人工合成小麦和地方品种穗发芽抗性育种利用效率

刘泽厚; 王琴; 叶美金; 万洪深; 杨宁; 杨漫宇; 杨武云; 李俊; 《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

不同遗传背景对水稻sdr4突变体表型的影响

夏云才; 魏丕伟; 江青山; 黄朵; 李恒进; 韩冬; 《现代农业科技 》 2024

摘要：SDR4基因是借助QTL(quantitative trait loci)方法克隆的调控水稻种子休眠的关键基因。种子休眠性状是由多基因调控的。利用CRISPR/Cas9技术敲除日本晴品种和宜香1B品种的SDR4基因，发现前者突变体完全无休眠，种子活力差；而后者突变体的种子呈弱休眠，有一定比例的穗发芽，但未穗发芽的种子可耐受脱水干燥。此外，可以明显观察到宜香1B背景下sdr4突变体的胚胎体积增加、胚胎蛋白含量增多，为研究SDR4基因功能及其下游基因，甚至克隆SDR4互作基因提供了重要基础。

关键词： 水稻 穗发芽 突变体 SDR4基因 sdr4突变体

长江上游小麦新品种(系)品质分析

伍玲; 董亚超; 戴常军; 李式昭; 朱华忠; 《麦类作物学报 》 2020 北大核心 CSCD

摘要：为了解长江上游冬麦区小麦品种的品质现状及其基因型,以2012-2018年长江上游国家级品种试验109个小麦品种(系)在试验中的品质数据为基础,分析了品种(系)的籽粒分级、品质分析样品的混合点率、粗蛋白质含量、湿面筋含量、吸水量和稳定时间等性状;利用KASP标记检测了这些品种(系)的部分高、低分子量谷蛋白亚基、穗发芽抗性基因、粒重及籽粒大小基因、籽粒硬度基因和小麦-黑麦1BL·1RS易位等20个位点的基因型.发现穗发芽抗性差、蛋白质数量和质量指标不均衡是影响长江上游小麦品质的主要因素,该麦区的品质改良应以提高品种穗发芽抗性和改良稳定时间为主要目标;这些品种(系)在20个位点基因型的差别不足以解释其品质的差异.

关键词： 小麦品质 KASP标记 穗发芽 稳定时间

川麦42和川农16抗穗发芽QTL定位及聚合效应分析

王琴; 刘泽厚; 万洪深; 魏会廷; 龙海; 李涛; 邓光兵; 李俊; 杨武云; 《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD

摘要：[目的]小麦穗发芽严重影响小麦产量和品质,是全球小麦生产面临的重大问题之一.通过鉴定挖掘抗穗发芽QTL,聚合穗发芽抗性位点,选育抗穗发芽小麦品种,为四川小麦穗发芽抗性改良提供技术和材料支撑.[方法]以川麦42/川农16重组自交系(RIL,F8)为材料,于2016—2018年分别在2个环境下对RIL群体进行籽粒发芽指数(GI,2016和2018)、籽粒发芽率(GR,2016和2018)和整穗发芽率(SGR,2017和2018)3个穗发芽指标测定.利用90K SNP芯片构建的遗传图谱检测全基因组穗发芽相关QTL,并分析抗性QTL聚合效应.[结果]双亲间GI、GR和SGR指标值差异显著,亲本川农16穗发芽抗性明显优于亲本川麦42.共检测到11个与穗发芽抗性有关的QTL,主要分布在2B、2D、3A、3D、4A、5A、5B和6B染色体上.5B染色体上检测到的单个环境表达的整穗发芽QTL解释的表型变异率最大,达到29%;在2D和3A染色体上检测到的整穗发芽主效QTL,以及5A染色体上检测到的与种子休眠相关的籽粒发芽主效QTL,在2个环境下均能表达,其抗穗发芽等位变异均来源于川农16.基因型分析发现,RIL群体中不同株系聚合抗性QTL的数量变幅为1—9个,表现为抗穗发芽的株系均携带4—9个与穗发芽相关的抗性QTL.重组自交系群体中6个株系GI、GR和SGR值均在15%以下,表现出高抗穗发芽特性;这6个优异株系聚合了多个与穗发芽相关的抗性QTL,且均聚合了川麦42在4A染色体上的微效QTL(QGi.saas-4A和QGr.saas-4A),以及川农16在2D和5B染色体上的主效QTL(QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B);编号为104和125的优异株系已通过审定,定名为川麦104和川麦64.其中,川麦104于2012年同时通过国家和四川省审定,其抗穗发芽能力强,产量、品质、抗病等优良性状突出,聚合了7个正向穗发芽QTL,包括2B、2D和5B染色体上来源于川农16的4个抗性QTL(QGi.saas-2B、QGr.saas-2B、QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B),以及4A和6B染色体上来源于川麦42的3个QTL(QGi.saas-4A、QGr.saas-4A和QGr.saas-6B);近年来,川麦104已成为西南麦区小麦育种的核心亲本,育成小麦品种(系)18个.[结论]共检测到11个抗穗发芽QTL,其中3个来源于川麦42,8个来源于川农16;RIL群体中的抗穗发芽株系均携带4—9个抗性QTL,优异株系川麦104和川麦64高抗穗发芽,均聚合了7个穗发芽抗性QTL.

关键词： 小麦 穗发芽 QTL定位 QTL聚合 聚合效应

中国小麦品种穗发芽抗性差异的研究

张海萍; 海林; 张秀英; 胡琳; 胡汉桥; 蒲宗君; 肖世和; 《作物学报 》 2006 北大核心 CSCD

摘要：利用收获时种子发芽率和面粉降落值法,于2000—2002年2个小麦种植年度,研究了黄淮、北部、长江中下游、西南冬麦区和东北春麦区1950年以来的781个主要推广品种和新品系的穗发芽抗性。结果表明,小麦穗发芽抗性测定值在年度间极显著或显著正相关,不同年代小麦品种的穗发芽抗性差异较大。1990年以来育成品种的穗发芽抗性与20世纪80年代相近,但明显弱于506、0以及70年代。黄淮、西南和春小麦3个麦区种子发芽率低于2%的高抗品种数分别占各自麦区供试总数的1.7%、4.5%和5.7%,而长江中下游和北部2个冬麦区的种子发芽率都在10%以上;东北春麦区品种的抗性较强,种子发芽率平均为11.2%。利用等电聚焦电泳从发芽率和降落值均偏低的品种中鉴定出异源2号、蜀万24、蜀万761、陕160、孟县4号、京411、京9428、鉴26、燕大1817、农大45、衡水6404、晋麦5号、8号、鄂麦14和克辉等15个携带迟熟α-淀粉酶基因的品种,分布在5个不同麦区。对这些品种及其亲本进行SSR分子标记分析,发现有些与其亲缘关系密切的品种,却不携带迟熟α-淀粉酶基因。上述结果说明,该基因在我国五大小麦产区均有分布,但具该基因的品种数量少,占供试品种数的1.9%,通过育种程序容易选择出不携带该基因的小麦品种。

关键词： 小麦 品种 穗发芽 迟熟α-淀粉酶

抗条锈、抗穗发芽六倍体人工合成小麦Cereta/Aegilops tauschii783的SSR标记分析

魏会廷; 杨武云; 彭正松; 《分子植物育种 》 2005 CSCD

摘要：Cereta/Aegilopstauschii783是由CIMMYT引进的硬粒小麦/节节麦人工合成种,具有高抗条锈和高抗穗发芽等优良特性。本文选用小麦A、B、D染色体组的91对SSR引物将人工合成小麦Cere-ta/Aegilopstauschii783与绵阳26在分子水平上进行了比较分析,结果表明:91对引物中有88对引物能扩增出清晰条带;88对引物中除3对引物外,86对引物(96.59%)均能揭示出Cereta/Aegilopstauschii783与绵阳26之间的差异。人工合成小麦Cereta/Aegilopstauschii783与育成小麦品种遗传差异很大,是丰富现代小麦遗传多样性的优异基因源;利用人工合成小麦Cereta/Aegilopstauschii783与绵阳26构建SSR标记群体,可有效标记双亲优良基因。

关键词： 人工合成小麦 节节麦 条锈病 穗发芽 微卫星DNA 遗传多样性

从长江流域白粒小麦地立品种中开拓抗穗发芽种质的研究

吴兆苏; 沈又佳; 蒋国梁; 戴大庆; 蒋华仁; 秦代红; 江登阳; 《中国农业科学 》 1995 CSCD

关键词： 小麦育种 穗发芽 休眠性 地方品种