科研产出
人工合成小麦和地方品种穗发芽抗性育种利用效率
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：[目的]小麦穗发芽是影响小麦产量和品质的重要限制因子.具有抗穗发芽特性的人工合成小麦和地方品种是改良栽培小麦穗发芽抗性的重要基因资源,通过分子标记辅助选择转育人工合成小麦和地方品种穗发芽抗性位点,评价人工合成小麦和地方品种导入系抗穗发芽育种利用效率,筛选抗穗发芽小麦新材料,为小麦穗发芽抗性育种提供数据和材料支撑.[方法]以抗穗发芽的人工合成小麦SYN792和四川地方品种涪陵须须麦为母本,以穗发芽敏感品种川麦45为轮回亲本,构建2个BC1F7 群体.2017年,通过整穗发芽鉴定法对2个BC1F7 群体的1 796个株系进行穗发芽表型初筛,然后利用与人工合成小麦PHS-3D和地方品种PHS-A1穗发芽抗性位点连锁的SSR标记进行分子标记选择,筛选出整穗发芽率(SGR)小于 35%且携带PHS-3D和PHS-A1抗性位点的导入系;2018和2019年,连续2年对初筛选出的PHS-3D和PHS-A1导入系进行整穗发芽率、籽粒发芽指数(GI)和产量相关性状鉴定,其中,籽粒发芽鉴定试验设置 25℃(18GI)和 32℃(19GI)2 个发芽温度.通过不同环境下穗发芽抗性和产量数据,分析人工合成小麦和地方品种导入系抗穗发芽育种利用效率,筛选抗穗发芽且综合性状好的优异导入系.[结果]经整穗发芽鉴定初筛,从 1 796 个衍生系中筛选出SGR值小于 35%的株系 537 个;进一步对筛选出的537 个株系进行分子标记检测,发现332个株系导入了人工合成小麦PHS-3D和地方品种PHS-A1穗发芽抗性位点,包括人工合成小麦导入系 73 个、地方品种导入系 259 个;地方品种PHS-A1导入系的频率显著高于人工合成小麦PHS-3D导入系.2018和 2019年通过对 332个穗发芽抗性位点导入系穗发芽鉴定发现,不同年份穗发芽指标间均呈极显著正相关,穗发芽指标SGR和GI表现出相对稳定的趋势;人工合成小麦和地方品种导入系的3个穗发芽指标平均值(18GI、18SGR和19SGR)均低于 23%,差异不显著.不同发芽温度导入系的 GI 值差异较大,发芽温度 32℃时,人工合成小麦PHS-3D导入系的 GI值显著低于地方品种PHS-A1导入系.筛选出的73个人工合成小麦导入系中,红粒系穗发芽指标值均低于白粒系;其中,11个人工合成小麦白粒导入系表现中抗及以上抗性水平,14 个红粒导入系在不同发芽温度时GI值均低于 35%.2 年产量相关性状分析表明,人工合成小麦PHS-3D导入系的千粒重显著高于地方品种PHS-A1导入系,而穗粒数显著小于地方品种PHS-A1导入系.根据产量性状和穗发芽抗性表现,筛选出 23 个穗发芽抗性和综合性状均较好的优异导入系,包括 7 个人工合成小麦PHS-3D导入系、16 个地方品种PHS-A1导入系;人工合成小麦优异导入系中有 2 个白粒导入系穗发芽抗性中抗以上,2个红粒导入系不同发芽温度的GI值均低于 25%,表现出稳定的穗发芽抗性.[结论]人工合成小麦和地方品种均可用于改良现代栽培小麦穗发芽抗性,利用地方品种进行穗发芽抗性育种改良效率优于人工合成小麦;但人工合成小麦导入系的穗发芽抗性的稳定性优于地方品种导入系.筛选出的 23 个人工合成小麦和地方品种导入系是小麦穗发芽抗性和产量性状改良的重要基因资源;特别是人工合成小麦白粒导入系(编号5201)和红粒导入系(编号5497 和5505)是非常有育种利用价值的穗发芽抗性育种亲本材料.
关键词： 小麦 人工合成小麦 地方品种 穗发芽 产量相关性状
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利用人工合成小麦基因资源实现产量突破的育种实践
《四川农业大学学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】人工合成小麦是科学家模拟小麦进化过程，利用四倍体小麦与二倍体节节麦杂交、染色体加倍而成的新型六倍体小麦资源，集合了双亲的优良性状，可作为桥梁改良现代小麦。【方法】回顾了四川小麦80多年的育种历程，对利用人工合成小麦基因资源实现产量水平突破的方法技术进行了分析，希望为进一步利用小麦近缘属种育种应用提供参考。【结果】利用大群体有限回交法和重组自交系育种法改良初级人工合成小麦及其衍生系，育成了产量提升近30%的小麦品种川麦42及衍生品种川麦104，维持四川小麦产量台阶20余年。【结论】种质资源发掘、育种方法技术创新，是实现产量新突破有效途径。
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盐胁迫和外源物对人工合成小麦发芽及生长生理影响
《四川农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究盐浓度和外源物对人工合成小麦种子萌芽、幼苗生长和生理指标的影响,解析材料耐盐差异,为进一步选育耐盐品种或研究耐盐机制奠定基础.[方法]试验以人工合成小麦S79和S80为材料,盐浓度设置了6个不同浓度,外源物设置了3种不同方式,研究材料在不同处理下的发芽、生长和生理指标的变化.[结果]随盐浓度提高,人工合成小麦材料的发芽率呈先增后降趋势,盐浓度0.15%时达顶峰,随后呈下降趋势.S80在6个盐浓度下3种外源物处理下的发芽率均显著优于S79.S79和S80幼苗期的根长、单株根数、单株根鲜重、苗高、单株苗鲜重随盐浓度的增加而降低,盐浓度增加到0.3%,人工合成小麦生长严重影响.S80在6个不同盐浓度下幼苗的生长均优于S79.与蒸馏水处理相比,添加外源物H2O2和GA3后人工合成小麦发芽率,幼苗根长、苗高、单株根重以及单株苗重均显著提高,GA3的效果优于H2O2;盐浓度处理下,人工合成小麦幼苗中脯氨酸、质膜相对透性、可溶性糖、MDA增加,ɑ-淀粉酶活性、可溶蛋白质、SOD、POD和CAT减少,S80生理生化指标含量均高于S79.[结论]S80在萌发期和幼苗期的耐盐性显著优于S79,可用于进一步分析其耐盐相关性状及QTL定位;GA3在缓解盐胁迫对人工合成小麦生长的影响强于H2O2,可作为缓解盐胁迫对小麦萌芽和幼苗生长毒害的物质之一.
关键词： 人工合成小麦 盐胁迫 外源物 萌发 生长特性 生理特性
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人工合成小麦育种优势的主基因+多基因混合遗传分析
《南京农业大学学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：[目的]人工合成小麦是拓宽现代小麦遗传多样性的重要桥梁资源,如何对其高效利用是一个难点。明确人工合成小麦在育种方面的优势及其遗传基础是其育种利用能否成功的关键。[方法]利用P1、P2和RIL群体联合的主基因+多基因混合遗传分析方法,对人工合成小麦‘圆网/节18’与西南麦区育种中间材料‘10单568’构建的RIL群体及其亲本的条锈病成株抗性以及株高、穗长、小穗数、有效分蘖数、穗粒数、千粒质量等产量相关性状进行了分离分析。[结果]条锈病成株抗性受4对加性基因控制,其抗性位点都来自人工合成小麦,其中第1对和第2对基因的加性效应最大;穗粒数由2对基因控制,其中有1对增加穗粒数基因来自人工合成小麦,其加性效应为3.37;有效分蘖数由4对主基因控制,有3对基因的增效位点来自人工合成小麦,第1对基因加性效应达到1.1;4对控制千粒质量的基因中,只有1对效应最小的基因增效位点来自人工合成小麦;在控制株高、穗长和小穗数的基因中,人工合成小麦不含任何增效位点。[结论]人工合成小麦‘圆网/节18’在育种方面的遗传优势主要表现在提高条锈病成株抗性、增加穗粒数以及有效分蘖数,并且受具有较大加性效应的多个主基因控制,为育种工作者制定育种策略提供了理论指导。
关键词： 人工合成小麦 育种优势 主基因+多基因混合遗传
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四川近十年小麦主栽品种的品质状况
《作物学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：近20年来,品质改良是西南冬麦区小麦育种的主要目标之一。本研究目的是了解四川省小麦主栽品种的品质现状,尤其是评价近年新育成的人工合成小麦(SHW)衍生品种的品质表现和育种价值。2011—2013连续3年,选择近10年审定并广泛应用于生产的10个代表性品种进行多环境试验,测定籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值、降落值、出粉率、籽粒发芽指数,以及粉质仪和快速黏度分析仪(RVA)参数。所测品质参数均存在显著的基因型、环境和二者互作效应,其中反映蛋白质数量和质量的多数性状环境效应大于基因型效应,而反映淀粉质量的降落值和RVA参数则基因型效应更大。参试品种蛋白质含量11.7%~14.0%,湿面筋含量22.0%~29.3%,沉淀值21.4~35.1 m L,降落值147~363 s,面团稳定时间1.7~12.1 min,峰值黏度1056~2670 cP。SHW衍生品种中川麦104总体表现优异,其平均沉淀值30.3 m L,降落值325 s,面团稳定时间9.8 min,最终黏度2796 cP;而绵麦367品质较差,上述指标分别为24.6 m L、147 s、2.2 min和827 cP。参试品种的平均生理成熟期籽粒发芽指数为0.31,变幅0.06~0.76,品种之间差异显著,其中以川麦104最低。本研究表明,西南冬麦区小麦品种品质改良潜力较大,川麦104可作为协同改良产量和品质的育种亲本。
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氮磷钾胁迫下不同D基因组人工合成小麦生长和养分积累差异
《植物营养与肥料学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：【目的】人工合成小麦具有很多优良性状,是现代小麦遗传改良的重要基因资源。本研究以具有相同AB基因组、不同D基因组的人工合成小麦材料Syn79(S79)和Syn80(S80)为供试材料,研究在氮磷钾胁迫下其生长、养分积累、养分分配和利用,差异,为小麦抗逆性基因定位和抗逆性遗传改良提供依据。【方法】采用盆栽试验,以施用N 0.20、P2O50.15和K2O 0.15 g/kg土为正常氮磷钾水平,以不施氮磷钾作为胁迫,设立4个处理:NPK(CK)、N0PK、NP0K、NPK0。小麦整个生育期每隔1个月调查1次株高和分蘖,成熟期,将小麦分根、茎叶、颖壳(穗)和子粒4个部分整理样品,收集株高、有效分蘖数、根长、穗长、根重、茎叶重、穗重、籽粒重、小穗数、穗粒数、穗粒重、千粒重和结实率。【结果】D基因组来源不同的人工合成小麦S79和S80在氮磷钾胁迫下生长、养分积累、分配和利用方面差异很大。从生长角度看,S80对氮磷胁迫敏感性低于S79,其在氮磷胁迫下长势优于S79,主要表现为株高、有效分蘖、分蘖成穗率、单株茎叶、颖壳和籽粒重等农艺性状显著好于S79。S80在氮磷钾胁迫下株高、根长和根冠比显著增加,S79的显著降低。S79在钾胁迫下农艺性状表现好于S80,主要表现为低钾环境下S79单株根重、茎叶重、颖壳重和籽粒重均高于S80。从养分积累、分配和利用看,S79在氮钾胁迫下单株氮磷钾养分积累高于S80,但S80在氮钾胁迫下的氮磷钾利用效率和收获指数均高于S79;磷胁迫下,S80单株、单株茎叶和单株颖壳中氮磷钾养分积累高于S79,但其利用效率和收获指数低于S79。S80在氮磷胁迫下籽粒中养分分配率较高,S79在钾胁迫下籽粒中养分分配较好。【结论】S79和S80在不同养分胁迫下生长、养分积累、分配和利用产生差异。S80耐低氮低磷,S79耐低钾;S80在氮钾胁迫下对氮磷钾养分利用较高,S79在磷胁迫下对氮磷钾养分利用较高。S80在养分胁迫下通过增加根长扩大养分供给范围,增加养分供给量,满足作物生长,加快养分向穗部转运,降低对籽粒产量影响。
关键词： 人工合成小麦 氮磷钾胁迫 生长 养分积累 养分利用
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具特异性状人工合成小麦的条锈病抗性改良
《西南农业学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：为了解3份具特异优良性状但高感条锈病的人工合成小麦SHW-Z1、SHW-Z2和SHW-Z4感病性的遗传特点,用高抗条锈病的普通小麦材料5157与上述人工合成小麦分别进行正反杂交获得6个杂交组合,对其亲本材料及F1代的条锈病抗性和F2代的条锈病抗感分离情况进行了分析,结果表明:①本研究的普通小麦和人工合成小麦杂交后代的条锈病抗性由多对基因控制,遗传上表现出加-显效应;②SHW-Z1条锈病的抗性改良效果优于SHW-Z2和SHW-Z4;③本研究材料的条锈病抗性基因可能还受到遗传背景的影响。本研究对这3份人工合成小麦的条锈病抗性改良和育种利用提供了理论依据,同时可为相关研究提供参考。
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人工合成小麦HMW-GS D~tx1.5亚基的AS-PCR鉴定程序优化及遗传分析
《分子植物育种 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：人工合成小麦综合了自然界中现有四倍体小麦(Triticum turgidun)和粗山羊草(节节麦,Aegilops tauschii)的丰富遗传变异,是将野生祖先种中优异的抗病、抗逆基因成功利用到普通小麦育种中的重要桥梁。源于粗山羊草的高分子量谷蛋白(HMW-GS)Dtx1.5亚基,是一种新的优质亚基。本研究对HMW-GSDtx1.5亚基AS-PCR反应体系及扩增程序进行了逐步的优化,并利用普通小麦川育12与人工合成小麦Syn780(含有Dtx1.5亚基)杂交F2代(低代)和F9重组自交系(高代)群体对Dtx1.5亚基的遗传规律进行了分析。结果表明:优化后目的扩增条带清晰、稳定、可靠,可以用于Dtx1.5亚基的分子鉴定;Dtx1.5亚基在普通小麦与人工合成小麦杂交的低代和高代群体中的分布都符合孟德尔分离定律,说明源于粗山羊草的Dtx1.5亚基能在小麦遗传背景下遗传稳定,传递正常,可用于小麦品质育种。
关键词： 人工合成小麦 Dtx1.5亚基 AS-PCR 遗传分析
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川麦42中源于人工合成小麦的一个高产位点鉴定
《作物学报 》 2011 北大核心 CSCD
摘要：人工合成小麦是改良现代小麦的重要基因资源。川麦42是人工合成小麦与普通小麦杂交育成的高产、抗条锈、广适小麦新品种。利用小麦全基因组的1029个SSR标记扫描,检测了川麦42遗传背景中人工合成小麦导入位点,并利用川麦42与四川小麦品种川农16构建的127个重组自交系(RIL,F8),在4年6个环境下种植获得的农艺性状数据,分析了人工合成小麦导入位点对小麦产量和产量构成因子的遗传效应,在川麦42遗传背景中发现一个高产的人工合成小麦导入位点Barc1183。根据Barc1183分子标记,将RIL群体中的127个株系分为川麦42基因型(具人工合成小麦导入位点)和川农16基因型(具川农16位点)两组,前者的人工合成小麦导入位点能促进分蘖能力,提高有效穗数、每平方米粒数,增加收获指数、籽粒生产率,在4年6个环境下较后者平均增产达8.92%,Barc1183为一高产的人工合成小麦导入位点。利用中国春双端体和硬粒小麦Longdon的D染色体代换系验证,将其定位于小麦4D染色体长臂。川麦42遗传背景中的高产人工合成小麦导入位点Barc1183,对于进一步开展小麦高产育种研究具有重要价值。
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人工合成小麦幼苗耐低温特性鉴定
《中国农学通报 》 2010 北大核心
摘要：人工合成小麦(synthetic hexaploid wheat)遗传变异丰富,具有丰富的抗性基因,是现代小麦改良的优异基因资源。为了鉴定人工合成小麦品种的耐低温特性,筛选耐低温种质资源。利用59个栽培二粒小麦(Triticum dicoccum,AABB)/节节麦(Aegilops tauschii,DD)和硬粒小麦(Triticum durum,AABB)/节节值(麦各人性工状合低成温小与麦室,温在下室测温(定1值8℃的)比和值低)温和(隶4属℃)函处数理法下相测结定合萌的发方1法5天,综的合幼评苗价形人态工指合标成,采小用麦性品状种相的对抗低温特性。结果表明,栽培二粒小麦/节节麦人工合成小麦的耐低温特性总体较硬粒小麦/节节麦人工合成小麦强;筛选出一批耐低温特性强的栽培二粒小麦/节节麦人工合成小麦材料,可用于小麦耐低温育种。
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