彩色小麦种质资源在生物强化和功能食品应用中的研究进展北大核心CSCD

因为人类膳食不平衡和微量营养缺乏导致的隐性饥饿已经受到国内外高度重视。利用生物育种技术培育富含各种微量营养的优良作物品种是生物强化和功能食品的主要发展方向。国内外大量研究表明,彩色小麦种质资源富含花青素、铁、锌、硒、维生素、叶酸等微量营养和蛋白质等,对抗炎、抗癌、糖尿病、心脑血管疾病、贫血病、生长发育不良等有一定的功效,将在保障粮食安全和人类健康中发挥重要作用。本研究首先介绍了隐性饥饿、生物强化、功能食品、功能农业和功能品种等方面的发展趋势,重点介绍了国内外彩色小麦种质资源功能营养成分及遗传育种方面的研究进展。建议广泛收集和创制彩色功能营养小麦新种质,挖掘优异营养基因资源,揭示彩色小麦花青素和微量营养(硒、锌、铬等微量元素,维生素,人体不能合成的8种氨基酸,叶酸等)以及品质(蛋白质含量和组分)性状的遗传耦合机理,以期为彩色小麦生物强化和主粮功能化提供理论依据和技术支撑。     

小麦(Triticum aestivum L.)野生资源的发掘、利用研究进展

小麦是世界主要的粮食作物,其生产面积居谷类作物之首。由于长期的定向选择,小麦遗传多样性不断降低,品种间杂交难以选育出抗性和综合性状优良的突破性品种。然而小麦近缘种如黑麦(Secale)、簇毛麦(Haynaldia)和偃麦草(Elytrigia)等包含很多优异基因,并且与小麦基因组间具有很好的互补性。可见远缘杂交在世界小麦育种实践中发挥了重要的作用。综述了小麦近缘野生资源的多样性、近缘野生种的利用方法和存在问题等的研究进展,讨论了小麦野生资源在小麦遗传改良的重要性和发展方向,以期为小麦优良品种培育及其遗传研究提供参考。     

西藏近缘野生大麦主要营养品质鉴定评价

对1022份西藏近缘野生大麦种质资源的主要营养品质性状进行了测定,了解了其籽粒的蛋白质、赖氨酸、总淀粉的含量状况,筛选出一批高蛋白质、高赖氨酸的优质资源,为我国大麦优质育种提供物质基础。     

宁夏小麦种质资源粒重基因KASP标记检测及验证

为挖掘高粒重小麦种质资源,连续2年在宁夏引黄灌区生态条件下测定了 209份小麦种质资源的千粒重、粒长、粒宽和粒厚4个籽粒相关性状,同时用4个粒重相关基因TaGW2-6B、TaGASR、TaGS-D1和TaCWI-4A的KASP标记对参试材料进行基因型检测.结果表明,宁夏小麦种质资源籽粒表型性状较丰富.千粒重、粒长、粒宽...     

中国苜蓿育种取得的成就及展望

综述了我国苜蓿育种取得的成就及展望。到目前为止,已审定登记育成新品种23个,国外引进品种15个,野生驯化品种3个,整理地方品种19个。育成品种具有抗寒、抗病、耐盐、耐牧、高产、早熟等特点。我国苜蓿育种大多采用常规育种技术,生物技术应用相对较少。苜蓿育种工作存在的主要问题有:育成品种少,抗性育种进程缓慢,育种原始材料较少,育种技术单一;提出改进苜蓿育种方法、培育特色品种、加强苜蓿种质资源保护与利用是缩小我国与国外苜蓿育种进程的有效途径。     

作物种质资源研究态势分析

农作物种质资源是作物品种遗传改良的重要物质基础,一个国家种质资源研究水平是其育种核心竞争力的体现。本文首先分析了SCIE数据库种质资源鉴定与利用领域主要发文国家和研究机构,结果表明中国是发文数量最多的国家之一。进一步对种质资源研究发展态势进行了分析,认为种质资源的遗传多样性研究仍是主流,但研究的性状向多方面扩展,研究的方法上向应用SNP等新一代分子标记和多种分子标记综合应用发展,作物野生资源的研究受到广泛重视。本文对我国种质资源研究发展趋势进行了综述,介绍了我国种质资源研究的重要进展,提出了要注重对种质资源进行精准表型鉴定的建议。     

普通小麦-冰草6P染色体中间插入易位系的鉴定

远缘杂交技术是将小麦野生近缘植物的染色体片段导入小麦的有效途径。通过这种方法可以拓宽小麦的遗传基础,导入携带控制优异性状的基因从而达到改良小麦的目的。为了获得在小麦遗传及育种中具有较高研究利用价值的纯合的小麦-冰草小片段异源染色体易位系,我们利用细胞学手段对普通小麦-冰草的远缘杂交后代进行鉴定。本研究以小麦-冰草二体代换系4844-8、二体附加系4844-12与普通小麦杂交后辐照产生的易位系为材料,利用基因组原位杂交（GISH）技术从中鉴定出了2个具有冰草染色体小片段的纯合中间插入易位系。其中1个纯合中间插入易位系（104-3）具有高抗小麦白粉病和高千粒重的特性。另1个纯合中间插入易位系（19-2）具有较高的穗粒数和较高的千粒重的特性。本研究鉴定出的2个小麦-冰草6P小片段纯合中间插入易位系的优异农艺性状表明,它们是丰富小麦基因资源的优异的遗传材料,具有很高的研究利用价值。     

矮秆大粒小麦种质绵阳01821的选育与利用

绵阳01821是绵阳市农业科学研究所采用复合杂交育成的优良种质,以它作为主要亲本之一,已育成4个小麦新品种,其中绵阳24号通过国家和省级审定,绵阳92-330和西南335通过省级审定,绵阳30号结束国家区域试验和生产试验,推荐国家审定,还有7个优良新品系正在参加各级区域试验和多点品比试验。育成品种已在生产上推广180.728万 hm~2。该材料具有矮秆、抗倒抗病力强、大粒、籽粒白皮、品质优良、商品性好等突出特点,是西南麦区小麦高产优质育种中有重要利用价值的种质。     

四川省小麦育成品种系谱分析及发展进程

品种系谱蕴含亲本来源、选育方式、亲缘关系等大量信息,对揭示农作物品种演变特点、规律并最终指导育种实践具有重要意义。本文汇总了四川省1936～2017年间326个小麦品种的系谱信息,对育种方式、亲本构成、高频亲本及骨干亲本的变化、遗传贡献、易位系及人工合成种质分布等情况进行了梳理与分析。从20世纪30年代至今,四川省育种家从大量材料中选用387个直接亲本,采用杂交育种等方式,配制数千个组合,从256个组合中选育出314个品种,对四川省小麦生产做出了重要贡献,同时也为小麦育种提供了更为优异的材料基础。四川省小麦育种经历了从无到有,从主要依靠引进材料、地方品种到自主创制材料的过程;高频亲本、骨干亲本随育种进程推进而逐渐变化。易位系和人工合成种质对四川省小麦育种贡献巨大。育种目标的一致性必然导致遗传多样性散失和遗传基础脆弱,今后重点应加强资源的创制、保护和利用。本文通过育成品种的系谱梳理,对四川省小麦的育种发展进程进行了分析,以期为未来种质资源的收集创制和育种研究提供重要参考信息。     

中国小麦遗传资源农艺性状鉴定、编目和繁种入库概况

经农艺性状鉴定、编目和繁种入库,明确了目前我国小麦遗传资源共45519份,包括15个属,231个种,其中小麦属24个种,共43014份;小麦野生近缘植物14个属,207个种,2505份。现有41400余份入国家种质库保存。同时,鉴定出具有优良性状的种质3000多份,并总结出较完善的繁种技术措施。从而显示出我国小麦遗传资源丰富的多样性,并且得到保护,这无疑为我国乃至世界小麦生产和育种的持续发展贮备了物质基础。     

小麦叶片中硝酸还原酶活性、游离氨基酸和粗蛋白含量与籽粒蛋白质含量关系研究

试验以５个八倍体小偃麦、野生二粒小麦、硬粒小麦和１３个普通小麦品种（系）为材料,研究了叶片中硝酸还原酶活性（ＮＲＡ）、氨基酸和粗蛋白含量与籽粒蛋白质含量之间的关系。结果表明,叶片中ＮＲＡ在拔节、抽穗、开花三个生育时期与籽粒蛋白质含量存在显著的正相关系;叶片中氨基酸总量与籽粒蛋白质含量在拔节和抽穗期显著相关,在开花期相关不显著;抽穗期旗叶中粗蛋白含量与籽粒蛋白质含量相关显著。籽粒蛋白质含量高的基因型材料其叶片中ＮＲＡ、氨基酸和粗蛋白含量一般高于低蛋白基因型材料,三者的变化趋势一致,这反映了不同基因型Ｎ素代谢的特点。因此适宜生育时期叶片中ＮＲＡ、氨基酸和粗蛋白含量可作为品质育种选择过程中的参考生理指标。     

菜豆种质资源RAPD多样性的研究Ⅱ

本研究收集了我国43个栽培品种,国际热带农业中心13个半野生品种,波兰4个矮生品种共60个菜豆品种资源,将其分成三大类型,即蔓生种35个,矮生种12个,半野生种13个,从RAPD标记上进行了研究,探明种内及各种群间的遗传相似度、遗传距离,绘制聚类分析图。综合RAPD标记聚类图,表明:蔓生种群分为五大类;矮生种群分为二大类;半野生种群分为二大类。我国是菜豆的主要育种、栽培地区,收集国内外菜豆种质资源,开展DNA水平的分子标记将有助于了解菜豆种内、各种群间的遗传基础,确定各资源材料间的亲缘关系,为我国菜豆种质资源的保存及培育优良品种工作提供一定的理论依据。     

河北区试小麦品种(系)DNA指纹图谱构建及遗传差异分析

采用42个SSR标记为2009-2013年河北省区域试验的70份小麦品种(系)构建DNA指纹图谱,进行遗传差异分析,为小麦品种改良和种质资源创新提供参考。结果表明,42个SSR标记在70份品种(系)中共检测到303个等位变异,单个SSR位点的平均等位变异为7.21个,PIC值平均0.69;基因多样性平均0.73,遗传相似系数变化范围为0.05-1.00,平均0.28;表明参加河北省区域试验的品种(系)间存在不同程度的遗传差异。聚类分析把70份品种(系)划分为4大类,6个亚类,表明同一育种单位或地区品种(系)遗传背景相近,应该加大外来小麦种质资源的引进和利用力度。     

矮秆大粒小麦种质绵阳01821的选育与利用

绵阳01821是绵阳市农业科学研究所采用复合杂交育成的优良种质,以它作为主要亲本之一,已育成4个小麦新品种,其中绵阳24号通过国家和省级审定,绵阳92—330和西南335通过省级审定,绵阳30号结束国家区域试验和生产试验,推荐国家审定,还有7个优良新品系正在参加各级区域试验和多点品比试验。育成品种已在生产上推广180．728万hm^2。该材料具有矮秆、抗倒抗病力强、大粒、籽粒白皮、品质优良、商品性好等突出特点,是西南麦区小麦高产优质育种中有重要利用价值的种质。     

野生二粒小麦籽粒含硒量的差异分析

采用氢化物-原子荧光法,对种植于黔中的来自以色列15个野生二粒小麦群体110个基因型籽粒含硒量进行检测分析.结果表明,15个群体含硒量差异极显著(P≤0.001);110个基因型籽粒硒含量和单粒硒含量分别为0.043～0.409 mg kg-1和0.008～0.125 mg seed-1,平均值分别为0.180 mg kg-1和0.046 mg seed-1.籽粒硒含量和单粒硒含量最低的基因型分别是Gamla群体的TZ120和Mt.Hermon群体的TZ8,最高的基因型分别为Bat-Shelomo群体的TZ36和TZ34.在群体水平上硒浓度差异明显,变异系数CV为9%～74%;斯皮尔曼秩相关分析表明,籽粒硒含量分别与该群体起源地海拔、年平均降雨量、平均干旱天数呈显著负相关,与年均温、8月均温、1月均温呈显著正相关.单粒硒含量的相关分析与籽粒硒含量的相似.野生二粒小麦籽粒含硒量的差异是长期适应环境的结果,其遗传多样性将为小麦硒营养机理研究和育种利用提供材料.     

CRISPR/Cas9技术在小麦育种中的应用进展

小麦（Triticum aestivum L.）是世界上主要的农作物之一,在粮食安全供应中发挥重要作用。在过去的几十年,由于小麦基因组复杂和遗传转化困难,导致小麦的基础和应用研究落后于其他谷类作物。2014年小麦基因组编辑取得了显著进展,进而促进了小麦生物技术的发展。综述了CRISPR/Cas9技术在小麦育种中的研究进展,简单介绍了CRISPR/Cas9基因编辑技术的发现、原理和优缺点,指出小麦基因编辑过程中农杆菌介导的遗传转化较粒子轰击法可降低转基因沉默频率,未来将成为基因编辑过程中主流的遗传转化方式;优化sgRNA的启动子、选择同源保守序列做为靶点可以提高基因编辑效率;新开发的碱基编辑器和prime editor需引入更多突变类型。展望了进一步提高小麦基因编辑效率和安全性的可行性,以期为未来小麦育种工作提供参考。     

中品661 EMS诱变后代高蛋白的选择效果及新种质创制

大豆是重要的植物蛋白来源,高蛋白大豆种质创新对于我国食用大豆育种及优异基因发掘具有重要意义。为获得优异高蛋白大豆资源,本研究利用NIR法测定EMS诱变中品661(Zp661)M2～M7籽粒的蛋白质含量,系统分析连续选择对蛋白变异的影响,旨在创制高蛋白优异种质,为大豆品质改良育种提供优异资源。结果表明,1971个M2单株籽粒蛋白质含量变异幅度为34.96%～50.16%,平均值为42.97%,较野生型(40.88%)提高5.11%,其中17.65%的M2单株籽粒蛋白质含量高于45%。M2高蛋白含量个体经过定向连续选择,整体呈下降趋势;相比之下,M2低蛋白含量个体定向选出的高蛋白含量种质遗传增益效果明显。在M7获得9个高蛋白含量稳定种质(m1～m9),平均蛋白质含量为48.17%,较野生型(41.19%)平均提高16.94%,遗传增益为7.23%。其中m1～m7来自M2高蛋白质含量个体20722(47.21%),而m8～m9来自M2低蛋白质含量个体3442(38.51%)。这些高蛋白纯合种质的农艺性状相关性分析发现,m2、m4和m5的蛋白质含量分别与百粒重和单株粒重呈显著正相关,说明通过选择可以实现蛋白质含量与产量的同时提高,获得高产优质的优异种质。     

老芒麦遗传多样性及育种研究进展

老芒麦（Elymus sibiricus）的研究对我国北方草原及青藏高原高寒草甸的退化草地改良、发展草地畜牧业具有重要意义。本文综述了老芒麦在形态学、细胞学、蛋白质和DNA分子水平上的遗传多样性研究概况,并总结了国内老芒麦的育种研究进展。目前国内外专门针对不同老芒麦种质材料（accession）或居群（populations）遗传多样性的研究鲜见报道,相关研究主要集中在与披碱草属（Elymus）及其近缘小麦族物种的系统进化研究方面;其次,我国仅有6个老芒麦国家审定品种,且育种手段较单一、落后,育成品种优势集中在产量和适应性上,缺乏对抗逆性种质的筛选培育。     

茶陵普通野生稻种质资源评价及其利用进展

茶陵普通野生稻在恶劣的环境中进化获得了许多栽培稻不具有的优良性状,是栽培稻品种遗传改良可以利用的优异种质资源。从野生稻中发掘和利用优异基因是当前水稻研究的热点。本文综述了茶陵野生稻种质资源评价及其抗病、抗寒等优异基因的研究利用情况,探讨了茶陵野生稻在今后水稻育种研究中的利用潜力,为更好地利用茶陵野生稻提供依据。     

小麦梭条花叶病抗性遗传和育种研究进展

由土壤真菌禾谷多粘菌(Polymyxa graminis)传播的小麦梭条花叶病在我国长江流域和黄淮平原麦区已成为危害小麦生产的一种严重病害。本文系统地综述了我国在小麦梭条花叶病种质资源筛选、抗性机理、抗性遗传、抗病基因的分子标记以及抗病育种方面的进展。研究表明,在我国地方品种和改良品种中存在着较丰富的抗病资源;植物体内某些酶的活性和可溶性糖含量与抗性有密切的联系;抗病性表现为数量性状的遗传特征,可能受1~3对显性基因控制。通过抗感品种间杂交,可以育成抗病丰产的新品种。文中还对今后开展小麦抗梭条花叶病育种提出了几点建议。