小麦讲稿育种学

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。小小 麦麦 育育 种种第一节第一节 小麦生产与育种简况小麦生产与育种简况1.11.1生产状况生产状况1.1.11.1.1世界范围世界范围1 1、种植面积32.5%总产：28.1%，510MtMillions小麦的重要性：人口从不到小麦的重要性：人口从不到60亿增长到亿增长到80多亿多亿2、主要产麦大国 种植面积：俄国、中国、美国、印度

2、、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 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 1.2 育种简况育种简况1.2.1 1.2.1 主要育种目标主要育种目标 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%。1.2.21.2.2现存的主要问题现存的主要问题( (中国中国) ) 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1.2.31.2.3解决问题的可能途径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

3、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小麦的起源进化与主要性状遗传2.12.1小麦的分类小麦的分类2.1.1 2.1.1 小麦族的分类图小麦族的分类图 小麦属（小麦属（TriticumTriticum） 山羊草属山羊草属(Aegilops)(Aegilops) 小麦亚族小麦亚族 黑麦属黑麦属(Secale)(Secale) (Triticinae) (Triticinae) 偃麦草属偃麦草属(Agropyron)(Agropyron)小麦族小麦族 旱麦草属旱麦草属(Eremopyron)(Eremopyr

4、on)(Triticeae) (Triticeae) 其它属其它属 大麦属大麦属(Hordeum)(Hordeum) 大麦亚族大麦亚族 滨麦属滨麦属(Elymus)(Elymus) (Hordeinae) (Hordeinae) 其它属其它属2.1.22.1.2小麦属内不同种的划分小麦属内不同种的划分染色体数染色体数 染色体组染色体组 旧旧 分分 类类 新分类新分类二 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

5、Tr.boeotieum（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. turgidum AAGG 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. spelta AAAAGG 茹可夫斯基小麦 Tr.Zhukovskyi茹可夫斯基小麦 Tr.Zhukovskyi2.22.2普通小麦的起

6、源进化普通小麦的起源进化A染色体组野生一粒小麦(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 2.3 小麦属的近缘植物及其亲缘关系小麦属的近缘植物及其亲缘关系2.3.1 2.3.1 与小麦有共同染色体的近缘植物：与小麦有共同染色体的近缘植物：野生野生一粒小麦，野生二粒小麦，节节麦一粒小麦

7、，野生二粒小麦，节节麦2.3.2 2.3.2 与小麦有一个同源染色体组的近缘植物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（ DM），牡小麦（DMU），柱穗小麦（CD），偏凸小麦（DM）叙利亚小麦（DMS）2.3.3 2.3.3 与小麦有部分同源染色体组的近缘植物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，羊草，小亚山羊草，易变山羊草，大麦亚族， 簇毛麦

8、，黑麦，偃麦草属簇毛麦，黑麦，偃麦草属2.4 2.4 小麦的细胞遗传小麦的细胞遗传2.4.1 2.4.1 小麦属的染色体组小麦属的染色体组 四种染色体组：A、B、D、G 五种结合方式： AA AABB AAGG AABBDD AAAAGG2.4.22.4.2同源转化群同源转化群 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, 1R2A, 2B, 2D, 2G, 2R 7A, 7B, 7D, 7G, 7R2.4.32.4.3非整倍体非整倍体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

9、，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1A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t

10、o,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,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

11、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)1,1(10210210210210210210211021021雌配子有效雄配子无效基于二体置换系单体置换系少缺体二体少缺体二体二体单体 nnAWAWAWAWAWAWFAWAAWAW3.三体(2n+1=43)，21种三体，与二体表型差异不

12、大，用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 2.5 小麦的主要质量性状遗传小麦的主要质量性状遗传2.5.1 2.5.1 区分普通小麦区分普通小麦4 4个变种个变种( (亚种亚种) )的主要基的主要基因因 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

13、芒色遗传尚不完全清楚，一对、两对及互补基因决定。2.5.3 2.5.3 颖壳颖壳颖壳颜色：白、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 2.5.4 籽粒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

14、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。2.5.52.5.5茎杆茎杆颜色：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 2.5.6 叶叶 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

15、），（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)2.5.72.5.7穗部性状穗部性状穗形与密度：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2.62.6小麦主要矮杆基因小麦主要矮杆基因2.6.1 2.6.1 矮杆基因数目：十几个，矮杆基因数目：十几个

16、，13 13 个已定位个已定位, ,Rht1-Rht10, (karcag522MTK), Rht(CPB1232), Rht1-Rht10, (karcag522MTK), Rht(CPB1232), Rht(LeedsM131)Rht(LeedsM131)2.6.2 2.6.2 主要矮杆基因的来源与效应主要矮杆基因的来源与效应Rht1Rht1与与Rht2 Rht2 源于达摩小麦（农林源于达摩小麦（农林1010），广泛应用），广泛应用Rht3 Rht3 大拇指矮基因，未应用，矮化效应特强大拇指矮基因，未应用，矮化效应特强Rht4 BurtRht4 Burt的辐射诱变体，未应用的辐射诱变体，未

17、应用Rht5 MarfedRht5 Marfed的的EMSEMS诱发突变体，未应用诱发突变体，未应用Rht6 Rht6 源于源于BurtBurt，未应用，未应用Rht7 BerseeRht7 Bersee的的EMSEMS诱发突变体，未应用诱发突变体，未应用Rht8Rht8与与Rht9 Rht9 源于赤小麦，广泛应用源于赤小麦，广泛应用Rht10 Rht10 源于矮变一号，矮化效应同于源于矮变一号，矮化效应同于Rht3 Rht3 Rht(karcag522MTK) karcag522Rht(karcag522MTK) karcag522的辐射诱变体的辐射诱变体Rht(CPB1232) Cappe

18、lli Rht(CPB1232) Cappelli 的辐射诱变体的辐射诱变体Rht(LeedsM131) LeedRht(LeedsM131) Leed的的EMSEMS诱发突变体诱发突变体2.6.3 2.6.3 矮杆基因与赤霉酸基因关系矮杆基因与赤霉酸基因关系 赤 霉 酸 不 敏 感 基 因 G A1( 4 A ) GA2(4DS) GA3（4A上） Rht1-GA1 Rht2-GA2 Rht3与GA3 紧密连锁(似是一个基因)2.72.7株高株高2.7.1 2.7.1 决定株高的遗传因子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

19、+有关。2.7.2 2.7.2 株高与产量的关系株高与产量的关系 70-95cm为宜Yield Rht3+Rht2Rht3Rht1+Rht2Rht1Rht260cm70cm90cm120cmPlant height 不同矮源的效应及与产量的关系2.7.3 2.7.3 株高、产量、温度的关系株高、产量、温度的关系 株高与产量的关系受温度影响t2430tallRht2Rht1不同基因型在不同温度条件下的产量表现产量第三节、小麦远缘杂交育种第三节、小麦远缘杂交育种一、远缘杂交类型1、 intra-specific diversity crosses2、 inter-specific crosses3

20、、 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“

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 ) ( 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

22、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，易位系第四节第四节 小麦的品质育种小麦的品质育种4.1 4.1 小麦品质内容小麦品质内容4.1.1 4.1.1 小麦面粉的用途小麦面粉的用途 糕点、面包、家用 (面条、馒头等)4.1.2 4.1.2 加工品质加工品质 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):

23、面筋含量与强度，淀粉性质 -淀粉酶活性4.1.3 4.1.3 营养品质营养品质必需氨基酸含量(lys)，蛋白质含量TaftoonCous-cousTandyrArab breadSangakWest Asia-North Africachapati“atta”Tanoor “atta” GrinderSouth AsiaChina, Japan, South East AsiaSteamed breadFresh noodlesDry noodlesVariety sweet breadSupermarketLeavened breadSmall bakeryPan breads Mechan

24、izedCookies & cake mixesAmericas-EuropeFlat breadsMechanizedDurum pasta4.2 4.2 决定一次加工品质的性状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)容重(单位体积籽粒的重量)：越大越好 粒色：越浅，洁白度越好。4.34.3决定二次加工品质的性状决定二次加工品质的性状4.3.14.3.1面筋性质面筋性质 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 4.3.2 淀粉

25、性质及淀粉性质及 淀粉酶活性淀粉酶活性( (越低越好越低越好) )，可用，可用BrabenderBrabender发面仪发面仪测定其面团发酵时形成测定其面团发酵时形成COCO2 2的能力。的能力。 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面包烘烤品质主要决定于面筋的粘弹性Continuous GlutenNetwork连续的面筋网络结构连续的面筋网络结构Dough handling 面团处理面团处理Bread volume and crumb texture面包体积和质地面包体积

26、和质地GoodPoorDiscontinuousGluten network不连续的面筋不连续的面筋网络结构网络结构Bread making 面包制作面包制作Provides surface to the gluten matrix 附着在面筋网状结构的表面附着在面筋网状结构的表面Is a water sink. 是否溶于水是否溶于水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。烘烤

27、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. 贮藏期限贮藏期限With high starch paste viscosity: high water holding capacity, good bread texture, and long bread shelf life.具有高的淀粉糊化粘度和持水力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. 乌冬面品质乌冬面品质With high amylopectin/amylose ratio (null GBS

28、S alleles): high peak viscosity; low total setback; good noodle texture and smoothness.具有高的支具有高的支/ /直链淀粉比例直链淀粉比例( (缺失缺失GBSSGBSS等位基因等位基因) )和峰值粘性和峰值粘性, ,低反弹值低反弹值, ,从而形成从而形成良好的面条质地和光滑性。良好的面条质地和光滑性。淀粉淀粉功能特性功能特性 4.34.3.5.5 国标国标： 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 3

29、0吸水 60 50 7 3-7 350 200-400 250拉伸面积 100 40-80 50Alpha amylase 淀粉酶淀粉酶Amy-1, Amy-2(group 6 & 7 chs.) Grain Hardness (Puroindolines) 籽粒硬度籽粒硬度Pina-D1, Pinb-D1(5DS) Protein content 蛋白质含量蛋白质含量Pro-1, Pro-2(5D)Glutenins 麦谷蛋白麦谷蛋白Glu-1, Glu-3 (group 1 chs.)Gliadins 醇溶蛋白醇溶蛋白Gli-1, Gli-2, Gli-3(group 1 & 6 chs.

30、)Secalins (rye) (1B/1R) 黑麦精黑麦精Sec-1, Sec-2(1RS, 2RS)Granule-bound starch synthase淀粉颗粒合成酶淀粉颗粒合成酶Wx-1(7AS, 4AL, 7DS)Polyphenol oxidase 多酚氧化酶多酚氧化酶Ppo-A1, Ppo-D12A, 2DYellow pigment 黄色素黄色素Psy-A1 , Psy-B1 7AL, 7BL Molecular (MAS)*. -Alpha amylase activity (sprouting, LMAA) -High protein gene-Glutenin sub

31、units-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.Conventional. -Grain composition (NIR spectroscopy) -Grain sprouting (Falling Number)-Gluten qualit

32、y (SDS-sedimentation, Gluten Index) -1B/1R, Toxins (Immunology, ELISA) -Protein composition (SDS-PAG Electrophoresis) -Dough mixing, gluten (dough) strength-extensibility -Starch pasting properties (RVA, Amylograph) -Food processing (bread, cookie, noodles) Quality improvement requires of various sc

33、reening/testing tools:品质改良需要应用各种检测工具品质改良需要应用各种检测工具1234BDDDAB C ABA BBCCCAPCR analysis of Pina and Pinb genes (hardness genes)Source: T. M. Ikeda et al.2004xxx Alveographx x NIRS & SedimentationELISA (1B/1R)SDS-PAGEAmylographMixographx 4.5 4.5 我国小麦品质育种现状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%

34、 面包用小麦5% 4.64.6我国小麦品质育种策略我国小麦品质育种策略4.6.1 4.6.1 目标目标 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。4.6.24.6.2近期的做法近期的做法 对现有品种进行综合分析、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。4.6.34.6.3中长期做法中长期做法 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

35、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 4.7 途径：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、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小麦主要病害的抗病育种5.15.1小麦的主要病害小麦的主要病害 200多种，50多种(有经济损害的)、年损失率15-20

36、%（吴兆苏 1990）5.1.15.1.1主要病害及分布主要病害及分布5.1.25.1.2小麦目标病害的确定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)5.25.2我国小麦抗病育种成就我国小麦抗病育种成就5.2 15.2 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 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

37、物顺 利发育的要求 受试植株应不受其它病虫害侵染5.3 5.3 小麦抗性丧失的原因与策略小麦抗性丧失的原因与策略5.3.15.3.1原因原因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5.3.25.3.2谋略谋略 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）(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IRc.

38、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5.45.4抗条锈病育种抗条锈病育种5.4.15.4.1小麦锈病种类小麦锈病种类 条锈 (yellow rust) 杆锈 (stem rust) 叶锈 (strip rust)5.4.2 5.4.2 条锈病生理小种条锈病生理小种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255.4.3 5.4.3 流行规律流行规律 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 黄淮平原 西南 四川 关中5.4.4 5.4.4 抗条锈性遗传

39、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 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 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5 54.7 4.7 育种途径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 5.6 抗白粉病育种抗白粉病育种(po

40、wdery (powdery mildew)mildew)5.6.1 5.6.1 生理小种生理小种 Wolf (英国) 38个 Sharp（美国） 30个 司权民(中国) 43个5.6.2 5.6.2 流行条件流行条件 温暖(昼夜温差小)、潮湿、高肥水、半矮杆及矮杆品种5.6.3 5.6.3 抗性遗传抗性遗传抗性表现： 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Pm17AL

41、Triticum aestivum 普通小麦 Normandie ThewPm25DSProbably T. Aestivum CI12633Pm31AST.aestivum (multiple alleles)Pm3a:JapanPm3b:RussiaPm3c:Mexico Hadden SturgeonPm42ALT. turgidum(multiple alleles)Pm4a:T.dicoccum 二粒小麦Pm4b:T.carthlicum Khapli ArmadaPm57BLTDicoccum 二粒小麦 HopePm62BT. timopheevi 提莫菲维小麦 CI12633表1

42、 抗小麦白粉病的基因Pm74ASecale cereale 黑麦4A/2R易位系(4A/2R translocation) TransfedPm81BSecale cereale 黑麦1B/1R易位系(1B/1R translocation) Aurora KavkazPm97ALT Aestivum 普通小麦 NormandiePm10* 1DT.aestivum 普通小麦 Norin 4Pm11* 6BST.aestivum 普通小麦 C.S.Pm12* 6AAe.speltoides 斯卑尔脱山羊草Pm133B，3DAe.longissima 高大山羊草 Norin10表1 抗小麦白粉病

43、的基因Pm14* 6BT.aestivum 普通小麦 Norin 10Pm15* 7DST.aestivum 普通小麦 C.S.Pm164ATDicoccoides 四倍体小麦Pm171AL/1RSS.cereale 黑麦1AL/1RS易位系 AmigoMid4BTDurum 硬粒小麦 Maris DoveMliTAestivum 普通小麦 AquilaXBDT.aestivum 普通小麦 FlandersCMR1？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 5.6.4 育种途径育种途径发掘新抗源，特别是HR创造

44、IR抗性群体基因重组育种，外源抗性基因导入诱变5.7 5.7 抗赤霉病育种抗赤霉病育种5.7.15.7.1病原物类型病原物类型 镰刀菌(Fusarium)，有好几种，以禾谷镰刀菌(玉米赤霉菌)分布最广。5.7.25.7.2发病面积与损失率发病面积与损失率 1亿亩(中),10-40%(产量损失率)，病粒率5%以上即不能食用5.7.35.7.3抗源情况抗源情况 无免疫类型，只有强、弱之分，即存在相对抗性。5.7.45.7.4抗性遗传抗性遗传 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一5.7.55.7.5抗性与其它性状的关联性抗性与其它性状的关联性

45、 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。5.7.65.7.6育种策略育种策略利用自然变异群体，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第六节 小麦杂种优势利用小麦杂种优势利用6.16.1概述概述6.1.1 6.1.1 概念：概念：指杂种一代在诸多性状指杂种一代在诸多性状上所表现出来的优于亲本的现象。上所表现出来的优于亲本的现象。6.1.2 6.1.2 度量方法度量方法(4(4种种) )中亲杂种优势中亲杂种优势超亲杂种优势超亲杂种优势超标杂种优势超

46、标杂种优势杂种优势指数杂种优势指数6.1.3 6.1.3 开发利用过程开发利用过程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 6.1.4 现存的主要问题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 6.1

47、.5 杂交小麦研究内容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 6.2 小麦杂种优势潜势的估计小麦杂种优势潜势的估计6.2.1 6.2.1 物种性状优势的产生原因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 hetensis 加性累积 互补、重组6.2.2 6.2.2 杂种优势潜势的估计杂种优势潜势的估计H=H基因组+H基因 = (NH+CH+CNH) + (alH+nalH)6.3 6.3 利用小麦杂种优势的可能途径利用小麦杂种优势的可能途径6.3.1 6.3.1 利用核不育利用核不育(Nms)(Nms)1 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 m s 基 因 的 系 20W+4Ams 4AmsX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+MSMSPPY系Z系X系,20W+4Ams4Ams+ MSP Z系X系