部分小麦近缘物种材料的白粉病抗性鉴定

鉴定了170份小麦近缘物种材料苗期对北京地区流行的小麦白粉菌小种的抗性表现,包括引自美国和欧洲的斯卑尔脱小麦81份,密穗小麦27份,中国的西藏半野生小麦4份,和引自 CIMMYT 的人工合成六倍体小麦58份。结果表明,3份斯卑尔脱小麦表现抗病,它们是瑞士品种 Hubel 和 Lueg 以及德国的原始品种69Z6.245(编号 PI348085)。人工合成六倍体小麦中有19份材料表现高抗至免疫。密穗小麦材料中有2份(即美国材料 DN-2263和 Coda)表现抗病。4份西藏半野生小麦苗期都不抗小麦白粉病。     

普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代材料ISSR分子标记遗传差异研究

首次采用ISSR（Inter-Simple Sequence Repeat)分子标记,对我国北方冬麦区普通小麦（14份）、斯卑尔脱小麦（10份）、密穗小麦（11份）和一批以外源小麦为主要血缘的优良轮回选择后代（12份）共47份材料进行了遗传差异研究,以探讨拓宽杂交小麦育种亲本遗传基础的途径,并分析利用ISSR分子标记构建小麦杂种优势群的可行性。所用11个ISSR引物在47份材料中共扩增出238条带,其中208条具有多态性,占总数的87．4％。每个引物可以扩增出11－38条多态性带,平均为18．8条。比较分析发现,不同类型材料群体内的ISSR多态性都很高,其中以普通小麦最高（80．3％）,轮回选择后代次之（78．7％）,斯卑尔脱小麦（75．0％）和密穗小麦（74．9％）相对较小。遗传距离（GD）计算结果表明,不同类型材料群体间的平均遗传距离在0．3115－0．3442之间,明显高于不同类型材料群体内的GD平均值（0．2351－0．2743）,特别是轮回选择后代材料与普通小麦、斯卑尔脱小麦和密穗小麦之间也具有较大的遗传差异,平均遗传距离分别为0．3217、0．3256和0．3198。聚类结果显示,普通小麦、斯卑尔脱小麦、密穗小麦和轮回选择后代材料明显划分为4大不同类群。斯卑尔脱小麦、密穗小麦以及外源小麦（含国内）为主要血缘的轮回选择后代单独聚在一起,是与其他材料明显不同的一个新的类群,表明利用轮选择方法创建新的小麦杂种优势群是可行的。另外,仅利用11个ISSR引物就能将所有供试的47份材料明显区分开来,并准确地确定各个基因型之间的遗传差异和亲缘关系。据此,提出了可以利用ISSR分子标记对小麦杂种优势群进行划分的结论。     

西藏小麦耐盐性鉴定及分析

在3种不同盐胁迫浓度下对161份来源于西藏的小麦材料进行了苗期耐盐性鉴定,其中有147份西藏半野生小麦及14份密穗小麦。以普通小麦耐盐品种荼淀红麦和盐敏感品种P194341为对照。在147份西藏半野生小麦中有14份表现为耐盐,占9．5％。14份密穗小麦中没有发现耐盐材料。在这161份材料中还发现了3份对盐胁迫浓度梯度不敏感的品种。结果表明,我国特有的西藏半野生小麦中蕴藏有丰富的耐盐种质,它们可供小麦耐盐育种用做亲本。     

西藏小麦耐盐性鉴定及分析

在3种不同盐胁迫浓度下对161份来源于西藏的小麦材料进行了苗期耐盐性鉴定,其中有147份西藏半野生小麦及14份密穗小麦.以普通小麦耐盐品种茶淀红麦和盐敏感品种PI94341为对照.在147份西藏半野生小麦中有14份表现为耐盐,占9.5%.14份密穗小麦中没有发现耐盐材料.在这161份材料中还发现了3份对盐胁迫浓度梯度不敏感的品种.结果表明,我国特有的西藏半野生小麦中蕴藏有丰富的耐盐种质,它们可供小麦耐盐育种用做亲本.     

斯卑尔脱小麦的起源与遗传研究及其在普通小麦育种中的利用

斯卑尔脱小麦(Triticum spelta L.)是具有原始染色体组的带皮栽培种,其形态特征明显,是丰富小麦遗传变异、增强抗性等的重要基因资源.斯卑尔脱小麦与普通小麦间具有较大遗传差异,与普通小麦杂交具有很强的杂种优势.斯卑尔脱小麦氨基酸和微量元素含量较普通小麦含量高,且营养成分也更丰富.向普通小麦导入斯卑尔脱小麦的有益基因是改良普通小麦抗性和品质的有效途径之一.     

人工合成抗纹枯病小麦新种质的鉴定

小麦纹枯病是影响我国小麦生产的主要土传病害。培育、推广抗纹枯病小麦品种是防治该病害最经济、有效的方法。普通小麦中抗源匮乏,严重制约抗纹枯病小麦育种的进展。为发掘人工合成小麦中纹枯病新抗源,本试验通过人工接种、抗病鉴定方法,在江苏省和北京市两地,对来源于国际玉米小麦改良中心的102份人工合成六倍体小麦品系,进行4年的纹枯病抗性的多环境鉴定。结果表明,人工合成小麦品系间对小麦纹枯病抗性存在差异,在其中进行小麦纹枯病抗源的筛选是有效的。与普通小麦品种扬麦158、扬麦12相比,这102份人工合成小麦的大部分对纹枯病的抗性表现抗或中抗水平,其中一些品系在多年多点鉴定中表现稳定抗性,如ZC93、ZC111、ZC112、ZC123、ZC172、ZC206和ZC221表现为抗病水平,病情指数低于目前最好的普通小麦抗源,可作为抗纹枯病小麦育种的新抗源。     

拟斯卑尔脱山羊草（Ae．speltoides Tausch）遗传多样性的RAPD分析

用95个引物,在拟斯卑尔脱山羊草15份材料中扩增出416条带,其中无多态性的带为83条,占总数的20％,有多态性的带为333条,占总数的80％。可以看出,拟斯卑尔脱山羊草种内遗传多样性十分丰富。RAPD分析表明,供试的15份材料可以分成4个类群,每个类群内的材料之间差异较明显,而4个类群间差异不是太大,因此拟斯卑尔脱山羊草是由类群内不太一致、类群间差异不十分明显的4个类群构成。类群内差异明显,支持遗传多样性丰富,说明拟斯卑尔脱山羊草是一个古老物种的观点;而类群间差异又不太大,表示该物种在长期进化中,没有分化成新的类型,说明该物种较稳定。本研究结果从分子水平上支持拟斯卑尔脱山羊草是一个比较古老且比较稳定的物种的论断。     

西藏半野生小麦遗传多样性研究进展以及原位保存的建议

1995——1998年对277份西藏半野生小麦的研究表明：西藏半野生小麦形态类型多样、断穗特征稳定,是六倍体小麦中独特的小穗下节位断裂的裸粒型断穗小麦。在性状聚类中,它与栽培小麦各居一群,泾渭分明,明显特点是断穗性强、成熟早、穗密度偏稀,植株较高,千粒重偏低。通过等电聚焦同功酶分析显示,14个生化位点中有lO个位点存在遗传多样性;在RFLP分子标记中,第3、4、5、6、7同源群表现多态性,但只有在第5、6、7同源群染色体长臂或短臂上与栽培品种存在不同,因而断穗基因可能存在于5S、5L、6L或7S染色体之一上。西藏半野生小麦中有4．5％的材料具有中抗和高抗白粉病能力;蛋白质、赖氨酸含量均超过对照2～5个百分点。建议在不同海拔的加查县和察隅县建立西藏半野生小麦的原位保存点。     

小麦叶锈病新抗源筛选

小麦叶锈病是小麦生产的主要病害之一,发病严重时往往导致大幅度减产。叶锈菌生理小种的变异易导致抗病基因抗性的丧失,因此不断获得新抗源对小麦抗病育种至关重要。小麦近缘植物中含有丰富的小麦育种所需的抗病基因。本研究从小麦-近缘植物双二倍体、附加系、代换系或易位系等创新种质中筛选出小麦叶锈病新抗源,为利用这些新抗源打下基础。苗期对116份供试材料人工接种美国堪萨斯州流行的小麦叶锈菌混合生理小种 (Lrcomp) ,其中部分材料人工接种09-9-1441-1等5个中国当前流行的叶锈菌生理小种进行抗性鉴定,筛选获得新抗源。116份种质中,31份免疫、近免疫或高抗Lrcomp。含有希尔斯山羊草、尾状山羊草、拟斯卑尔脱山羊草、两芒山羊草、卵穗山羊草、沙融山羊草、柱穗山羊草、顶芒山羊草、小伞山羊草、偏凸山羊草、中间偃麦草、茸毛偃麦草、长穗偃麦草、粗穗披碱草、栽培黑麦、非洲黑麦、提莫菲维染色质的部分种质免疫或高抗Lrcomp,而含二角山羊草、无芒山羊草、沙生冰草、多年生簇毛麦和一年生簇毛麦染色质的种质表现中感至高感Lrcomp。希尔斯山羊草4S染色体、尾状山羊草C#1和D#1染色体和两芒山羊草、顶芒山羊草中可能含有未被报道的抗Lrcomp的新基因,值得进一步向小麦转育。小麦-粗穗披碱草1HtS.1BL罗伯逊易位系对Lrcomp及 09-9-1441-1和09-9-1426-1等5个中国当前流行叶锈菌生理小种近免疫,值得利用染色体工程等方法获得小片段抗病易位系应用于我国小麦抗叶锈育种。     

从CIMMYT引进的人工合成六倍体小麦D染色体组微卫星分子标记的遗传差异

采用微卫星（SSR）分子标记技术,选用23个D染色体组特异性引的对来自CIMMYT的26份人工合成六倍体小麦D染色体组的遗传多样性进行了分析。研究发现,26份材料在D染色体组上存在丰富的等位基因变异（92个）,平均每个基因座为4个。遗传距离计算结果也显示,26份材料D染色体组之间具有较大的遗传差异,平均遗传距离高达0．4955。因此,人工合成六倍体小麦D染色体组中存在丰富的遗传多样性,可以作为拓宽普通小麦遗传基础的新的遗传变异来源。研究还发现,由同一个粗山羊草基因型与不同硬粒小麦杂交合成的人工合成六倍体小麦（如合成种17和18）在所用检测的23个基因座中有3个存在差异,说明小麦在多倍化后,供体基因组在重复序列区域会发生遗传分化。     

西藏半野生小麦遗传多样性研究进展以及原位保存的建议

1995-1998年对277份西藏半野生小麦的研究表明西藏半野生小麦形态类型多样、断穗特征稳定,是六倍体小麦中独特的小穗下节位断裂的裸粒型断穗小麦.在性状聚类中,它与栽培小麦各居一群,泾渭分明,明显特点是断穗性强、成熟早、穗密度偏稀,植株较高,千粒重偏低.通过等电聚焦同功酶分析显示,14个生化位点中有10个位点存在遗传多样性;在RFLP分子标记中,第3、4、5、6、7同源群表现多态性,但只有在第5、6、7同源群染色体长臂或短臂上与栽培品种存在不同,因而断穗基因可能存在于5S、5L、6L或7S染色体之一上.西藏半野生小麦中有4.5%的材料具有中抗和高抗白粉病能力;蛋白质、赖氨酸含量均超过对照2～5个百分点.建议在不同海拔的加查县和察隅县建立西藏半野生小麦的原位保存点.     

中国特有小麦中杂种黄化基因Chl和提型胞质育性恢复基因的分布研究

本研究以Ｔ型不育系ＱＡ１１０４（具有杂种黄化基因Ｃｈ２）和Ｋｈａｐｌｉ（具有杂种黄化基因Ｃｈ１）为测验种,对中国特有小麦等六倍体小麦类型和一些四倍体小麦类型中的Ｔ型胞质育性恢复基因和杂种黄化Ｃｈ１基因的分布进行了研究。结果表明：中国白麦子类型、西藏半野生小麦、云南铁壳麦、圆锥小麦（矮兰麦）一节节麦人工合成双二倍体以及中国圆锥小麦等类型中未发现Ｔ型育性恢复基因和杂种黄化基因Ｃｈ１;在斯卑尔脱小麦杜哈米林类型和野生二粒小麦中发现有Ｔ型育性恢复基因的存在,但是不存在杂种黄化基因Ｃｈ１。在新疆稻麦和中国波兰小麦中未发现有Ｔ型胞质育性恢复基因的存在。但在新疆稻麦中普遍含有杂种黄化基因Ｃｈ１,在波兰小麦中一些居群有Ｃｈ１基因、一些居群无。这暗示：新疆稻麦可能来源于含有Ｃｈ１基因的波兰小麦类型,而且可能是起源于波兰小麦与节节麦的天然杂交并经过双二倍体化途径而形成的。     

斯卑尔脱小麦1B染色体的显微分离及其DNA的PCR扩增

以斯卑尔脱小麦的一个变种及其近等基因系为材料,玻璃针法进行显微操作在减数分裂中期I分裂相中获得G型细胞质雄性不育的育性恢复基因Rf₃所在的1B染色体DNA。LA-PCR方法扩增DNA,斑点杂交的方法检测证明扩增产物来源于斯卑尔脱小麦基因组的1B染色体DNA。     

人工合成六倍体小麦醇溶蛋白遗传多样性分析

运用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)技术,对96份人工合成六倍体小麦的醇溶蛋白多样性进行了分析。结果显示,96份人工合成小麦中,共分离出65条不同的醇溶蛋白谱带,其中ω区22条,β和γ区各17条,α区9条,但各醇溶蛋白在电泳图谱中出现的频率差异较大,其变化范围为1.04%~91.67%。醇溶蛋白遗传多样性指数(H′)及多态性信息含量(PIC)分析结果显示,β、ω两个谱带区醇溶蛋白组成最为丰富,而α区最低;聚类分析结果显示,材料间的平均遗传距离为0.86,在遗传距离为0.83水平上,96份材料被划分为4个主要类群,类群间的关系基本反映了合成双二倍体的亲缘关系。研究结果表明,人工合成六倍体小麦醇溶蛋白基因位点表现出广泛的遗传变异,具有丰富的遗传多样性。     

西藏小麦资源在都江堰试种的表现及评价

对125份来源于西藏的小麦地方品种进行农艺性状分析和评价。结果显示,西藏小麦植株高度总体偏高,少数适中。分蘖数多数在10个以下,少数偏多。穗长、小穗数的单位长度着生的小穗数存在明显差异,存在一些密穗类型和多小穗类型。多数小麦品种穗粒数不少,但千粒重明显偏低。性状相关分析表明,随着分集数增多、穗长增长、小穗数增多,株高有增加的趋势,而株高的增加又导致了千粒重的降低。小穗数多其穗长通常比较长。中时西藏小麦资源进行了评价、利用方式进行了探讨、在都江堰与西藏表现差异的原因进行了分析。     

海南普通野生稻稻瘟病抗性资源调查和鉴定

为挖掘海南普通野生稻稻瘟病抗性资源,2010年诱发鉴定了41个居群410份材料苗期叶瘟,2011年接种稻瘟病菌（YC25）鉴定了37个居群121份材料穗颈瘟,2012年调查了80个居群2461份材料田间自然状态的抗病性。结果表明：苗期叶瘟抗性鉴定有21份高抗、117份抗病。苗期抗、高抗叶瘟性的138份材料中穗颈瘟鉴定4份高抗和3份抗病,14份表现为田间自然抗病。苗期叶瘟鉴定不抗病或未作此鉴定材料中,4份表现为抗穗颈瘟和田间自然抗病。这些抗性材料来自海口、文昌、万宁、三亚、澄迈、东方等地。本研究为海南普通野生稻资源进一步研究和抗稻瘟病育种利用提供参考     

合成六倍体小麦与其亲本在合成后小麦A/B染色体组微卫星位点的比较

构建人工合成六倍体小麦是利用小麦近缘材料优异基因的很有效的方法。但是目前在人工合成异源六倍小麦的过程中对微卫星位点的影响研究尚不完善。本研究直接比较了亲本四倍体小麦PS5与4个不同粗山羊草进行远缘杂交并经染色体自然加倍后获得4个人工合成六倍体小麦前后,位于普通小麦A/B染色体组不同染色体臂上的104对引物的变化。结果表明,104对微卫星引物的扩增产物在4个合成六倍体小麦中具有与普通小麦相同的带型;但在22对引物的扩增产物上存在差异,其中Am4与其它3个六倍体小麦Am1,Am2,Am3在15对引物扩增的条带存在差异;另外发现有45对特异与AB染色体的引物能够在粗山羊草中扩增出产物,其中特异于B染色体组的引物47.54%的可以在粗山羊草中扩增出产物,而A染色体组的引物占38.24%。因此,基于普通小麦开发的微卫星引物可以用于合成六倍体小麦的研究,而Am4材料与其它3个合成二倍体小麦的差异尚需进一步研究,另外我们推测普通小麦的B染色体组与A染色体组相比与粗山羊草存在较近的亲缘关系。     

黄淮麦区重要小麦品种和种质资源材料的抗条锈性评价

采用苗期分小种和成株期混合优势小种法测定了黄淮麦区227份小麦品种和种质材料对小麦条锈菌的抗病性,结果表明,被测品种在苗期对4个条锈菌生理小种的抗病性有很大的差异,抗条中27、30、31、29号小种的品种分别占被测品种总数的93．00%、72．69%、64．76%和61．67%。成株期用6个菌株混合接种测定选出抗病品种76个,占33．48％,其中免疫的为40个,占17．62%。通过对227份小麦品种资源材料的苗期分小种鉴定及与成株期混合优势小种鉴定结果比较,筛选出了成株期和苗期均抗病的品种48个,占被测品种总数的21．14％;成株期抗病苗期感病的品种30个,占被测品种总数的13．22％。     

小麦种质对茎基腐病抗性评价及优异种质筛选

小麦茎基腐病是由镰孢菌侵染引起的一种世界性土传病害,近年来已严重威胁到我国小麦的安全生产。为筛选具有茎基腐病抗性的小麦种质资源,本研究采用孢子悬浮液浸种法,分别以国外抗病材料Sunco和中国品种陕253为抗病和感病对照,对670份我国小麦品种(系)进行了茎基腐病温室苗期抗性鉴定。结果发现,我国供试品种(系)感病材料(病情指数>30)所占比例达到84%,且包含多个近年来小麦生产中的主推品种,表明我国小麦品种总体抗性水平低是导致茎基腐病近年来发病频率与程度不断增加的重要原因之一。经多轮筛选,发掘获得15份抗病表现稳定、抗性水平与抗病对照Sunco相仿的材料。15份材料平均病情指数在10.9~19.4之间,其株高、抽穗期等农艺性状表现出较为丰富的变异,为我国小麦抗茎基腐病品种选育和抗性遗传研究提供了种质资源。     

“缺体回交法”选育普通小麦—山羊草异代换系的研究

利用从兰单体自交分离得到的5个自花结实的4D缺体小麦(映72180、块天选15等)作母本与11个山羊草(Ae.speltoides, Ae.sharonensis等)杂交,再以4D缺体为轮回亲本对杂种进行回交,借助于幼胚培养技术,获得了缺天选15×拟斯卑尔脱山羊草二体异代换系,缺72180×沙融山羊草单体异代换系。代换系生长发育良好,育性基本正常,表明山羊草的4S染色体能够补偿小麦缺失的4D染色体的功能。证明利用“缺体回交法”选育普通小麦—山羊草异代换系是有效的和可行的。