2023年麦类作物专辑

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  • 1  分子标记辅助选育抗赤霉病小麦新品系
    刘方方,张琪琪,万映秀,曹文昕,李耀,李炎,张平治
    2023, 24(6):1805-1815. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230523001
    [摘要](185) [HTML](134) [PDF 1.07 M](804)
    摘要:
    赤霉病严重影响小麦的产量和品质,利用抗病基因改良品种的赤霉病抗性是防治赤霉病危害的有效途径。为创制适用于黄淮麦区抗赤霉病小麦新品系,提高半冬性品种抗赤霉病育种效率。本研究以携带赤霉病抗性主效基因Fhb1Fhb2Fhb4Fhb5的高秆抗赤霉病品系L06486为供体,与黄淮麦区丰产、广适但高感品种济麦24进行杂交,得到的杂种再与矮秆种质206A杂交,于F3至F6连续进行大规模育种田弥雾接种鉴定。通过田间选择,在F7获得106个新品系。采用单花滴注法对106份品系进行抗性评价,同时利用7个与抗赤霉病主效基因Fhb1Fhb2Fhb4Fhb5紧密连锁的分子标记进行基因型分析。结果表明,与亲本济麦24相比,F7品系的赤霉病抗性明显提高。106份新品系中,有98份赤霉病抗性水平达中感以上;有105份携带1~4个抗病基因。Fhb1Fhb2Fhb4Fhb5的检出频率分别为96.23%、41.51%、18.87%和87.74%。携有单个或多个抗性基因的小麦品系较不携带抗性基因的品系表现出更强的赤霉病抗性,聚合抗病基因越多,品系的赤霉病抗性越强。创制的14份携有Fhb1基因组合、中抗赤霉病且农艺性状优良的小麦新品系将为黄淮麦区小麦赤霉病抗性的改良提供帮助。
    2  小麦株高主效QTL-qPh-3D遗传效应解析
    蔡益彪,孙振仓,史欣瑶,管宇翔,程佳佳,杨爽,王萌鲁,张磊,王晨阳,丁洪科,王发祥,赵春华,孙晗,吴永振,秦冉,崔法
    2023, 24(6):1690-1701. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230329002
    [摘要](153) [HTML](93) [PDF 2.76 M](757)
    摘要:
    qPh-3D为1个控制株高的主效QTL,可在科农9204×京411衍生的重组自交系群体(KJ-RILs)的14组环境数据中被稳定检测到,定位于科农9204基因组3D染色体KN3D:515.08~539.08 Mb区间内,其降低株高的等位基因来自京411。本研究继续深入分析该QTL降秆机制,并利用包含187个家系的KJ-RILs群体及316份育成品种(系)组成的自然作图群体,对其进行遗传效应解析,进一步明确其对产量性状的影响。基于KJ-RILs群体分析结果表明,来自京411的qPh-3D降秆基因型通过降低穗部以下各节间长度进而显著降低株高,但对穗长无显著影响。qPh-3D在降低株高的同时,可一定程度降低单株产量。在qPh-3D靶区间内选择2个紧密连锁的标记AX-110160363AX-111109273,对316份自然作图群体进行产量性状遗传效应和靶区段选择效应分析。结果表明,降秆基因型在降低株高的同时,对穗长具有一定正效应,但对单株产量具有显著负效应。qPh-3D靶区段育种选择效应分析结果表明,北京和陕西对qPh-3D降秆基因型利用率较高;而四川、青海、山东以及国外地区对其利用率较低,且在不同年代中,降秆基因型利用率均较低。随着时间的推移,qPh-3D的增秆基因型利用率呈上升趋势。此外,本研究还开发了1个与qPh-3D紧密连锁的基于PCR技术检测的InDel分子标记。研究结果可对未来qPh-3D分子育种应用提供理论参考。
    3  锂离子束辐照小麦诱发DNA损伤与特异基因调控网络解析
    杜国锋,谢永盾,郭会君,熊宏春,古佳玉,赵林姝,赵世荣,丁玉萍,隋丽,刘录祥
    2023, 24(5):1485-1497. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230329001
    [摘要](94) [HTML](118) [PDF 1.48 M](712)
    摘要:
    锂(7Li)离子束作为一种新型诱变剂在作物诱变育种中发挥着越来越重要的作用。本研究利用彗星电泳技术探索了7Li离子束辐照小麦诱导的DNA损伤特点,并结合转录组分析初步解析了特异基因表达调控网络。结果表明,与传统诱变因素伽马(γ)射线相比,7Li离子束辐照引起的小麦幼苗生长抑制程度低,幼苗叶脉失绿至开裂。对辐照诱导的差异表达基因进行GO和KEGG功能分析显示,7Li离子束辐照诱导的差异表达基因主要富集在细胞壁合成与代谢和甘油脂类代谢通路,而γ射线辐照诱导的差异表达基因主要富集在光合作用代谢通路中,推测细胞壁合成与代谢和甘油脂类代谢通路途径与响应7Li离子束辐照引起的损伤密切相关,而光合作用代谢途径与响应γ射线辐照引起的损伤密切相关。两种辐射诱导的差异表达基因的转录因子分析结果显示,7Li离子束辐照诱导的MYB、WRKY、bHLH和NAC等转录因子家族可能在响应7Li离子束辐照过程中具有重要作用,7Li离子束辐照特异诱导Whirly家族转录因子调控DNA损伤修复,而γ射线辐照诱导E2F/DP家族转录因子调控DNA损伤修复。
    4  甘肃省小麦地方品种春化、光周期基因分布频率及冬春性分析
    杨芳萍,郭莹,吕迎春,董亚超,李玥,化青春,虎梦霞,刘金栋
    2023, 24(6):1558-1567. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230320003
    [摘要](206) [HTML](119) [PDF 863.20 K](716)
    摘要:
    地方品种资源是小麦新品种选育的重要亲本来源,充分应用其优异性状对于育种实践具有重要意义。本研究利用分子标记检测甘肃省种质库地方品种春化(Vrn-A1、Vrn-B1、VrnD1Vrn-B3)和光周期(Ppd-D1)基因的等位变异。结果表明:(1)445份地方品种共携带6种春化基因显性等位变异,分布频率差异较大,分别为Vrn-A1a (2.5%)、Vrn-B1a (11.0%)、Vrn-B1b (1.6%)、Vrn-B1c (0.5%)、Vrn-D1 (67.4%)和Vrn-B3(0.5%);在检测材料中光周期非敏感等位变异Ppd-D1a分布频率为17.8%。(2)除Vrn-B1a+Vrn-D1外,其余显性春化基因等位变异组合的材料全部分布在春麦区;从春麦区到冬麦区,春化基因显性等位变异分布频率呈降低趋势,而隐性等位变异频率呈升高趋势;Ppd-D1a在甘肃省不同麦区均有分布,且冬麦区分布频率远高于春麦区。陇东旱塬冬麦区分布频率最高(35.6%),洮岷高寒春麦区分布频率最低(5.1%)。(3)比较基于资源目录记载的冬春性和春化基因显性等位变异推断的冬春性的一致性,发现春性和弱冬性品种的一致性较高,冬性和强冬性品种的一致性较低,从甘肃省春麦区到冬麦区,一致性逐渐降低。(4)筛选出83、119和82份地方品种,可分别在春麦区(甘肃省中西部及洮岷高寒春麦区等)、冬季较为温暖的秋播冬麦区(陇南嘉陵江上游、天水南部渭河上游等)及较为寒冷的冬麦区(如平凉、庆阳的泾河流域及天水、定西的北部等)的育种中广泛应用。研究结果为现代小麦育种中发掘利用优异地方种质资源提供参考。
    5  基于重组自交系群体的小麦籽粒硬度QTL分析
    周淼平,杨学明,张鹏,宋桂成,张平平,何漪
    2023, 24(5):1380-1388. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230307001
    [摘要](155) [HTML](115) [PDF 1.30 M](735)
    摘要:
    小麦籽粒硬度是影响小麦商品分类分级、小麦制粉工艺和小麦面粉最终加工用途的重要指标,分子标记辅助选择可以有效提高小麦籽粒硬度的选育效率。为了发掘和开发更多与小麦籽粒硬度紧密连锁的分子标记,本研究采用硬质小麦扬麦158与软质小麦西风配制重组自交系群体,利用55K SNP芯片分析群体基因型并构建了群体遗传连锁图,结合4年群体籽粒硬度的表型资料对影响小麦籽粒硬度的QTL进行了分子定位。结果显示,构建的遗传连锁图覆盖2784.9 cM,含有3830个非共分离的SNP标记;除PIN基因外,共定位到12个可重复的QTL位点,分别位于1A、1B、1D、2A(2个)、3A、4D、5A、5D、6B、6D和7A染色体,单个QTL可解释3.2%~15.2%籽粒硬度变异;11个QTL来自软质小麦西风,1个QTL由硬质小麦扬麦158贡献;7个QTL表现稳定,可在4年试验中重复,其中5个QTL未见报道,为新发现QTL,特别是5D染色体新发现的QTL最高可解释15.2%表型变异。与这些稳定QTL紧密连锁的SNP标记将为今后开展长江中下游麦区软质小麦的分子标记辅助选择提供帮助。
    6  小麦类病斑突变体lm452的生理和遗传特性分析
    温晓兰,胡人月,张博文,姚丹妤,彭文涛,万小能,王秀媛,袁军海,刘小粉,孙果忠
    2023, 24(4):984-992. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230118002
    [摘要](170) [HTML](157) [PDF 988.36 K](893)
    摘要:
    在小麦品种西农1376与克旱21构建的近等基因系中发现一个自然突变的类病斑家系lm452。本研究对lm452的类病斑发生进程、生理生化特性、农艺性状、遗传分离规律等进行了研究。结果表明,类病斑最先发生于第一叶,颜色由白色渐变为黄褐色,呈条纹斑块状;类病斑数量随着植株生长发育进程逐渐增加,可蔓延至叶鞘。类病斑的发生受温度和光照影响,遮光可以避免或减轻类病斑的发生;低温和强光可加重类病斑发生。生理生化分析表明类病斑的形成伴随着超氧化物产生、可溶性蛋白质含量降低和细胞活性降低;突变体lm452的千粒重在田间和温室环境条件下均较表型正常姊妹系g451极显著降低。遗传分析表明lm452的类病斑性状受单个隐性核基因控制。上述结果为lm452类病斑基因的克隆和分子调控网络机制解析奠定了基础。
    7  小麦籽粒相关性状全基因组关联分析
    张志辉,程宇坤,任毅,王睿,董一帆,耿洪伟
    2023, 24(4):993-1006. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20221224001
    [摘要](268) [HTML](249) [PDF 1.41 M](918)
    摘要:
    小麦籽粒大小和形态是决定产量的主要因素之一,挖掘籽粒大小和形态性状的关联位点,筛选相关候选基因对于提高小麦产量具有重要意义。本研究以国内外具有代表性的300份冬小麦自然群体为研究材料,对千粒重、粒长、粒宽、粒厚、籽粒长宽比、籽粒面积、籽粒周长、籽粒形状和籽粒饱满度等9个籽粒性状进行表型鉴定,利用小麦90 K SNP芯片进行基因型采集,通过混合线性模型(MLM+Q+K)对籽粒大小和形态性状进行全基因组关联分析。研究结果表明,小麦籽粒大小和形态性状表现出丰富的表型变异,变异系数范围3.80%~26.06%,广义遗传力在56.25%~91.98%之间。通过GWAS检测出66个与籽粒大小和形态相关的稳定关联位点(P≤0.001),分布在除3D、4D、5D外的18条染色体上,可解释3.74%~14.34%的表型变异。检测到37个与两个及以上籽粒性状关联的一因多效位点,其中3B染色体的BS00022512_51标记同时与4个籽粒性状(粒长、粒宽、粒厚和籽粒长宽比)关联,具有最大的表型贡献率(7.06%~14.34%),6D染色体的wsnp_Ex_c4480_8055475标记同时与除粒厚、籽粒形状和籽粒饱满度以外的6个籽粒性状关联,表型贡献率为3.81%~8.25%。将BS00022512_51和wsnp_Ex_c4480_8055475标记进行单倍型分析,发现位于6D染色体上的wsnp_Ex_c4480_8055475位点存在GC-Hap1、AT-Hap2和AC-Hap3三种单倍型,单倍型GC-Hap1为籽粒较大的高千粒重单倍型。3种单倍型的整体分布频率分别为65.58%、32.25%和2.17%,单倍型GC-Hap1在中国4个冬麦区品种(系)中被大量选育。对37个一因多效位点进行发掘,筛选到9个籽粒大小和形态性状相关的候选基因。
    8  40份国内小麦品种抗叶锈性鉴定
    朱瑜,康占海,师令智,董素芬,陶晡,刘大群,李星,李亚宁
    2023, 24(4):972-983. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20230102002
    [摘要](204) [HTML](101) [PDF 806.18 K](908)
    摘要:
    为分析40份国内小麦材料所含有的抗叶锈病基因,本研究采用16个叶锈菌生理小种对其进行基因推导,推测待测材料抗叶锈病基因组成,并利用11个与己知抗病基因紧密连锁的特异性分子标记进行验证。进一步选取5个高毒力小种制成混合菌种,在保定试验田进行成株期接菌,筛选可能含有成株慢锈基因的小麦品种。综合系谱分析、基因推导、分子标记检测结果,在待测小麦品种中检测出6个已知抗叶锈病基因(Lr1Lr11Lr20Lr26Lr30Lr37)。其中运黑14207等10个品种含有Lr1,禾美988和百农207含有Lr11,豫麦49和百农207含有Lr20,万丰269等23个品种含有Lr26,运黑14207和郑麦103含有Lr30,漯6073等4个品种含有Lr37,并且有的品种含有未知抗叶锈病基因。田间成株期抗性鉴定筛选出漯6073等7个品种具有慢锈性。本研究明确了部分品种的基因构成,发掘了优良抗源材料,可用于抗病育种及基因聚合。
    9  宁夏春麦区小麦资源株高、籽粒性状及抗病性分析
    孙刚,陈佳静,姚明明,毛馨缘,李清峰,刘彩霞,刘凤楼,李文侠,王掌军
    2023, 24(4):954-971. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20221118001
    [摘要](211) [HTML](114) [PDF 1.44 M](864)
    摘要:
    为评价我国4个主要育种阶段来源于不同麦区的小麦资源在宁夏春麦区的株高、籽粒性状和抗病性,以及为宁夏小麦育种提供可行的评价方法和优异种质,本研究以4个育种阶段共228份小麦资源为材料,采用熵值赋权DTOPSIS法对这些资源的株高和籽粒性状进行综合评价,以筛选优良育种亲本。通过田间抗性调查结合18个与宁夏小麦主要病害相关的分子标记对这些资源的抗病性及抗病基因分布情况进行评价。结果表明,从阶段Ⅰ~Ⅳ,材料的株高和蛋白质性状呈降低趋势,而穗粒数和粒重呈增加趋势。根据Ci值筛选出11份资源(占总数5%),分别为红兴隆3号、糯麦、新疆小麦、上林小麦、宁春45号、会宁19号、宁春32号、宁春58号、甘春25号、永良15号和小冰33号。抗性调查结果表明,228份资源中分别有181份、220份和83份表现抗条锈病、叶锈病和白粉病。Ci值筛选出的11份资源对条锈病和叶锈病表现出较好的抗性,其中红兴隆3号、上林小麦和小冰33号还兼抗白粉病。此外,18个与抗病基因相关的分子标记在228份资源中表现出不同比例的扩增。总之,基于熵值赋权的DTOPSIS法和小麦主要病害相关分子标记检测可用于国内小麦资源不同育种阶段的评价,筛选出的综合性状优良的小麦资源可作为宁夏小麦育种的候选亲本。
    10  小麦-冰草不同2P附加系的特征分析
    王棕瑶,徐世锐,吉夏洁,韩海明,张锦鹏,周升辉,杨欣明,李秀全,李立会,刘伟华
    2023, 24(4):944-953. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20221213003
    [摘要](266) [HTML](195) [PDF 1.08 M](1023)
    摘要:
    冰草(Agropyron cristatum)作为小麦重要野生近缘植物之一,含有许多可以改良小麦的优异基因。小麦-冰草附加系含有一对完整的冰草染色体,是利用冰草P基因组优异基因的重要工具材料。由于冰草为多年生四倍体异交植物,其部分同源群的P染色体结构存在差别,从而使得同一部分同源群的小麦-冰草附加系材料在农艺性状中表现出不同。本研究通过细胞学鉴定、分子标记检测、农艺性状考察、抗病性鉴定等手段对3份小麦-冰草不同2P附加系的抽穗期、株型、穗部性状、籽粒性状、抗白粉病和叶锈病等主要特性进行了鉴定与分析。结果表明,小麦-冰草2P附加系II-9-3遗传稳定、株型紧凑、免疫叶锈病、高抗白粉病,可以用于小麦的株型改良和抗病育种。小麦-冰草2P附加系II-3-1b的株高降低效应明显、较早抽穗、免疫叶锈病,可用于小麦株高改良和抗叶锈病育种。小麦-冰草2P附加系II-23-72对叶锈病和白粉病流行小种近免疫,可用于抗病育种。3份2P附加系为小麦-冰草2P易位系、缺失系的创制提供了材料;不同2P附加系在株型、株高和抗病性等性状上表现不同的优异特性,不仅为在小麦改良中有效利用2P染色体优异基因提供了依据,并且为进一步对2P染色体优异基因的定位奠定了重要基础。
    11  我国部分审定小麦品种的品质性状及基因型分析
    权威,马锦绣,华正蓉,左静红,王伟伟,王俊稳,张立平,庞斌双,赵昌平
    2023, 24(3):701-718. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20221031003
    [摘要](259) [HTML](57) [PDF 1.11 M](820)
    摘要:
    为了解我国小麦品种的品质相关基因分布及品质性状表现,本研究针对近年来我国审定的530份小麦品种,进行容重、粗蛋白质含量、湿面筋含量、吸水率和稳定时间等性状的分析,同时利用13个品质相关的KASP标记检测基因型,明析不同的品质种植区域内的审定品种优异品质基因等位变异的分布及聚合情况。检测的优异品质基因等位变异在不同区域间的分布不均衡,其中1BL/1RS(-)1Ax 1/1Ax 2*Pinb-D1bPinb-B2b优异等位变异在品质区域间分布频率呈显著性差异,而1Bx17+1By18TaPsy-D1aTaPod-A1b等优异等位变异的分布在区域间无差异;同时进行多个优异等位变异聚合情况分析发现:5个面筋质量相关基因中筛选出同时含有1B/1R(-)1Ax 1/1Ax 2*1Dx5+1Dy10glu-B3g+ 4个优异等位变异的材料12份;3个籽粒硬度相关基因中未检测到同时含有Pina-D1bPinb-D1bPinb-B2b的材料,检测到含有Pina-D1b/Pinb-B2b组合的材料16份,含有Pinb-D1b/Pinb-B2b组合的材料88份。5个籽粒颜色相关基因中同时聚合5个优异等位变异的材料10份。检测的13个品质相关基因KASP标记中,未发现聚合11个以上优异等位变异基因的材料,聚合10个优异等位变异基因的材料有4份,聚合9个优异等位变异的材料有16份。品质分析结果显示:不同区域间品质指标值也存在区域性的差异,且稳定时间与蛋白质含量和湿面筋含量指标不协调。面筋品质相关基因优异等位变异1BL/1RS(-)1Ax1/1Ax2*1Dx5+1Dy10在强筋,中强筋和中筋品种间的分布频率呈极显著差异,且与品质表现呈极显著正相关。
    12  黄淮冬麦区不同来源地新育成小麦品种性状多样性分析
    张会芳,齐红志,孙岩,冯晓,杨翠苹,卓文飞,燕照玲,齐学礼
    2023, 24(3):719-731. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220703001
    [摘要](217) [HTML](73) [PDF 752.96 K](817)
    摘要:
    为系统了解黄淮冬麦区不同来源地(南片、北片)小麦性状多样性现状,以黄淮冬麦区新育成的109份小麦为材料,采用Shannon-Wiener多样性指数(H′)、聚类分析、主成分分析、回归模型构建等方法,对黄淮冬麦区新育成小麦的12个农艺及品质性状进行性状多样性分析及综合评价。结果表明,109份小麦中,南片、北片各有84、25个品种,分别占比77.1%、22.9%。强筋、中强筋小麦分别占比11.9%、16.5%,合计占比28.4%。12个性状变异系数在1.66%~76.64%,平均为11.37%,稳定时间的变异系数最大,容重的最小。12个性状的H′在1.50~4.65,平均为3.78,基本苗的H′最小,其余均在3.00以上。北片小麦12个性状的H′均高于南片,增幅为24.7%~188.6%,生育期的增幅最小,基本苗的最大。在平方欧氏距离10.0处,黄淮冬麦区109个小麦被聚为六大类,大部分小麦按来源地聚在同一大类。不同来源地的小麦容重、生育期、穗数、吸水率差异达显著或极显著水平,南片比北片分别低0.9%、3.5%、11.0%、4.1%。不同来源地小麦前6个主成分累计贡献率差别较小,南片为80.25%,北片为83.33%。不同来源地综合得分均表现为强筋小麦>中强筋和中筋小麦。北片小麦性状的丰富度、均匀性高于南片,进化潜力较高,穗数、穗粒数、容重、蛋白质含量、吸水率5个性状可用于评价小麦的综合表现;南片小麦应积极改良品种,注重品种农艺及品质性状的多样性,拓宽遗传基础,生育期、穗数、产量、容重、蛋白质含量、湿面筋含量6个性状可用于评价小麦的综合表现。
    13  小麦品种烟农999高产遗传基础解析
    王矗,殷岩,王昊,李诗慧,赵春华,秦冉,孙晗,吴永振,慕岩君,孔军杰,许玲,黄小梅,辛庆国,王江春,崔法
    2023, 24(3):732-743. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20221213004
    [摘要](318) [HTML](127) [PDF 1.11 M](963)
    摘要:
    小麦品种烟农999具有高产、稳产、广适等特性,明确烟农999的遗传特性,挖掘其高产关键区段,可为烟农999育种及生产应用提供理论支撑。本研究利用55K小麦SNP芯片对烟农999及其46份衍生品种(系)、243份育成的小麦品种(系)为材料组成的自然群体进行了全基因组基因型鉴定,解析了其关键育种选择区段及其遗传效应,基于产量三要素优异等位基因位点组成系统解析了其高产形成的关键遗传基础。表型结果表明,烟农999高千粒重优异性状在其后代中得以优先选择保留。46份烟农999衍生品种(系)平均遗传相似系数为0.87。在全基因组水平,烟农999对F3、F5、F6及F7以上衍生品系遗传贡献率分别为84.94%、86.19%、86.67%和87.65%。46份烟农999衍生品种(系)中共检测到222个传递率在95%以上的烟农999高频率选择区段,长度变幅为5.04~108.75 Mb,其中2A包含高频率选择区段总长度最长,约为483.37 Mb;7D最短,约为13.84 Mb。222个高频率选择区段内包含135个已知的与产量性状相关的QTL,其中A基因组为80个,B和D基因组分别为48个和7个。基于自然群体单标记QTL分析共检测到1195个控制单株产量、267个控制穗粒数、790个控制千粒重和678个控制单株穗数的显著性关联SNP位点,其中烟农999基因型为增效的位点占比分别为84.02%、51.69%、94.18%和13.42%,说明烟农999已富集了单株产量和千粒重优异等位基因位点,是其高产、稳产的重要遗传基础。本研究为烟农999的分子育种亲本应用与烟农999高产基因挖掘提供理论参考。
    14  四川小麦品种HMW-GS组成及品质参数演变分析
    蒋云,郝明,刘登才,吕季娟,汤述尧,宣朴,郭元林,陈谦,王颖,肖俊,张洁
    2023, 24(3):744-757. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220908001
    [摘要](182) [HTML](61) [PDF 1.21 M](744)
    摘要:
    分析了1949—2018年间,四川省的184个小麦育成品种、1个引进品种和2个地方品种的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成和品质指标的演变。结果表明,Glu-1A位点有1、N、2*等3种亚基类型;Glu-1B位点有7、20、22、7+8、7+9、6+8、14+15和23+18等8种亚基类型;Glu-1D位点有5+10、2+12和3.1t+11*t等3种亚基类型。共检测到23种亚基组合类型,“N/7+9/5+10”组合出现频率最高,为12.30%。随着育种进程的发展,四川小麦育成品种的HMW-GS组成多样性有所增加,优质强筋亚基1和5+10的比率逐渐上升。四川小麦品种整体上属于中、弱筋类型,除容重、沉降值上升外,其余品质指标呈先上升后缓慢下降的趋势。本研究可为四川小麦品质的进一步改良提供参考。
    15  25年我国审定的彩色小麦农艺性状及品质特征分析
    张敏敏,闫秋艳,董飞,申艳婷,贾亚琴,闫双堆,鲁晋秀,杨峰,李峰,蔡岳,于章龙,宋昱,祁琛,吴林甲
    2023, 24(2):458-473. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220809002
    [摘要](221) [HTML](131) [PDF 1.57 M](892)
    摘要:
    以近25年来我国不同省份审定的56份彩色小麦品种为研究对象,利用变异系数、主成分分析和聚类分析对审定品种的5个农艺性状和3个品质性状进行综合评价,为我国彩色小麦种质资源创制和新品种选育提供参考。结果表明:彩色小麦生育期、株高、穗粒数、千粒重和产量的变异系数范围为8.11%~21.82%,其中产量与生育期变异系数较大。蛋白质含量、容重和湿面筋含量的变异系数范围为3.44%~15.06%,其中容重性状较稳定,蛋白质含量和湿面筋含量变异丰富;省际间审定的彩色小麦性状各有侧重点,山西、安徽与北京通过审定的多数品种品质较好,山东通过审定的品种产量表现突出;不同粒色小麦性状间无显著性差异;相关分析表明生育期与株高呈显著负相关关系,穗粒数与千粒重呈显著正相关,蛋白质含量与湿面筋含量、生育期均呈显著正相关关系;主成分分析将6个性状简化为3个主成分,累积贡献率为67.55%,其中第1主成分与容重有关,第2主成分与产量有关,第3主成分与蛋白质含量、湿面筋含量有关;聚类分析在遗传距离为12.5时将56份彩色小麦资源分为4个类群,其中第Ⅲ类群综合性状较好,山农蓝麦1号的F值最高(1.02),柳紫黑麦1号的F值次之(0.99);从彩色小麦审定品种性状趋势来看,生育期和产量随着年份增加呈增加趋势,而株高和蛋白质含量呈降低趋势。可见,产量是彩色小麦品种选育的重点,但品质性状尤其是蛋白质含量需重点关注。
    16  滇西地区小麦地方品种SSR分子标记遗传多样性及亲缘关系分析
    陈丹,祝迪,周国雁,武晓阳,伍少云,蔡青
    2023, 24(2):445-457. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220802003
    [摘要](203) [HTML](84) [PDF 1.08 M](770)
    摘要:
    作物种质资源鉴定评价是种质资源保护与利用的重要环节。滇西地区是云南省小麦地方品种最重要的原产地,分布有类型多样数量丰富的资源。开展分子遗传多样性分析对明确其遗传背景、提高育种利用率具有重要意义。本研究利用65个SSR分子标记对186份来源于滇西地区的小麦地方品种进行遗传多态性分析。共检测出等位变异407个,平均为6.26个。主要等位基因频率共计为36.1077,平均为0.5555。基因多样性指数总计为37.5473,平均为0.5777。多态性信息含量(PIC)总计为34.9924,平均为0.5383,变幅为0.1465~0.8356之间,多态性达到高度水平(PIC≥0.5)。A、B、D亚基因组中,基因多样性指数的平均值从高到低依次为B > A > D;7个同源群中,基因多样性指数的平均值变幅为0.5202~0.6508,最高为第四同源群,最低为第七同源群。聚类分析表明共分为2大类群,其中5份材料为第Ⅰ类群,主要为四倍体材料;181份材料为第Ⅱ类群,全部为六倍体材料。第Ⅱ类群中的铁壳麦单独聚为一类,其他地方材料大致可按临沧、保山、大理等相同地理来源聚为一类。主成分分析结果与聚类分析一致。上述结果表明滇西小麦地方品种遗传多样性丰富,是未来小麦育种改良的宝贵基因库。
    17  小麦雄性不育突变体4167ms的遗传定位
    李增辉,王诗音,庞玉辉,马指挥,李家创,王黎明,董普辉
    2023, 24(2):357-364. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220906001
    [摘要](272) [HTML](129) [PDF 848.78 K](887)
    摘要:
    小麦雄性不育材料作为一种非常宝贵的种质资源,对小麦杂交育种和杂种优势利用研究具有重要价值。本团队前期从小麦高代品系4167中发现一个雄性不育突变体,将其命名为4167ms,对其进行了不育表型鉴定、遗传分析和分子标记定位研究。结果表明,该突变体表现为花药干瘪不外露,1% I2-KI染色发现突变体花粉粒为不能正常着色的无规则形状,败育彻底。经过多年秋播和春播鉴定,其不育性状稳定,不受光温变化的影响。以4167ms为母本和不同小麦品种杂交得到的正交F1育性完全正常, F2分离群体中可育株与不育株的理论分离比例均符合3∶1;反交(科大342//4167ms/4167)F1结实正常,F2育性分离行中可育株与不育株的分离比例符合3∶1,说明4167ms不育表型受单隐性核不育基因控制,暂命名为ms1t。构建4167ms/中国春F2定位群体,采用BSA法和SSR分子标记连锁分析,获得位于小麦染色体4BS上5个与mslt连锁的SSR标记,其顺序为Xwmc617Xkd661、Xkd696、ms1t、Xkd495、Xkd393,两侧最近标记Xkd696、Xkd495ms1t基因的遗传距离分别为3.9和1.9 cM。比对分析中国春物理图谱,ms1tMS1基因位于相同区域,因此推测4167ms的ms1t可能是MS1的一个隐性等位变异。
    18  利用转基因技术和基因编辑技术改良小麦进展
    于美,唐华丽,叶兴国
    2023, 24(1):102-116. DOI: 10.13430/j.cnki.jpgr.20220809001
    [摘要](350) [HTML](201) [PDF 925.11 K](1234)
    摘要:
    小麦籽粒营养丰富,其面粉可制作成多种食品,是全球超过三分之一人口的主食。随着病虫害加重、环境恶化(干旱、高温、盐碱)等生物和非生物逆境的影响,全球小麦安全生产受到的威胁越来越大。为保障全球粮食安全供给和人民生活对优质产品的需要,提高小麦产量和改进小麦品质仍将是重要的育种目标,要求不断创新育种技术和种质资源。近10年来,转基因和基因编辑等生物技术发展迅速,逐步在小麦改良中发挥重要作用。建立了小麦高效遗传转化体系和基因编辑体系,利用农杆菌转化模式基因型的转化效率50%以上,利用CRISPR/Cas9编辑部分基因的编辑效率40%~70%,利用再生相关基因基本克服了转基因和基因编辑研究中基因型的依赖性。通过转基因和基因编辑改良了小麦抗病性、抗逆性、特性品质、产量潜力和生长发育等多个性状,创制了抗白粉病、条锈病、赤霉病、花叶病毒病、穗发芽,以及耐旱、耐盐、低醇溶蛋白、高谷蛋白、高千粒重和雄性不育系、单倍体诱导系等小麦新材料,丰富了小麦种质资源。本研究旨在综述小麦转基因和基因编辑的最新研究进展,并探讨目前研究中存在的问题和可能的解决途径。
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