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人工合成小麦和地方品种穗发芽抗性育种利用效率

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中国农业科学 2024年第7期57卷 1255-1266页

作者：刘泽厚王琴叶美金万洪深杨宁杨漫宇杨武云李俊四川省农业科学院作物研究所/农业农村部西南地区小麦生物学与遗传育种重点实验室/粮食作物绿色种质创新与遗传改良四川省重点实验室成都师范学院化学与生命科学学院

【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... 详细信息

【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

94份小麦种质Puroindoline和HMW-GS分子检测与品质分析

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植物遗传资源学报 2024年第4期25卷 509-521页

作者：张晓江伟高德荣郭延玲刘大同蒋正宁李曼刘健袁博陆成彬江苏里下河地区农业科学研究所/农业农村部长江中下游小麦生物学与遗传育种重点实验室扬州225007 玉米生物育种全国重点实验室沈阳110164

籽粒硬度和高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)对小麦品质起决定作用,为发掘和利用硬度Puroindoline基因和HMW-GS优异等位变异,提升长江中下游麦区中强筋小麦品质,对长江中下游麦区推广品种以及其他麦区优质推广品种和地方品种共计94份材料进... 详细信息

籽粒硬度和高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)对小麦品质起决定作用,为发掘和利用硬度Puroindoline基因和HMW-GS优异等位变异,提升长江中下游麦区中强筋小麦品质,对长江中下游麦区推广品种以及其他麦区优质推广品种和地方品种共计94份材料进行分子检测和品质分析。结果表明,硬度变幅7.21~72.91,软质类型42份、占44.68%,硬质类型42份、占44.68%,混合类型10份、占10.64%。硬度突变基因型共有5种,包括Pina-D1b/Pinb-D1a、Pina-D1r/Pinb-D1a、Pina-D1s/Pinb-D1a、Pina-D1a/Pinb-D1b和Pina-D1a/Pinb-D1p,数量分别为8份、3份、1份、29份和9份,籽粒硬度表现依次为Pina-D1r/Pinb-D1a>Pina-D1s/Pinb-D1a>Pina-D1b/Pinb-D1a>Pina-D1a/Pinb-D1p>Pina-D1a/Pinb-D1b。HMW-GS分析表明,Glu-A1位点1和Null亚基材料比例分别为53.33%和45.56%,此外有1G330E亚基材料1份;Glu-B1位点7+8和7+9亚基材料比例分别为47.78%和46.67%,此外有14+15亚基材料3份、7OE+8*亚基材料1份、6+8亚基材料1份;Glu-D1位点2+12和5+10亚基材料比例分别为61.11%和38.89%。在微量SDS沉淀值上,Glu-A1位点的1和Null亚基、Glu-B1位点的7+8和7+9亚基无显著差异,Glu-D1位点5+10亚基极显著大于2+12亚基。硬度和SDS沉淀值呈极显著正相关,硬度对SDS沉淀值影响大于HMW-GS。本研究对小麦种质Pin和HMW-GS基因型和品质进行了分析,为小麦品质遗传改良尤其是中强筋小麦品质改良提供了参考。

关键词：小麦硬度 Puroindoline HMW-GS 分子检测品质分析

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氮钾减量配施对甘薯产量和品质的影响

作物学报 2024年第5期50卷 1341-1350页

作者：杨春菊唐道彬张凯杜康黄红乔欢欢王季春吕长文西南大学农学与生物科技学院重庆400715 薯类生物学与遗传育种重庆市重点实验室重庆400715

基于重庆地区土壤肥力及施肥水平,在保证作物稳产、优质的情况下,探讨氮钾减量配施对甘薯产量、品质、养分利用和土壤肥力的影响,以期确定本地区甘薯是否存在减肥空间以及适宜的减量配施策略。2021—2022年连续2年在重庆市北碚区歇马街... 详细信息

基于重庆地区土壤肥力及施肥水平,在保证作物稳产、优质的情况下,探讨氮钾减量配施对甘薯产量、品质、养分利用和土壤肥力的影响,以期确定本地区甘薯是否存在减肥空间以及适宜的减量配施策略。2021—2022年连续2年在重庆市北碚区歇马街道西南大学薯类作物研究所开展田间试验,采用双因素随机区组试验设计,氮、钾各三水平,分别以常规施N量为126.00 kg hm^(-2)(A1),减施10%(A2)和20%(A3);常规施K2O量96.00 kg hm^(-2)(B1),减施5%(B2)和10%(B3)。试验结果表明,一定程度的氮钾减量配施不会造成甘薯产量的显著下降,氮肥减施达到20%(A3)甘薯单株结薯数显著降低,A3较A1显著减产9.25%。氮肥减施10%和20%分别较A1的块根可溶性糖含量显著增加了0.25%和0.36%,钾肥减施10%则较B1的可溶性糖含量显著增加了0.47%。但氮钾减量配施对甘薯块根淀粉率和可溶性蛋白含量存在不利影响。综上所述,相较于本地常规施氮钾量,减氮10%(A2)配合减钾5%(B2),即施氮量为119.70 kg hm^(-2)、施钾量为86.40 kg hm^(-2),不会降低渝薯198产量和土壤酶活性,可作为本区域甘薯生产中的推荐施肥量.

关键词：甘薯氮钾肥减量配施产量品质土壤肥力

52份枇杷种质资源遗传多样性分析与DNA指纹图谱构建

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西南农业学报 2024年第2期37卷 242-249页

作者：赵科孙淑霞李靖涂美艳王玲利何成勇徐子鸿江国良宋海岩陈栋四川省农业科学院园艺研究所成都610066 农业农村部西南地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室成都610066

【目的】丰富枇杷种质资源鉴定方法,为枇杷种质资源发掘和利用提供理论依据。【方法】利用277对EST⁃SSR标记和1对果肉颜色相关InDel标记,对52份国内外枇杷种质资源和国家西南特色园艺作物种质资源圃(成都)枇杷育种与栽培创新团队创制的... 详细信息

【目的】丰富枇杷种质资源鉴定方法,为枇杷种质资源发掘和利用提供理论依据。【方法】利用277对EST⁃SSR标记和1对果肉颜色相关InDel标记,对52份国内外枇杷种质资源和国家西南特色园艺作物种质资源圃(成都)枇杷育种与栽培创新团队创制的杂交后代进行遗传多样性分析并构建DNA指纹图谱。【结果】筛选出扩增带型清晰、稳定性和重复性好的9对引物,每对引物扩增条带为2~5条,平均85条;多态性条带比率为40.00%~100.00%,平均71.55%;多态性信息含量(PIC)为0.250~0.999,平均0.685。遗传多样性分析显示,52份枇杷种质资源和创制的杂交后代的平均相似系数为0.791;果肉颜色一致或地理分布相近的枇杷种质资源被聚类到相近的分类单元,并且可以准确地将西班牙、日本枇杷种质资源与其他种质资源进行区分。此外,本研究还构建了52份枇杷种质资源的DNA指纹图谱和色块矩阵。【结论】丰富了枇杷种质资源鉴定的分子标记,为今后发掘分子标记紧密连锁的功能基因或片段提供了理论依据。

关键词：枇杷分子标记 DNA指纹图谱遗传多样性

西南麦区骨干亲本川麦42重要基因组区段的确定及其对衍生品种的遗传贡献

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西南农业学报 2024年第5期37卷 897-912页

作者：刘泽厚万洪深杨凡王琴唐豪杨宁杨武云李俊四川省农业科学院作物研究所(四川省种质资源中心)/粮油作物绿色种质创新与遗传改良四川省重点实验室/农业农村部西南地区小麦生物学与遗传育种重点实验室成都610066 四川省农业科学院生物技术核技术研究所成都610066

【目的】川麦42是利用人工合成六倍体小麦选育出的高产、广适的优异小麦品种,是西南麦区重要的骨干亲本,本研究通过明确川麦42重要基因组区段及其对衍生品种的遗传贡献,为西南麦区突破性品种培育提供分子设计依据。【方法】利用170个SSR... 详细信息

【目的】川麦42是利用人工合成六倍体小麦选育出的高产、广适的优异小麦品种,是西南麦区重要的骨干亲本,本研究通过明确川麦42重要基因组区段及其对衍生品种的遗传贡献,为西南麦区突破性品种培育提供分子设计依据。【方法】利用170个SSR和2268个DArT标记分析川麦42遗传组分在7个衍生品种中的分布与传递情况;根据已构建的遗传图谱和定位到的产量性状QTL,明确川麦42遗传组分对各个衍生品种的遗传贡献。【结果】川麦42遗传组分在7个一代衍生品种中分布与传递频率不同,其中川麦56、川麦58、川麦64、川麦104、川麦90和川麦91继承了50%以上的川麦42的遗传组分,平均为64%,高于理论值,而川麦92则低于25%。17条小麦染色体上的92个等位位点在川麦42衍生品种中具有较高的分布频率,得到稳定传递;对比已构建的川麦42遗传连锁图谱及其定位到的QTLs,发现位于2A、2B、4A、4D、5B、5D、5A、6D、7A和7D染色体上11个基因组区段与重要农艺性状QTL紧密连锁,其中4A、4D、5B、5D和7D染色体上川麦42单倍型可提高衍生品种的穗粒数、千粒重和小区产量;位于5B染色体Xgwm234~Xgwm371区段携带千粒重QTL,川麦42单倍型最高可增加千粒重2.21 g;位于4D、5D和7D染色体区段携带小区产量QTL,川麦42单倍型最高增产率分别为8.92%、6.33%、4.79%。【结论】携带产量性状增效QTL并且在衍生品种中能够高频传递的基因组区段是川麦42能够成为西南麦区骨干亲本的重要遗传基础,川麦42重要基因组区段的确定为西南麦区小麦骨干亲本选择及突破性品种的培育提供了重要的理论参考。

关键词：川麦42 骨干亲本重要基因组区段遗传贡献

籽粒镉积累不同的小麦在不同镉环境下籽粒养分特性

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四川农业大学学报 2024年

作者：杨玉敏万洪深叶美金胡文肖春杨凡何娟雷建容杨晶陈春秀李俊杨恩年杨武云四川省农业科学院农业资源与环境研究所农业农村部西南地区小麦生物学与遗传育种重点实验室四川省农业科学院作物研究所粮油作物绿色种质创新与遗传改良四川省重点实验室成都师范学院化学与生命科学学院四川省农业科学院生物技术核技术研究所

【目的】明确籽粒镉（Cd）积累不同的小麦在不同Cd土壤中籽粒Cd及其他养分的特性，筛选籽粒Cd低积累、有益养分高积累材料。【方法】通过盆栽试验研究5份小麦籽粒Cd高积累和5份籽粒Cd低积累材料在不同Cd土壤中小麦籽粒中主要营养元素、... 详细信息

【目的】明确籽粒镉（Cd）积累不同的小麦在不同Cd土壤中籽粒Cd及其他养分的特性，筛选籽粒Cd低积累、有益养分高积累材料。【方法】通过盆栽试验研究5份小麦籽粒Cd高积累和5份籽粒Cd低积累材料在不同Cd土壤中小麦籽粒中主要营养元素、有益中微量元素含量。【结果】籽粒Cd含量与土壤中Cd含量呈极显著正相关。籽粒Cd低积累小麦在不同Cd土壤中籽粒Cd迁移系数较低，籽粒Cd高积累小麦从土壤中吸收Cd转运至籽粒的效率较高。籽粒Cd低积累小麦中籽粒N、P、K、Cu、Mn含量随土壤Cd浓度的升高而降低，Ca、Fe含量随着土壤Cd浓度的升高而上升，Mg、Zn含量变化受土壤Cd含量影响不明显；高Cd积累小麦籽粒P、K、Ca、Mg、Zn、Fe含量随土壤Cd浓度提高而升高，籽粒Cu含量随土壤Cd含量的升高而降低，籽粒N、Mn含量变化不明显。【结论】籽粒Cd低积累和籽粒Cd高积累从土壤中吸收和转运Cd及其他养分到籽粒中的响应差异较大，籽粒Cd高积累小麦Cd耐受性较强，与多数中微量元素含量具协同作用，而籽粒Cd低积累小麦Cd耐受性较差，与多数中微量元素含量间表现为拮抗作用。

关键词： Cd 大量元素中微量元素小麦籽粒Cd积累

长江中下游小麦新品系赤霉病和白粉病抗性评估与抗病基因检测

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麦类作物学报 2024年

作者：汪尊杰胡文静高德荣赵仁慧张笑晴徐瑶王玲陈甜甜李东升李韬吴宏亚扬州大学农学院江苏里下河地区农业科学研究所/农业农村部长江中下游小麦生物学与遗传育种重点实验室全国农业技术推广服务中心江苏省种子管理站

了解长江中下游麦区小麦的抗病育种现状,并鉴定筛选优异抗病品系,对近6年长江中下游麦区参加国家区域试验和江苏省区域试验的414个品系进行抗病鉴定,同时利用抗赤霉病基因Fhb1和抗白粉病基因Pm21/PmV的分子标记进行基因型分析。结果表明... 详细信息

了解长江中下游麦区小麦的抗病育种现状,并鉴定筛选优异抗病品系,对近6年长江中下游麦区参加国家区域试验和江苏省区域试验的414个品系进行抗病鉴定,同时利用抗赤霉病基因Fhb1和抗白粉病基因Pm21/PmV的分子标记进行基因型分析。结果表明,在供试品系中,赤霉病抗性为抗(R)和中抗(MR)的品系分别占比10.1%和62.3%,其中扬15-9、扬17021、宁20419连续两年鉴定结果均为R。经系谱分析,抗病品系的亲本多为宁麦9号和扬麦158及其衍生品种。在供试品系中,白粉病抗性为免疫(IM)、高抗(HR)和MR的品系分别占比23.4%、1.9%和8.5%,其中扬15-9、瑞华麦505、盐麦0916、宁红1761、盐H1902、东麦1901连续三年鉴定结果均为IM。有15个品系的赤霉病和白粉病抗性同时为R或IM,可在小麦育种中作为后备亲本使用。经抗病基因分子标记鉴定,携有抗赤霉病基因Fhb1的品系有63个,其中88.0%品系的赤霉病抗性达到MR以上;赤霉病抗性为R的品系中仅35.7%被检测出携有Fhb1基因,赤霉病抗性为MR的品系中仅14.9%被检测出携有Fhb1基因;143个品系携有Pm21/PmV基因,占供试材料的34.5%,其中有73个品系抗性鉴定结果为IM至HR。97个品系免疫白粉病,其中70.1%携有Pm21/PmV基因,其他品系的抗白粉病基因有待挖掘;10个品系同时携有Fhb1和Pm21/PmV基因,对两种病害的抗性均在MR以上,可直接作为抗源利用。长江中下游小麦抗病育种中,Pm21/PmV基因可继续使用,将Fhb1基因与扬麦品种的赤霉病抗性基因相结合可进一步提高品系对赤霉病的抗性。

关键词：小麦赤霉病白粉病抗病基因品系

基于形态性状和SSR标记的克氏原螯虾养殖群体遗传多样性分析

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华中农业大学学报 2024年第3期43卷 258-266页

作者：胡倩王齐帅黄瑾朱威霖陈晓汉陈秀荔李艳和彭敏华中农业大学水产学院/农业农村部淡水生物繁育重点实验室武汉430070 广西壮族自治区水产科学研究院/广西水产遗传育种与健康养殖重点实验室南宁530021

为客观评估广西南宁周边地区克氏原螯虾养殖群体的遗传多样性,采集来自南宁的3个克氏原螯虾群体——埃及群体(AJ)、良庆群体(LQ)和上林群体(SL),以及湖北荆州(JZ)和江西湖口(HK)的群体各1个,采用形态学结合微卫星分子标记的方法分析其... 详细信息

为客观评估广西南宁周边地区克氏原螯虾养殖群体的遗传多样性,采集来自南宁的3个克氏原螯虾群体——埃及群体(AJ)、良庆群体(LQ)和上林群体(SL),以及湖北荆州(JZ)和江西湖口(HK)的群体各1个,采用形态学结合微卫星分子标记的方法分析其遗传多样性水平。形态分析结果显示,雌性群体的综合判别准确率为68.59%,雄性群体的综合判别准确率为73.60%;3个南宁群体(AJ,LQ,SL)与JZ群体聚为一类,3个南宁群体间具有较高的形态相似度。微卫星分析结果显示,AJ群体和LQ群体的遗传多样性最高,SL群体和HK群体次之;LQ群体与SL群体的遗传分化系数和遗传距离最小。结果表明广西南宁克氏原螯虾群体具有较高的遗传多样性,从国外引种或国内不同地理来源群体的杂交可能是提高克氏原螯虾群体遗传多样性的重要途径。

关键词：克氏原螯虾形态性状微卫星遗传多样性

杂粮、糯小麦与普通小麦配粉对面团特性和面条品质的影响

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陕西农业科学 2024年第3期70卷 19-25,35页

作者：李曼张晓寿路路江伟张晓祥江苏里下河地区农业科学研究所农业农村部长江中下游小麦生物学与遗传育种重点实验室江苏扬州225007

杂粮面条具有很好的特色风味及营养保健功能,为拓宽糯小麦的应用范围,提高面条营养价值,利用两种杂粮粉(紫薯粉和苦荞粉)、两种筋力类型糯小麦粉与特一粉配粉,分析杂粮粉和糯小麦粉对面粉的理化特性及面条品质的影响。结果表明:糯小麦... 详细信息

杂粮面条具有很好的特色风味及营养保健功能,为拓宽糯小麦的应用范围,提高面条营养价值,利用两种杂粮粉(紫薯粉和苦荞粉)、两种筋力类型糯小麦粉与特一粉配粉,分析杂粮粉和糯小麦粉对面粉的理化特性及面条品质的影响。结果表明:糯小麦杂粮配粉及面条制作中,添加紫薯粉比添加苦荞粉总淀粉含量、稳定时间低,直链淀粉含量、吸水率和面条评分高;糯小麦比例提高,总淀粉含量升高,直链淀粉含量、面粉峰值粘度和回升值下降,面条评分增加;强筋糯小麦配粉更有利于杂粮面条品质改良,以30%扬糯麦2号和15%紫薯粉配粉,面条综合评分最高。

关键词：糯小麦紫薯苦荞品质面条