ICARDA小麦种质抗条锈资源筛选和抗病基因分析

为给中国小麦抗条锈病育种筛选有效抗源,对203份来自ICARDA的小麦种质,利用杨凌人工病圃和天水、江油自然诱发病圃进行成株期条锈病抗性鉴定,利用条锈菌当前流行小种条中32(CYR32)和条中34(CYR34)在温室进行苗期分小种鉴定,利用 Yr5、 Yr9、 Yr10、 Yr15、 Yr17、 Yr18、 Yr26等抗条锈病基因已开发的分子标记进行基因检测。结果表明,203份材料中107份具有稳定的成株期抗性,31份苗期表现为专化抗性。从这些具有稳定抗病性的材料中,检测到抗条锈病基因 Yr9(51份)、 Yr10(2份)、 Yr17(30份)和 Yr18(56份),未检测到 Yr5、 Yr15、 Yr26;有12份抗条锈表现良好的材料未检测到任何基因,推测其可能携带未开发分子标记的已知基因或新基因。因此,这107份具有稳定抗性的材料可用于中国小麦抗条锈病育种,其中12份可能含有未知基因的材料有待进一步的遗传研究。

麦穗干插花加工型小麦种质资源的筛选

本研究以麦穗干插花(以下简称麦穗花)加工企业认可的云生1号、云麦53号品种为对照,采用芒长、穗长和茎秆强度3个加工企业认为影响麦穗花加工和销售的重要指标,对42份长芒小麦种质资源进行性状筛选与评价,并利用文献报道的与小麦茎秆强度相关的SSR分子标记对参试资源进行茎秆强度辅助选择,挑选出在农艺性状和分子遗传学上都适合加工麦穗花的优异种质资源,为云南干花产业发展提供新的原材料。结果表明,通过两年的田间种植观测与数据分析,未发现3个性状都较两个对照优异的资源。其中,C6(小黑麦)两年的芒长都较两对照显著优异且穗长和茎秆强度差异不明显或也显著优异,是比两个对照更适合加工麦穗花的优异资源;其次是C3和C9,两年的穗长和茎秆强度都显著优于或与两个对照差异不显著,也是加工麦穗花的较理想资源;C4、C5、C7和C8的穗长较云麦53号显著优异,芒长和茎秆强度则差异不显著或也显著优异。对茎秆强度的SSR分子标记辅助选择结果表明,C4、C6可能携带有与云麦53号相同的BARC59、BARC134和WMC48位点以及与云生1号相同的BARC59位点,C3、C5、C8也可能携带与云麦53号相同的BARC59、BARC134和WMC48位点以及与云生1号相同的BARC59、BARC358位点,C9可能携带有与云麦53号相同的BARC59、BARC134位点以及与云生1号相同的BARC59、WMC48位点。但是,用这些引物获得的分子标记结果与表型评价结果之间的一致性都在50%及以下,可能这些分子标记都不适宜用作供试小麦材料茎秆强度的辅助筛选。今后还需进一步筛选适合评价麦穗花加工型小麦种质资源的指标及分子标记,为选育满足生产需求的优良小麦品种提供技术支持。

基于深度字词融合的小麦种质信息实体关系联合抽取

为获得结构化的小麦品种表型和遗传描述,针对非结构化小麦种质数据中存在的实体边界模糊以及关系重叠问题,提出一种基于深度字词融合的小麦种质信息实体关系联合抽取模型WGIE-DCWF(wheat germplasm information extraction model based on deep character and word fusion)。模型编码层通过深度字词融合和上下文语义特征融合,提高密集实体特征识别能力;模型三元组抽取层建立层叠指针网络,提高重叠关系的提取能力。在小麦种质数据集和公开数据集上的一系列对比实验结果表明,WGIE-DCWF模型能够有效提高小麦种质数据实体关系联合抽取效果,同时拥有较好的泛化性,可以为小麦种质信息知识库构建提供技术支撑。

19份彩色小麦种质资源微量营养元素比较分析

彩色小麦因为富含各种微量营养元素而成为解决隐性饥饿的研究热点,为了对彩色小麦种质资源中的微量营养元素进行全面的评价,对来自黄淮麦区的19个彩色小麦种质资源和1个对照白粒小麦籽粒中的16种微量元素进行了检测。结果表明,参试彩色小麦各种微量元素的平均含量顺序为铁>锰>锌>锶>铜>铬>镍>钼>钛>锡>砷>硒>钒>钴>银>镉;19个彩色小麦籽粒中锰、砷、钛、钴、铜、锶、钼、铬、镉、锡、铁共11个微量元素与对照白粒小麦差异显著;大多数紫(黑)粒小麦的微量营养元素都高于蓝粒小麦和白粒小麦,蓝粒小麦的铜、锌、锶、钼、锡含量高于大部分紫(黑)粒小麦和白粒小麦,白粒小麦的钼和锡含量最高;蓝粒小麦砷含量普遍较低;中黑麦6号等11个彩色小麦种质资源没有检测出镉含量,是宝贵的抗镉金属污染的小麦种质资源。以上结果可以为彩色小麦种质资源微量营养的科学利用和保障人类健康提供理论参考。

宁夏小麦种质资源研究现状与发展建议

作物种质资源作为品种培育、种业创新和农业高质量发展的“核心芯片”,对品种培育和保障粮食安全具有不可替代的基础性作用。基于此,阐述了作物种质资源研究的重要意义和国内小麦种质资源研究发展历程及现状,分析了存在问题及发展趋势,旨在为加强小麦种质资源研究、促进小麦育种提供理论依据。

小麦耐盐种质研究方法及进展

由于受工业发展和人类社会活动的影响,次生盐碱地面积不断扩大,严重威胁粮食的产量和品质,而培育、种植耐盐品种是目前缓解土地盐渍化最为经济有效的措施。本文作者归纳了小麦耐盐种质资源发掘和利用等方面的研究进展,概括了国内外盐渍化土壤分布现状、土壤盐渍化对植物生长发育的影响及小麦耐盐性研究方法、进展和小麦耐盐相关基因的QTL定位研究进展,总结了小麦耐盐种质筛选方法及小麦耐盐相关QTL定位。研究小麦各生育期耐盐的相关性状,筛选耐盐小麦种质资源,挖掘与耐盐相关的基因位点,可以为小麦耐盐育种提供参考和依据。

小麦种质资源耐盐性鉴定

盐碱胁迫严重影响农作物的生长发育,制约农作物产能的提升。本试验以国内外引进的40份小麦品种(系)和新疆2个主栽品种为材料,在0、300、600、900 mmol·L^(-1)NaCl浓度下模拟盐胁迫环境,研究不同浓度NaCl对小麦芽期农艺表现的影响,以期筛选出耐盐小麦品种。结果表明,测定的8项生长指标在42份种质资源之间存在显著差异。通过相关性分析、主成分分析、相对耐盐系数以及综合耐盐系数分析,鉴定出1份极耐盐品种(宁春45),1份耐盐品种(新冬39),2份较耐盐品种(濮兴5号和济麦21),这4份种质材料可用于南疆盐碱地小麦耐盐品种选育。

抗干热风抗白粉病小麦种质资源创新及高产新品种万丰826选育

白粉病是小麦生产中的主要病害,流行年份期间造成小麦减产10%~15%,严重时高达30%。干热风是河北省冬小麦生产的主要气象灾害之一,严重的年份可减产3%~5%。河北省中南部地区和太行山山前地带为干热风的重灾区。根据市场新品种需求导向,以提高抗干热风抗白粉病、协调抗性与节水丰产的关系为核心,重点围绕抗干热风抗白粉病、节水丰产等开展小麦种质创制和新品种培育。1创制抗干热风抗白粉病小麦种质资源通过引进中科院遗传与发育生物学研究所农业资源中心等科研院所的优异种质资源,广泛搜集丰产节水、抗干热风、抗白粉病等各种种质资源,通过田间表型性状调查,进行种质资源鉴定、分类与筛选。

149份春小麦种质资源遗传多样性分析

为筛选出高产优质的春小麦新种质资源,丰富黄土高原旱作雨养区春小麦种质资源的遗传多样性,以149份春小麦种质资源为研究对象,通过农艺性状和品质性状研究其遗传多样性,分析性状间相关性,并运用聚类分析法筛选出高产优质的春小麦种质资源。结果表明,149份春小麦种质资源的10个品质性状(籽粒灰分含量、水分含量、蛋白质含量、淀粉含量、降落数值、硬度、容重、湿面筋含量、弱化度、沉降值)的多样性指数介于1.77~2.03,平均值为1.924;5个农艺性状(小穗数、穗长、株高、单株穗数、单株产量)的多样性指数介于1.84~2.04,平均值为1.958。供试春小麦种质各性状具有丰富的多样性,且变异类型丰富,其中单株穗数与单株产量呈极显著正相关;单株产量与蛋白质含量呈极显著负相关,与淀粉含量、湿面筋含量、降落数值呈负相关。通过聚类分析,筛选出了定西53号、10102-1、Mace、EmuRock等4个性状优良且变异类型丰富的春小麦种质资源。

小麦种质资源农艺性状的相关及聚类分析

研究小麦种质资源农艺性状,可为小麦亲本选配和杂种后代选择、小麦种质资源创新和新品种选育提供参考。该试验利用35份小麦种质材料,对其8个农艺性状进行相关分析、通径分析及聚类分析。研究表明,成穗率的变异系数最大,其他性状由高到低依次是株高、穗粒数、千粒重、有效穗、穗粒重、产量、生育期。穗粒数和穗粒重与产量呈显著正相关。通过通径分析,发现有效穗、株高、穗粒数、千粒重对小麦种质资源农艺性状呈正向贡献。从产量构成因素看,提高有效穗、穗粒重和千粒重能提高产量。欧氏距离为80可将35份种质材料分为4类。本研究表明,这些小麦种质资源变异类型丰富,可以根据性状间的相关性进行选择。

小麦种质资源保护工作探析

小麦是世界重要粮食作物之一,对保障全球粮食供应至关重要。然而,由于小麦的遗传基础相对狭窄,导致其品种改良受到限制。因此,需要加快小麦种质资源收集、保护及创新利用等研究工作。本文阐述了小麦种质资源保存现状,分析了小麦种质资源保护工作存在的问题,并提出了小麦种质资源保护工作对策,以期为提高小麦种质资源保护和利用水平、促进农业可持续发展提供参考。

小麦种质资源苗期耐盐性鉴定评价

土壤盐渍化是影响小麦生长的重要非生物胁迫之一,筛选培育耐盐小麦种质资源对开展盐碱地综合利用具有重要意义。本研究以19份杂交小麦和2份常规品种为试验材料,以蛭石为培养基质,设置NaCl含量分别为0、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%的6个处理,从播种时开始盐胁迫处理,分析测定生长相关的11项指标。采用多元统计分析方法对小麦种质资源进行苗期耐盐性评价,结果表明,在1.2%盐处理下,小麦种质资源大多数指标的耐盐系数四分位差最大,因此,1.2%盐被认为是耐盐鉴定最适浓度;利用主成分分析方法可将11项调查指标的耐盐系数简化为3个主成分;通过主成分贡献率和隶属函数分析进一步将3个主成分值简化成综合评价指标D值;根据D值利用聚类分析将21份小麦种质资源划分为5类,对应高耐、耐盐、中耐、敏感和高敏5个耐盐级别,苗期耐盐鉴定表明13份杂交小麦的综合评价D值高于捷麦19与济麦22;结合逐步回归分析获得11个调查指标耐盐系数与D值的最优回归方程:D=–0.743+0.779×PLL+0.372×TNL+1.273×PH+0.336×PLC+0.279×RL+0.558×RDW,由此回归方程可知倒二叶叶长(PLL)、总叶片数(TNL)、株高(PH)、倒二叶叶绿素(PLC)、根长(RL)和根干重(RDW)可作为1.2%持续盐胁迫下小麦种质资源苗期鉴定评价指标。

中国小麦抗穗发芽种质资源的挖掘与创制

根据4年的表型数据,并结合实验室开发和鉴定的13个分子标记,对我国833份小麦种质资源(主要包括278份小麦微核心种质、124份地方品种和431份现代推广品种及高代品系)穗发芽抗性进行鉴定。结果表明,13个分子标记鉴定的抗/感穗发芽等位类型间相对发芽指数(RGI)差异均达显著或极显著水平,其中TaMFT-222和TaMFT-194标记鉴定的差异最大,U值分别为14.98^(**)和11.30^(**),均达极显著水平,其优异等位类型可以降低相对发芽指数0.21~0.32。其次是Sdr2A、CNGC2AL、Vp1-b2、TaMKK3-A、PM19、CAPS-2AL、A17-19和EX06323标记,其等位类型间穗发芽抗性差异也均达极显著水平;Qsd1和Barc321标记也能显著区分穗发芽抗性。共计鉴定出63份穗发芽抗性较好的种质资源,其中达到抗的有41份,多为红皮品种和地方品种;达到中抗的有22份,白皮半冬性居多。利用分子标记辅助选择,并结合杂交聚合,创制出12份穗发芽抗性水平达到中抗和抗的种质资源,至少携带3个抗穗发芽基因/位点。该结果为抗穗发芽新品种选育提供重要遗传资源。

小麦茎基腐病抗性位点研究进展

对小麦茎基腐病(FCR)抗性位点研究进行综述。目前,在小麦所有的21条染色体上定位了140个抗性QTL,含10个抗性基因,虽然报道的抗性位点很多,但主效位点不明确,严重影响小麦FCR抗性改良进程。分析了小麦FCR抗性位点研究中的主要问题,提出了统一抗性鉴定标准、增强成株期抗性研究等建议,以明确抗FCR主效位点/基因并开发分子标记,通过分子标记辅助选择促进FCR抗性改良进程。

成株期抗纹枯病小麦种质的发掘

小麦纹枯病是一种危害小麦茎基部的土传真菌病害,近年来在我国长江中下游和黄淮麦区发生日趋严重,限制了小麦的高产稳产。当前生产上推广品种对纹枯病的抗性普遍较差且抗病育种进展缓慢,究其主要原因是纹枯病抗源匮乏。为发掘小麦纹枯病稳定抗源,本研究采用土表接菌法和滚动鉴定的方式,连续10年在3个环境(南京大田、六合大棚和水泥池)下,对共计384份小麦种质资源进行了成株期纹枯病抗性鉴定。结果表明,携带小麦近缘种属遗传物质的近缘种质抗性较好,国外引进种质次之,国内育成品种(系)抗性较差。鉴定出成株期对纹枯病呈稳定抗性的种质3份,分别为小黑麦09R1-29、美国引进种质Glacier和Steele;鉴定出呈稳定中抗的种质44份,包括淮麦920等育成品种(系)11份,辉县红等地方品种2份,Scout等引进种质11份,来源于黑麦、簇毛麦、偃麦草、人工合成小麦等的近缘种质20份。这些小麦成株期纹枯病新抗源可为抗纹枯病研究和抗病新品种培育提供种质资源。

基于原始种质的小麦育种技术体系

【目的】作物野生近缘物种、地方品种以及利用它们创制的育种原始种质,具有大量未被育种利用的遗传变异。但是,由于普遍具有明显缺陷、产量潜力低,育种家不愿意用,从而限制了其大规模应用。育种原始种质的利用效率不高,仍然是亟待解决的重要问题。【方法】根据人工合成六倍体小麦和以地方品种为遗传背景的染色体工程材料的育种实践,总结建立原始种质的高效育种利用技术体系。【结果】建立了“育种原始种质-顶交-两段选择”育种体系,利用小群体选育出7个新品种,同时利用6RS.6AL易位系选育的含黑麦抗白粉病基因Pm56的新品系参加了四川省区域试验。【结论】顶交可以导入原始种质的有利位点、同时改良综合性状,有利于重组累积不同品种亲本中的有利位点、赶上育种家的遗传改良步伐,也有利于原始种质与其他亲本间不同遗传变异的协调匹配。两段选择降低了选择难度、提高了选择效率,尤其是第一段选择聚焦于淘汰遗传上相对简单的关键缺陷性状,选择标准简单、易操作,而且符合中选标准的植株少,从而选择难度小、工作量小。育种实践表明,基于原始种质的小麦育种技术体系提高了育种效率。

基于SSR标记的100份国内外小麦种质遗传多样性分析及DNA指纹图谱构建

为了分析国内外引进小麦种质资源遗传多样性,揭示不同种质间的亲缘关系,促进小麦种质的有效利用及保护,本研究以引进的100份国内外小麦种质为材料,利用SSR分子标记进行分子检测,分析供试材料的遗传多样性并构建其DNA指纹图谱。结果表明,利用筛选出的23对SSR引物对100份小麦种质扩增,共获得235个基因位点,其中多态性位点232个,占比达到98.72%。SSR引物检测位点介于6~18个之间,平均等位位点数为10.09个,SSR引物有效等位基因数、Nei’s基因多样性指数和Shannon’s信息指数分别平均为1.35、0.22和0.36。不同小麦种质间的遗传相似系数变幅在0.56~0.96之间,平均为0.73。基于Nei’s遗传相似系数,100份小麦种质可被划分为6类,其中第Ⅵ类群包含的小麦种质数目最多,占到种质总数的62%。同时利用多态性比较丰富的5对SSR引物构建了供试小麦种质DNA指纹图谱。本研究结果可为小麦种质资源的科学利用及有效保护提供一定依据。

中国小麦抗条锈病基因育种利用现状与策略

小麦条锈病是中国重要的流行性真菌病害,严重威胁国家粮食安全。通过持续应用抗病品种和植保措施,小麦条锈病在中国得到了较好的控制。然而,随着全球气候变化、栽培制度的变革、育种方法技术的改进、产量水平的提高及条锈菌群体结构和毒性频率的不断变异,有必要对新时期小麦抗条锈病基因育种利用现状进行科学评估,以期为广谱持久多抗小麦品种的培育提供依据。本文通过对近年来中国西南、西北和黄淮主产区小麦品种(系)的条锈病抗性进行系统的抗病鉴定、遗传分析和抗条锈病基因分子标记的定位和检测,总结了中国小麦育种中主要抗条锈病基因的利用情况,对中国小麦抗条锈病基因发掘与种质创新、小麦育种中利用的主要抗条锈病基因、新时期抗条锈病基因利用的策略、小麦育种中抗条锈病基因选择和鉴定等进行了论述,并对新时期小麦抗条锈病育种发展方向进行了展望。

新疆冬小麦种质资源主要农艺性状遗传多样性分析

【目的】研究新疆冬小麦种质资源主要农艺性状遗传多样性。【方法】分析232份冬小麦种质资源的株高、有效分蘖数、千粒重等9个主要农艺性状,进行遗传多样性、相关性和聚类综合评价。【结果】新疆232份小麦品种遗传多样性指数较高,9个农艺性状的多样性指数介于1.68~2.10,变异类型丰富,变异系数幅度为10.3%~43.6%,各农艺性状变异系数顺序为单株产量>有效分蘖数>主穗粒重>主穗长>主穗粒数>最多粒数>株高>小穗数>千粒重;主要农艺性状与单株产量的相关程度为:有效分蘖数(0.838)>主穗粒重(0.564)>主穗粒数(0.559)>最多粒数(0.301)>千粒重(0.269)>主穗长(0.224)>株高(-0.196)>小穗数(-0.102),有效分蘖数、主穗粒重、主穗粒数、千粒重对单株产量的直接通径系数和相关系数均达显著水平;在欧式距离为16的位置将232个品种划分为5个类群,分析各类群的9个农艺性状特征发现,类群间存在较大差异。【结论】新疆冬小麦种质资源主要农艺性状变异较大,且遗传多样性丰富。有效分蘖数、主穗粒重、主穗粒数、千粒重对单株产量的影响是直接且正向的,可以作为提高单株产量的筛选指标,且有效分蘖数这一性状应优先选择。