39份外引小麦种质的抗叶锈病基因检测及其抗性鉴定

为明确39份外引小麦种质的抗叶锈病基因组成,利用与抗病基因紧密连锁或共分离的分子标记对抗叶锈病基因进行检测,并结合田间接种鉴定对种质材料的叶锈病抗性进行评价。结果表明,抗叶锈病基因Lr1、Lr10、Lr20、Lr24、Lr26、Lr34、Lr37和Lr38在39份种质中均有分布,频率分别为30.77%、17.95%、2.56%、5.13%、12.82%、30.77%、23.08%和5.13%,其中携带Lr24和Lr38的种质抗性良好。Lr34和Lr37单独存在时,种质对叶锈病的抗性分别表现为中感和高感,两者聚合时能够提高载体种质的抗性水平,表现为中抗。此外,4份种质材料(KPL-1、OK.95571、莫斯科39和非黑土地24)对叶锈病的抗性表现突出,均达到0;级,是抗叶锈病育种的重要抗源,其中KPL-1和OK.95571分别携带3个和5个抗叶锈病基因;莫斯科39和非黑土地24仅携带Lr1,推测这两份材料含有其他未检测的抗叶锈病基因。综上,较多的抗叶锈病基因聚合有利于提高种质的叶锈病抗性。

黄淮海麦区部分小麦品种的抗旱性评价及相关分子标记的有效性验证

为研究黄淮海麦区小麦品种的抗旱性,对黄淮海麦区46个小麦品种萌发期的抗旱性进行鉴定,验证3个抗旱性相关分子标记的有效性,并利用分子标记检测抗旱性相关基因1-feh-w3、TaDreb-B1、TaNRX-B1的单倍型分布。结果显示,供试材料的平均相对发芽率为64.8%,变化范围为30.7%~95.4%,中等及以上抗旱性等级小麦品种占比84.8%。1-feh-w3基因的Westonia type单倍型平均相对发芽率显著高于Kauz type单倍型,但与相对发芽率相关性并不显著。TaNRX-B1基因的TaNRX-B1a单倍型平均相对发芽率显著高于TaNRX-B1b单倍型,且与相对发芽率显著相关。TaDreb-B1基因的TaDreb-B1a单倍型平均相对发芽率显著高于TaDreb-B1b单倍型,品种占比达到95.7%,在小麦抗旱性中起重要作用,与相对发芽率相关性也不显著。单倍型组合Westonia type/TaDreb-B1a/TaNRX-B1a的平均相对发芽率最高,为76.79%。筛选出抗旱性较好的小麦品种14个,分别为徐麦36、中植0914、囤麦127、洛麦26、百农418、齐民7号、丰德存麦20、丰德存麦12、丰德存麦1号、赛德麦7号、驻麦328、周麦32、国红3号和迁麦088,可以在小麦育种中作为抗旱种质加以利用。

117份小麦种质中5个矮秆基因的分子检测

【目的】研究我国小麦主产区部分小麦品种中矮秆基因的分布,为发掘具产量潜力且利用较少的矮秆基因提供种子依据。【方法】利用5个矮秆基因分子标记,对我国小麦主产区117份小麦种质进行检测。【结果】117份种质材料中,矮秆基因分布频率依次为Rht8(68份,58.1%)>Rht-B1b(56份,47.9%)>Rht-D1b(46份,39.3%)>Rht9(18份,15.4%)>Rht13(14份,12.0%)。部分种质中同时携带2个矮秆基因的组合占到37.8%;同时携带3个及以上基因的组合占到21.4%,其中以同时携带Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8基因种质最多,占到12.8%。5种矮秆基因均不携带的种质有15份,占到12.8%。【结论】鉴定出14份携带Rht13矮秆基因的新种质。

国内外小麦种质抗条锈病评价及相关基因分子检测

选用染色体1BS上与抗条锈病基因Yr10(Yellow rust 10)、Yr15、Yr24共分离或紧密连锁的5个分子标记对国内外124份小麦种质进行检测,并进行4 a的田间成株期发病病级分析,以期为合理利用小麦抗病资源、合理布局抗病品种及品种抗性改良提供参考。结果表明,在供试的124份小麦种质中,29份表现中抗及以上水平,占总数的23.39%,其中表现免疫或近免疫、高抗、中抗或中抗到高抗水平的分别有9、2、18份,分别占总数的7.26%、1.61%、14.52%;83份材料表现感病,其中表现中感、中感到高感、高感的分别有4、17、62份,分别占总数的3.23%、13.71%、50.00%;12份种质表现中感到中抗,占总材料的9.68%。Yr基因分子标记检测结果表明,携带Yr10、Yr15、Yr24基因的小麦种质分别有32、28、80份,分别占供试材料的25.81%、22.58%、64.52%。29份表现中抗及以上水平的种质中,12份含有Yr 10基因,包括郑育麦9987、农大189、资麦1号、攀道拉、CL0407(早)、CL0438、09智引1号、09智引2号、CARMEN、墨S139、莫斯科39和澳阿优1号;3份含有Yr 15基因,包括TAMOI、攀道拉和澳阿优1号;22份含有Yr 24基因,其中,济麦22、百农64、农大189、内麦836、云麦57、09智引1号、CARMEN和法国财富麦等8份达到免疫或近免疫水平;同时含有Yr10、Yr15、Yr24基因且表现抗病的种质有攀道拉和澳阿优1号。周麦22、百农矮抗58、新麦19、鄂麦19号、HUAYUN和MRYC等6份种质未检测到上述基因(分子标记)的存在,其抗性可能受其他基因控制。

生长环境及培养基对小麦单倍体胚萌发率和成苗率的影响

为了提高小麦单倍体幼胚的萌发率和成苗率,对不同小麦材料与玉米的杂交穗在不同生长环境(离体培养、盆栽和大田生长)及不同培养基[1/2MS培养基MC1,添加50 mg/L维生素C和150 mg/L谷氨酰胺的1/2MS培养基MC2,添加0.5 mg/L IAA(Indole-3-acetic acid)、0.5 mg/L KT(Kinetin)、150 mg/L谷氨酰胺的1/2MS培养基MC3]中的单倍体胚诱导及成苗效果进行分析。结果表明,环境条件及培养基对小麦单倍体胚的诱导及成苗均具有显著影响。小麦杂交穗离体培养条件下获得的单倍体胚质量较高,单倍体胚萌发率和成苗率分别为81.5%和63.0%,比大田条件下提高60.1%和3.4倍,比盆栽提高30.4%和68.0%。不同小麦材料在MC3培养基中的培养效果最好,小麦单倍体胚平均萌发率和平均成苗率在MC1培养基上分别为42.3%和15.3%,在MC2培养基上分别为46.2%和27.5%,在MC3培养基上分别为65.6%和38.2%。综合分析,1/2 MS+0.5 mg/L IAA+0.5 mg/L KT+150 mg/L谷氨酰胺对中小胚和发育不良幼胚的培养效果较好,获得了相对较高的萌发率和成苗率,但一次培养成苗率较低,需要及时更换培养基进行促根壮苗培养。

47份外引小麦种质中矮秆基因的检测及其降秆效应分析

为有效利用外引小麦种质资源,明确矮秆基因的组成分布和降秆效应,利用8个矮秆基因( Rht-B1b、 Rht-D1b、 Rht4、 Rht5、 Rht8、 Rht9、 Rht12、 Rht13)的特异性分子标记分别对47份外引种质矮秆基因进行分子检测。结果表明,有46份种质含有矮秆基因,其中, Rht-B1b、 Rht4和 Rht12基因的频率最高,均为40.43%,其余依次为 Rht8(31.91%)、 Rht-D1b和 Rht13(均为19.15%)、 Rht5(8.51%)、 Rht9(6.38%)。有10份小麦种质含有单个矮秆基因,占21.28%;有36份小麦种质含有2个及以上矮秆基因,占76.60%,其中有11份含有3个矮秆基因,有2份含有4个矮秆基因。单个矮秆基因降秆效应以 Rht5最强,为31.78%,含有 Rht5的小麦材料平均株高为86.65cm。含有优良矮秆基因 Rht9、 Rht12和 Rht13的小麦材料平均株高分别为101.07 cm、92.87 cm和92.75 cm,其中, Rht9在8个矮秆基因中降秆效应最弱。