小麦矮秆种质山农矮330的农艺性状与矮化特性研究

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矮秆大穗小麦新品种皖农398的选育过程及栽培技术

矮秆大穗小麦新品种皖农398的选育过程及栽培技术

摘要皖农398(审定编号:皖审麦20211003)是安徽省皖农种业有限公司自主选育的半冬性小麦品种。

亲本为宿8802//(丰华8829/泰农18)F 5,后代经系谱法选育。

2017—2018年、2018—2019年参加安徽省淮河以北地区区域试验,2个年度较对照品种济麦22分别增产5.42%和3.55%,2019—2020年生产试验较对照品种济麦22增产4.94%。

皖农398对条锈病和叶锈病抗性达到高抗水平,抗倒伏能力强,适宜在安徽淮河以北地区种植。

该品种以矮秆、大穗等品种特性深受广大种植户和经销商喜爱。

本文阐述了皖农398的选育过程和特征特性,总结了其栽培技术,以期为皖农398的大田生产和大面积推广提供参考。

关键词小麦;皖农398;选育过程;特征特性;栽培技术中图分类号S512.1.035文献标识码B 文章编号1007-5739(2021)19-0041-03DOI :10.3969/j.issn.1007-5739.2021.19.016开放科学(资源服务)标识码(OSID ):矮秆大穗小麦新品种皖农398的选育过程及栽培技术于学奎周玉张道田罗干沈家成高景春黄建华*(安徽省皖农种业有限公司,安徽合肥230011)受气候变化及秸秆还田等的影响,黄淮南片麦区小麦生产中多种病虫害交替发生且逐年加重,市场对于矮秆、大穗、抗病小麦品种的需求量日益增加,在保证小麦单产稳中上升的基础上,选育矮秆大穗型抗病小麦新品种逐渐得到育种家的重视[1-2]。

安徽省小麦种植面积逐年增加,种子需求量不断增大。

然而,种子产业却面临诸多挑战[3]。

2009年安徽省皖农种业有限公司调整育种目标,积极整合和利用各方面资源对优异种质进行筛选和配组。

经过多年的杂交和选择,筛选农艺性状突出的单株,结合田间自然发病情况,皖农398在经历了锈病、白粉病、干热风等多种逆境高发的年份,仍然被保留下来,其茎秆粗壮、抗倒伏,苗期生长旺盛,叶片较宽,叶色浓绿,旗叶斜挺,抗干热风能力好,秸秆少,适合午季精简栽培玉米、大豆,可节约下茬种植成本。

小麦矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b的降秆效应及株高相关QTL挖掘

小麦矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b的降秆效应及株高相关QTL挖掘

麦类作物学报 2023,43(9):1105-1114J o u r n a l ofT r i t i c e a eC r o p s d o i :10.7606/j.i s s n .1009-1041.2023.09.03网络出版时间:2023-07-06网络出版地址:h t t ps ://k n s .c n k i .n e t /k c m s 2/d e t a i l /61.1359.S .20230705.1403.010.h t m l 小麦矮秆基因R h t -B 1b 和R h t -D 1b 的降秆效应及株高相关Q T L 挖掘收稿日期:2022-09-28 修回日期:2023-06-07基金项目:国家自然科学基金项目(31901543);国家小麦产业技术体系项目(C A R S -03-06);山东省泰山产业领军人才项目(L J N Y 202006);山东省重点研发计划项目(2020C X G C 010805)第一作者E -m a i l :s h a n b a o x u e 1217@163.c o m通讯作者:曹新有(E -m a i l :c x y t v s @163.c o m );赵振东(E -m a i l :z h a o z h e n d o n g925@163.c o m )单宝雪1,刘秀坤2,肖延军1,展晓孟1,黄金鑫1,刘百川1,张玉梅1,李豪圣2,刘建军2,高欣2,曹新有2,赵振东2(1.青岛农业大学农学院,山东青岛266109;2.山东省农业科学院作物研究所/小麦玉米国家工程中心/农业部黄淮北部小麦生物学与遗传育种重点实验室/山东省小麦技术创新中心,山东济南250100)摘 要:株高是决定小麦抗倒伏能力的重要农艺性状,为验证已克隆矮秆基因R h t -B 1b 和R h t -D 1b 的降秆效应㊁并发掘新的株高相关Q T L 位点,以济麦44ˑ济麦229构建的285份重组自交系(R I L )群体为材料,于2020-2021年(济南)和2021-2022年(济南和济阳)在试验基地种植并调查每个家系的株高㊂利用已开发的R h t -B 1b 和R h t -D 1b 特异性分子标记检测群体内家系基因型,分析不同基因型间株高差异,利用小麦55KS N P 芯片进行基因型检测并构建了高密度遗传连锁图谱,对株高进行Q T L 定位分析㊂结果表明,285份R I L家系中,82份材料含有R h t -B 1b 基因,78份材料含有R h t -D 1b 基因,29份材料同时含有R h t -B 1b 和R h t -D 1b 基因㊂根据基因检测结果,R h t -B 1b 可降低株高6.76~8.83c m (8.10%~10.75%),R h t -D 1b 可降低株高11.68~16.60c m (14.68%~17.36%),R h t -B 1b 和R h t -D 1b 基因同时存在可降低株高8.85~35.80c m (11.05%~34.82%)㊂2344个骨架标记用于构建遗传连锁图谱,图谱总长度3349.95c M ,标记平均密度为1.43/c M ㊂株高性状Q T L 分析共检测到6个Q T L ,分布于1A ㊁1B ㊁2B ㊁4B 和4D 染色体上,单个Q T L 可以解释0.81%~32.32%的表型变异,检测到2个在3个环境及B L U E 值下稳定存在的主效的Q T L ,为已克隆的R h t -B 1b 和R h t -D 1b基因,分别可以解释10.40%~20.12%和22.25%~32.32%的表型变异㊂此外,Q p h .s a a s -4D.1和Q ph .s a a s -2B .2可在2个环境下被检测到,其中Q p h .s a a s -4D.1与多个前人的研究得到的Q T L 位点相近,可能为同一Q T L 位点,Q p h .s a a s -2B .2未发现与前人研究的结果重合,可能为株高新Q T L 位点,研究结果将为进一步矮秆基因的精细定位和矮化育种提供理论参考㊂关键词:小麦;株高;矮秆基因;Q T L ;S N P 芯片中图分类号:S 512.1;S 330 文献标识码:A 文章编号:1009-1041(2023)09-1105-10H e i g h tR e d u c e dE f f e c t o fW h e a tD w a r fG e n e s R h t -B 1b a n d R h t -D 1b a n dM i n i n g o fP l a n tH e i gh tR e l a t e d Q T L S H A NB a o x u e 1,L I UX i u k u n 2,X I A OY a n j u n 1,Z H A NX i a o m e n g 1,H U A N GJ i n x i n 1,L I UB a i c h u a n 1,Z H A N GY u m e i 1,L IH a o s h e n g 2,L I UJ i a n j u n 2,C A OX i n 2,C A OX i n y o u 2,Z H A OZ h e n d o n g2(1.C o l l e g e o fA g r o n o m y ,Q i n g d a oA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,Q i n g d a o ,S h a n d o n g 266109,C h i n a ;2.C r o p R e s e a r c h I n s t i t u t e ,S h a n d o n g A c a d e m y o fA g r i c u l t u r a l S c i e n c e s /N a t i o n a l E n g i n e e r i n g R e s e a r c hC e n t e r f o rW h e a t&M a i z e /K e y L a b o r a t o r y o fW h e a tB i o l o g y an d G e n e t i c I m p r o v e m e n t i nN o r t hY e l l o w &H u a i R i v e rV a l l e y ,M i n i s t r y o fA g r i c u l t u r e /S h a n d o n g P r o v i n c i a lT e c h n o l o g y In n o v a t i o nC e n t e r f o rW h e a t ,J i n a n ,S h a n d o n g 250100,C h i n a )A b s t r a c t :P l a n t h e i g h t i s a n i m p o r t a n t a g r o n o m i c t r a i t t h a t d e t e r m i n e s l o d g i n g re s i s t a n c e o fw h e a t .I n o r d e r t ov e r if y th e r e d u c e de f f e c to f t h ec l o n e dd w a r f g e n e s R h t -B 1b a n d R h t -D 1b a n dd i s c o v e rn e w Q T Lr e l a t e d t o p l a n t h e i g h t ,285r e c o m b i n a n t i n b r e d l i n e (R I L )p o pu l a t i o n s d e r i v e d f r o mJ i m a i 44ˑCopyright ©博看网. All Rights Reserved.J i m a i229w e r e p l a n t e da n d i n v e s t i g a t e da t t h ee x p e r i m e n t a l s i t e i n2020-2021(J i n a n)a n d2021-2022(J i n a na n d J i y a n g).T h ed e v e l o p e d R h t-B1b a n d R h t-D1b s p e c i f i cm o l e c u l a rm a r k e r sw e r eu s e d t od e t e c t t h e g e n o t y p e s,t h e p l a n th e i g h td i f f e r e n c e sb e t w e e nd i f f e r e n t g e n o t y p e sw e r ea n a l y z e d.A h i g h-d e n s i t yg e n e t i c l i n k a g em a p w a s c o n s t r u c t e dw i t h t h e g e n o t y p i n g a n a l y s i s b y w h e a t55KS N Pa r-r a y,a n dQ T Lr e l a t e d t o p l a n t h e i g h tw a s a n a l y z e d.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t o f t h e285R I L f a m i l i e s, 82m a t e r i a l s c o n t a i n e d R h t-B1b g e n e s;78m a t e r i a l s c o n t a i n e d R h t-D1b g e n e s;a n d29m a t e r i a l s c o n-t a i n e db o t h R h t-B1b a n d R h t-D1b g e n e s.A c c o r d i n g t o t h e r e s u l t so f g e n o t y p i n g a n a l y s i s,R h t-B1b c a n r e d u c e p l a n t h e i g h t b y6.76-8.83c m(8.10%-10.75%).R h t-D1b r e d u c e d p l a n t h e i g h t b y11.68-16.60c m(14.68%-17.36%),a nd t he c o e x i s t e n c e of R h t-B1b a n d R h t-D1bg e n e s r e d u c e d p l a n th ei g h t b y8.85-35.80c m(11.05%-34.82%).At o t a l o f2344m a r k e r sw e r e u s e d t o c o n s t r u c t a g e n e t i c l i n k-a g em a p,w i t ha t o t a l l e n g t ho f3349.95c M a n da na v e r a g em a r k e rd e n s i t y o f1.43/c M.S i xQ T L s w e r ed e t e c t e db y Q T La n a l y s i s,d i s t r i b u t e d o nc h r o m o s o m e s1A,1B,2B,4B,a n d4D.As i n g l eQ T L c a ne x p l a i n0.81%-32.32%o f p h e n o t y p i c v a r i a t i o n s,a nd t w om a i nQ T L s s t a b le u n d e r t h e t h r e e e n-v i r o n m e n t s a n dB L U Ev a l u e sw e r e d e t e c t e d,w h i c hw e r e t h e c l o n e d R h t-B1b a n d R h t-D1b g e n e s,e x-p l a i n i n g10.40%-20.12%a n d22.25%-32.32%of t h e p h e n o t y p i c v a r i a t i o n s,r e s p e c t i v e l y.I n a d d i-t i o n,Q p h.s a a s-4D.1a n d Q p h.s a a s-2B.2c a nb ed e t e c t e d i nt w oe n v i r o n m e n t s,o fw h i c h Q p h.s a a s-4D.1i s s i m i l a r t o t h eQ T Lr e p o r t e db y m u l t i p l e p r e v i o u s s t u d i e s,a n d Q p h.s a a s-2B.2,b e i ng an o v e l Q T L,h a s n o t b e e n r e p o r t e d p r e vi o u s l y.T h e r e s u l t sw i l l p r o v i d e a t h e o r e t i c a l r e f e r e n c e f o r f i n em a p-p i n g a n dd w a r f b r e e d i n g o fw h e a t.K e y w o r d s:W h e a t;P l a n t h e i g h t;D w a r f i n gg e n e s;Q T L;S N Pa r r a y小麦是世界主要粮食作物,也是中国第三大粮食作物[1],可为世界人口提供20%的卡路里和蛋白质[2],也是人体微量元素的重要来源[3]㊂小麦株高与抗倒伏能力[4]具有显著的相关性,是影响小麦产量的重要因素之一㊂据研究,矮化或降低株高与产量潜力的大幅增加有关[5]㊂自19世纪60年代的绿色革命以来,我国在小麦育种工作中引进了小麦矮秆㊁半矮秆基因R h t,小麦产量因此上升[6]㊂合理利用矮秆基因现已成为小麦育种的主要策略之一[7],小麦株高是多基因控制的数量性状,主要受矮秆基因控制[8],还受到大量数量性状位点的影响,同时根据遗传背景和环境条件的不同而表现出差异[9-10]㊂目前已经被命名的矮秆基因有27个,分布在2A S㊁2B L㊁2D S㊁3B S㊁4B S㊁4D S㊁5A L㊁5D L㊁6A S㊁7A S和7B S等染色体上[11],多由突变产生㊂R h t-B1b和R h t-D1b半矮秆基因来源于日本品种农林10号(N o r i n10),分别定位于4B和4D 染色体短臂,目前存在于70%的全球商品化小麦品种中[12]㊂E l l i s[13]开发的小麦R h t-B1b和R h t-D1b基因特异性引物,利用等位基因特异性标记进行基因分型㊂1996年,郭保宏等[14]检测我国76个矮秆小麦品种中的矮秆基因分布情况,单独含有R h t-B1b或R h t-D1b基因的品种分别占21%和72%,同时含有R h t-B1b和R h t-D1b基因的品种占7%㊂含有R h t-B1b基因的小麦品种生产上累计推广面积河南省最大,为524万h m2,含有R h t-D1b基因的品种以山东省累计推广面积最大,为1575万h m2㊂2005年慕美财等[15]对150份山东小麦品种的R h t-B1b和R h t-D1b基因进行鉴定,结果表明20.67%含有R h t-B1b基因,有54.00%含有R h t-D1b基因,同时含有R h t-B1b和R h t-D1b矮秆基因的品种仅占3.33%㊂2017年周晓变等[16]对黄淮麦区246份小麦材料进行矮秆基因检测,结果表明41.46%含有R h t-B1b基因,63.41%含有R h t-D1b基因,同时含有R h t-B1b 和R h t-D1b基因的材料占45%㊂2018年朱浩等[17]检测202份小麦的矮秆基因分布情况,发现10.89%含有R h t-B1b基因,73.76%含有R h t-D1b 基因㊂在过去20多年间大量研究表明,R h t-B1b㊁R h t4-D1b基因的分布频率逐年提高,黄淮麦区R h t-D1b基因的分布频率高于R h t-B1b基因,表明R h t-D1b基因的利用更广泛,普及率更高㊂随着分子生物技术的不断发展,D N A芯片技术由于其㊃6011㊃麦类作物学报第43卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.快捷和精确的特性在Q T L定位中得到了广泛的应用㊂廖思敏等[18]利用55K S N P芯片,在W7268和川育12衍生的R I L群体中检测到两个控制株高的稳定的主效Q T L:Q P h.c i b-4B.1和Q P h.c i b-2D.1㊂王盈等[19]在高代分离群体中检测到一个控制株高的新位点:Q p h-6A,可以解释8.33%~13.93%的表型变异㊂前人分别利用芯片㊁GWA S技术以及分子标记对多个小麦群体进行Q T L定位,在不同环境下检测到大量的株高Q T L位点,广泛地分布于基因组染色体上,但由于检测到的Q T L位点数量多㊁效应小,导致在生产上应用较少㊂因此挖掘在多环境下稳定的Q T L位点,在矮化育种中加以应用,是目前亟需解决的问题㊂为发掘新的株高相关Q T L位点,分析矮秆基因R h t-B1b和R h t-D1b在遗传群体内的降秆效应,本研究选用黄淮北片育成的济麦44ˑ济麦229衍生的重组自交系(R I L)群体为材料,结合株高表型数据,分析不同基因型的降秆效应并进行株高Q T L定位,以期为发掘新的矮秆基因和矮化育种提供指导㊂1材料与方法1.1试验材料本研究选用黄淮北片育成的小麦新品种济麦44和济麦229衍生的重组自交系(F2ʒ6,285个株系)群体为材料㊂其中济麦44含有R h t-D1b基因,济麦229含有R h t-B1b基因㊂1.2田间试验设计试验材料于2020-2021年种植在济南试验基地(21J N)㊁2021-2022年种植在济南(22J N)和济阳(22J Y)试验基地㊂试验点采用随机区组设计,1.5mˑ6m小区种植,机播180g㊂按常规方法进行大田试验管理㊂1.3表型鉴定及统计分析小麦自然成熟收获前,对济南㊁济阳的重组自交群体分别进行株高的数据测定,分别进行3次重复,取平均值用于表型和遗传分析㊂1.4数据分析利用E x e c l2016对测量的株高数据进行整理和分析,在Q T LI c i M a p p i n g V4.0软件(h t-t p://w w w.i s b r ee d.n e t)假设基因型的固定效应,使用A N O V A函数跨环境计算最佳线性无偏估计(B L U E)㊂采用S A S9.4软件(S A S i n s t i t u t e, h t t p://w w w.s a s.c o m)进行方差分析(A N O V A)㊂利用O r i g i n2022b绘制矮秆基因降秆效应图㊂利用Rs t u d i o绘制群体株高的相关性热图㊂1.5D N A提取利用T i a n g e n快捷植物基因组D N A提取系统来提取小麦苗期的幼嫩叶片D N A,利用N A N O D R O P2000检测D N A浓度及质量,将终浓度调至50n g/μL,并置于-20ħ冰箱保存备用㊂1.6P C R扩增根据E l l i s[13]发表的序列设计引物㊂引物对B F/WR1可扩增R h t-B1a野生型基因,引物对B F/M R1可扩增R h t-B1b突变型基因,引物对D F2/WR2可扩增R h t-D1a野生型基因,引物对D F1/M R2可扩增R h t-D1b突变型基因㊂试验分别以小偃6号(含矮秆基因R h t-B1b)㊁济南17(含矮秆基因R h t-D1b)做阳性对照,以中国春(不含任何矮秆基因)做阴性对照,来验证试验结果的准确性㊂引物由上海生工生物股份有限公司合成,序列信息见表1㊂P C R反应体系:10μL体系中,D N A模板(已进行稀释)1μL,正㊁反向引物(10μm o l㊃L-1)各1μL,M i x5μL,d d H2O2μL㊂P C R反应条件:95ħ预变性2m i n,94ħ变性15s,退火15s,退火温度见表1,72ħ延伸15s,35个循环,72ħ延伸5m i n㊂P C R扩增产物以2%的琼脂糖凝胶电泳检测,缓冲体系为1ˑT A E缓冲液,150V电压电泳30m i n,凝胶成像仪下观察条带并照相㊂1.7遗传图谱的构建与Q T L定位利用中玉金标记(北京)生物技术股份公司开发的55K小麦专用芯片进行基因型检测,删除杂合率ȡ10%和缺失率ȡ10%的标记,用T A S S E L V5.0软件将偏分离标记(M i nʒM a x=0.3ʒ0.7)过滤,使用Q T LI c i M a p p i n g V4.2软件整理剩余的标记㊂利用J i o n M a p4构建全基因组遗传图谱,然后利用M a p C h a r t绘制遗传图谱㊂利用软件Q T LI c i M a p p i n g4.1进行Q T L分析,选择复合完备区间作图(I C I M-A D D)法,做1000次重复,临界阈值P=0.05,作为判定Q T L存在与否的标准㊂Q T L的置信区间(C I)为L R s峰值ʃ1所在位置㊂Q T L命名以 Q+性状名称缩写+染色体编号+编号 ㊂在超过一半的环境中发现相同性状的Q T L认为是稳定的Q T L㊂㊃7011㊃第9期单宝雪等:小麦矮秆基因R h t-B1b和R h t-D1b的降秆效应及株高相关Q T L挖掘Copyright©博看网. All Rights Reserved.2结果与分析2.1亲本及重组自交系的株高表型分析济南和济阳基地的基本气候和土壤情况见表2,两地块在小麦播种前土壤均进行旋耕处理㊂在三个环境下对R I L群体的285个株系进行株高的测定,结果(表3㊁图1)表明,21J N中R I L群体的株高范围为34.33~103.00c m,平均值为64.53c m; 22J N中R I L群体的株高范围为44.67~100.00 c m,平均值为78.07c m;22J Y中R I L群体的株高范围为45.33~119.00c m,平均值为91.33c m㊂由于济阳试验田的土壤速效磷及速效钾含量整体高于济南试验田,年平均降雨量相近,造成22J N和22J Y之间的株高存在差异㊂济南试验基地2022年小麦生长期间及小麦拔节期降水量(395.7和40.2mm)高于2021年(324.4和27.8 mm);进而造成2022年群体的平均株高高于2021年㊂21J N㊁22J N未发生倒伏情况,22J Y由于株高较高㊁灌浆后期出现大风降雨天气,23.5%的小区发生了不同程度的点片倒伏㊂因此群体内家系间株高变异幅度较大㊂三个环境下株高表型数据的偏度与峰度(表3)的绝对值均小于1㊂表1引物序列T a b l e1P r i m e r s e q u e n c e s矮秆基因D w a r f g e n e引物名称P r i m e r n a m e特异性引物S p e c i f i c p r i m e r片段长度T a r g e t f r a g m e n t/b p退火温度A n n e a l i n g t e m p e r a t u r e/ħR h t-B1bB F G G T A G G G A G GC G A G A G G C G A GM R1C A T C C C C A T G G C C A T C T C G A G C T A23765.6R h t-B1a B F G G T A G G G A G G C G A G A G G C G A GWR1C A T C C C C A T G G C C A T C T C G A G C T G23767R h t-D1b D F C G C G C A A T T A T T G G C C A G A G A T A GM R2C C C C A T G G C C A T C T C G A G C T G C T A25460R h t-D1a D F2G G C A A G C A A A A G C T T C G C GWR2G G C C A T C T C G A G C T G C A C26463表2济南和济阳基地气候和土壤情况T a b l e2C l i m a t e a n d s o i l c o n d i t i o n s o f J Na n d J Yl o c a t i o n s地点L o c a t i o n年份Y e a r小麦生育期间平均气温A v e r a g et e m p e r a t u r ed u r i n g w he a tg r o w t h/ħ小麦生育期间平均降水量A v e r a g ep r e c i p i t a t i o nd u r i n g w he a tg r o w t h/mm土壤类型A g r o t y p e前茬作物P r e c e d i n gc r o p有机质含量O r g a n i cc o n t e n t/(g㊃k g-1)全氮T o t a ln i t r o g e n/(g㊃k g-1)速效氮A v a i l a b l en i t r o g e n/(m g㊃k g-1)速效磷A v a i l a b l ep h o s p h o r u s/(m g㊃k g-1)速效钾A v a i l a b l ep o t a s s i u m/(m g㊃k g-1)济南J N202112.50324.4 202211.94395.7褐土C i n n a m o n i c s o i l玉米M a i z e14.601.1368.3636.86120.6济阳J Y202210.83355.0潮土F l u v o-a q u i c s o i l玉米M a i z e10.230.8150.0751.07217.7表3R I L群体的株高表现T a b l e3P l a n t h e i g h t o fR I L p o p u l a t i o n亲本P a r e n t环境E n v i r o n m e n t济麦44J i m a i44济麦229J i m a i229重组自交系R I L均值M e a n标准差S t d E r r o r偏度S k e w n e s s峰度K u r t o s i s最小值M i n最大值M a x遗传力H e r i t a b i l i t y21J N P H737475.4312.71-0.44770.362134.33103.000.9728 22J N P H737480.8811.93-0.72940.581344.67104.000.9837 22J Y P H828791.5715.63-0.66990.341545.00119.330.9886 B L U E--83.4412.94-0.68240.504545.03106.800.9507 B L U E:最佳线性无偏估计㊂B L U E:B e s t l i n e a r u n b i a s e d e s t i m a t i o n.株高的遗传力在21J N㊁22J N和22J Y三个环境分别为0.9728㊁0.9837和0.9886,表明株高主要受遗传因子的影响㊂由图1可知,重组自交系的株高在不同的环境下均表现为近似正态分布,群体中株高出现了超亲分离的现象,符合数量性状遗传的特点,可以进行株高性状的Q T L定位㊂㊃8011㊃麦类作物学报第43卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.图121J N(A)㊁22J N(B)㊁22J Y(C)和B L U E(D)环境下R I L群体株高的频率分布F i g.1T h e f r e q u e n c y d i s t r i b u t i o no f p l a n t h e i g h t o fR I L p o p u l a t i o n i n21J N(A),22J N(B),22J Y(C),a n dB L U E(D)e n v i r o n m e n t s2.2重组自交系的矮秆基因R h t-B1b与R h t-D1b 的检测引物对B F/WR1和B F/M R1分别用来检测R h t-B1a和R h t-B1b基因,B F/WR1可以从含有R h t-B1a基因的材料中扩增出一条237b p的特异性片段,B F/M R1可以从含有R h t-B1b基因的材料中扩增出一条237b p的特异性片段㊂结果验证济麦44不含R h t-B1b基因,济麦229含有R h t-B1b基因,在285份重组自交系材料中,113份材料含有R h t-B1b基因,占总数的39.65%;172份材料含有R h t-B1a基因,占总数的60.35%㊂引物对D F2/WR2和D F1/M R1分别用来检测R h t-D1a和R h t-D1b基因,D F2/WR2可以从含有R h t-D1a基因的材料中扩增出一条254b p的特异性片段,D F1/M R1可以从含有R h t-D1b基因的材料中扩增出一条264b p的特异性片段㊂结果验证济麦44含有R h t-D1b基因,济麦229不含R h t-D1b基因,在285份重组自交系材料中,102份含有R h t-D1b基因,占全部材料的35.79%;183份含有R h t-D1a基因,占全部材料的64.21%㊂同时含有R h t-B1b与R h t-D1b两基因的有29份,占全部材料的10.18%㊂2.3R h t-B1b和R h t-D1b对株高的遗传效应将285个R I L家系的基因检测结果与其对应株高表型进行比较,发现在三个环境下含有R h t-B1b基因的株系株高均大于基因型R h t-B1a 的株系(图2A),其中21J N㊁22J N和22J Y三个环境下表现为显著或极显著的差异,相较于R h t-B1a,R h t-B1b可降低株高8.45c m(10.75%)㊁6.76c m(8.10%)和8.83c m(9.41%)㊂根据图2B,在三个环境下含有R h t-D1b基因的株系株高均大于基因型R h t-D1a的株系,其中21J N㊁22J N 和22J Y三个环境下均表现为显著或极显著的差异,相较于R h t-D1a,R h t-D1b可降低株高11.68c m(14.68%)㊁12.74c m(14.93%)和16.60c m(17.36%)㊂根据图2C,R h t-B1b和R h t-D1b对小麦群体株高的联合效应可以显著降低株高,根据群体中R h t-B1b基因与R h t-D1b基因单独存在的株高性状对比,可以看出R h t-D1b基因的降秆效应要大于R h t-B1b基因㊂且R h t-B1b和R h t-D1b基因同时存在可显著降低株高8.85~35.80c m(11.05%~ 34.82%)㊂矮秆基因R h t-B1b和R h t-D1b存在的前提㊃9011㊃第9期单宝雪等:小麦矮秆基因R h t-B1b和R h t-D1b的降秆效应及株高相关Q T L挖掘Copyright©博看网. All Rights Reserved.下,重组自交群体内株高仍有较大差异,两基因无法解释全部的株高变异,因此利用已构建的285个家系,利用55K 芯片进行分析,期望找到新的控制株高的Q T L ,可以更合理地解释小麦群体株高的差异分布㊂2.4 遗传连锁图谱经过小麦55KS N P 芯片分析,亲本间具有多态性的S N P 标记共有53064个,其中2344个骨架标记用于遗传图谱的构建㊂获得的遗传图谱含有29个连锁群,全长3349.95c M ,覆盖基因组全部21条染色体,其中1A ㊁2B ㊁2A ㊁4B ㊁5D ㊁6B ㊁7A ㊁7B 分别有两个连锁群㊂B 基因组标记最多(936个)且长度最短,为1091.06c M ㊂A 基因组有815个标记,D 基因组含593个标记,覆盖染色体长度分别为1123.57㊁1091.06和1135.32c M ㊂(表4)㊂平均标记密度为1.43/c M㊂图2 R h t -B 1b (A )㊁R h t -D 1b (B )以及两基因(C )对 济麦44ˑ济麦229R I L 群体株高的遗传效应和不同环境下群体株高的相关性分析(D )F i g .2G e n e t i c e f f e c t s o f R h t -B 1b (A ),R h t -D 1b (B )a n d t h e i r e f f e c t s (C )o n p l a n t h e i gh t o f J i m a i 44ˑJ i m a i 229 R I L p o p u l a t i o n s .a n d c o r r e l a t i o na n a l y s i s o f p o p u l a t i o nh e i gh t i nd i f f e r e n t e n v i r o n m e n t s (D )表4 济麦44ˑ济麦229 R I L 群体的高密度遗传图谱T a b l e 4 D i s t r i b u t i o na n d l e n g t ho f t h em a r k e r s i n g e n e t i cm a p of t h eR I L s d e r i v e d f r o m J i m a i 44ˑJ i m a i 229 染色体C h r o m o s o m eA位点数量N o .l o c i 染色体长度L e n g t h /c M B位点数量N o .l o c i 染色体长度L e n gt h /c M D位点数量N o .l o c i 染色体长度L e n g t h /c M 111372.9299150159.14065862.6259295159.5523179213.718582163.88843109133.2265116124.45034176.5619496186.352297163.737475142.199********.0811199231.654189246.28096125155.69478599.094892178.96117100124.731311099.2667156264.8025总计T o t a l8151123.56809361091.06245931135.3201㊃0111㊃麦 类 作 物 学 报 第43卷Copyright ©博看网. All Rights Reserved.2.5 株高相关Q T L 位点共检测出6个与株高性状相关的Q T L (表5,图3),共分布在1A ㊁1B ㊁2B ㊁4B 和4D (2)共5条染色体上㊂单个Q T L 可以解释0.81%~32.32%的表型变异,其中可以被稳定检测到主效的Q T L 有2个,分别是位于4B 和4D 染色体的Q ph .s a a s -4B .1㊁Q ph .s a a s -4D .2,分别可以解释10.40%~20.12%和22.25%~32.32%的表型变异㊂Q p h .s a a s -2B .2在两个环境下被检测到,可以解释0.81%~1.52%的表型变异,Q p h .s a a s -4D .1在一个环境和B L U E 值被检测到,可以解释21.58%~22.88%的表型变异㊂还有两个Q T L :Q p h .s a a s -1A ㊁Q ph .s a a s -1B 在一个环境中被检测到,可以解释1.88%~2.23%的表型变异㊂3 讨论2014年许琦等[20]研究发现R h t -B 1b 基因的降秆效应达到10.4%,R h t -D 1b 的降秆效应达到16.7%㊂W a n g 等[21]和A k m a n 等[22]发现,R h t -D 1b 能够降低16%~30%的株高㊂丁梦云等[23]检测R h t -B 1b 基因的降秆效应为8.2%~8.9%㊂F l i n t h a m [24]检测发现R h t -B 1b 和R h t -D 1b 单独存在时的平均降秆效应为15.5%,两基因同时存在时的降秆效应可达到42%㊂R i c h a r d s [25]证明R h t -B 1b 和R h t -D 1b 单基因的降秆效应在23%,而基因组合的降秆效应可达到47%㊂B u t l e r d等[26]检测到单个R h t -B 1b 和R h t -D 1b 单基因的降秆效应平均达到14.8%,两基因同时存在的降秆效应达到35.7%㊂M i r a l l e s 等[27]和W u r s c h u m 等[28]研究发现R h t -B 1b 和R h t -D 1b 基因单独存在时的平均降秆效应在24%左右㊂不同研究中得到的降秆效应的差异表明基因型背景和环境条件对株高也有影响㊂本试验利用E l l i s [13]发表的4对特异性分子标记对矮秆基因R h t -B 1b 和R h t -D 1b 在群体中的分布情况进行检测,由于标记的多态性强且扩增出的目的片段条带清晰,该分子标记被广泛应用于小麦分子标记辅助育种㊂小麦矮秆基因R h t -B 1b 和R h t -D 1b 是隐性基因,不适宜在早代筛选,通过利用分子标记辅助选择可以提前确定含有矮秆基因的个体,进而加速小麦育种的进程[29]㊂通过对285份R I L 材料的R h t -B 1b 和R h t -D 1b 基因进行检测,结果表明82份材料含有R h t -B 1b 基因,占39.65%;78份材料含有和R h t -D 1b 基因,占35.79%;29份材料同时含有R h t -B 1b 和R h t -D 1b 基因,占10.18%㊂本研究中得到R h t -B 1b 和R h t -D 1b 两基因的分布情况略低于前人研究的结论,这可能与本试验选取的材料有关,R I L 群体的基因主要来源于两亲本,具有基因组合的局限性,因此与其他群体的基因分布情况有差异㊂表5 济麦44ˑ济麦229 R I L 群体株高性状的Q T LT a b l e 5 Q T L s f o r p l a n t h e i g h t o f t h eR I L p o pu l a t i o nd e r i v e d f r o m J i m a i 44ˑJ i m a i 229 Q T L环境E n v i r o n m e n t染色体C h r o m o s o m e标记区间M a k e r i n t e r v a lL O D P V E /%加性效应A d d i t i v e Q ph .s a a s -1A 22J N 1A A X -109339591-A X -1105190643.05451.87601.9272Q ph .s a a s -1B 22J N 1B A X -108930953-A X -1114968613.64782.2261-2.1001Q ph .s a a s -2B .221J N 2B A X -111585543-A X -1116943562.81691.5205-1.884322J Y2B A X -111585543-A X -1116943562.73460.8138-2.2542Q ph .s a a s -4B .121J N 4B A X -95004669-A X -11111445225.932620.1195-6.863422J N 4B A X -95004669-A X -11111445218.003615.3738-5.596722J Y 4B A X -95004669-A X -11111445225.985411.7931-8.5891B L U E 4BA X -95004669-A X -11111445221.236910.3974-6.4617Q ph .s a a s -4D.122J Y 4D A X -108735064-A X -11161615146.060721.585011.8323B L U E 4D A X -108735064-A X -11161615141.405922.88049.7520Q ph .s a a s -4D.221J N 4D A X -111616151-A X -11132261440.828532.31898.853622J N 4D A X -111616151-A X -11132261435.605732.02718.257122J Y 4D A X -111616151-A X -11132261448.016622.593412.2221B L U E 4D A X -111616151-A X -11132261443.396322.25089.6726㊃1111㊃第9期单宝雪等:小麦矮秆基因R h t -B 1b 和R h t -D 1b 的降秆效应及株高相关Q T L 挖掘Copyright ©博看网. All Rights Reserved.图3Q T L在染色体上的位置F i g.3P o s i t i o n s o f Q T L s o n c h r o m o s o m e s.根据本研究结果,R h t-B1b可降低株高6.76~ 8.83c m,降秆效应在8.10%~10.75%;R h t-D1b可降低株高11.68~16.60c m,降秆效应达到14.68%~17.36%㊂R h t-B1b和R h t-D1b基因同时存在可显著降低株高8.85~35.80c m,降秆效应达到11.05%~34.82%㊂绿色矮秆基因R h t-B1b和R h t-D1b的广泛应用,极大地促进了绿色革命的进程,不仅保证了小麦的稳产,更促进㊃2111㊃麦类作物学报第43卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.了小麦产量潜力的提高[30]㊂与1990年前后的品种相比,R h t-B1b的频率从8.6%提高至32.2%, R h t-D1b的频率从36.2%提高至53.4%[31],基因分布频率的显著提高表明矮秆基因R h t-B1b和R h t-D1b在中国不同环境下的小麦生产中都获得了大量的应用㊂本研究通过构建高密度遗传图谱定位到两个稳定表达的主效Q T L位点,分别是Q p h.s a a s-4B.1和Q p h.s a a s-4D.2㊂试验前期已验证亲本济麦44含有R h t-D1b,济麦229含有R h t-B1b㊂Q p h.s a a s-4B.1的物理位置在31.85~150.62 M b之间,R h t-B1b基因在4B染色体上的33.61 M b处,表明Q p h.s a a s-4B.1就是R h t-B1b基因㊂Q p h.s a a s-4D.2在16.15~37.49M b之间,R h t-D1b在4D染色体的18.78M b处,表明Q p h. s a a s-4D.2就是R h t-D1b基因㊂M a o等[32]利用M e t a分析法,确定了30个与株高相关的Q T L,其中P13对应矮秆基因R h t-B1b,定位在X g-w m495-X f b a78侧翼序列之间;P14对应矮秆基因R h t-D1b,定位在X w m c419-X w m c457侧翼序列之间,本研究所结果与其定位结果相近㊂本研究中定位到的Q p h.s a a s-4D.1位于4D染色体11.87~16.15M b之间,可以解释22.23%的表型变异,在多个环境中被检测到㊂梁子英等[33]定位到多个株高及其相关性状Q T L位点,位于X w m c473-X w m c285区间内,可以解释13.49% ~63.42%的表型变异㊂刘宾等[34]定位到一个株高Q T L:O p h4D-2,位于X b a r c334-X w m c331之间㊂本研究定位到的株高相关位点Q p h.s a a s-4D.1与上述多个Q T L位点物理位置重叠,可能为同一Q T L,是一个新的矮秆基因,目前未被克隆利用㊂Q p h.s a a s-4D.1可以解释22.23%的表型变异,是 济麦44ˑ济麦229 衍生的重组自交群体在R h t-B1b和R h t-D1b两个主效矮秆基因存在的情况下,群体中仍存在较大的株高分离现象的主要原因之一㊂本研究中的定位到的Q T L位点Q p h.s a a s-2B.2位于2B染色体678.84~680.04 M b之间,与前人研究报道的Q T L位点不重合,可以解释2.73%~2.82%的表型变异,在两个环境下被检测到,可能为一个新的微效株高Q T L 位点,后续可进一步开展相关研究并在矮秆育种中加以利用㊂4结论本研究利用济麦44与济麦229构建的285份R I L家系对R h t-B1b与R h t-D1b基因及其降秆效应进行检测,结果表明82份材料含有R h t-B1b基因,降秆效应达到8.10%~10.75%;78份材料含有R h t-D1b基因,降秆效应达到14.68%~17.36%;29份材料同时含有R h t-B1b和R h t-D1b基因,两基因同时存在的降秆效应达到11.05%~34.82%㊂构建高密度遗传图谱对群体矮秆基因进行检测,共检测到6个Q T L,其中两个被稳定检测到的Q T L分别为已克隆的R h t-B1b和R h t-D1b基因㊂此外,Q p h.s a a s-2B.2和Q p h.s a a s-4D.1可在2个环境下被检测到,Q p h.s a a s-2B.2可能为影响株高相关新Q T L位点,用于小麦矮化育种实践中,为进一步矮秆基因的精细定位和矮化育种提供理论参考㊂参考文献:[1]胡学旭,孙丽娟,周桂英,等.2000-2015年北部㊁黄淮冬麦区国家区试品种的品质特征[J].作物学报,2017,43(4):502. HU XX,S U NLJ,Z HO U G Y,e t a l.Q u a l i t y c h a r a c t e r i s t i c s o fw i n t e rw h e a t v a r i e t i e s t e s t e d i nn a t i o n a l t r i a l s i nN o r t h e r n R e g i o n a n dY e l l o w-H u a i R i v e rV a l l e y w i n t e rw h e a t z o n e f r o m 2000t o2015[J].A c t aA g r o n o m i c aS i n i c a,2017,43(4):502.[2]HAWK E S F O R D MJ,A R A U SJL,P A R K R,e t a l.P r o s p e c t s o fD o u b l i n g G l o b a lW h e a t y i e l d s[J].F o o da n dE n e r g y S e c u-r i t y,2013,2(1):35.[3]B E K E L E S,M E L I N D A S,H A N S-J O A C H I M B.C r o p st h a tf e e d t h ew o r l d10.p a s t s u c c e s s e s a n d f u t u r e c h a l l e ng e s t o th e r o l e p l a y e d b y w h e a ti n g l o b a l f o o d s e c u r i t y[J].F o o dS e c u r i-t y,2013,5(3):294.[4]刘和平,程敦公,吴娥,等.黄淮麦区小麦倒伏的原因及对策浅析[J].山东农业科学,2012,44(2):55.L I U H P,C H E N G DG,WU E,e t a l.A n a l y s i so nc a u s e s a n d c o u n t e r m e a s u r e s o fw h e a t l o d g i n g i n H u a n g-H u a iw h e a tr e-g i o n[J].S h a n d o n g A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s,2012,44(2):55.[5]K O R Z U N V.G e n e t i c a n a l y s i s o f t h e d w a r f i n gg e n e(R h t8)i n w h e a t.p a r t I.m o l e c u l a rm a p p i n g o f R h t8o n t h e s h o r t a r mo f c h r o m o s o m e2Do f b r e a dw h e a t(T r i t i c u ma e s t i v u m L.)[J]. T h e o r e t i c a l a n dA p p l i e dG e n e t i c s,1998,96:1107. [6]G U R D E V S K.G r e e nr e v o l u t i o n:t h ew a y f o r w a r d[J].N a-t u r eR e v i e w s,2001,2:817.[7]彭金荣.小麦 绿色革命 基因及赤霉素信号传递[J].中国农业科技导报,1999,1(3):61.P E N GJR.R h t g e n e f o r g r e e n r e v o l u t i o n i nw h e a t a n d g i b b e r-e l l i ns i g n a lc o n d u c t i o n[J].R e v i e w o f C h i n a A g r i c u l t u r a l S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,1999,1(3):61.[8]B O R N E R A,P L A S C H K EJ,K O R Z U N V,e t a l.T h e r e l a t i o n-s h i p s b e t w e e n t h ed w a r f i n gg e n e so fw h e a t a n dr y e[J].E u-p h y t i c a,1996,89:70.[9]C A OJ,X U D,H A N I F M,e ta l.G e n e t i ca r c h i t e c t u r eu n d e r-p i n n i n gy i e l d c o m p o n e n t t r a i t s i nw h e a t[J].T h e o r e t i c a l a n dA p p l i e dG e n e t i c s,133(6):1817.[10]L I U H,MU L L A N D,Z H A N G C,e ta l.M a j o r g e n o m i cr e-g i o n s r e s p o n s i b l e f o rw h e a t y i e l da n d i t sc o m p o n e n t sa s r e-v e a l e db y m e t a-Q T La n d g e n o t y p e-p h e n o t y p e a s s o c i a t i o n a n-㊃3111㊃第9期单宝雪等:小麦矮秆基因R h t-B1b和R h t-D1b的降秆效应及株高相关Q T L挖掘Copyright©博看网. All Rights Reserved.a l y s e s[J].P l a n t a,2020,252:65.[11]Z HA N G Y X,L I U H,Y A N GJ.C h a r a c t e r i z a t i o no fn e a r-i s o g e n i c l i n e sc o n f i r m e d Q T La n dr e v e a l e dc a n d i d a t e g e n e s f o r p l a n th e i g h ta n d y i e l d-r e l a t e dt r a i t si nc o mm o n w h e a t [J].M o l e c u l a rB r e e d i n g,2021,41(4):7.[12]P E T E R H.T h e g e n e s o f t h e g r e e n r e v o l u t i o n[J].T r e n d s i nG e n e t i c s,2003,19:6.[13]E l l i s.P e r f e c tm a r k e r s f o r t h e R h t-B1b a n d R h t-D1b d w a r f i n gg e n e s i nw h e a t[J].T h e o r e t i c a l a n dA p p l i e dG e n e t i c s,2002, 105:1039.[14]郭保宏.我国小麦品种的R h t1㊁R h t2矮秆基因鉴定及分布研究[J].中国农业科学,1997,30(5):57.G U OB H.I d e n t i f i c a t i o na n dd i s t r i b u t i o no f R h t1a n d R h t2 d w a r f g e n e s i nC h i n e s e e l i t e d w a r fw h e a t v a r i e t i e s[J].S c i e n-t i aA g r i c u l t u r aS i n i c a,1997,30(5):57.[15]慕美财,刘勇,郭小丽,等.山东小麦品种中矮秆基因R h t-B1b㊁R h t-D1b分布的分子鉴定[J].分子植物育种,2005,3 (4):477.MU M C,L I U Y,G U O X L,e ta l.D i s t r i b u t i o no f R h t-B1b a n d R h t-D1b i nw h e a t c u l t i v a r s i nS h a n d o n g d e t e c t e db y m o-l e c u l a rm a r k e r s[J].M o l e c u l a rP l a n tB r e e d i n g,2005,3(4): 477.[16]周晓变,赵磊,陈建辉,等.黄淮麦区小麦种质资源矮秆基因分布及其与农艺性状的关系[J].麦类作物学报,2017,37 (8):1000.Z HO U X B,Z H A O L,C H E N J H,e ta l.D i s t r i b u t i o n o f d w a r f g e n e sa n dt h e i ra s s o c i a t i o n w i t ha g r o n o m i ct r a i t si n b r e a dw h e a t f r o mt h eY e l l o wa n d H u a iw h e a tr e g i o n[J]. J o u r n a l o f T r i t i c e a eC r o p s,2017,37(8):1000. [17]朱浩,牛艳路,王佩,等.小麦矮秆基因的分子检测及遗传效应研究[J].分子植物育种,2018,16(6):1857.Z HU H,N I U YL,WA N GP,e t a l.M o l e c u l a r d e t e c t i o na n d g e n e t i c e f f e c t r e s e a r c h o f d w a r f g e n e i nw h e a t[J].M o l e c u l a r P l a n tB r e e d i n g,2018,16(6):1857.[18]廖思敏,冯波,徐智斌,等.基于55KS N P芯片检测小麦株高性状Q T L[J].应用与环境生物学报.2022,28(3):579.L I A OS M,F E N G B,X U ZB,e ta l.D e t e c t i o no fQ T L s f o r p l a n t h e i g h t i nw h e a t b a s e do n t h e55KS N Pa r r a y[J].C h i-n e s e J o u r n a l o f A p p l i e da n dE n v i r o n m e n t a l B i o l o g y,2022, 28(3):579.[19]王盈,赵磊,董中东,等.小麦株高和旗叶相关性状的Q T L 定位[J].麦类作物学报,2019,39(7):763.WA N G Y,Z HA O L,D O N G Z D,e ta l.Q T L M a p p i n g f o r p l a n t h e i g h t a n d f l a g l e a f t r a i t s i n c o mm o nw h e a t[J].J o u r-n a l o f T r i t i c e a eC r o p s,2019,39(7):763.[20]许琦,杨娜,柴永峰,等.中国小麦主要矮秆基因的分布及其对株高的影响[J].西北农业学报,2014,23(5):62.X U Q,Y A N G N,C H A IY F,e ta l.D i s t r i b u t i o na n d i m p a c t o n p l a n t h e i g h t o fm a j o rw h e a t d w a r f i n g g e n e s i nC h i n a[J].A c t aA g r i c u l t u r a eB o r e a l i-a c c i d e n t a l i sS i n i c a,2014,23(5):62.[21]WA N G Y S,C H E N L,D U Y Y,e ta l.G e n e t i ce f f e c to fd w a r f i n gge n e R h t-B1b3c o m p a r e d w i t h R h t-D1b o n p l a n t h e i g h t a n d s o m e a g r o n o m i c t r a i t s i n c o mm o nw h e a t(T r i t i c-u ma e s t i v u m L.)[J].F i e l dC r o p sR e s e a r c h,2014,162:42.[22]A KMA N H,B R U C K N E R P.M a r k e ra s s i s t e ds e l e c t i o nf o r R h t8a n d R h t-D1b d w a r f i n gg e n e s i n w i n t e rw h e a tb r e e d i n g p r o g r a m[J].N e w B i o t e c h n o l o g y,2016,6(2):144.[23]丁梦云,刘天相,孙宇慧,等.小麦Q T L富集区Q C-4B S重要农艺性状基因的精细定位及R h t-B1b基因的效应分析[J].麦类作物学报,2018,38(3):264.D I N G M Y,L I U TX,S U N Y H,e t a l.F i n em a p p i n g o f i m-p o r t a n t a g r o n o m i c t r a i t s o f aQ T Lc l u s t e rQ C-4B S a n d e f f e c t a n a l y s i s o f R h t-B1b i n w h e a t(T r i t i c u m a e s t i v u m L.)[J]. J o u r n a l o f T r i t i c e a eC r o p s,2018,38(3):264. [24]F L I N T H AM JE,BÖR NE R A,WO R L A N D AJ,e t a l.O p-t i m i z i n g w h e a t g r a i n y i e l d:e f f e c t so f R h t(G i b b e r e l l i n-I n s e n-s i t i v e)d w a r f i n gg e n e s[J].T h eJ o u r n a lo f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e,1997,28(1):15.[25]R I C H A R D SR.T h e e f f e c t o f d w a r f i n gg e n e s i n s p r i n g w h e a ti nd r y e n v i r o n m e n t s.I.A g r o n o m i cc h a r a c t e r i s t i c s[J].A u s-t r a l i a nJ o u r n a l o f A g r i c u l t u r a lR e s e a r c h,1992,43(3):532.[26]B U T L E RJD,B Y R N EPF,MO HAMMA D IV,e t a l.A g r o-n o m i c p e r f o r m a n c eo fa l l e l e si nas p r i n g w h e a t p o p u l a t i o na c r o s s a r a n g e o fm o i s t u r e l e v e l s[J].C r o p S c i e n c e,2005,45(3):939.[27]M I R A L L E S DJ,S L A F E R G A.Y i e l d,b i o m a s sa n d y i e l dc o m p o n e n t s i nd w a r f,se m i-d w a r fa n dt a l l i s o g e n i cl i n e sof s p r i ng wh e a t u n d e r r e c o mm e n d e d a n d l a t e s o wi n g d a t e s[J]. P l a n tB r e e d i n g,1995,114(5):392.[28]WU R S C HUM T,L A N G E R S M,L O N G I N C F,e ta l.G e-n e t i c c o n t r o l o f p l a n t h e i g h t i ne u r o p e a nw i n t e rw h e a t c u l t i-v a r s[J].T h e o r e t i c a la n d A p p l i e d G e n e t i c s,2015,128(5): 865.[29]唐娜,李博,闵红,等.分子标记检测矮秆基因R h t-B1b㊁R h t-D1b和R h t8在我国小麦中的分布[J].中国农业大学学报,2012,17(4):23.T A N G N,L I B,M I N H,e t a l.D i s t r i b u t i o n o f d w a r f i n g g e n e s R h t-B1b㊁R h t-D1b a n d R h t8i nC h i n e s e b r e a dw h e a t c u l t i v a r s d e t e c t e db y m o l e c u l a rm a r k e r s[J].J o u r n a l o f C h i n aA g r i-c u l t u r a lU n i v e r s i t y,2012,17(4):23.[30]田秀苓.小麦R h t-D1b4的图位克隆与功能解析[D].北京:中国农业科学院,2021.T I A N X L.M a p-b a s e dc l o n i n g a n df u n c t i o n a ld i s s e c t i o no f t h e d w a r f i n gg e n e R h t-D1b4i n W h e a t[D].B e i j i n g:C h i n e s eA c a d e m y o fA g r i c u l t u r a l S c i e n c e s,2021.[31]Z H A N G X,Y A N G S,Z H O U Y,e ta l.D i s t r i b u t i o no ft h e R h t-B1b,R h t-D1b a n d R h t8r e d u c e d h e i g h t g e n e si n a u-t u m n-s o w nc h i n e s e w h e a t sd e t e c t e db y m o l e c u l a r m a r k e r s [J].E u p h y t i c a,2006,152(1):111.[32]MA OSL,W E IY M,C A O W G,e t a l.C o n f i r m a t i o no f t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n p l a n th e i g h ta n df u s a r i u m h e a db l i g h t r e s i s t a n c e i nw h e a t(T r i t i c u ma e s t i v u m L.)b y Q T L M e t a-A n a l y s i s[J].E u p h y t i c a,2010,174:349.[33]梁子英,李美霞,王竹林,等.小麦株高相关性状的Q T L分析[J].西北农业学报,2014,23(6):70.L I A N GZY,L IM X,WA N GZL,e t a l.M a p p i n gq u a n t i t a-t i v e t r a i t L o i c f o r p l a n t h e i g h t r e l a t e d c h a r a c t e r i s t i c s i nw h e a t [J].A c t aA g r i c u l t u r a eB o r e a l i-O c c i d e n t a l i s S i n i c a,2014,23 (6):70.[34]刘宾,赵亮,张坤普,等.小麦株高发育动态Q T L定位[J].中国农业科学,2010,43(22):4564.L I U B,Z H A O L,Z H A N G K P,e ta l.G e n e t i cd i s s e c t i o no f p l a n th e i g h ta td i f f e r e n t g r o w t hs t a g e si nc o mm o n w h e a t [J].S c i e n t i aA g r i c u l t u r aS i n i c a,2010,43(22):4564.㊃4111㊃麦类作物学报第43卷Copyright©博看网. 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小麦-大麦矮秆易位系T2DL·2HS的鉴定

小麦-大麦矮秆易位系T2DL·2HS的鉴定

小麦-大麦矮秆易位系T2DL2HS的鉴定孙树贵;刘淑会;鲁敏;王亮明;杜万里;陈新宏【摘要】利用形态学、细胞学及分子标记技术对从普通小麦和农家二棱大麦的杂交后代中选育的矮秆种质系WB7-3进行了鉴定.结果表明:WB7-3田间农艺性状较好,且表现为矮秆;根尖细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMC M Ⅰ)染色体构型为2n=21Ⅱ,基因组原位杂交(GISH)未出现杂交信号;位于大麦2H染色体短臂上的特异STS引物ABC454能在WB7-3中扩增出大麦特征条带,表明WB7-3含有大麦2HS的染色体片段;利用210对位于小麦各条染色体上的SSR引物对其进行扩增结果显示,2DS上4对引物(Xgdm35、Xgdm5、Xg-wm261和Xgwm455)在WB7-3中有条带缺失,由此确定该小大麦矮秆材料WB7-3是一个2DL/2HS小片段易位系.【期刊名称】《西北植物学报》【年(卷),期】2014(034)001【总页数】5页(P21-25)【关键词】小麦;大麦;矮秆;T2DL· 2HS;STS;SSR【作者】孙树贵;刘淑会;鲁敏;王亮明;杜万里;陈新宏【作者单位】西北农林科技大学农学院,陕西杨陵712100;西北农林科技大学农学院,陕西杨陵712100;西北农林科技大学农学院,陕西杨陵712100;西北农林科技大学农学院,陕西杨陵712100;西北农林科技大学农学院,陕西杨陵712100;西北农林科技大学农学院,陕西杨陵712100【正文语种】中文【中图分类】Q343.2+4;Q789大麦(Hordeum disticum)具有早熟、多花多粒、耐瘠、耐盐、抗穗发芽等优良性状,有些品种还抗黄矮病,通过远缘杂交将大麦的优良性状导入到小麦,对拓宽小麦遗传背景具有重要意义。

自20世纪70年代起,国内外育种家已获得丰富的小大麦中间材料[1-5],同时将大麦的许多有益基因导入到小麦中[6-10],极大地改良了小麦的遗传基础。

介绍三个特殊用途小麦品种

介绍三个特殊用途小麦品种

50山农蓝麦1号品种来源:山东农业大学选育,常规品种,系蓝矮败小麦与PH85-16杂交后选育。

特征特性:半冬性,幼苗半匍匐,株形较紧凑,叶色深绿,抗倒伏,熟相较好。

两年区域试验结果平均:生育期232天,熟期与对照济南17相当;株高80厘米,亩最大分蘖84.3万,亩有效穗37.4万,分蘖成穗率40.6%;穗长方形,穗粒数38.5粒,千粒重40.5克,容重784.3克/升;长芒、白壳、蓝粒,籽粒半角质。

2019年中国农业科学院植物保护研究所接种鉴定结果:中抗白粉病,慢条锈病,中感赤霉病和纹枯病,高感叶锈病。

越冬抗寒性中等。

2019~2020年经农业部谷物品质监督检验测试中心(泰安)测试结果平均:籽粒蛋白质含量18.9%,湿面筋44.2%,沉淀值24毫升,吸水率60.3毫升/100克,稳定时间0.6分钟,面粉白度74.5。

产量表现:在2017~2019年山东特殊用途小麦品种自主区域试验中,两年平均亩产488.5公斤,比对照济南17增产2%,比对照冀糯200增产1.9%;2019~2020年生产试验,平均亩产502.2公斤,比对照济南17增产2.1%。

栽培技术要点:适宜播期10月5~20日,每亩基本苗20万左右。

注意防治叶锈病和蚜虫。

起身至拔节期,浇水和追施氮肥适当提前,促分蘖成穗。

其他管理措施同一般大田。

适宜山东省中、高产地块作为特殊用途品种种植利用。

科糯2号品种来源:中国科学院遗传与发育生物学研究所、德州市农业科学研究院选育,常规糯小麦品种,系天糯158与石家庄8号杂交后选育。

特征特性:冬性,幼苗半直立,株形较紧凑,叶色深,抗倒性中等,熟相较好。

两年区域试验结果平均:生育期232天,熟期与对照济南17相当;株高84.6厘米,亩最大分蘖98.9万,亩有效穗40.3万,分蘖成穗率42.7%;穗长方形,穗粒数38.7粒,千粒重40.9克,容重776.1克/升;长芒、白壳、琥珀粒,介绍三个特殊用途小麦品种51第5月 下半月刊籽粒饱满。

小麦新品种山农17、泰农18

小麦新品种山农17、泰农18

2010年第4期新品种小麦新品种山农17、泰农18李瑞军李斯深(山东省泰安市泰山区瑞丰作物育种研究所,271000)(山东农业大学,271018)1国审新品种山农17山农17原代号山农2149,由山东农业大学和泰安市泰山区瑞丰作物育种研究所合作育成,组合为L156/莱州137,属多穗型高产小麦品种。

2008年11月申请品种权,公告号:CNA005369E。

2009年9月和2009年12月分别通过山东省和国家审定,审定编号:鲁农审2009055号、国审麦2009015。

1.1产量表现2007-2009年度黄淮冬麦区北片水地组区域试验,两年平均667m2产548.4kg、549.7kg,比对照石4185增产6.18%、7.93%;2008-2009年度国家生产试验,平均单产531.0kg,比对照品种石4185增产7.29%,居参试品系第1位。

2006-2008年山东省小麦中高肥区域试验,两年平均单产分别为521.18kg、561.78kg,比对照济麦19号增产5.81%、6.92%,均居参试品系第1位;2008-2009年山东省小麦中高肥生产试验,平均单产563.98kg,比对照济麦19号增产8.71%,居第1位。

1.2品质表现2008年、2009年国家分别测定品质:蛋白质含量13.33%、12.97%,面粉湿面筋含量28.1%、26.2%,沉淀指数37.5ml、35.0ml,稳定时间10.5min、8.6min。

2009年山东省区域试验统一取样测定品质:蛋白质含量(干基)11.3%,湿面筋29.1%,沉淀指数34ml,稳定时间7.2min。

1.3特征特性冬性,幼苗半匍匐,越冬性好,分孽力强,成穗力高;株高80cm,株型较紧凑,植株茎秆弹性好,较抗倒伏;穗纺锤型,白粒,半角质,千粒重42g,穗粒数30粒;落黄性较好,中熟;抗条锈、白粉病、赤霉病等病害,抗干热风。

1.4栽培要点适合中高肥水和中、低肥水条件地块种植,山东省一般播期10月1-10日。

抗旱高产小麦新品种山农16特征特性及配套栽培技术

抗旱高产小麦新品种山农16特征特性及配套栽培技术
20 0 7年 通 过 山东 省农 作 物 品种 审 定 委 员 会 的 审 定 . 病 。 0 6 2 0 2 0 — 0 7年生 产试 验统 一取 样经农 业 部谷 物 品 编号 为 : 鲁农 审 2 0 0 7号 。 0 9年该 品种 已经 纳人 质 监 督 检 验 测 试 中心 ( 安 )测 试 :籽 粒 蛋 白质 07 4 20 泰 山东 省 部分 县市 的统 一供 种 。
越 冬前 对 墒 情差 的 田块 ,浇好
施, 防治 纹枯 病 ; 3月下旬 至 4月 上旬 , 每公 顷用 2 % 越 冬水 。孕穗 期 和灌浆 期若 遇 干旱 , 0 要及 时 浇水 。浇
的 j 唑酮 0 5k . g或 1 . 7 25 %的烯 唑醇 O4 加 1 % 越 冬 水要 在 夜冻 日消 、 _ 5 0 连续 3d日平 均 气 温 3C q 以上 扫 螨 净 03k . g或 45 . %高效 氯 氰 菊 酯 07 g或 1 % 进 行 。孕 穗期 、 .5k 0 灌浆 期浇 水要 结合 天气 、 情 、 墒 苗情等
优 质专 用小 麦 。
半 冬 性 ,幼 苗 半 匍 匐 。全 生 育期 2 8d 3 。株 高
3 - 综合 防 治病 虫害 l .4 2 1月下 旬或 1 2月 上旬 . 每 预 防赤 霉病 , 雨前 未喷施 。 雨后 1h补 喷 , 有效 如 在 可 公 顷 可 用 2 %三 唑 酮 07 g或 1 . 的 烯 唑 醇 防治 。 0 .5 k 25 % 03 5 04 g 戊 唑 醇 03 ,加 水 6 0 7 0k .7 ~ . k 或 5 . 0 5 g喷 325 浇好 关键 水 ..
号 为母 本 , 6 5为父本 杂 交 , 用 现代 育 种 技术 与 锤 型 , 芒 、 旱 3 利 长 白壳 、 白粒 , 质 , 粒 较 饱 满 。抗 旱 性 硬 籽 常规 选 育 技 术相 结 合 , 多代 系 统选 育 而成 的 、 抗 好 。 0 7年 中国农科 院植 保所 抗病 性鉴 定结 果 : 条 经 集 20 慢 旱 、高 产 、优 质 于 一 体 的 小 麦 新 品 种 。该 品 种 于 锈 病 , 抗秆 锈 病 和 纹 枯 病 , 高 中感 白粉 病 , 高感 赤 霉

矮秆高产稳产广适国审小麦新品种郑品麦22号的选育及高产栽培技术

小麦是我国重要的粮食作物之一,随着经济发展和人民生活水平的不断提高,特别是城镇化进程的推进,农村居民由原来自给型消费转为外购型消费,我国粮食总需求量将逐年增加,联合国粮农组织预测到2030年我国小麦需求量将达到1.7亿t ,远超目前1.3亿t 的产量水平[1]。

同时我国人口总量大、基数高,粮食需求和供给还具有放大效应。

但我国总耕地面积有限,可以利用的后备耕地资源极少,近几年我国小麦生产总面积在3.7亿亩上下,且我国春麦区、西南冬麦区和北部冬麦区面积逐年下降,小麦种植总面积难以增加[2]。

同时近年来突发性极端天气增多,病虫害多发、频发、重发,旱涝灾害特别是干旱缺水状况呈加重趋势,对稳定小麦生产发展构成严重威胁[2]。

2017-2018年度国家冬小麦区品种试验数据表明,由于春季低温冻害和后期干热风危害,主产区黄淮南片小麦水地组区试小区产量较上年平均减产超过15%[3]。

加之我国水资源短缺,农田水利基础设施薄弱,效率低下,干旱威胁严重。

作为小麦主要产区,华北平原和黄淮小麦主产区地下水水位不断降低,华北平原由于超采地下水,已经出现9万多平方千米的世界最大“漏斗区”[2]。

缺水成为小麦主产区增产的制约因素。

要满足我国小麦需求量目标只能继续提高单产,而培育和推广高产、稳产、多抗、广适小麦新品种是提高小麦单产的一个重要途径。

因此,立足河南,面向黄淮麦区,培育高产、稳产、广适小麦新品种具有重要意义。

1选育经过为了选育适宜黄淮南片机械化生产的矮秆、高产、稳产小麦新品种,2007年科研团队以半冬性、中晚熟、高产、抗病小麦品种开麦18为母本,以高产广适小麦品种矮抗58的矮秆、大穗、早熟突变体豫同198为父本进行有性杂交[4-5]。

具体选育、审定过程见附图。

2007-2008年度F 1代表现杂交优势明显、综合抗病性好、丰产性突出;2008-2009年度种植F 2代,表现突出,田间选择收获28株,经室内考种后决选出重点单株10株;2009-2010年度F 3代从重点10株行中发现2个优势株行,从2个株行(系统)中共选留矮秆高产稳产广适国审小麦新品种郑品麦22号的选育及高产栽培技术基金项目:河南省小麦产业技术体系建设专项资金项目(Z2010-01-04);河南省科学院助推科技成果转化项目(200204002);河南省科学院重大科研项目聚焦项目(200104003)。

NaN_3诱变小麦山农8355后代变异的研究及SSR分析

学诱变具有成本 低廉 、使用方便 、诱变作用专一
等 特 点 ,是一 种 发 展 迅 速 的育 种 手 段 。化 学诱 变
1 1 材料 .
叠氮化钠为天津南开大学化学试剂厂生产的 分析纯产品, “ 山农 85 ”种子从 国家小麦黄淮 35
区试 中 留种 。
12 试 验方 法 . 12 1 种 子处理 ..
15 t l1 . m o . r o 、20 m l o / e A五种种浓度处理 ;具体处
理方法 为 ,当 年 的 9月下 旬 ,选 取 饱 满 的 “ 山农 85”种 子 ,每个 处理 选 10 种子 ,装 入 小 尼 35 00粒
在应用于小麦[ 3 I 一 、大麦[ 、水稻[等诱变育种 引 5 ]
张希太
( 河北省邯郸市农 业科学院生物技术中心 .河北 邯郸 060 ) 5 1 0
[ 摘 要]为 造 小 种 。 探 叠 化 小 诱变 理 适宜 , 们采 创 新的 麦 质系 并 讨 氮 钠对 麦 处 的 方法 我 用了“ 处 时 入空 ” 颖 种子 理同 鼓 气 、“
苞内滴加 ” 生长点注射 ”3种方法诱变小麦 “ 、“ 山农 85 ” 35 。其 中 “ 种子处理同时鼓入空 气” 方法处理 的种子 出苗 率高。后 代性状
方 面取 得 了 明显 的成 效 。为 了在 “ 山农 85” 的 35
龙袋中,封紧 口并悬挂标 签。先将种子在室温下 用 自来水浸泡 1 ,待种子 吸足水 分胚 开始萌动 0 h
遗传基础上创造新 的小麦品种资源并探讨叠氮化
钠对小麦诱变 的处理适宜方法 ,我们进行 了叠氮 化钠诱变小麦 的研究。
变异 类型丰 富,变异 丰高,是适合 小麦诱变处理的一种切 实可行 的好方法。通过 多代选择 选 出了 Y 35 l 85 — 、Y 35 3 85 一 、Y 35 2 85 — 三个稳 定的变异种质 系;利 用 S R分子标记检 测 “ S 山农 85 ”及其 变异种 质 系,引物 x m 4 、x n . 、r ̄ 5 、x 35 g 18 g d 8 . w w 2 g 7 g 出了丰富的多态性 片段 ,从分子水平上证明 了叠氮化钠对 “ 山农 85”的诱变效果。 35 检测

小麦品种济科33的选育及其特性研究

虫。

生育期防治在小麦开花后,结合一喷三防,混合喷施农药和磷肥、钾肥,通过一次喷施,可同时实现防蚜、防病(锈病、白粉病)、防干热风的目的。

4.5 适时收获及脱粒 小麦的收获时期和方法对产量、品质都有很大的影响。

春小麦甘春27号的最适宜收获期是蜡熟末期,此时要尽快收割,避免自然灾害造成的损失。

收获后及时脱粒,并精选、晒干、妥善保管贮藏,做到全面增产增收[15]。

参考文献[1] 张平良,郭天文,侯慧芝,等.不同穴播种植方式与平衡施肥对旱地春小麦产量及水分利用效率的影响[J].干旱地区农业研究,2012,30(1):132-137[2] 孙聚涛,王洋,郑艳,等.小麦水分高效利用分子育种研究进展[J].麦类作物学报,2017,37(2):205-211[3] 甘肃农村年鉴编委会.2010甘肃农村年鉴(1978-2009)[M].北京:中国统计出版社,2010:365[4] 杨文雄.中国西北春小麦[M].北京:中国农业出版社,2016:1-3[5] 崔文娟,倪建福,欧巧明,等.春小麦新品种陇春32号选育报告[J].甘肃农业科技,2014(12):3-4[6] 鲁清林.旱地小麦不同种植模式水热效应及对产量形成的影响[D].兰州:甘肃农业大学,2014[7] 程思孟,唐瑜.旱地春小麦定西24号栽培技术初探[J].甘肃农业科技,1985(5):5-8[8] 陈源娥.西北旱地春小麦栽培技术[J].现代种业,2005(1):15-16[9] 王兵.氮肥用量和栽培模式对西北旱地冬小麦生长和养分利用的影响[D].杨凌:西北农林科技大学,2004[10] 崔欢虎,张鸿杰,马爱萍,等.山西旱地小麦栽培技术体系的形成及其发展战略[J].农业现代化研究,2001,22(3):154-158 [11] 高海涛,杨洪强,吴少辉,等.旱地小麦新品种洛旱3号优化栽培技术研究[J].河南农业科学,2006(6):34-35[12] 王嵩,聂晓文,蒋燕,等.黔西北山区小麦高产配套栽培技术[J].畜牧市场,2003(8):55-57[13] 曹宏鑫,董玉红,孙立荣,等.作物模拟技术在小麦栽培中应用的研究[J].中国农业科学,2003,36(3):342-348[14] 罗宏博.不同播种方式对冬小麦生育特性及产量的影响[D].杨凌:西北农林科技大学,2016[15] 牛瑜琦,任永康,王长彪,等.高产小麦品种太113及配套栽培技术[J].中国种业,2017(11):71-72(收稿日期:2018-02-10)小麦品种济科33的选育及其特性研究徐四有1 丁 凯1 尚大虎1 牛山三1 马同富2(1安徽新世纪农业有限公司,阜阳236000;2阜阳师范学院,阜阳236037)摘要:济科33是安徽新世纪农业有限公司2001年以烟农19为母本、自选系济科19(鲁麦14变异材料)为父本杂交,系统选育的高产、强筋、抗病小麦品种。

“淮麦33”特征特性及高产栽培技术

上‘ 淮麦 3 3 ' ' 特征特性及高产栽培技术
周 成 刚 ( 江 苏省 泗 阳县 裴 圩镇农 业 经济技 术服 务 中心 2 2 3 7 3 5 )



( 江苏省泗 阳县农业技术推广 中心
2 2 3 7 0 0 )
要 :“ 淮麦 3 3 ”是 江苏徐淮地 区淮阴农业 科学研究所于 2 0 o 9年选 育的半冬性 、超高 产、多抗 、优 质 中熟小
1 特 征 特 性
2 . 2 . 3 叶面 喷肥
叶面 肥 的最 佳施用 期为 小 麦抽穗期 和籽粒灌 浆期 , 可
喷施 兴欣 富利素和磷酸二氢钾 。对于脱肥严重 的田块 , 可用 1 . 5 %尿素液 3 0 0 k g弥雾喷施。 2 . 3 精量 、半精量播种
若采用机械播种 , 可实行精量或半精量播种 ,1 0 月l 8 ~
2 .2

入冬前可喷施劲 丰、矮壮 丰、丰产 旺等生长调 节剂。具
体施用方法是 :对未实行播 前种 子处理 的田块 , ・ 于小 麦 3 ~
平 衡 施 肥
根据泗 阳县土壤肥力状况 , 种植 “ 淮麦 3 3 "宜实行配方 施肥 ,做到有机肥 与无 机肥 相结合 ,氮、磷 、钾 、微肥四肥
李 口、 城厢等 6 个乡镇安排 了6 个部 级高产增效创建示范 区
h m 、高浓度复} 昆 肥3 5 0 ~4 5 0 k g / h m2 。
2 . 2 . 2 施好 拔节孕穗肥
合计 种植 4 4 0 0 h m2 。经测产 ,有效穗数 6 7 2 . 5 万穗 / h m2 ,
2 . 4 。 化 学调 控
粉病 ,抗纹枯病 ,赤霉病发生较轻
2 ・ 高产栽培技术
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