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高产多抗弱筋小麦新品系扬18465标记辅助育种途径分析

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麦类作物学报 2025年第1期45卷 16-23页

作者：万文涛赵仁慧陈甜甜王玲汪尊杰张晓朱冬梅张晓祥张伯桥吴宏亚张勇高德荣别同德农业部长江中下游小麦生物学与遗传育种重点实验室/江苏里下河地区农业科学研究所江苏扬州225007

长江中下游麦区是中国最大的弱筋小麦优势产区。由于该麦区小麦生长中后期多雨潮湿,赤霉病和白粉病重发、频发,赤霉病还导致籽粒DON毒素增加,冷冬年份苗期易发生黄花叶病,给粮食和食品安全带来双重挑战。扬麦15是21世纪初育成的高产弱... 详细信息

长江中下游麦区是中国最大的弱筋小麦优势产区。由于该麦区小麦生长中后期多雨潮湿,赤霉病和白粉病重发、频发,赤霉病还导致籽粒DON毒素增加,冷冬年份苗期易发生黄花叶病,给粮食和食品安全带来双重挑战。扬麦15是21世纪初育成的高产弱筋小麦品种,但综合抗病性较弱。为保持扬麦15弱筋品质并提高抗性,本课题组以扬麦15为轮回亲本,以兼抗白粉病、黄花叶病的软质小麦种质92R137和中抗赤霉病的高产弱筋小麦品种宁麦9号为供体亲本,构建回交聚合群体;低世代利用分子标记辅助选择将抗白粉病基因Pm21和抗黄花叶病主效位点***-2D进行基因聚合,高世代进行赤霉病抗性、品质和产量鉴定,最终育成兼抗赤霉病、白粉病和黄花叶病的高产弱筋小麦新品系扬18465,并进入长江中下游小麦国家区试。扬18465所采用的回交、聚合抗性基因的育种路线可为同类品种的选育提供参考。

关键词：分子标记赤霉病白粉病黄花叶病弱筋小麦

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转ZmPPDK基因小麦新品系的光合特性及产量分析

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麦类作物学报 2019年第8期39卷 950-957页

作者：齐学礼李艳王玉民韩留鹏张磊胡琳许为钢河南省农业科学院小麦研究所/小麦国家工程实验室/农业部黄淮中部小麦生物学与遗传育种重点实验室/河南省小麦生物学重点实验室/河南省麦类种质资源创新与改良重点实验室

为明确玉米C4型ZmPPDK基因提高小麦光合效率的功能,采用基因枪介导转化法,以小麦品种周麦23为受体,获得了转ZmPPDK基因小麦株系T14和T39,并于开花期和灌浆期测定了2个转基因株系及受体亲本的旗叶净光合速率日变化、光合相关基因表达量... 详细信息

为明确玉米C4型ZmPPDK基因提高小麦光合效率的功能,采用基因枪介导转化法,以小麦品种周麦23为受体,获得了转ZmPPDK基因小麦株系T14和T39,并于开花期和灌浆期测定了2个转基因株系及受体亲本的旗叶净光合速率日变化、光合相关基因表达量、叶绿素荧光参数以及成熟期产量性状。结果表明,T14和T39在2个测定时期10:00-14:00间的光合速率均显著高于野生型对照,在灌浆期2个转基因系的提高幅度均最大,分别达17.24%和21.11%。转基因小麦的ZmPPDK基因及内源CA、NADP-ME、FBP等光合相关基因的表达量均显著高于对照,其中ZmPPDK基因表达量的提高幅度分别为14.13和15.28倍,并显著高于光合相关基因。在13:00时刻,转基因小麦的Fv/Fm和ΦPSII均显著高于对照,而WK和VJ显著低于对照。转基因小麦的2年平均产量较对照分别提高6.40%和5.02%,千粒重的提高是其增产的主要因素。以上结果说明,转玉米ZmPPDK基因小麦的光合特性和产量显著优于对照,玉米ZmPPDK基因具有改善C3植物光合特性并提高其产量的潜力。

关键词：小麦 ZmPPDK基因光合特性产量

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小麦新品种郑麦1860高产稳产特性分析

种子 2021年第3期40卷 132-135页

作者：王会伟胡琳郭瑞高崇董海滨赵明忠河南省农业科学院小麦研究所/河南省小麦生物学重点实验室/河南省麦类种质资源创新与改良重点实验室郑州450002

依据2015-2018年度国家冬小麦黄淮南片水地组区域试验和生产试验及2015-2016年度国家小麦产业技术体系品种大区展示试验数据,分析了郑麦1860高产稳产特性。结果表明,两年区域试验郑麦1860平均产量8457.0 kg·hm^(-2),比对照周麦18增产5.... 详细信息

依据2015-2018年度国家冬小麦黄淮南片水地组区域试验和生产试验及2015-2016年度国家小麦产业技术体系品种大区展示试验数据,分析了郑麦1860高产稳产特性。结果表明,两年区域试验郑麦1860平均产量8457.0 kg·hm^(-2),比对照周麦18增产5.19%,差异极显著;生产试验平均产量7356.0 kg·hm^(-2),比对照周麦18增产5.21%,增产点率100%;在国家小麦产业技术体系设置的5省13个试验点中,平均产量8296.7 kg·hm^(-2),排第一位。区域试验和生产试验平均高稳系数(85.49%)比对照约高5个百分点。表明小麦品种郑麦1860高产稳产性突出。同时,以2017-2018年国家冬小麦黄淮南片水地组生产试验数据为依据,进行了郑麦1860的产量三要素与产量相关性分析,结果表明,有效穗数与产量呈极显著正相关,生产上可适当增加群体提高有效穗数来进一步发掘郑麦1860的高产潜力。

关键词：郑麦1860 高产稳产产量三要素

河南省308份小麦新品系的茎基腐病抗性评价

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麦类作物学报 2023年第1期43卷 46-55页

作者：王会伟李国领高飞李春盈李居政张天兴张建周河南省农业科学院小麦研究所/河南省小麦生物学重点实验室/河南省麦类种质资源创新与改良重点实验室河南郑州450002 河南农业大学植物保护学院河南郑州450002

为给河南省抗茎基腐病品种合理布局提供品种支撑,以河南省小麦茎基腐病的高致病力假禾谷镰孢菌菌株PY20-20为接种物,对参加河南省主要区域试验的308个小麦新品系进行苗期抗病鉴定。结果发现,供试品系中,95.7%的品系表现为高感(病情指数... 详细信息

为给河南省抗茎基腐病品种合理布局提供品种支撑,以河南省小麦茎基腐病的高致病力假禾谷镰孢菌菌株PY20-20为接种物,对参加河南省主要区域试验的308个小麦新品系进行苗期抗病鉴定。结果发现,供试品系中,95.7%的品系表现为高感(病情指数大于30.00),仅1.95%的品系表现为中抗(病情指数在10.01~20.00之间),3.25%的品系表现为中感(病情指数在20.01~30.00之间),无免疫和高抗品种,表明参加河南省小麦区域试验的新品系对小麦茎基腐病的整体抗性水平较低。为获得茎基腐病抗性稳定的品系,对苗期表现为中抗和中感的品系进行了2次重复验证,发现6个中抗品系(西农1125、郑麦9134、中研麦906、阜麦1008、泰禾麦6号和民研186)和4个中感品系(徐麦14017、周麦36、新麦9389和囤麦257)的抗性水平较为稳定。进一步对6个中抗品系进行成株期抗性鉴定,发现这些品系的病情指数在12.67~15.50之间,成株期对小麦茎基腐病的抗性也达到了中抗水平。综上,西农1125、郑麦9134、中研麦906、阜麦1008、泰禾麦6号和民研186这6个中抗茎基腐病的品系可以在小麦生产中布局,建立屏障,减少小麦茎基腐病对小麦产量的损失。

关键词：河南省小麦茎基腐病抗性鉴定

两种肥力水平下冬小麦氮素吸收运转和代谢研究

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麦类作物学报 2019年第9期39卷 1072-1079页

作者：李艳彭超军王玉民胡琳齐学礼河南省农业科学院小麦研究所/小麦国家工程实验室/河南省小麦生物学重点实验室

为给高产、优质、养分高效小麦新品种的选育提供理论依据,研究了大田高肥和低肥两种处理对强筋小麦品种郑麦7698和中筋小麦品种周麦18的氮素吸收运转特性和氮代谢影响。结果表明,小麦植株氮素累积量随生育进程的推进和肥力水平提高均呈... 详细信息

为给高产、优质、养分高效小麦新品种的选育提供理论依据,研究了大田高肥和低肥两种处理对强筋小麦品种郑麦7698和中筋小麦品种周麦18的氮素吸收运转特性和氮代谢影响。结果表明,小麦植株氮素累积量随生育进程的推进和肥力水平提高均呈逐渐增加趋势,到成熟期积累量达到最高值。增加施肥量可以提高小麦氮素吸收转运量、花后氮同化量和旗叶中游离氨基酸含量。低肥水平下氮代谢同化途径关键酶基因的相对表达量显著高于高水平。郑麦7698的氮素积累量、旗叶中总游离氨基酸含量和氮代谢同化关键酶基因的相对表达量均高于周麦18。两种肥力水平下,郑麦7698的产量和穗粒数均高于周麦18,其中穗粒数差异达到显著水平。增强氮代谢途径关键酶基因的相对表达量,提高小麦植株氮素积累量、花后氮同化量和旗叶总游离氨基酸含量,可实现小麦高产、优质、高效目标。

关键词：冬小麦肥力水平氮素积累量游离氨基酸氮代谢

Sec-1位点缺失对1BL/1RS易位系籽粒品质的影响

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麦类作物学报 2021年第7期41卷 827-833页

作者：昝香存李正玲常莹莹董海滨高崇韩留鹏郭瑞赵明忠胡琳许为钢河南省农业科学院作物分子育种研究院/河南省小麦生物学重点实验室/河南省麦类种质资源创新与改良重点实验室河南郑州450002

为了解Sec-1位点缺失对1BL/1RS易位系品质的影响,用Sec-1位点缺失突变体与郑麦7698多次回交,系谱法辅助分子标记多代选择后得到Sec-1位点缺失的1BL/1RS易位系(简称Sec-1位点缺失易位系)和正常1BL/1RS易位系(简称正常易位系),并进行品质... 详细信息

为了解Sec-1位点缺失对1BL/1RS易位系品质的影响,用Sec-1位点缺失突变体与郑麦7698多次回交,系谱法辅助分子标记多代选择后得到Sec-1位点缺失的1BL/1RS易位系(简称Sec-1位点缺失易位系)和正常1BL/1RS易位系(简称正常易位系),并进行品质性状、抗病性及农艺性状鉴定。结果表明,蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量和中峰值高度在Sec-1位点缺失易位系和正常易位系之间差异不显著,而Sec-1位点缺失易位系的面筋指数、面团形成时间、稳定时间、粉质质量指数、和面时间、中峰值宽度和8 min尾宽显著高于正常易位系。正常易位系的吸水率和衰落角显著大于Sec-1位点缺失易位系。Sec-1位点缺失易位系的条锈病抗性和白粉病抗性均低于正常易位系,但二者之间条锈病的病情指数差异不显著,而白粉病的病情指数差异达显著水平。正常易位系与Sec-1位点缺失易位系间的千粒重、穗粒数、产量水平差异均不显著。综上所述,Sec-1位点缺失对小麦籽粒品质的正向调控作用显著,而对农艺性状的负面效应不显著,Sec-1位点缺失突变体是研究和改良小麦籽粒品质的优良遗传材料。

关键词： 1BL/1RS易位系 Sec-1位点黑麦碱

冬小麦品种(系)品质相关基因的分子标记检测

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麦类作物学报 2022年第8期42卷 915-925页

作者：昝香存常莹莹韩留鹏高崇赵明忠董海滨齐学礼王永霞胡琳河南省农业科学院作物分子育种研究院/河南省小麦生物学重点实验室/河南省麦类种质资源创新与改良重点实验室河南郑州450002

为了解10年来中国冬小麦育成品种(系)的面筋强度、黄色素含量、多酚氧化酶(PPO)活性以及1BL·1RS易位相关基因的分布情况,利用Dx5、By8、YP7A、PPO18和H2O特异性功能标记对266份冬小麦品种(系)进行检测。结果表明,面筋强度相关基因Dx5和... 详细信息

为了解10年来中国冬小麦育成品种(系)的面筋强度、黄色素含量、多酚氧化酶(PPO)活性以及1BL·1RS易位相关基因的分布情况,利用Dx5、By8、YP7A、PPO18和H2O特异性功能标记对266份冬小麦品种(系)进行检测。结果表明,面筋强度相关基因Dx5和By8的分布频率分别为32.0%和28.9%,PPO活性相关基因Ppo-A1a和PPo-A1b的分布频率分别为54.1%和45.9%,黄色素含量相关基因Psy-A1a和Psy-A1b的分布频率分别为76.3%和23.7%,1BL·1RS易位基因型的分布频率为45.9%。不同省份之间品质相关基因分布差异较大,1BL·1RS易位在江苏、河南和陕西品种(系)中出现的频率较高,分别为81.3%、57.2%和35.7%,而在河北、山东和北京品种(系)中出现的频率较低,分别为15.0%、8.7%和8.3%;Dx5和By8在河北、山东品种中出现的频率较高,分别为60.9%、65.2%和45.0%、45.0%;Ppo-A1b和Pys-A1a在山东、北京、河北品种(系)中出现的频率较高,分别为95.7%、83.3%、75.0%和100.0%、83.3%、80.0%。筛选到Psy-A1b/PPo-A1b/Dx5/By8和Psy-A1a/PPo-A1b/Dx5/By8基因聚合且不含1BL·1RS易位的品种(系)分别有2和23份,可作为优质面条小麦育种的亲本材料;筛选到Psy-A1b/PPo-A1b/Dx5基因聚合且为1BL·1RS易位的品种(系)12份,可用于1BL·1RS易位系品质改良的研究。

关键词：冬小麦黄色素含量多酚氧化酶(PPO)活性 1BL·1RS易位

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黄淮麦区小麦品种抗倒春寒鉴定及其评价方法构建

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麦类作物学报 2023年第10期43卷 1288-1297页

作者：方宇辉齐学礼张煜李艳赵明忠胡琳许为钢河南省作物分子育种研究院/河南省小麦生物学重点实验室/河南省麦类种质资源创新与改良重点实验室/神农种业实验室河南郑州450002

小麦抗倒春寒特性与发育进程和体内生理指标密切相关。为筛选小麦品种抗倒春寒指标,建立小麦春季抗寒性评价方法,以郑麦7698、矮抗58、石麦19等11份黄淮麦区小麦品种为材料,于小麦二棱期、小花分化期、雌雄蕊分化期、药隔期和四分体期... 详细信息

小麦抗倒春寒特性与发育进程和体内生理指标密切相关。为筛选小麦品种抗倒春寒指标,建立小麦春季抗寒性评价方法,以郑麦7698、矮抗58、石麦19等11份黄淮麦区小麦品种为材料,于小麦二棱期、小花分化期、雌雄蕊分化期、药隔期和四分体期在人工气候室,对试验材料进行低温处理,于6、12和18 h后观察幼穗的受冻情况,测定每个小麦品种的可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,并对产量性状进行测定。结果表明,幼穗冻害级别以二棱期最低,药隔期最高。进一步对小花分化期、雌雄蕊分化期、药隔期和四分体期低温处理后小麦叶片的生理指标进行比较,发现药隔期低温处理18 h后小麦叶片的可溶性糖含量以及CAT和SOD活性的平均降幅显著高于其他三个时期,分别为32.33%、38.22%和45.20%,MDA含量的平均增幅显著高于其他三个时期,为84.73%。幼穗冻害级别与药隔期低温处理12 h后的可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量的变幅均呈极显著相关。这些结果说明,药隔期为小麦抗倒春寒鉴定的最佳生育期,可溶性糖含量、SOD活性和MDA含量可作为小麦抗倒春寒鉴定的生理指标;基于以上3项生理指标的隶属函数综合值对不同品种进行抗寒性评价,综合值(D值)为0.65小麦品种分别为强、中等和弱抗寒类型。

关键词：小麦抗倒春寒抗寒指标抗寒评价

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不同磷胁迫处理转OsPHR2小麦的转录组学分析

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作物学报 2024年第2期50卷 340-353页

作者：李艳方宇辉王永霞彭超军华夏齐学礼胡琳许为钢河南省作物分子育种研究院/河南省麦类种质资源创新与改良重点实验室/神农种业实验室河南郑州450002

PHR基因是磷信号调控体系的核心转录因子,负责启动下游部分应对磷饥饿的适应性反应。本课题前期获得了磷高效转OsPHR2小麦纯系,但OsPHR2提高小麦磷吸收利用效率的分子机制尚不清楚。为揭示该机制,本研究以前期获得的磷高效转OsPHR2小麦... 详细信息

PHR基因是磷信号调控体系的核心转录因子,负责启动下游部分应对磷饥饿的适应性反应。本课题前期获得了磷高效转OsPHR2小麦纯系,但OsPHR2提高小麦磷吸收利用效率的分子机制尚不清楚。为揭示该机制,本研究以前期获得的磷高效转OsPHR2小麦纯系为研究材料,采用水培试验,小麦长至四叶一心时进行低磷胁迫处理,分别在低磷胁迫0、6、24和72 h,利用RNA-Seq进行转录组测定,分析转基因小麦与对照之间根部和叶片的差异表达基因(differentially expression gene, DEG),并分别对根部和叶片DEG进行GO和KEGG功能富集分析。结果显示:低磷胁迫处理0、6、24和72 h转基因系与对照根部有22个共同的DEG,叶片有9个共同的DEG。转基因小麦与对照根部DEG数量在低磷胁迫处理0 h最多,其次为6 h。GO和KEGG富集分析显示,低磷胁迫0 h和6 h,根部DEG主要富集在糖代谢、苯丙素生物合成等生物学过程,以及养分贮存器活性、ATP酶活性等分子功能。转基因小麦与对照叶片DEG数量在低磷胁迫72 h最多,主要富集在糖代谢、有机酸生物合成等生物学过程,以及与糖基转移酶活性、纤维素合酶活性等有关的分子功能。与对照相比,转基因系OsT5-28根部血红素过氧化物酶、谷胱甘肽S-转移酶等防御系统关键酶基因,以及叶片磷酸丙糖转运体家族基因在低磷胁迫前后均上调表达。转OsPHR2小麦与对照对低磷胁迫的响应程度具有一定的差异性,低磷胁迫下转基因小麦较对照具有较强的磷素吸收利用能力,主要是OsPHR2调控了小麦中相关基因表达。

关键词：低磷胁迫转基因小麦转录组磷素吸收利用效率差异表达基因

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