,株粒重、穗粒数和千粒重的显性效应方差显著 ,株粒重和穗粒数主要受显性效应的影响 ,株高主要受加性效应的影响 ,千粒重则受加性效应和显性效应共同影响 ,株有效穗数则受显性效应和环境的影响。F1,F2 代株高的群体超亲优势与显性效应相关不显著外 ,其他性状均达显著相关 ,F1代各性状与F2 代各性状的群体超亲优势之间均达极显著相关 ,表明小麦的杂种优势可以利用F2

盐胁迫下小偃麦酵母双杂交文库构建及TtLEA2-1互作蛋白筛选

【目的】构建小偃麦酵母双杂交(Y2H)文库,筛选胚胎发育晚期丰富蛋白(TtLEA2-1)的互作蛋白,为探究该基因的功能和表达调控机理提供理论参考。【方法】以小偃麦Y1805为材料,经提取RNA、分离mRNA、cDNA合成和均一化(DSN)处理后进行BP(attB和attP位点)重组反应,把重组产物转化大肠杆菌DH10B感受态细胞,构建cDNA初级文库。抽提初级文库质粒,以pGADT7-DEST载体进行LR(attL或attR位点)重组反应,再转化大肠杆菌DH10B感受态细胞,构建Y2H文库。【结果】对初级文库和Y2H文库进行质量分析,其滴度分别是3.98×10^(6) CFU/mL和6.14×10^(6) CFU/mL,库容量分别为7.96×10^(6) CFU和1.23×10^(7) CFU,重组率均为100%。从Y2H文库中挑取的24个单克隆的插入片段长度为850~4000 bp,平均片段长度大于1000 bp。采用Y2H技术和回转验证试验,从小偃麦Y2H文库中筛选了48个可能与TtLEA2-1互作的蛋白。48个TtLEA2-1互作蛋白中,有7个互作蛋白富集在遗传信息处理通路,4个蛋白富集在蛋白质家族:遗传信息过程通路,4个蛋白富集在核苷酸代谢通路,3个蛋白富集在甘氨酸生物合成和代谢通路,2个蛋白富集在碳水化合物代谢通路;富集在蛋白质家族:代谢、细胞过程、环境信息处理、氨基酸代谢通路的蛋白各有1个。【结论】构建的Y2H文库质量高、完整性好和覆盖面广,成功用于小偃麦盐胁迫响应基因互作蛋白的筛选试验,也为新基因发掘及其表达调控机理研究提供高效、便捷途径。

小麦黑色颖壳兼抗赤霉病新种质KD522的选育及其鉴定

通过人工杂交选育出一个具有黑色颖壳(黑颖)、抗赤霉病的高代小麦新品系KD522,将其与黄白色颖壳(白颖)品系2073配置杂交组合,对杂交后代的颖壳颜色进行遗传分析和遗传效应评价。抽穗后,KD522的颖壳与麦芒均为正常绿色,灌浆后期—蜡熟期颖色加深,完熟期变成黑色。KD522与2073杂交后代F_(1)均为黑颖,F_(2)颖色出现分离,经χ^(2)检测,黑颖与白颖的比例为3∶1,黑颖由单显性基因控制。黑颖单株株高、穗长、小穗数、穗粒数、旗叶叶绿素含量均与白颖单株无显著差异。KD522中抗赤霉病,可作为抗赤霉病的种质资源。研究结果可为小麦颖壳颜色与赤霉病抗性的遗传改良研究提供基础和依据。

杂种小麦部分品质性状的研究

研究了３种新型不育系选配的６个强优势组合的部分品质性状，并以当地大面积推广种植的优质小麦品种为对照，分析了杂种小麦的品质状况。结果表明，杂种小麦（组合）的品质性状因组合而异。６个杂种小麦的籽粒性状的平均值与对照纯系品种的平均值接近，有的杂种组合的容重略低于对照优质纯系品种。就蛋白质和湿面筋含量而言，有的组合接近或超过了对照优质小麦品种的平均值。面包烘烤实验的结果也表明，有的杂种小麦如Ｖｅｎ型杂交种９２Ｆ８３２８的品质性状比较突出。

基因库育种法在小麦抗赤霉病育种中的应用

利用太谷核不育建拓组成小麦抗赤霉病基因库,开展小麦抗病品种选育,并由此而确立起来的小麦抗赤霉病育种新体系,是育种模式的一个创新。几年田间试验结果表明,在对基因库进行连续轮选的过程中,组群个体的平均抗性水平逐年提高;释放的优良单株也随之增多,在短期内所育成的一些抗病新品系已显示出可供生产应用的前景。

冬小麦一些数量性状的加性相关和显性相关分析

用不完全双列杂交方法和加显性遗传模型,对冬小麦一些数量性状进行了多种相关分析。结果表明,所研究的株高有关性状间的多种相关几乎均达极显著水平,且加性相关更为重要;单株穗数、主茎穗长、结实小穗数、主穗粒数、主穗粒重间的加性相关达显著或极显著水平( 单株穗数与主穗粒重除外) ;单株粒重与其它性状间的加性相关均不显著,而显性相关大多达显著或极显著水平。

高原生态条件下小麦品种籽粒蛋白质含量的配合力分析

本文对 8个小麦品种 (系 )在高原生态条件下籽粒蛋白质含量的配合力和遗传力进行了分析。结果表明 ,组合间蛋白质含量差异极显著 ,亲本的一般配合力和特殊配合力差异极显著。 8个亲本蛋白质含量的广义遗传力 h2B=35.4 % ,狭义遗传力 h2N=2 3.0 %。其中 ,GBI63和青农 80 1一般配合力效应高 ,特殊配合力方差大 ,在蛋白质含量的改良中可以作为亲本广泛应用。Clamksuan和龙麦 1 5由于一般配合力效应低 ,特殊配合力方差小 ,在育种中无多大利用价值。

四川部份小麦新品系的Glu-1位点基因多样性分析

应用SDS -PAGE技术 ,分析了 2 4份四川小麦新品系的高分子量谷蛋白亚基 ,并计算其品质得分。结果表明 :大部分品系的Glu -A1位点上具有 1亚基 ,Glu -D1位点上 5 +1 0亚基达 75 % ,但Glu -B1位点上的 7+8或 1 7+1 8亚基比例较低。所有品系的品质得分为 4～ 1 0分 ,平均 7 7分。

高渗溶液鉴定小麦抗旱性的方法研究

用不同浓度的PEG和 17.6 %的蔗糖溶液处理 7个品种小麦吸胀后的种子及幼苗 ,多数品种的发芽率明显降低 ,品种间的耐旱能力存在差异 ;幼苗的生长受抑制 ,干重、鲜重、鲜重 /干重和叶绿素含量都有一定程度下降 ,根 /冠值均增大 。

90年代江苏淮南小麦产量性状演变及品质分析

分析了江苏省淮南片 1 989～ 1 999年连续 1 0年 (5轮 ) 4 5个小麦品种 (系 )的区试结果 ,其平均产量为 5 .0 661 t.hm- 2 ;年度 (轮次 )间的产量呈现低 -高 -低的演变趋势 ;在产量构成因素中 ,穗数较为稳定 ,且与产量关系不密切 ;而每穗粒数随着产量的起伏表现较大增减 ,与产量呈显著正相关 ;千粒重与产量呈极显著正相关 ,粒重大小基本决定产量高低。本地区目前应用推广小麦品种的出粉率均较低 ;蛋白质和面筋含量以苏麦 6号较高 ,但由于其面团稳定时间短 ,仍不适于制作面包 ;扬麦 1 5 8和宁麦 8号适合制作面条和馒头 ;宁麦 9号为较优质的饼干、糕点小麦。此外 ,还探讨了小麦产量育种的策略和品质改良的重点及要求。

含6X小黑麦血缘的抗病小麦新材料的种子储藏蛋白分析

:6 X小黑麦品种 Venus和 2个普通小麦品种杂交回交 ,选育出 NR9849等 8个系群 94个株系 ,其中大部份抗条锈病或 (和 )白粉病。应用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳 (APAGE)分析了 NR9849等系群的 6 4个株系及其亲本 Venus、小偃 6号和川育 12号的醇溶蛋白 ,结果表明 ,5 0 .0 0 %的株系具有 1RS/1BL所特有的 G1 d1 B3位点 ,2 0 .31%的株系在 Gli- 2位点发生了普通小麦与 6 X小黑麦遗传物质重组 ;6 4个株系中出现了 1种亲本类型 ,3种重组类型和 3种突变重组类型 ,突变率 15 .6 2 %。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳 (SDS- PAGE)指出 ,大多数株系 Glu- 1位点与普通小麦亲本相同 ,即由 Glu- A1 编码的亚基1,Glu- B1 编码的亚基 7+ 8、14+ 15 ,Glu- D1 编码的亚基 5 + 10、2 + 12。文中还讨论了 6

分子标记选择小麦抗白粉病基因Pm4b、Pm13和Pm21聚合体

培育多个抗病基因聚合的小麦品种是提高其抗病广谱性和持久性的有效途径之一。利用小麦抗白粉病基因Pm4、Pm13、Pm2 1的特异PCR标记 ,对含有Pm4b、Pm13、Pm2 1的小麦品系复合杂交F2 代 4 0个植株进行检测 ,从中选择到Pm4b +Pm13+Pm2 13个基因聚合的抗病植株 11个 ,检测、选择到Pm4b +Pm13、Pm4b +Pm2 1、Pm13+Pm2 12个基因聚合的抗病植株 19个 ,为持久、广谱抗病小麦育种奠定了基础。研究还表明 ,3个独立的显性抗病基因在F2 代分离群体中的分离比例基本符合孟德尔独立分配定律 ,在小麦背景下的遗传稳定性 ,与该基因供体和普通小麦的亲缘关系密切相关 ,亲缘关系越远 ,丢失的概率越大。因此 。

不同株高小麦品种抗倒伏性与其亚性状及产量相关性研究

通过 9个不同株高小麦品种抗倒伏性 ,以及与产量相关分析 ,结果表明 ,品种抗倒伏性是与生长环境关系密切、由若干亚性状构成的一个复合性状。其中 ,株高、第二节间长度、单茎鲜重是决定品种茎倒伏指数的主要因素 ,前二者与品种的倒伏指数呈显著正相关 ,单茎鲜重与倒伏指数具有一定正相关 ;在不发生倒伏条件下 ,株高与产量具有正向相关。高产抗倒品种选育可以强秆为简便的选择指标 ,“矮中选高”和“高中选矮”