1、小麦育种学课程论文内容与要求： 内容： 1、小麦产量育种研究现状与进展 2、小麦品质育种研究现状与进展 3、小麦远缘杂交育种研究现状与进展 4、小麦抗病（白粉病、锈病、赤霉病）育种研究现 状与进展 5、小麦杂种优势利用研究现状与进展 要求： 2000字以上，参考文献10篇以上。,小 麦 育 种 第一节 小麦生产与育种简况1.1生产状况 1.1.1世界范围 1、种植面积32.5% 总产：28.1%，510Mt,小麦的重要性：人口从不到60亿增长到80多亿,2、主要产麦大国种植面积：俄国、中国、美国、印度、加拿大、澳大利亚、法国单产：法国、中国、美国、印度、加拿大总产：中国、美国、俄国、印度、法国
2、高产国家：英国、荷兰、德国、法国 3、发展小麦生产的途径扩大面积、提高单产,1.2 育种简况 1.2.1 主要育种目标抗逆性、抗病性、矮杆性、丰产性、优质纯系品种占99%以上，杂优利用不到1%。,1.2.2现存的主要问题(中国)抗源单一产量潜力不高品质差，商品率低政策不配套导向有偏差杂优利用前景不明,1.2.3解决问题的可能途径 不同种质库间互交 利用ms进行群体改良 不同种属杂交 加强不同学科间合作， 建立适合中国国情的种子生产、经营法规 加强小麦杂种优势基础研究， 提高育种者的三个意识,第二节 小麦的起源进化与主要性状遗传 2.1小麦的分类 2.1.1 小麦族的分类图小麦属（Triticu
3、m）山羊草属(Aegilops)小麦亚族 黑麦属(Secale)(Triticinae) 偃麦草属(Agropyron) 小麦族 旱麦草属(Eremopyron) (Triticeae) 其它属 大麦属(Hordeum)大麦亚族 滨麦属(Elymus)(Hordeinae) 其它属,2.1.2小麦属内不同种的划分 染色体数 染色体组 旧 分 类 新分类,二 倍 体 AA 野生一粒小麦 （Tr.boeotieum） 一粒小麦 （2n=14） =Tr.aegilopoides (Tr.monococcum)一粒小麦 (Tr.monococcum),四 倍 体 AABB 野生二粒小麦 Tr.boeo
4、tieum （2n=28） 二粒小麦 Tr. Dicoccum 圆锥小麦 圆锥小麦 Tr. Turgidum Tr. turgidum硬粒小麦 Tr. turgidumAAGG 提莫菲维 小麦 Tr. Timopheevi阿拉拉特 小麦 Tr. Araraticum 提莫菲维 小麦 Tr. Timopheevi,六 倍 体 AABBDD 普通小麦 Tr.aestivum 普通小麦 Tr.aestivum （2n=42） 斯卑尔托小麦 Tr. speltaAAAAGG 茹可夫斯基小麦 Tr.Zhukovskyi茹可夫斯基小麦 Tr.Zhukovskyi,2.2普通小麦的起源进化 A染色体组野生一
5、粒小麦(T.boeticum) D染色体组二倍体节节麦Aegilops,sguarrosa) B染色体组可能来自(Ae.spelioides) 进化过程：T.boeticumAe.speltoides AB 自然加倍AABB(野生二粒小麦)驯 化 二粒小麦（AABB）Aegilops. Squarrosa ABD自然加倍AABBDD（普通小麦）,普通小麦的三个亲本,2.3 小麦属的近缘植物及其亲缘关系 2.3.1 与小麦有共同染色体的近缘植物：野生一粒小麦，野生二粒小麦，节节麦 2.3.2 与小麦有一个同源染色体组的近缘植物：提莫菲维 小麦Tr. Timopheevi （AG）,粗厚小麦（ D
6、M），牡小麦（DMU），柱穗小麦（CD），偏凸小麦（DM）叙利亚小麦（DMS） 2.3.3 与小麦有部分同源染色体组的近缘植物：高大山羊草，二角山羊草，小伞山羊草，顶芒山羊草，粘果山羊草，单芒山羊草，离果山羊草，小亚山羊草，易变山羊草，大麦亚族， 簇毛麦，黑麦，偃麦草属,2.4 小麦的细胞遗传 2.4.1 小麦属的染色体组四种染色体组：A、B、D、G五种结合方式：AA AABBAAGGAABBDDAAAAGG,2.4.2同源转化群彼此间具有程度不同的代偿能力，并且在控制同源配对基因缺失或失效时能相互配对的一群染色体。 1A, 1B, 1D, 1G, 1R 2A, 2B, 2D, 2G, 2R
7、7A, 7B, 7D, 7G, 7R,2.4.3非整倍体1.缺体(2n-2=40)，21种缺体 缺体系列特点： 生活力低，育性低，自身难以保持，必须通过相应单体自交获得用途：依表型效应进行基因定位，确定同源转化群。,1.单体(2n-1=41) 21种单体 单体系列 特点：表型与二体无明显差异，必须借助细胞遗传学手段 用途：a.显性基因定位 做法：21种单体受测品种 21种杂交后的单体F1 自交 (其中二体、单体93-99%，缺体仅占7%以下),原理： 假设显性基因T位于1A上 则1At1AT1AT F1单体(1AT)自交(单体)(受测品种)F2(93%以上的T，7%以下的缺体隐性个体 若不在1
8、A上，则 1Att1A1ATT F1单体(1ATt)自交 3T_:1tt(且不全为缺体),b.被动隐性基因定位 不一定非要在纯合时才会有表型效应的隐性基因(半合to,缺失00亦表现隐性)。 原理：若被动隐性基因t位于1A上，则1AT 1At1At F1 1AT1At (二体，显性)+(单体) (受测品种) 1At(单体，半合，隐性) 若不在，则 (ATT1A1Att)F1 1A1ATt(二体，显性)+ 1ATt(单体，显性),C.主动隐性基因定位一定要在纯合状态时才能出现隐性表型的隐性基因(半合to,缺失oo仍表现显性)。 原理：若t位于1A上，则 1AT 1At1At- 单体F1(1At半合
9、,显性表型)(单体)(受测品种) 自交 1At（缺体）+ 1At1At(二体)显性表型 隐性表型 若不在，则1ATT1A1Att单体F1(1ATt显性表型)F2中可出现1A1Att,1Att,oott 三种基因型的隐性表型。,d.核置换分析 用途：可用于创造新的单体系列，确定受测品种特定染色体的作用。 做法： 21种单体 受测品种单体F1受体亲本 (受体亲本)(供体亲本) 单体受体亲本8次以上，即可得到除单体来自供体亲本，其余20对染色体和受体亲本相同的21个衍生置换系，与受体亲本比较，即可知道供体亲本特定染色体的作用。以1A为例,3.三体(2n+1=43)，21种三体，与二体表型差异不大，用
10、于评判基因剂量效应。 4.四体(2n+2)=44,21种 生活力、育性不及二体、三体、单体，优于缺体，用于评判基因剂量效应和对缺体的代偿作用确定同源转化群。,2.5 小麦的主要质量性状遗传 2.5.1 区分普通小麦4个变种(亚种)的主要基因普通小麦QQccSS，印度园粒小麦QQccSS，斯卑尔达小麦qqccSS，密穗小麦QQCCSS，Q位于5A，C位于2D，S位于3D，区分变种的主要性状为芒性、壳色、粒色。 2.5.2 芒性 (无芒、顶芒、有芒、红芒、白芒、黑芒)，显性抑制基因(B1、B2，H4)，决定芒的有无 芒色遗传尚不完全清楚，一对、两对及互补基因决定。,2.5.3 颖壳 颖壳颜色：白、
11、褐、棕、红、黑色条纹、黑色，一般呈一对基因或两对基因分离。 颖壳茸毛：毛颖对光颖为显性，由位于1A上的Hg基因决定。 颖壳长度与形状：护颖长度 P基因控制 PP-护颖长于小穗 PP护颖与小穗等长pp护颖短于小穗.,2.5.4 籽粒 小麦杂种种子遗传嵌合体 果皮、种皮2n 母体基因型决定 胚乳3n 2/3(母) 1/3（父） 胚2n 1/2 （母） 1/2（父） 颜色红，白，蓝，紫 红/白，由R1、R2、R3(分别位于3D, 3A,3B上)决定 (Mclntosh,R.A(1973),淡红色由种皮中的色素决定，更深者由果皮中的花青素决定 紫色(紫粒)-源于四倍体物种，为显性，但需光才能表现，遮光
12、紫色不表现。 蓝色胚乳来源于长穗鹅冠草 部分显性遗传， 种籽休眠多基因控制，与氧气透过程度，胚形成赤霉酸能力、谷胱甘肽、胱氨酸、糊粉层-淀粉酶活性、粒色基因有关。 穗上发芽简单隐性遗传，与2A、2B有关。,2.5.5茎杆颜色：紫杆(显)/绿杆（隐）长度：节间数目，节间长度，与1A、1B、1D有关强度：粗细与厚度，与3A，3B，3D有关,2.5.6 叶 叶耳：(红、绿、白)红对绿、白色为显性叶耳有毛否：有毛为显性(位于3B)叶舌：无叶舌受两对互补隐性基因控制叶毛：有毛（显）/无毛（隐），（与4A、5A有关）蜡质：与2B、2D上的两个位点有关 (均可出现决定蜡质基因或抑制蜡质基因),2.5.7穗部
13、性状 穗形与密度：5A上Q基因使穗形从其隐性对位基因，使稀疏的斯卑尔达小麦穗形向普通小麦穗形发展，C基因(2D上) S基因(3D上)，使穗形进一步变密。 分枝性：小花发展为小穗，小穗轴穗轴类似物，Koric(1975)认为受两对互补同效异位基因(Rm,Ts)决定，亦受抑制分枝基因Nr决定。 小穗数：少数组合表现为质量性状遗传(一至两对基因控制)，多数呈数量性状遗传,2.6小麦主要矮杆基因 2.6.1 矮杆基因数目：十几个，13 个已定位, Rht1-Rht10, (karcag522MTK), Rht(CPB1232), Rht(LeedsM131) 2.6.2 主要矮杆基因的来源与效应 Rh
14、t1与Rht2 源于达摩小麦（农林10），广泛应用 Rht3 大拇指矮基因，未应用，矮化效应特强 Rht4 Burt的辐射诱变体，未应用 Rht5 Marfed的EMS诱发突变体，未应用 Rht6 源于Burt，未应用 Rht7 Bersee的EMS诱发突变体，未应用 Rht8与Rht9 源于赤小麦，广泛应用 Rht10 源于矮变一号，矮化效应同于Rht3 Rht(karcag522MTK) karcag522的辐射诱变体 Rht(CPB1232) Cappelli 的辐射诱变体 Rht(LeedsM131) Leed的EMS诱发突变体,2.6.3 矮杆基因与赤霉酸基因关系赤霉酸不敏感基因 G
15、A1(4A) GA2(4DS) GA3（4A上）Rht1-GA1 Rht2-GA2 Rht3与GA3紧密连锁(似是一个基因),2.7株高 2.7.1 决定株高的遗传因子 除特定矮杆基因外，株高还应与2A-，2D-，2B-，5A+，3D+，1A+，1B+，1D+有关。 2.7.2 株高与产量的关系70-95cm为宜,Yield,Rht3+Rht2,Rht3,Rht1+Rht2,Rht1,Rht2,60cm,70cm,90cm,120cm,Plant height,不同矮源的效应及与产量的关系,2.7.3 株高、产量、温度的关系 株高与产量的关系受温度影响,t,24,30,tall,Rht2,Rh
16、t1,不同基因型在不同温度条件下的产量表现,产量,第三节、小麦远缘杂交育种 一、远缘杂交类型 1、 intra-specific diversity crosses 2、 inter-specific crosses 3、 inter-generic crosses,二不同目的的远缘杂交 1、 创造新作物为目的的远缘杂交新物种 新作物 （1）小麦属内种间杂种：二、三、四、五、六、八倍体 （2）属间杂种：小麦、黑麦、山羊草、偃麦草、簇毛麦、大麦、披肩草属等属间杂种（双二倍体）,（3）外源染色体组导入小麦应用价值不高的原因 不同物种的进化程度不同不同物种的遗传命令系统不同,2、为寻求特定优良性状为
17、目的的远缘杂交 （1）外源染色体导入 外源染色体的附加异附加系（alien additional line）-在小麦原来染色体组的基础上增加了一条或一对或几对外来染色体的系。 做法：OMara（1940）,Sears（1956） 21“W x 7”A 秋水仙碱处理 (21“W + 7”A ) x 21“W 其它分离体 + ( 21“W +1A ) (21“W + 1”A ),外源染色体的代换 异代换系（Alien substitution line ）-异种的一条或一对或几对染色体取代了小麦中的相应染色体的系。Unran (1956) ( 20“W +1W ) x (21“W + 1”A )
18、( 20“W +1A+ 1W ) + ( 20“W +1A+ 1”W ) ( 20“W +1”A ) + 其它分离体,（2）染色体片段导入 染色体片段导入即产生易位系。 育种上的意义：不存在遗传上的不协调性与不稳定 产生途径： 自然发生 电离辐射 诱发同源转化配对（5B系统，抑制ph1基因效应的基因，利用ph1突变体ph1b,ph2,ph2b） 利用单体异附加系减数分裂时单价体的错分裂和再融合而形成染色体小片段易位,3、作为一种育种方法的远缘杂交 小麦-球茎大麦，大麦-球茎大麦 三、小麦属远缘杂交成果与进展 种间杂交，属间杂交，异附加系，异代换系，单体系列，易位系,第四节 小麦的品质育种 4.
19、1 小麦品质内容 4.1.1 小麦面粉的用途糕点、面包、家用 (面条、馒头等) 4.1.2 加工品质磨粉品质(一次加工)：出粉率、洁白度、灰分量、易磨性食品制作品质(二次加工):面筋含量与强度，淀粉性质 -淀粉酶活性 4.1.3 营养品质 必需氨基酸含量(lys)，蛋白质含量,Globalization promotes very dynamic exchange of wheat-based foods 国际化促使小麦食品横向交流,4.2 决定一次加工品质的性状皮层厚薄：(胚、胚乳、皮层(果、种皮、9-13%)、籽粒大小与整齐度(影响出粉率，能量损耗)、胚乳质地(透明度与硬度，越大越好) 容
20、重(单位体积籽粒的重量)：越大越好粒色：越浅，洁白度越好。,4.3决定二次加工品质的性状 4.3.1面筋性质面粉的吸水力面团的韧性伸展性、弹性(可用微型粉质仪测定亦可用沉淀测定法测定) 4.3.2 淀粉性质及淀粉酶活性(越低越好)，可用Brabender发面仪测定其面团发酵时形成CO2的能力。,4.3. 3 Gluten proteins 谷蛋白,Bread making quality depends mainly on gluten viscoelasticity 面包烘烤品质主要决定于面筋的粘弹性,Contributes to set the texture of food system
21、s 对食品质地的作用 Bread making 面包制作 Provides surface to the gluten matrix 附着在面筋网状结构的表面 Is a water sink. 是否溶于水 During baking, starch takes up water from gluten causing the gluten film to set and become rigid.烘烤过程中，淀粉从面筋蛋白中吸收水分，导致蛋白膜的形成并且变硬。 Shelf life. 贮藏期限 With high starch paste viscosity: high water holdi
22、ng capacity, good bread texture, and long bread shelf life. 具有高的淀粉糊化粘度和持水力,从而形成良好的面包质地和较长的货架期 Udon noodle quality. 乌冬面品质 With high amylopectin/amylose ratio (null GBSS alleles): high peak viscosity; low total setback; good noodle texture and smoothness. 具有高的支/直链淀粉比例(缺失GBSS等位基因)和峰值粘性,低反弹值,从而形成良好的面条质地
23、和光滑性。,4.3.4 Starch 淀粉,Functional attributes.功能特性,4.3.5 国标：强力面筋 中力面筋 弱力面筋 容重 =770 = 770 = 770 蛋白质 = 14 = 13 13% 10-13% 32% 28% 45 30-45 30 吸水 60 50 7 3-7 350 200-400 250 拉伸面积 100 40-80 50,Quality trait 品质性状 Genes/loci 基因/位点 Chromosome 染色体 Alpha amylase 淀粉酶 Amy-1, Amy-2 (group 6 & 7 chs.) Grain Hardne
24、ss (Puroindolines) 籽粒硬度 Pina-D1, Pinb-D1 (5DS) Protein content 蛋白质含量 Pro-1, Pro-2 (5D)Glutenins 麦谷蛋白 Glu-1, Glu-3 (group 1 chs.)Gliadins 醇溶蛋白 Gli-1, Gli-2, Gli-3 (group 1 & 6 chs.)Secalins (rye) (1B/1R) 黑麦精 Sec-1, Sec-2 (1RS, 2RS)Granule-bound starch synthase 淀粉颗粒合成酶 Wx-1 (7AS, 4AL, 7DS)Polyphenol o
25、xidase 多酚氧化酶 Ppo-A1, Ppo-D1 2A, 2DYellow pigment 黄色素 Psy-A1 , Psy-B1 7AL, 7BL,4. 4 Basis for quality improvement 品质改良的基础,Genes/alleles controlling main wheat processing & end product quality attributes 控制小麦主要加工品质性状的基因/等位变异,Crosses & F4-F5 screening. Molecular (MAS)*. -Alpha amylase activity (sprouti
26、ng, LMAA) -High protein gene -Glutenin subunits -Hardness genes (Pina, Pinb) -Amylose/amylopectin ratio. GBSS genes (Wx) -Flour color -PPO *MAS = Marker Assisted Selection. Efficient (time, cost) to screen for genes/alleles in segregating stages. Screening (F6-F10) & genotype characterization Conven
27、tional. -Grain composition (NIR spectroscopy) -Grain sprouting (Falling Number) -Gluten quality (SDS-sedimentation, Gluten Index) -1B/1R, Toxins (Immunology, ELISA) -Protein composition (SDS-PAG Electrophoresis) -Dough mixing, gluten (dough) strength-extensibility -Starch pasting properties (RVA, Am
28、ylograph) -Food processing (bread, cookie, noodles),Quality improvement requires APPLICATION of various screening/testing tools: 品质改良需要应用各种检测工具,4.5 我国小麦品质育种现状80年代以前产量、早熟、抗性 品质下降糕点用小麦 3% 家用小麦 92% 面包用小麦5%,4.6我国小麦品质育种策略 4.6.1 目标提高磨粉品质和食品加工品质提高面筋含量的两端选择力度及面筋中蛋白质组成的改善 降低淀粉酶的活性。 对营养品质不做过多要求。,4.6.2近期的做法对现有
29、品种进行综合分析、评估，明确其适宜食品加工用途。据此调整其播种面积，以满足目前之需要。对高代品系依据育种目标进行选择，对引进材料进行广泛筛选、以选得合适的材料，满足需要，并向以后品质育种提供信息与材料。,4.6.3中长期做法以优质材料为亲本进行杂交、复合杂交、诱变、单倍体、远缘杂交育种。开展品质性状遗传机理研究，以理论指导实践采用先进的仪器及品质测定技术进行品质性状鉴定，提高选择效率。,4.7 途径： 品质育种前提：小麦品质育种必须结合产量与抗性育种进行，没有产量与抗性为基础，品质育种无意义。品种间杂交：早代选择(F3株系开始)，亲本选配(冬春、正反交、不同类型)、选择方法远缘杂交：(硬粒小麦
30、、提莫菲维小麦细胞质，长穗冰草、小黑麦、冰草，以色列野生二粒小麦，顶芒山羊草2M上的高蛋白基因) 诱发变异：-线，紫外线(辐射诱变)，化学诱变,第五节 小麦主要病害的抗病育种5.1小麦的主要病害200多种，50多种(有经济损害的)、年损失率15-20%（吴兆苏 1990） 5.1.1主要病害及分布 5.1.2小麦目标病害的确定 (损失的大小，有无简便经济的防治方法,有无抗源),5.2我国小麦抗病育种成就 5.2 1品种： 40-50年代 碧蚂1号、2号 50-60年代 北农大36，18号 70年代 繁六系统 寄主一病原关系： 物种水平 小麦属及近缘植物 不同物种 品种水平 品种 病害间的关系
31、基因水平 抗病基因 致病基因 鉴定手段提高（自然、诱发鉴定）,5.2 2 小麦病害诱发鉴定基本要求 菌种必须是高质量的 施于小麦的菌种剂量必须一致 环境(接种、潜伏期)必须充分满足病原物顺 利发育的要求 受试植株应不受其它病虫害侵染,5.3 小麦抗性丧失的原因与策略 5.3.1原因 1、兴衰循环模式 抗病品种大面积推广(哺育品种） 被哺育小种优势小种 哺育品种抗性丧失 被淘汰取代 新的循环2、生态平衡模式抗性群体 毒性群体,5.3.2谋略Simmond(1983)把小麦抗性分为4类 非专化性的主基因抗性(NR)(由主基因或细胞质因子所致) 垂直抗性(VR) 水平抗性 (HR) 互作抗性（IR）
32、(异质性群体的抗性),利用方式： a.若有NR 直接利用，简单快速经济 b.若无NR，但有VR，则可用多抗源合理布局，轮换使用，创造IR c.若有HR，则加以利用，并放宽选择标准 d.若VR、HR并有，则可采用双人拦网法 e.导入外缘种质的抗性基因,5.4抗条锈病育种 5.4.1小麦锈病种类条锈 (yellow rust)杆锈 (stem rust)叶锈 (strip rust) 5.4.2 条锈病生理小种 W：65个 C：33个，优势小种为条中31，32，条中29，条中28 条中23，条中19 条中25,5.4.3 流行规律夏孢子不断再次侵染西北 西南 北方 三个春麦区为越夏区西北 关中 黄
33、淮平原西南 四川 关中 5.4.4 抗条锈性遗传McIntosh 15个抗性基因，涉及2A，2B，2D，1B，7B，5D，5B，6B,5.4.5 抗性表现形式同一抗性基因对一些小种表现显性抗性，但对另一些小种却表现为隐性抗性 一个抗性基因可抗若干小种，若干个抗性基因联合抗一个或多个小种。有些不同抗性基因位于同一位点上，属复等位基因,5.4.6 品种抗性类型： 显性基因控制的高抗类型 由多基因控制的高抗类型 由显性或隐性基因控制的中抗类型 具有一定程度潜在抗性的感病类型,54.7 育种途径 发掘新抗源 创造IR抗性群体 基因重组育种 外源基因导入育种 诱变育种,5.6 抗白粉病育种(powder
34、y mildew) 5.6.1 生理小种Wolf (英国) 38个Sharp（美国） 30个司权民(中国) 43个 5.6.2 流行条件温暖(昼夜温差小)、潮湿、高肥水、半矮杆及矮杆品种,5.6.3 抗性遗传 抗性表现：单基因、两基因、多基因、显性、隐性、部分显性，多效性基因 抗性基因：已发现21个抗性基因，其中18个已定位，并有一套近等基因系Pm1-Pm9 抗性基因及来源：普通小麦 50%左右，四倍体小麦，黑麦、小伞山羊草等。,表1 抗小麦白粉病的基因 基 因 染色体定位 来 源 代表品种 Pm1 7AL Triticum aestivum 普通小麦 NormandieThew Pm2 5D
35、S Probably T. Aestivum CI12633 Pm3 1AS T.aestivum (multiple alleles) Pm3a:Japan Pm3b:Russia Pm3c:Mexico Hadden Sturgeon Pm4 2AL T. turgidum(multiple alleles) Pm4a:T.dicoccum 二粒小麦 Pm4b:T.carthlicum Khapli Armada Pm5 7BL TDicoccum 二粒小麦 Hope Pm6 2B T. timopheevi 提莫菲维小麦 CI12633,表1 抗小麦白粉病的基因Pm7 4A Secale
36、 cereale 黑麦4A/2R易位系 (4A/2R translocation) Transfed Pm8 1B Secale cereale 黑麦1B/1R易位系 (1B/1R translocation) Aurora Kavkaz Pm9 7AL T Aestivum 普通小麦 Normandie Pm10* 1D T.aestivum 普通小麦 Norin 4 Pm11* 6BS T.aestivum 普通小麦 C.S. Pm12* 6A Ae.speltoides 斯卑尔脱山羊草 Pm13 3B，3D Ae.longissima 高大山羊草 Norin10,表1 抗小麦白粉病的基因
37、Pm14* 6B T.aestivum 普通小麦 Norin 10 Pm15* 7DS T.aestivum 普通小麦 C.S. Pm16 4A TDicoccoides 四倍体小麦 Pm17 1AL/1RS S.cereale 黑麦1AL/1RS易位系 Amigo Mid 4B TDurum 硬粒小麦 Maris Dove Mli TAestivum 普通小麦 Aquila XBD T.aestivum 普通小麦 Flanders CMR1 ？ 小白冬麦 数量基因 81-7241 持久抗性基因 慢发病基因 *.Pm10,pm11,Pm14和Pm15为抗冰草白粉病基因,5.6.4 育种途径 发
38、掘新抗源，特别是HR 创造IR抗性群体 基因重组育种，外源抗性基因导入诱变,5.7 抗赤霉病育种 5.7.1病原物类型镰刀菌(Fusarium)，有好几种，以禾谷镰刀菌(玉米赤霉菌)分布最广。 5.7.2发病面积与损失率1亿亩(中),10-40%(产量损失率)，病粒率5%以上即不能食用,5.7.3抗源情况无免疫类型，只有强、弱之分，即存在相对抗性。 5.7.4抗性遗传 Tomasovic (1983) 抗侵染、抗扩展系多基因控制抗性基因分布的染色体研究结果不一,5.7.5抗性与其它性状的关联性与株高、穗长、小穗密度，抽穗期有一定关联性，但并不存在内在联系。,5.7.6育种策略 利用自然变异群体
39、，进行系统育种诱变感病品种 利用感病品种做杂交， 如苏州3号(南农复穗费四川友谊麦)(抗) (感) (感) 远缘杂交，如 荆州1号，(南大2419黑麦) 选择标准放宽些,第六节 小麦杂种优势利用6.1概述 6.1.1 概念：指杂种一代在诸多性状上所表现出来的优于亲本的现象。 6.1.2 度量方法(4种) 中亲杂种优势 超亲杂种优势 超标杂种优势 杂种优势指数,6.1.3 开发利用过程 Kihara (1951)利用尾状山羊草胞质育成普通小麦ms系、硬粒小麦ms系 Fukasawa(1953)用卵园山羊草胞质育成普通小麦ms系 美国：1957始 1962得T型不育系，三系配套60-70年代(高潮
40、期)，80年代(冷下来) 原因：杂种丰产性，恢复力，制种成本等 中国：60年代中期引进T型不育系 V型，W型，节型等，GEms的发现,6.1.4 现存的主要问题恢复系少且恢复度不如人意现有优势组合的优势不如人意制种产量低，用种量大，成本太高GEms的不育性不稳定，制种风险大,6.1.5 杂交小麦研究内容开辟新的不育质源、恢复源 研究育性不育机理与恢复机理 H的成因 核质杂种利用新途径 制种技术、减少用种量的方法 GEms研究,6.2 小麦杂种优势潜势的估计 6.2.1 物种性状优势的产生原因 基因组水平:基因组间累积、互补、互作 单个基因水平不完全显性AaAA上位性 non-allelic h
41、etensis 加性累积互补、重组,6.2.2 杂种优势潜势的估计 H=H基因组+H基因= (NH+CH+CNH) + (alH+nalH),6.3 利用小麦杂种优势的可能途径 6.3.1 利用核不育(Nms) 1、隐性核不育 XYZ体系(Driscoll,1972,1981,1985) 利用位于4AS上的隐性ms基因而设计Z系-具有一对隐性ms基因的系 20W+4Ams 4Ams X系在Z系遗传背景上增加了一对具有显性恢复基因与标志显性基因连锁的外源染色体 20W+4Ams4Ams+MSMSPP Y系Z系X系,20W+4Ams4Ams+ MSP,Z系X系(自繁) Z系Y系Z系优良品种 F1杂
42、种,2、显性核不育 导入蓝粒基因，并使之与显性核不育基因紧密连锁Ms B ms b msb msb MsB msb + msb msb(杂种，可育),6.3.2 化学复雄设想 隐性核不育株(ms ms) 化学复雄剂 隐性核不育系任何品种 F1杂种,6.3.3 核质杂种 小麦核 导入 异种细胞质 核质杂种6.3.4 GE互作msGEms系可育环境 繁殖自身 GEms系不育环境不育任何品种 F1杂种,6.3.5NCms 1、已发现的不育胞质：野生一粒小麦，野生二粒小麦 ，提莫菲维 小麦 ，阿拉拉特 小麦 ，朱可夫斯基小麦，尾形山羊草，无芒山羊草，小伞山羊草，顶芒山羊草，粘果山羊草，东方山羊草，离果
43、山羊草，小亚山羊草，易变山羊草，粗齿山羊草，欧山羊草，颈项山羊草，拟斯卑尔脱山羊草，直山羊草，黑麦 2、恢复基因： Rf1, Rf2 ,Rf3 ,Rf4 ,Rf5, Rf6 ,Rf7, Rfc1 Rfc2 ,Rfc3, Rfu1,Rfv1,3、T型三系 T型不育系的优点：不育性稳定，彻底，负效应较小，育性较易恢复。 负效应：杂种后代种子质量差(瘦瘪，发芽力较低)，杂种F1代有效穗低，育性恢复及优势表达受环境影响大。 选育小麦不育系、恢复系的方法： 远缘杂交、回交转育、杂交选育、测交筛选、恢复系间互交。,6.3.7 化学杀雄 1、做法： 品系(母本) 化学杀雄 不育品种 F1杂种 (能获得最强优
44、势组合) 2、小麦化学杀雄剂（化学杂交剂）研究历史： Hoagland和Chopra等50年代用MH（马来酰肼）处理小麦获得雄性不育株，1971年就有报道利用乙烯利进行化学杀雄，但由于其杀雄效果不理想，影响小麦植株最后一节伸长，导致抽稳困难等问题，80年代中后期，一些新型化学杂交剂（杀雄剂）问世，如 RH0007、WL84811、LY195259、Sc2053、GENESIS等我国也合成了若干杀雄剂，如BAU1、 BAU2、 EK 、ES、XN8611等，,3、化杀杂交小麦的优势表现 一般增产幅度在15左右， CHA杂种小麦表现出更高的产量优势的原因：杂交亲本本身的产量水平更高，用于配组的亲本
45、灵活，选择余地大， 应用情况：法国已有6个小麦杂交种注册，推广面积近6.7万公顷； 美国利用GENESIS推广的小麦杂交种有数十万公顷。 在北京、天津、河北、山西、湖南等地，1999年全国仅利用SC2053杀雄剂制种面积达5000亩，所制种子可种15万亩左右。所以CHA可在高产的基础上争取更高的产量。据天津市农作物研究所报道，该所配制的我国第一个通过审定的杂交小麦新品种“津化l号”，不仅在国家区域试验中名列第一，比对照亲本增产15左右，而且营养品质和加工品质优良，主要品质指标达到国家面包小麦的品种标准。,4化学杂交小麦制种技术研究进展小麦化杀杂交制种技术：优势组合在生产上能否成功推广的关键。制种技术关键是掌握最佳的喷药时期和用药剂量。母本的选择：CHA敏感的品种作母本，花药外露性好的亲本作父本。一般应加大母本，减少父本。 配套制种技术：CHA法制种在种植方式、花期调节、隔离和人工辅助授粉、药械的配备等方面与其它方法的制种相似。目前CHA法杂交优势利用的制种技术基本配套，制种产量在北方麦区一般可达到200kg亩左右。,6.3.7 小麦F2剩余杂种优势利用提出该途径的思路F2杂种能被农民接受的条件具备农民接受条件的杂种F2的优势率如何组配组合,
