小麦赤霉病:从表型鉴定到抗性改良

 赤霉病已成为影响中国小麦安全生产的最重要病害之一。表型鉴定体系对赤霉病抗性准确评价和抗性改良至关重要。本文分析了赤霉病的危害和改良的迫切性、中国抗赤育种的现状、QTL的定位和利用进展等,讨论了赤霉病接种鉴定和评价方法、赤霉病抗源利用和抗赤分子标记辅助育种策略,提出赤霉病改良的思路和建议。     

小麦兼抗性抗源的选育、鉴定和利用

在同一小麦生态区往往数种病害同时发生，用兼抗性小麦品种进行防治是最经济有效的方法，可减少环境污染．用小麦近缘种属与野燕麦的不同种杂交、具有普通小麦不同染色体的近缘属间杂交，杂交后代一般不要进行回交，而且容易稳定，育成系列兼抗性普通小麦型的优质、高产的品种和品系。     

分子标记与小麦群体遗传结构分析

小麦是我国主要的农作物之一,其遗传结构的研究,目前倍受分子生物学家和小麦育种学家的高度重视。现代分子生物学的发展为小麦群体遗传结构的分析提供了一条更新更广阔的途径本文论述了群体遗传结构研究方法的发展,着重讨论几种主要的分子标记及其在小麦群体遗传结构分析中的应用。     

利用回交群体对小麦雌性不育基因的SSR标记

对普通小麦新601、雌性不育材料XND126及其BC1群体的育性进行了观察.分析结果表明,此组合中雌性不育表现为1对隐性基因的遗传.结合集群分析(Bulked Segregant Anal-ysis,BSA)法在亲本间筛选了1 080对微卫星引物,并利用回交群体对小麦雌性不育基因进行了SSR分子标记,确定微卫星引物cfd36标记与雌性不育基因连锁,其遗传距离为13.0 cM.     

利用SSR标记检测渗入普通小麦的冰草遗传物质

以日本普通小麦品种Fukuhokomugi为母本,以冰草（Agropyron cristaturn L．）为父本远缘杂交的后代再与其他普通小麦品种（系）杂交选育出8个遗传背景较复杂的小麦一冰草衍生种质材料。选取332对可扩增出冰草Z559特征带型的SSR引物,以8个小麦一冰草衍生材料及其所有亲本为模板进行PCR扩增。结果发现,13对SSR引物可分别在参试的所有8个小麦一冰草衍生材料中扩增出冰草z559的特异PCR产物,说明在这些材料中都含有冰草的外源染色体片段,即四倍体冰草Z559的遗传物质已经转移到了普通小麦的遗传背景中。     

普通小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦基因组中SSR和EST-SSR分子标记的遗传差异研究

采用基因组微卫星SSR和EST-SSR分子标记,对28份普通小麦(Triticum vulgare)、13份斯卑尔脱小麦(T. spelta)和11份密穗小麦(T. compactum)群体内(间)的遗传差异进行了分析.结果表明,普通小麦群体内的多态性最高,斯卑尔脱小麦次之,密穗小麦最小.比较分析发现,不同类型材料群体间的平均遗传距离高于群体内的平均值,且在A,B和D三个染色体组上也具有相同的趋势.由于斯卑尔脱小麦和密穗小麦与普通小麦杂交一代育性正常,所以可望用来扩大小麦育种亲本之间的遗传差异,特别是丰富D染色体组上的遗传变异.与斯卑尔脱小麦相比,普通小麦和密穗小麦之间的遗传差异相对较小,说明两者之间存在更近的亲缘关系.在此基础上,又对六倍体小麦的起源和演化进行了分析与讨论.研究还发现,虽然EST-SSR揭示出的多态性低于基因组SSR,但也能很好地反映出不同基因型之间的遗传差异.由于EST-SSR标记是对基因组转录区域变异的直接评价,有可能与形态或生理生化特征联系起来.因此,EST-SSR标记是进行小麦遗传差异研究的一种理想标记形式.     

利用SSR 标记正确判断小麦杂交种中的杂株

 正确判断杂交种中混有的杂株, 是准确鉴定小麦杂交种种子纯度的前提。在分析180 份杂交组合的基础上, 以“京麦1100”为例, 提出了利用SSR 标记正确判断小麦杂交种中杂株的方法:1)筛选双亲间有多态性的引物不少于5 对;2)利用该引物检测亲本及杂交种的基因型, 并按照杂交种基因型记录原则记录每个个体的基因型;3)正确判断真实杂交种基因型:不论亲本是否存在非纯合位点现象, 只要某个体同时具备父母本的基因型, 均视为真实杂交种的基因型;4)判断杂株:当某个体在多个SSR 位点上与真实杂交种基因型不同时, 判断为杂株。     

基于抗体的小麦赤霉病抗性研究进展

 由镰刀菌引起的小麦赤霉病,不仅降低产量和品质,所形成的真菌毒素还会影响食品安全。植物缺乏高抗小麦赤霉病的资源,因此从动物中筛选、分离抗病抗体及其基因,可为培育植物抗病品种提供新种质,也拓展了开发研究新抗源的渠道。抗病抗体能特异靶向真菌蛋白、抑制抗原的功能;抗体与抗菌肽和顺式表达调控元件结合,使病菌能诱导抗体融合蛋白在镰刀菌侵染小麦的颖壳高效表达,从而有效抑制病菌侵入、扩展及毒素积累。本文综述抗病抗体的抗原类型、抗病抗体及其融合蛋白在体外和植物中的表达以功能、抗原基因结构与功能、抗体抗病机理的研究进展。     

Genetic diversity and construction of core collection in Chinese wheat genetic resources

Genetic diversity among 5029 accessions representing a proposed Chinese wheat core collection was analyzed using 78 pairs of fluorescent microsatellite （SSR） primers mapped to 21 chromosomes. A stepwise hierarchical sampling strategy with priority based on 4×10^5 SSR data-points was used to construct a core collection from the 23090 initial collections. The core collection consisted of 1160 accessions, including 762 landraces, 348 modern varieties and 50 introduced varieties. The core accounts for 23.1% of the 5029 candidate core accessions and 5% of the 23090 initial collections, but retains 94.9% of alleles from the candidate collections and captures 91.5% of the genetic variation in the initial collections. These data indicate that it is possible to maintain genetic diversity in a core collection while retaining fewer accessions than the accepted standard, i.e., 10% of the initial collections captured more than 70% of their genetic diversity. Estimated genetic representation of the core constructed by preferred sampling （91.5%） is much higher than that by random sampling （79.8%）. Both mean genetic richness and genetic diversity indices of the landraces were higher than those of the modern varieties in the core. Structure and principal coordinate analysis revealed that the landraces and the modern varieties were two relatively independent subpopulaUons. Strong genetic differentiation associated with ecological environments has occurred in the landraces, but was relatively weak in the modern culUvars. In addition, a mini-core collection was constructed, which consisted of 231 accessions with an estimated 70% representation of the genetic variation from the initial collections. The mini-core has been distributed to various research and breeding institutes for detailed phenotyping and breeding of genetic introgression lines.     

应用亲缘系数分析四川小麦种质资源的遗传多样性

对代表四川小麦优良种质的40个小麦品种进行了亲缘系数分析，探讨遗传多样性，结果表明，约60％品种组合间的COP值为0，所有供试品种COP值变异范围为0．00－0．75，平均值仅为0．08，表明大多数品种在系谱上的遗传关系很小或无遗传关系，通过COP聚类分析将供试材料聚为6个类群，2个引进品种各自聚为一个类群，其余38个品种分别以繁6，阿勃，绵阳11号，成都光头4个优势亲本聚为不同的大类群与亚类群，分析认为，供试品种间系谱上的遗传差异较大，遗传多样性较高，文中对不同育种单位及不同时期小麦遗传多样性进行了分析。     

高粱抗丝黑穗病基因的分子标记RAPD分析

丝黑穗病是影响我国高粱生产发展的主要病害之一,在高粱产区每年都有发生,发病率有时高达70 %,给生产造成很大损失,而选育抗病品种是最为有效的抗病策略.分别以高粱2381恢复系(抗病)、矮四恢复系(感病)的叶片为试材,采用CTAB法提取高粱基因组DNA,并应用RAPD筛选技术对高粱基因进行分子标记.在最佳的RAPD反应体系中共筛选了100个RAPD随机引物,筛选出来27个适宜引物,获得了稳定的RAPD扩增结果及多态性较好的DNA谱带.其中有6个引物对DNA扩增产生了差异谱带.     

一个水稻抗纹枯病突变体的遗传分析及其基因的初步定位

高水平抗纹枯病突变体和高感纹枯病品种蜀恢881杂交构建分离群体,经F2分离世代的遗传分析,抗、感单株比例符合3 1(χc2=0.563,χ12,0.05=3.84),初步确定该突变体对纹枯病的抗性由一对显性主效基因所控制,命名为Rsb-2(t)。利用已合成的530对微卫星引物,对抗纹枯病突变体和蜀恢881进行多态性引物筛选,用多态性引物对上述F2分离群体的全部感病单株和部分抗病单株的DNA进行PCR分析,借助MAPERMAKER/EXP3.0软件,对其微卫星标记实验数据进行连锁分析,将Rsb-2(t)定位于第3染色体的p臂,发现RM218、RM251、RM4321和RM5748与Rsb-2(t)连锁,它们均位于着丝粒端,连锁距离分别为32.1 cM,41.1 cM,42.4 cM和49.7 cM。研究结果为进一步对该基因的精细定位奠定了基础。     

不同饲用燕麦品种抗旱性评价与筛选研究

在灌溉和旱作两种水分条件下,选择10个燕麦品种,测定其在抽穗期、灌浆期、乳熟期的鲜草产量、干草产量,以及成熟期籽粒产量及其构成因素等,进而对其抗旱生态适应性进行评价.结果表明:灌溉处理下燕麦鲜、干草产量分别较干旱处理增加了13.3%、13.43%;坝燕4号品种干重和鲜重均高于其他品种(P0.05);在干旱条件下,坝燕4号籽粒产量最高,白燕7号、内燕5号次之,且与其他品种间差异显著(P0.05);在灌溉条件下,白燕7号品种的籽粒产量显著高于其他品种(P0.05).从籽粒产量角度考虑,蒙燕1号、内燕5号、坝燕4号和白燕7号品种的抗旱性指数均达到"极强"水平;从生物产量角度分析,保罗和燕科1号抗旱性指数达到"极强"水平;坝燕4号、蒙燕1号等品种达到"强"水平.因此,综合产量及抗旱性指数评价结果,蒙燕1号、白燕7号和坝燕4号等3个品种具有较强的抗旱性和丰产性,适合作为内蒙古中西部地区饲用燕麦品种.     

小麦染色体2DS雌性育性位点遗传多态性分析

小麦雌性不育系XND126属于生态遗传型不育系.通过SSR分子标记分析,在2DS染色体上定位了一个雌性育性主效QTL位点.为了构建高密度遗传图谱并精细定位该主效位点,用2DS参考遗传图谱上的14对SSR标记,研究了59个育性正常的普通小麦品种与XND126的DNA多态性,筛选到不同生态型多态性较高的品种共12个,每个品种多态性标记达12~13个,这些品种可以用作杂交亲本,构建新的QTL精细定位群体.在品种组成的群体中,与主效基因位点最近的标记,表现出有较多的品种与雌性不育系具有差异.     

基于傅里叶红外光谱法的沥青抗老化能力分析

为了快速评定沥青抗老化性能,本文通过FTIR测试,对抗老化改性沥青老化前后官能团变化进行定性与定量分析;通过不同评价标准,对比官能团指数变化率与残留针入度比之间的相关系数,分析官能团指数变化率与常规指标相关性;并利用FTIR法推定抗氧剂1010在抗老化改性沥青中的含量。结果表明,FTIR法可以准确地推定抗老化改性沥青中抗氧剂1010的含量;官能团指数变化率与残留针入度比有好的线性关系,因此利用FTIR可以快速评定沥青抗老化性能,避免了常规试验的缺点。     

基于SSR分子标记的广西极小种群野生植物长叶苏铁遗传多样性分析

了解广西区内的国家一级重点保护植物长叶苏铁（Cycas dolichophylla K.D.Hill）的遗传多样性和变异特征对广西长叶苏铁的保护和管理有着重要意义。本研究利用筛选出的6对稳定性好的SSR引物对分别来自广西百色市田阳县梅茶镇（PL）、德保县那甲镇（NL）和德保县城关镇（QH）的3个长叶苏铁种群的遗传多样性和变异特征进行分析。结果表明：6对引物中,高度多态性引物（GZST055、GZST065、GZST088）和低度多态性引物（GZST002、GZST013、GZST019）各占50%。广西长叶苏铁3个种群的平均观测等位基因为2.833,平均有效等位基因为2.005,平均Shannon信息指数为0.657,平均观测杂合度为0.259,平均期望杂合度为0.359。群体的遗传分化系数为0.049,说明群体间遗传分化小,且群体内遗传变异占所有遗传变异的97%,3个种群的基因交流频繁且遗传背景相互混杂。总体来看,广西长叶苏铁遗传多样性水平较低,而德保县那甲镇（NL）种群的遗传多样性相对最高,应将该种群作为重点保护单元进行保护。本研究还对广西长叶苏铁资源保护工作提出了建议和对策。