小麦育种研究进展.ppt

品种改良在小麦增产的作用
• 品种改良:半矮秆品种-绿色革 命;丰产性,耐肥性,抗逆性(栽培 区域扩大) • Silvey:1947-1977,品种改良贡献 率40%; • Austin:1900-1980,高肥下42%, 低肥下39%; • 吴兆苏：新品种的作用50% • .
国内外小麦育种进展
（1）矮化育种
功能标记或称基因标记, 是育种应用的理 想标记, 也是目前及未来的研究重点。 从理 论上讲, 功能标记经验证优化后可用于所有育 种材料的检测。用Yr18/Lr34/Pm38 的功能标 记检测我国小麦农家品种时, 85%的品种含有 该基因特异性扩增片段, 但25.8%品种的田间 病害反应与预期的不一致(2009), 说明我国农 家品种在该基因位点含有新的等位变异。国 际公立农业研究机构成功应用于小麦育种的 分子标记约60 个, 多为功能标记, 少数为紧密 连锁的标记, 所涉及的性状多为简单遗传的性 状如抗锈病、抗线虫、抗吸浆虫及加工品质 等,已先后育成20 个品种。
小麦种质资源的研究与利用
• 1 开拓种质资源的意义 • 实例1，农林10号矮生基因的发 现与利用 • 实例2，PI178383的条锈病抗性 利用
• 启示：全面鉴定、特殊材料的 重要性、正确的合理方法
小麦栽培种及品种类型
• 普通小麦(Triticum aestivum) 90% • 硬粒小麦(T. durum) 8% • 圆锥小麦(T. turgidum)、密穗小麦(T.compaecum)、 斯卑尔脱小麦(T.spelta) 零星种植 • 按种植季节分：春小麦、冬小麦 • 品种类型：家系品种，杂种品种，多系品种
小麦分子育种
分子提供了许多重要信息和知识, 推标记辅助选择等新技术代表了 未来小麦育种的发展方向, 在发 达国家应用日益广泛, 而且还为未 来育种技术革新动了品质和抗病 性等研究的不断深入。
• 分子标记辅助选择用于作物育 种的研究已有20多年历史, 目前 虽已在发达国家的育种中发挥 了较重要的作用, 但总体来说与 育种家的期望尚有较大差距, Xu 和rouch[15]曾对其原因和对策 做了深入分析。分子标记的成 功应用与标记的种类和质量、 使用成本、相关信息的处理和 分析、标记与双单倍体等技术 的结合、育种目标的复杂性等 息息相关, 也和育种家对标记的 认识程度有关。
• .前苏联：无芒1号，
1100万公顷 • CIMMYT：半矮秆品种： 4000万公顷 • 中国：碧玛1号，泰山1 号，扬麦5号，绵阳11等
抗性育种
抗锈育种（生理小种） 抗白粉病育种 抗赤霉病育种 抗铝毒育种
品质育种
烘烤品质 营养品质 专用品种（面条、馒头等）
育种途径、方法、技术
• • • • • • 远缘杂交 （李振声院士） 诱变育种 单倍体育种，花培育种 八倍体、六倍体小黑麦 太谷核不育基因研究与利用 分子育种（标记辅助育种）
抗病虫性的遗传与选育
小麦抗白粉病性
• 专性寄生的白粉病菌所致的病害，伴湿性 • 生理小种的鉴定：40多个； • 抗性：单基因、两个基因或多基因控制，显性、隐 性或部分显性均有； • 抗性基因来源：提莫菲维小麦的Pm6, Pm2；波斯小 麦的Pm4b; 二粒小麦的Pm4a, Pm5; 1B/1R易位系1R染 色体片段的Pm8; 黑麦的Pm7；普通小麦的Pm1, Pm2
•
小麦育种中常用的分子标记包括连锁标记(SSR等) 和依据基因序列开发的功能标记(STS 等)两大类,SNP 和DArT 目前还仅限于有关研究, 全基因组选择也处在 研究阶段, 分子设计育种则是对未来育种工作的愿景 设想, 要付之实践尚需相当长的时间。数量性状位点 (QTL)定位可提供位点数目、在染色体上的位置及效 应大小等重要信息, 若将被定位亲本用于杂交, 可用标 记对后代进行跟踪选择。由于小麦基因组很大, 对数 量性状来说, 要获得紧密连锁的标记并不容易。
小麦矮秆性的遗传及其选育
• 降低株高：抗倒，提高收获指数（30—50%） • 矮秆基因Rht：20余个，主要利用的矮源为赤小麦 Rht8, Rht9和农林10号（达摩）Rht1,Rht2;我国的大姆 指矮(Rht3),矮变1号(Rht10)应用较少； • 其它矮源：草丛型矮生基因（grass clump dwarfness, D1—D4),独秆矮生基因（uniclum stunt，US1，US2） • 不同矮秆基因对GA3反应不一， Rht1、 Rht2、 Rht3苗 期对GA3不敏感，而其它基因表现敏感 • 遗传率：高（65%以上），可在早代选择； • 矮秆与一些不良性状的连锁，超高产育种对株高的要 求；
• 产量构成因素的改进潜力在不同 地区可能有所差异, 但通过增加 穗粒数和改良株型、增强抗倒伏 性和提高收获指数仍能继续提高 产量潜力, 说明常规育种还有不 少潜力可挖,必须大力加强这一 工作, 品种选育才能有所前进。 从长远来看, 转基因和杂交小麦 也是提高产量的可能选择。
持久抗性研究与应用锈病和赤霉仍是多数国家的 重点病害, 但有3个方面值得关注。一是1999 年在乌干 达发现了一种致病性极强的秆锈菌新小种TTKS, 俗称 为Ug99。它不仅使来自1B/1R 易位系的Sr31 基因丧失 抗性,还使来自普通小麦的大多数抗秆锈基因及来自外 源的Sr38 丧失抗性, 因而可以侵染世界各地的主要小 麦品种, 有可能对全球小麦生产带来毁灭性影响，国 际上投入大量资金重新重视抗秆锈育种工作。二是就 全球而言, 条锈病的流行规律发生了较大变化。三是 慢锈性利用和基因克隆取得重大进展, CIMMYT 已建立 了一套行之有效的慢病性育种方法并已育成一大批品 种在生产中应用, 澳大利亚和美国的抗条锈育种也已 转向慢病性基因利用。
小麦育种研究进展
组员：
中国生产概况
• 栽培面积: 2.2亿公顷;单产:2950公斤/公 顷 • 发展速度: • 年份 总产(MT) 面积(Mha) 单产 (t/ha) • 1900 82.6 95.7 0.86 • 1950 192.8 2168.0 1.15 • 1999 581.1 2308. 0 2.46 •
国内分子育种主要存在 3 个问题, 一是可用的基因标记数量少, 有关产 量和抗性的标记更少; 二是分Байду номын сангаас标记 开发与主流育种项目结合不够紧密, 缺少为育种服务的分子技术平台; 三 是育种家对分子标记的进展还不完 全了解。
展望
• 提高产量潜力 未来全球对小麦的需求仍将呈大幅 度增长趋势,进一步提高单产是多 数国家的研发重点。据预测,从目 前到2030 年全球的需求量每年增 长1.6%, 而1982—2008 年的年产量 实际增长仅为1.3%[108]。到2050 年发展中国家对小麦的需求将比现 在增长60％,。而气候变化将使发 展中国家小麦减产29%
The and
ARKEY Works
• 矮源：赤小麦和农林10号 赤小麦（Rht8, Rht9) 的利用：意大利 Ardito, Mentana, Villa Glori, Funo, Abbondanza), 我国引进广泛种植； 农林10号（Rht1,Rht2)：美国，Gaines; CIMMYT系列品种—绿色革命；
高产育种（广泛适应性）