科研产出
大穗小麦新品种川麦93的特征特性及栽培技术
《现代农业科技 》 2023
摘要：川麦93是四川省农业科学院作物研究所选育的高产多抗优质白皮小麦新品种.2018年通过四川省农作物品种审定委员会审定(审定编号为20180001),2021年通过国家农作物品种审定委员会审定(审定编号为20210001).川麦93高产稳产、多抗、优质、大穗特性明显,是参加国家区试与省区试品种中穗粒数最多的品种.国家区试平均产量5913.00 kg/hm2,较对照川麦42增产4.3%;四川省区试平均产量5786.10 kg/hm2,较对照绵麦367增产16.89%.川麦93兼抗条锈病、叶锈病、白粉病;品质优、面粉白度高,适合制作酒曲、蛋糕、饼干等.根据国家、四川省区试数据和课题组多年多点试验数据,本文对川麦93的特征特性(产量、品质、抗病性等)进行了阐述,并简要总结了其栽培技术要点,以期为该品种的推广应用提供参考.
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小麦新品种蜀麦126的选育及其基因资源发掘利用
《四川农业科技 》 2022
摘要：小麦是四川省重要口粮作物和食品工业原料,对保障粮食安全意义重大.长期以来,西南麦区的小麦生产面临"产量水平较低""抗性弱""高产白皮品种缺乏"等突出问题,极大地制约了小麦产业发展."蜀麦126"是四川农业大学小麦研究所选育的小麦新品种,2016年通过四川省农作物品种审定委员会审定.该品种具有白粒、抗病、抗倒伏、抗旱、耐寒、丰产、稳产、适应性广等优点.为进一步增进该品种的推广应用,发挥其基因资源利用价值,笔者从品种特征特性、产量表现、栽培技术、育种应用及优异基因发掘情况等方面对"蜀麦126"进行了简要分析.
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小麦穗下节性状与灌浆速率及产量相关因素的关系
《应用与环境生物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：穗下节是连接旗叶和穗的部位.为明确穗下节性状与灌浆特性及产量相关因素的关系,分析91份西南小麦材料的穗下节性状和千粒重之间的相关性,进一步以筛选出来的3种穗下节长度、粗度的18份材料进行灌浆特性和产量相关因素差异分析.结果显示:91份材料的穗下节长度变幅为22.05-52.75 cm,粗度变幅为2.33-3.63 cm,体积变幅为121.10-403.52 cm3,变异类型丰富;穗下节长度与粗度、穗下节长度、粗度、体积与千粒重均线性回归显著,呈正相关关系.穗下节长度最长类型灌浆特性综合表现最好,其中平均灌浆速率和最高灌浆速率分别为0.33、2.78 g/d;穗下节粗度最粗与中等类型灌浆特性无明显差异,均优于最细类型灌浆速率.从产量相关性状看,穗下节长度最长类型平均单株粒重、千粒重分别为14.87、52.44 g,均显著高于其余两种类型;穗下节粗度中等类型综合表现优于其余两种类型.因此,综合考虑灌浆特性、产量相关因素,在西南地区选择穗下节最长、粗细中等的材料有助于选育灌浆特性、产量表现优异的小麦新品种;上述结果可为西南地区小麦的株型改良与高产选育提供参考依据.
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利用含5BS·7BS/5BL·7BL易位的重组自交系创制小麦染色体结构变异新材料
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探索5BS·7BS/5BL·7BL易位染色体在来自简单杂交川麦42×川麦55的高代重组自交系（RILs）中对染色体及农艺性状的影响,以期为这对相互易位染色体在育种和生产中的应用提供指导。【方法】利用基于寡核苷酸探针Oligo-pSc119.2-1、Oligo-pTa535-1和Oligo-（GAA）7的ND-FISH技术,对200份F6RILs进行分析,以探明染色体变异情况。【结果】细胞学鉴定的142个纯合株系包括4种类型:1B和5B/7B（43份）、1RS·1BL和5B/7B（30份）、1B和5BS·7BS/5BL·7BL（35份）、1RS·1BL和5BS·7BS/5BL·7BL（32份）,且它们在株高、分蘖、小穗和千粒重上没有差异。17y456和17y588两份自交系是含染色体结构变异且高抗条锈病的新材料,其中17y456聚合了1RS·1BL、5BS·7BS/5BL·7BL、3BS·5AS/3BL·5AL,17y588含有5BS·7BS/5BL·7BL和4DChanged染色体。【结论】5BS·7BS/5BL·7BL易位染色体对株高、分蘖、小穗和千粒重无负作用,这为育种家在应用易位系进行品种改良提供了指导意义。利用5BS·7BS/5BL·7BL易位染色体进行简单有性杂交能够容易获得染色体结构变异新材料,为今后小麦育种及种质创新提供了新的方向。
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小麦PIN基因家族的鉴定及表达分析
《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]PIN(puroindoline)是植物所特有的一类蛋白家族,对控制小麦籽粒硬度有重要功能.分析小麦PIN家族成员在全基因组的分布、结构及进化,研究其在不同组织的表达特异性以及在不同硬度种子的表达模式,为阐明小麦PIN基因家族的生物学功能奠定基础.[方法]根据已报道的小麦PIN基因和大麦HIN基因,利用BLASTP和HMM方法,在最新发布的小麦中国春参考序列中鉴定小麦PIN基因家族成员.利用UniProt、URGI、PFAM、CDD、expVIP等数据库,采用Clustal X、MEGA 7.0、ExPASy、MEME、GSDS、TB tools、GraphPad Prism5等软件进行生物信息学分析.采用qRT-PCR方法检测TaPIN基因家族在不同籽粒硬度小麦样品中的表达情况.[结果]共鉴定出19个小麦PIN基因,集中成簇分布于第1、5和7染色体同源群,编码148—327个氨基酸,编码蛋白相对分子量为16.39—37.19 kD,等电点为6.35—9.34.通过结构域和系统发育分析,可将19个TaPIN基因分为A和B两大类.大部分TaPINs基因仅有1个外显子,没有内含子,顺式作用元件分析发现其上游序列包含大量抗逆和种子发育相关的调控元件.转录组分析表明该基因家族在小麦籽粒中相对表达量很高,而在根茎叶等其他组织几乎不表达.实时荧光定量PCR表明,各基因间相对表达量差异显著,TaPIN9和TaPIN10表达量较高.随着小麦籽粒硬度降低,TaPIN9和TaPIN10表达上调,且表达比例增加,而TaPIN16和TaPIN6则呈现相反的趋势.[结论]小麦籽粒硬度的调节以Pina和Pinb为主,该基因家族其他成员也具有相同结构域,推测也具有相似功能,但受表达量低的限制,对籽粒硬度影响较小.从该基因的进化关系看,粗山羊草与小麦亲缘关系最近,其次是燕麦、黑麦和大麦.
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两个不同籽粒硬度小麦的比较蛋白组学分析
《作物学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：小麦是全球种植面积最大粮食作物,为全球45亿人提供日常蛋白和能量摄入的20%。弄清小麦籽粒硬度遗传基础,对于改良小麦品质具有重大意义。为探讨不同硬度小麦种子的分子基础,本实验选用西南麦区2个硬度差异极显著的小麦品种川麦66和蜀麦969,从蛋白水平上分析其种子蛋白差异表达情况,利用TMT定量蛋白质组学技术(tandem mass tags)结合生物信息学分析,分析差异表达的蛋白及其功能和通路等富集情况。结果表明,鉴定并定量了有效蛋白6020个,其中显著差异表达蛋白113个,在软质麦川麦66中上调表达的69个,下调表达的44个。差异蛋白GO富集分析共富集到65个GO条目,达到极显著富集水平的包括生物过程的1个条目、细胞组成的1个条目和分子功能的6个条目。推测营养库活性类蛋白、酶抑制剂活性类蛋白和谷胱甘肽代谢途径类蛋白可能参与小麦籽粒硬度形成。籽粒硬度相关蛋白可能主要分布于细胞胞外区,具有防御作用。从系统发育分析推测, puroindolines蛋白及其同源蛋白,可能既作为小麦籽粒贮藏蛋白,同时还能作为酶抑制剂调控籽粒发育。本研究为进一步探索小麦籽粒硬度遗传机制提供了参考。
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川麦42和川农16抗穗发芽QTL定位及聚合效应分析
《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.
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小麦穗部性状的主基因+多基因混合遗传模型分析
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】穗部性状是小麦重要的产量性状,在小麦产量构成中占据重要地位和作用。开展小麦穗部性状遗传研究、分析其遗传机制,对制定高产育种策略、提高育种效率提供理论和实践指导。【方法】以主茎穗长、小穗数、穗粒数、小穗粒数为指标,采用数量性状的主基因+多基因混合遗传模型方法,对不同生态环境条件下来自母本品冬34与父本BARRAN及其衍生的F7:8、F8:9代重组自交系群体(RIL)进行穗部性状的遗传模型分析与遗传参数估计,以确定控制各性状的基因数目,估计遗传效应值及遗传率。【结果】穗长和小穗数的最佳遗传模型均是B-2-1(PG-AI),符合2对连锁主基因+加性-上位性多基因遗传模型。穗长的多基因遗传率是90.64%,小穗数的多基因遗传率是89.52%,穗长的环境变异平均值占表型变异的比例为9.39%,小穗数的环境变异平均值占表型变异的比例为10.50%;穗粒数的最佳遗传模型是G-1(MX3-AI-A),符合3对加性-上位性主基因加多基因+加性混合遗传模型,主基因遗传率是69.39%,多基因遗传率是29.94%,环境变异平均值占表型变异的比例为2.18%。控制穗粒数的第1对主基因的加性效应值和第3对主基因的加性效应值数值相等,同是4.56,具有正向效应。第2对主基因的加性效应值与加性效应和第1对主基因×第2对主基因×第3对主基因的加性效应值相同,均是-1.64,且为负向效应。加性和加性×加性上位性互作效应值与加性和第2对主基因加性×第3对主基因加性上位性互作效应值相等,均是-6.02。加性和第1对主基因加性×第3对主基因加性上位性互作效应值是0.18,多基因的加性效应值是0.15,表现为较低的正向遗传效应;小穗粒数的最佳遗传模型是H-1(4MG-AI),符合4个主基因+加性-上位性遗传模型,主基因遗传率是81.50%。第1至4对主基因加性效应值分别为0.22、0.18、-0.20和0.24,加性和第1对主基因×第1对主基因的加性上位性互作效应值是-0.170,加性和第1对主基因×第3对主基因的加性效应值是0.240,加性和第1对主基因×第4对主基因的加性效应值是-0.20,加性和第2对主基因×第3对主基因的加性效应值与加性和第2对主基因加性×第4对主基因加性上位性互作效应值绝对值相同,效应相反,前者值是0.03,后者值是-0.03。加性和第3对主基因×第4对主基因×的加性效应值是0.06。【结论】小麦穗部性状以多基因遗传效应为主,符合数量遗传特征,易受环境影响。小穗粒数存在着主基因遗传特性,主基因遗传力较高,受环境影响小,小穗粒数可作为有效改良穗部性状早期选择的直接指标,实现单株定向选择,提高育种效率。
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2个小麦株高QTL位点验证及其对产量相关性状的效应分析
《西南农业学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】小麦株高决定了种植密度和抗倒性,对产量具有显著影响。本研究旨在利用不同背景的遗传群体材料验证前期发现的2个株高QTL位点,Qph.cib-5A和Qph.cibb-7A,及其对产量性状的影响,以期为分子育种提供参考。【方法】2个重组自交系群体于2015-2016、2016-2017年种植于四川双流和四川什邡,F_2群体于2017年种植于四川双流,获得表型数据。通过竞争性等位基因特异性PCR(Kompetitive Allele Specific PCR,KASP)反应、35K和90K芯片分别对2个F_2群体,川麦42×川麦39重组自交系和川麦42×川农16重组自交系进行基因分型。比较携带不同基因型株系株高、穗长、穗粒数和千粒重的差异。【结果】在F_2群体中,Qph.cib-5A和Qph.cibb-7A能显著增加株高7.75%和6.19%;在2个重组自交系群体中,Qph.cib-5A能增加株高(4.2%～10%)、穗长(4%～9.1%)和千粒重(2.5%～4.5%),而不影响穗粒数。Qph.cibb-7A在不影响穗粒数和穗长的前提下增加株高(3.3%～6.1%)和千粒重(2.5%～4%)。此外,当同时聚合Qph.cib-5A和Qph.cibb-7A时对株高(7.4%～13.1%)和千粒重(4.7%～7.5%)的效应更加显著。【结论】本研究证实Qph.cib-5A和Qph.cibb-7A对株高调控具有显著作用,同时对千粒重也会产生较大影响,因此该研究的结果以及开发的标记可应用于小麦育种和小麦调控株高遗传机制的解析。
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