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小麦品质及抗赤霉病的分子标记研究

2023-10-04 10:57:43    乔占新

  为了了解小麦品种(系)品质及赤霉病抗性的遗传信息,提高选育优质小麦品种的效率,河南省天宁种业和河南农业大学联合,利用12个已有的品质及抗赤霉病基因相关的分子标记(Dx5、By8、By9、Ax2*、Ppo18、Fhb1、Fhb2、Fhb4、Fhb5和Fhb7)对132份小麦材料(包括生产中的主栽品种84个以及项目培育的高代品系48个)进行了分子标记检测。

小麦品质分子标记

根据已有文献报道的分子标记,我们共合成跟品质高度相关的分子标记7对,其中决定小麦面筋强度的分子标记4对,影响小麦淀粉品质的分子标记2对,小麦面粉颜色的分子标记1对。小麦籽粒中含有高分子质量麦谷蛋白受分子量不同的x型亚基和y型亚基控制,优质亚基数愈多,小麦的面筋强度愈强,则小麦品质愈好。其中,Ax1、Ax2*、Bx7+By8、Dx5和Dy10等亚基是公认的优质亚基,而Glu-D1位点编码的Dx5亚基最为有效。Wx蛋白亚基的缺失的分析和鉴定成为了优质专用小麦品种的选育过程中不可或缺的一部分。能够制作优质面条的小麦品种一般缺失Wx-B1,直链淀粉含量较低,Wx-B1缺失和Wx-D1缺失或Wx-B1缺失和Wx-A1缺失重组类型的面条品质则更优。Ppo-A1a等位基因能扩增出685bp的条带,控制着Ppo的高活性;Ppo-A1b等位基因能扩增出876bp的条带,控制着Ppo的低活性。含有低Ppo活性的小麦品种拥有更好的色泽亮度,是小麦品质育种的重要目标。研究结果如下:

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根据84个品种以及48个高代品系的鉴定结果可知,品种乌5和太黑1号中出现Ax2*/Dx5/By8优质亚基组合,可作为小麦强筋育种的亲本。泛育麦20等10个品出现By8/Dx5组合,可作为高筋小麦育种材料。扬麦15等14个品种(系)Wx-A1和Wx-B1蛋白全缺失,是糯性小麦的育种材料。40个品种(系)鉴定出Ppo-A1b基因,为有低Ppo活性的品种。豫农903、郑麦618、华南72003三个品种含有赤霉病抗性基因Fhb1,为中抗赤霉病小麦品种。

项目共鉴定出1个糯性中抗小麦品种华南72003,1个糯性强筋小麦品种乌5,3个糯性高筋小麦品种淮核16174、西农172、中金13,4个优质高筋小麦品种许科10号、丰德存21、太黑2号、西农172。 我们联合育成的品系中,其中品系119 、145 、160、983等4个材料含有2个以上的优质分子标记,可作为高筋优质小麦品种候选品种。而品系145除了优质强筋,还含有赤霉病抗性基因Fhb1 ,可重点关注。

2021年6月,农业农村部以432号文发布公告,154份新品种获得国家品种审定,赤霉病抗病级品种1份,中抗级品种18份,中抗及以上品种比例达12.33%,较往年显着提高。但“十三五”时期通过国家认定的黄淮麦区主要是高感品种,其中黄淮南片、黄淮北片高感品种占麦区认定品种总数的88.51%、93.55%,中感品种占11.06%、4.84%,只有两个品种达中抗。

本研究中的132份小麦材料现有推广品种仅有豫农903、郑麦618、华南72003含有赤霉病抗性基因Fhb1,在我们育种基地选取的高代材料中筛选到8个含有赤霉病抗性基因Fhb1品系。田间测试这8个株系的抗赤霉病为中抗,所有材料均不含有Fhb2、Fhb4、Fhb5和Fhb7,表明今后的育种工作中需要聚合多个赤霉病抗性基因加强育成小麦品种的赤霉病抗性。

小麦的品质检测与早代鉴定

为了提高小麦高代材料强筋、优质性状相关的精准度,在项目执行期内共进行了166份(20-21年度86份,21-22年度80份)高代优异品系的品质检测。依据ICC (International association for cereal chemistry, Vienna)标准方法,使用凯氏定氮仪(FOSS,瑞士)进行蛋白质含量分析。蛋白质及湿面筋测试过程中,共鉴定出蛋白质含量超过14%,湿面筋含量超过25%的强筋材料共43份(2020-21年度22份,2021-22年度21份),其中选到6个湿面筋含量大于30%的材料6个材料。并对其中部分优质材料进行了河南省农业科学院指标所磨粉后的专业验证,验证结果表明:蛋白质含量基本误差在1%范围内,而湿面筋含量差异较大,利用FOSS定氮仪测试出的结果湿面筋含量偏低,于品质检测中心磨粉测试值10%~15%之间。

 

来源:中国农科新闻网
编辑:王祎
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