普通小麦(T.aestivum L.)不同作图群体抽穗期QTL分析

【目的】对小麦抽穗期进行数量性状位点(QTL)分析。【方法】以旱选10号/鲁麦14和温麦6号/山红麦两个作图群体为材料,在大田及温室条件下,观察小麦抽穗期等性状。利用混合线性模型,进行QTL分析。【结果】抽穗期在两个作图群体中均呈现连续分布,表现为多基因控制的数量性状;共检测到9个QTL位点,分别位于染色体2D、3B(2个)、3D、4A、5B、6B、6D和7D上,对抽穗期的贡献率在3.97%～22.91%之间;有15组QTL位点之间存在基因互作效应,互作的加性效应大小范围为0.77～2.16 d,互作效应对性状的贡献率在4.35%～21.44%之间。【结论】抽穗期QTL的检测受环境影响较大;抽穗期QTL位点在染色体上的分布较多;不同染色体间则存在基因互作现象。

用STS标记检测矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b在中国小麦中的分布

目的明确矮秆基因在中国小麦中的分布,有助于改良小麦株高和提高产量潜力。方法选用中国主要麦区品种(系)239份,用STS标记检测矮秆基因Rht-B1b(Rht1)和Rht-D1b(Rht2)的分布规律,验证其PCR标记在分子标记辅助育种中的可用性。结果(1)Rht-B1b和Rht-D1b特异性STS标记可以准确检测小麦品种的Rht-B1b和Rht-D1b矮秆基因。(2)Rht-B1b基因在全国的平均分布频率为24.3%,新疆冬春麦区高达62.5%,长江中下游冬麦区为42.3%,黄淮冬麦区、北部冬麦区和西北春麦区分别为28%、25.8%和25%,北部春麦区和西南冬麦区分别为9.1%和8.3%,东北春麦区供试材料未携带Rht-B1b基因。(3)Rht-D1b基因在全国的平均分布频率为46.9%,北部春麦区和黄淮冬麦区分别为72.7%和69%,西南冬麦区、西北春麦区和北部冬麦区分别为38.9%、37.5%和35.5%,长江中下游冬麦区和新疆冬春麦区分别为23.1%和12.5%,东北春麦区供试材料未携带Rht-D1b基因。结论分子检测结果和系谱分析表明,中国小麦品种(系)携带的Rht-B1b矮秆基因来自St2422/464和农林10,Rht-D1b矮秆基因来自农林10号、水源86、辉县红和蚰包麦。

小麦籽粒硬度及其Pinb-D1基因等位变异的STS标记检测

为了明确内蒙古春小麦和部分引进冬小麦的籽粒硬度及其等住变异类型，用SKCS 4100单籽粒谷物硬度仪和STS分子标记对17份冬小麦、87份春小麦品种和38份春小麦高代品系的籽粒硬度及其Pinb-D1a、Pinb-D1b和Pinb-D1c等位基因进行了分析。结果表明，在104份冬、春小麦品种中，籽粒硬度指数变幅为1±16-74±21，其中软质、混合和硬质麦频率分别为23．1％、49．0%和27．9％；Pina—D1a／Pinb-D1a、Pina—D1a／Pinb-D1b和Pina—D1a／Pinb-D1c基因型分别为68份、27份和4份。在38份高代品系中，籽粒硬度指数变幅为0±18～49±17，软质和混合麦频率分剐为68．4％和31．6％，Pina—D1a／Pinb-D1a和Pina—D1a／Pinb-D1b基因型分别为20份和18份。

宁春4号与河东乌麦杂交F_2代抗病性及分子标记鉴定

为给宁夏小麦抗病育种提供优异资源,以宁春4号、河东乌麦及其杂交F_2代331个单株为材料,进行了群体抗病性与分子标记鉴定。结果表明:宁春4号中感白粉病、条锈病和叶锈病,河东乌麦中抗至高抗白粉病、中抗条锈病和叶锈病。在F_2代分别鉴定出68、54、52个单株抗白粉病、条锈病、叶锈病,比例依次为20.54%、16.32%、15.71%,其中,50个单株同时抗白粉病和条锈病,44个抗白粉病和叶锈病,32个抗条锈病和叶锈病,29个抗白粉病、条锈病和叶锈病。在F_2代群体中检测到239个单株携带Pm16基因,22.59%携带该基因的单株表现田间抗白粉病;202个携带Yr2基因,16.83%携带该基因的单株抗条锈病;246个携带Lr24,17.07%携带该基因的单株抗条锈病;148个单株同时携带基因Pm16和Yr2,185个单株同时携带基因Pm16和Lr24,155个单株同时携带基因Yr2和Lr24,119个单株同时携带基因Pm16、Yr2和Lr24。新开发的6个SSR标记共检测到10个抗病性数量性状基因座(QTL),涉及2A、5A、3B、5D等4条染色体,加性效应为-0.15～0.08,对表型贡献率为2%～4%,连锁系数(LOD值)最大为10.40,其中,5A、3B和5D染色体存在抗病的QTL富集区。

小麦杂种及其亲本苗期叶片家族基因差异表达及其与杂种优势关系的初步研究

为探讨小麦杂种优势形成的分子机理，以一套双列杂交组合的苗期叶片为材料，利用 ｍＲＮＡ差异显示技术分析了杂种及其亲本间 ＭＡＤＳ—ｂｏｘ、 Ｇ－ｂｏｘ、 Ｓｅｒ／ Ｔｈｒ蛋白激酶、 ＥＩＦ－４Ａ、 ＡＲＦ１基因家族共５类家族基因在杂交种和亲本之间的表达差异，并与杂种性状表现和杂种 优势进行了相关分析。结果发现，除ＡＲＦ１家族基因外，其余家族基因在杂种和亲本间存在显 著的表达差异，差异表达类型可概括为４种：（１）双亲共沉默；（２）单亲表达沉默；（３）杂种特异 表达；（４）单亲表达一致。分析发现，ＭＡＤＳ－ｂｏｘ、Ｇ－ｂｏｘ和ＥＩＦ－４Ａ家族基因在杂种和亲本间的 差异表达模式相似，均以单亲特异表达和杂种特异表达类型所占比例最高。相关分析结果表 明，以上所有家族基因的总体差异表达程度与所有性状的杂种表现均不相关，而ＭＡＤＳ—ｂｏｘ 家族基因中杂种特异表达类型与小穗数、单株产量和单穗产量杂种优势呈显著正相关，双亲 共沉默类型与小穗数、千粒重和单穗产量杂种优势呈显著负相关。另外，ＥＩＦ－４Ａ家族基因中 单亲表达一致型与单穗产量杂种优势呈显著正相关，但双亲共沉默类型与小穗数和单穗产量 杂种优势呈显著负相关。对于Ｇ－ｂｏｘ基因家族而言，仅?

小麦未熟胚离体培养的研究——再生植株后代籽粒醇溶蛋白和谷蛋白亚基及蛋白质含量变化

采用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳法和半微量凯氏定氮法,对在形态学特征和穗部产量构成因子已稳定的小麦胚培无性系IE_5代醇溶蛋白、谷蛋白亚基和蛋白质含量进行测定和分析的研究。结果表明,小麦籽粒胚乳醇溶蛋白和谷蛋白电泳谱带发生较大变化,出现三种变异类型:1)、增加新谱带;2)、亲本原有特异性谱带缺失;3)、亲本原有特异性谱带强度改变,高分子量和低分子量蛋白亚基发生变化。籽粒蛋白质含量出现范围较广(9.75％～16.20％)的变异,有7.69％的株系蛋白质含量明显超过对照,并与早熟大粒结合。表明胚培无性系变异的诱导和筛选,可以作为小麦品种品质改良的一种手段。

播种密度对冬小麦茎秆形态特征和抗倒指数的影响

于2 0 0 1- 2 0 0 2年在安徽农业大学试验农场研究了不同播种密度对冬小麦茎秆形态特征和抗倒指数的影响。结果表明,播种密度大小显著影响茎秆形态特征、植株C N比大小和茎秆抗倒指数,小麦茎秆形态特征与植株的抗倒性密切相关。其中,基部三节间的健壮程度与小麦抗倒关系最为密切,相关程度为第2节间>第1节间>第3节间。茎秆健壮程度对茎秆抗倒指数的影响为基部节间干物重>基部节间壁厚>基部节间长度>基部节间内径大小。明确了植株碳氮比大小是决定植株倒伏与否的内部生理因素之一和以茎秆抗倒指数(CLRI)作为小麦抗茎倒伏能力的综合形态指标。

普通小麦抽穗期基因定位的研究

本文以特晚熟多小穗品系10阿为被测材料,中国春和阿勃两套单体系列为测验系,对抽穗期性状进行了基因定位研究。结果表明,被测系10阿晚抽穗,受5A、1B、2B、6B和2D染色体上的隐性基因所控制。其中,2D染色体上的基因表现为强效,5A、1B、2B和6B染色体上的基因表现为弱效。据前人研究和本试验结果分析认为,被测系10阿的1B和2B染色体上可能具有控制晚熟性的新基因。

小麦穗发芽抗性机理与遗传研究

1987—1989年在人工模拟降雨室鉴定了123个小麦品种,发现不少白粒抗源;研究了13个品种的穗发芽率、籽粒发芽率、籽粒含水量、吸水速率和α-淀粉酶活性变化,认为抗穗发芽的主要机理是低α-淀粉酶活性和小的吸水速率;并用6个抗性不同品种的双列杂交,初步探讨了抗穗发芽性遗传,可能存在母体与子体抗性因子互作效应。

温光敏细胞核雄性不育小麦C49S的育性及其适应性分析

对温光敏细胞核雄性不育小麦 C4 9S在重庆北碚、湖北宜昌、四川绵阳三个试验点进行了育性鉴定 ,分析了其育性与孕穗期前 5 d的平均最低温度 (Tmin1 )、平均温度 (T1 )、平均日照长度 (D1 )及抽穗期前 5 d的平均最低温度 (Tmin2 )、平均温度 (T2 )、平均日照长度 (D2 )的关系 ,并按多元二次回归模型建立了结实率 P(% )与上述多因子的最佳回归方程。回归方程及其同质性分析表明 ,C4 9S在三个试验点的育性均受孕穗期前 5 d的平均最低温度Tmin1 和抽穗期前 5 d的平均温度 T2 控制 ,表现出很强的适应性 ;根据回归方程推算出 Tm in1 <8.0℃是结实率 P<4的必要条件 ,Tmin1 >12 .0℃是结实率 P>5

转基因小麦目标基因通过花粉漂流的可能性研究

以去雄小麦为受体 ,在 10m范围内小麦花粉可在任何方向发生有效漂移 (使受体结实 ) ,花粉的最远有效漂移距离可达 80m。以不去雄的小麦、柱穗山羊草和卵穗山羊草为受体时 ,在距花粉源 1m的范围内 ,小麦间的异交率最高为 0 2 4 %、小麦与柱穗山羊草和卵穗山羊草间的异交率分别为 0 2 5 %和 0 ,花粉的最远有效漂移距离可达 2 0m。依照欧盟的标准 ,非转基因小麦即使与转基因品种相邻种植 ,其产品中的转基因成分也不会超标。在麦类近缘野生植物的起源中心及主要分布区 ,释放转基因小麦要特别慎重。

小麦贮藏蛋白反相高效液相色谱分析体系研究

【目的】反相高效液相色谱(RP-HPLC)是定性和定量分析小麦贮藏蛋白的有效方法,在国外的应用始于20世纪80年代初,但在国内一直没有利用,也无开展系统的研究。本研究的目的是填补国内这一研究的空白。【方法】选用2个代表性品种中优9507(强筋)和京411(弱筋),系统研究了柱温、洗脱梯度、样品量、提取时间和进样体积对贮藏蛋白分离效果和量化的影响,并验证了分析重复性。【结果】结果表明,45mg面粉样品,使用50%正丙醇(v/v)和含有50%正丙醇(v/v)、1%二硫苏糖醇(w/v)的弱酸缓冲液(Tris-HCl,pH6.6),分别对醇溶蛋白和谷蛋白提取45min,可以使提取率达到90%。醇溶蛋白和谷蛋白分别进样10～15μl和15～20μl,可以使实际量化值接近理论量化值。针对我国小麦品种贮藏蛋白组成的特殊性对洗脱梯度进行优化后,提高了高分子量谷蛋白亚基与低分子量谷蛋白亚基之间的分离度。【结论】配合聚丙烯酰氨凝胶电泳(PAGE)可以对贮藏蛋白各组分进行准确定性定量分析,为深入研究小麦贮藏蛋白和加工品质的关系提供了工具。

有机肥对济旱197开花后营养体内同化物积累运转及产量的影响

通过田间小区试验 ,研究了在灌溉条件下不同有机肥水平对冬小麦新品种济旱 197开花后营养体内同化物积累、运转和产量的影响。结果表明 ,开花后同一天 ,冬小麦同化物的积累量随有机肥水平提高而增加 ;增施有机肥有利于穗部营养体和倒 1节间同化物向籽粒输出 ,籽粒的灌浆速率增大 ,千粒重增加 ,从而使产量提高 ;在本试验条件下 ,30 m3/ hm2 的有机肥处理营养器官中同化物向籽粒的输出量最大。

普通小麦-华山新麦草二体附加植株减数分裂中期染色体行为及形态学分析

为了进一步建立一套完整的普通小麦-华山新麦草异附加系,对普通小麦-华山新麦草衍生后代中,染色体数目2n=44的39个附加2条华山新麦草染色体植株的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMC MⅠ)染色体行为进行了GISH检测,获得了2条华山新麦草染色体能够配对的18个小麦-华山新麦草二体附加植株;并对这18个二体附加植株进行形态学比较,将其划分为7类。说明这7类二体附加植株所附加的华山新麦草染色体是不同的,初步推测在这7类二体附加植株附加的华山新麦草染色体应是华山新麦草7个同源群的不同染色体。

扬麦5号旗叶光合功能衰退进程中光温逆境下PSⅠ特性的变化

本文比较研究了高温强光逆境对扬麦 5号小麦旗叶光合功能衰退进程中光合膜 PSI组分及电子传递活性的影响。在光合功能的高值持续期 ,PS 颗粒电子传递活性较高 ,多肽组分相对稳定 ;进入光合功能速降期后电子传递活性快速下降 ,PS 颗粒的 L HC 和作用中心组分均发生不同程度降解。在光合功能的高值持续期 ,高温胁迫能加剧光逆境条件下 PS 活性下降程度和 LHC 等多肽组分损伤 ,而在光合功能衰退的速降期 ,PS 颗粒对光温敏感的多肽组分已基本降解 。

小麦+多花黑麦草不对称体细胞杂交获得杂种再生植株

为转移野生种的有利性状,进行了小麦体细胞不对称杂交的研究。由小麦品种"京花1号"和多花黑麦草的悬浮系分离原生质体通过电融合得到了大量的再生愈伤组织,并分化出了99株绿苗和大量白化苗。同工酶检测表明,所得到的植株带有多花黑麦草的部分遗传性状,是真杂种。为抑制亲本原生质体的分裂,分离原生质体前,多花黑麦草的悬浮细胞用软X-射线照射,以杀死部分细胞核;小麦的原生质体用2～4mmol/L的IOA室温暗处理15min。研究表明,受体悬浮系的再生能力愈强,融合的愈伤组织的再生能力也愈强,白化苗的再生频率也相对较低。

中国冬播麦区小麦品种籽粒硬度的变异分析

为了明确小麦新品种(系)籽粒硬度在不同环境下的变异,对65份品种(系)的籽粒硬度在北部冬麦区11个试点,以及43份品种(系)在南方冬麦区4个试点的变异进行了分析。结果表明,不同硬度类型品种所占比例不同,北片硬质品种的比例大于南片,软质和混合品种比例小于南片。北片各点参试品种籽粒硬度均高于南片,其中北片硬质品种的硬度大于南片硬质品种,软质和混合品种的硬度值与南片接近;硬度值最高的是西农8925-13,达99;最低的是WG6,为18。同一小麦品种在不同环境下籽粒硬度存在差异,北片47份硬质品种的硬度在不同地点间变异程度最小,变异系数平均值为7.5%,南片22份软质品种的硬度在不同地点间变异程度最大,变异系数平均值为26.3%;各品种的变异系数以周麦12号最小为2.6%,扬97-65最大为72.7%,各地点变异系数表现出南片各点均大于北片,其中南片江苏白马湖最高达49.7%,北片周口最低为26.7%,因此,品种间硬度在北片各地点较南片稳定。对北片品种(品系)籽粒硬度的基因型、环境及其互作分析表明,硬度主要由品种固定效应决定,基因型×环境互作效应较小,环境影响最小。

通过小麦Ms2近等基因系的抑制缩减杂交分析揭示小穗和花药中差异表达基因(英文)

以Ms2 近等基因系处于减数分裂期的可育小穗cDNA 作为驱动因子(driver),以同一时期的不育小穗cDNA作为测验因子(tester)进行缩减杂交(SSH),将扩增后的缩减杂交产物进行克隆,构建了一个包含882 个重组克隆的SSH 文库。分别以可育小穗和不育小穗的cDNA 为探针与SSH 文库克隆进行反式Northern 杂交,结果显示接近90% 的克隆在不育小穗中呈上调表达。对文库中21 个克隆插入片段的序列相似性分析表明其中有18 个与来源于穗部或减数分裂期的花药cDNA 同源。13 个克隆的编码产物与已知功能的蛋白质同源,其中5 个参与碳代谢活动,4 个参与胞内分子的运输,2 个蛋白产物参与染色体的构成及染色体的结构变化,1 个是生长素抑制蛋白,1 个是转录因子。用中国春缺体四体材料对9 个克隆以Ms2 近等基因系处于减数分裂期的可育小穗cDNA 作为驱动因子(driver),以同一时期的不育小穗cDNA作为测验因子(tester)进行缩减杂交(SSH),将扩增后的缩减杂交产物进行克隆,构建了一个包含882 个重组克隆的SSH 文库。分别以可育小穗和不育小穗的cDNA 为探针与SSH 文库克隆进行反式Northern 杂交,结果显示接近90% 的克隆在不育小穗中呈上调表达。对文库中21 个克隆插入片段的序列相似性分析表明其中有18 个与来源于穗部或减数分裂期的花药cDNA 同源。13 个克隆的编码产物与已知功能的蛋白质同源,其中5 个参与碳代谢活动,4 个参与胞内分子的运输,2 个蛋白产物参与染色体的构成及染色体的结构变化,1 个是生长素抑制蛋白,1 个是转录因子。用中国春缺体四体材料对9 个克隆进行了染色体定位,其中一个克隆定位于第四染色体同源群,与Ms2 所在的染色体同属一个同源群。通过搜索水稻的同源BAC (bacterial artificialchromosome)和PAC (P1 artificial chromosome)克隆,推测另外11 个克隆的染色体位置,其中4 个克隆可能位于第四染色体同源群。用RNA点杂交对11 个克隆进行表达谱分析,其中8 个克隆在不育株的小穗和花药中呈上调表达。

普通小麦面包体积及加工品质性状的杂种优势

本研究采用在黄淮冬麦区种植面积较大的4个强筋小麦品种和4个中弱筋品种按NCⅡ设计正反交组配32个组合,对其F2和亲本的种子,按组合混合后分别测定籽粒硬度、面粉GMP含量、泽伦尼一沉降值、粉质图参数和面包体积,结果表明:面包体积的杂种优势非常普遍,而且中亲优势率较高,平均中亲优势率为+15%(-2%^+38%),平均超亲优势率为1%(-19%^+34%)。表明,强筋与中弱筋普通小麦品种间杂交组合F2种子的面包体积杂种优势很强,具有生产利用的潜力;GMP含量平均中亲优势率为+1%(-9%^+16%),正向优势组合多,负向优势组合少,但超亲优势率几乎全为负值。表明,GMP含量以正向部分显性遗传为主,利于面包小麦杂优利用;GMP含量的F2表现型值、中亲优势率和超亲优势率与F2籽粒的面包体积表现型值、中亲优势率和超亲优势率的正相关系数均达显著水平,应该作为面包小麦杂种优势利用育种的组合评选微量评价指标。

小麦染色体组的起源与进化探讨

对小麦染色体组的起源及其进化进行了全面综述后，提出了一个新的小麦进化途径，并认为：（１）Ｔｒｉｔｉｃｕｍｍｏｎｏｃｏｃｕｍｖａｒｕｒａｒｔｕ是多倍体小麦Ａ组的原初供体，在Ａ组进入多倍体小麦后有Ｔｍｏｎｏｖａｒｂｏｅｏｔｉｃｕｍ的基因渗入；（２）Ｂ和Ｇ组的原初供体是Ｔｓｐｅｌｔｏｉｄｅｓ的Ｓ组，在该Ｓ组进入多倍体小麦后有两个进化方向，即Ｓ组结构分化形成Ｇ组和Ｓ组经外源染色体代换及重组等而进化成Ｂ组；（３）Ｔｔｕｒｇｉｄｕｍ和Ｔｔｉｍｏｐｈｅｖｉ都是来自Ｔｓｐｅｌｔｏｉｄｅｓ为母本与Ｔｍｏｎｏｖａｒｕｒａｒｔｕ杂交后并双二倍化而形成的原初四倍体小麦（ＳＳＡＡ），并由它分别经遗传渗入和结构分化而成；（４）Ｔｚｈｕｋｏｖｓｋｙｉ是Ｔｔｉｍｏｐｈｅｖｉ作母本与Ｔｍｏｎｏｖａｒｂｏｅｏｔｉｃｕｍ杂交并双二倍化而形成，故它具有分别来自Ｔｍｏｎｏｖａｒｕｒａｒｔｕ和Ｔｍｏｎｏｖａｒｂｏｅｏｔｉｃｕｍ的两类Ａ组；（５）Ｔａｅｓｔｉｖｕｍ的Ｄ组来自Ｔｔａｕｓｃｈｉ；（６）无论Ａ组、Ｂ组、Ｄ组、Ｇ组在进入多倍体小麦后均有相当分化，同时在其供体种中也有一定分化。