小麦育种研究进展.ppt.ppt

小麦育种研究进展组员：组员：组员：组员：1 中国生产概况栽培面积栽培面积:2.2亿公顷亿公顷;单产单产:2950公斤公斤/公公顷顷发展速度发展速度:年份年份 总产总产(MT)面积面积(Mha)单产单产(t/ha)1900 82.6 95.7 0.861950 192.8 2168.0 1.151999 581.1 2308.0 2.46 22024/6/17 周一小麦种质资源的研究与利用小麦种质资源的研究与利用1 开拓种质资源的意义开拓种质资源的意义实例实例1，农林，农林10号矮生基因的发号矮生基因的发现与利用现与利用实例实例2，PI178383的条锈病抗性的条锈病抗性利用利用启示：全面鉴定、特殊材料的启示：全面鉴定、特殊材料的重要性、正确的合理方法重要性、正确的合理方法 32024/6/17 周一小麦栽培种及品种类型小麦栽培种及品种类型普通小麦普通小麦(Triticum aestivum)90%硬粒小麦硬粒小麦(T.durum)8%圆锥小麦圆锥小麦(T.turgidum)、密穗小麦、密穗小麦(T.compaecum)、斯卑尔脱小麦斯卑尔脱小麦(T.spelta)零星种植零星种植按种植季节分：春小麦、冬小麦按种植季节分：春小麦、冬小麦品种类型：家系品种，杂种品种，多系品种品种类型：家系品种，杂种品种，多系品种42024/6/17 周一品种改良在小麦增产的作用品种改良在小麦增产的作用品种改良品种改良:半矮秆品种半矮秆品种-绿色革命绿色革命;丰产性丰产性,耐肥性耐肥性,抗逆性抗逆性(栽培区栽培区域扩大域扩大)Silvey:1947-1977,品种改良贡献品种改良贡献率率40%;Austin:1900-1980,高肥下高肥下42%,低低肥下肥下39%;吴兆苏：新品种的作用吴兆苏：新品种的作用50%.52024/6/17 周一国内外小麦育种进展国内外小麦育种进展（1）矮化育种）矮化育种矮源：赤小麦和农林矮源：赤小麦和农林10号号 赤小麦（赤小麦（Rht8,Rht9)的利用：意大的利用：意大利利Ardito,Mentana,Villa Glori,Funo,Abbondanza),我国引进广泛种植；我国引进广泛种植；农林农林10号（号（Rht1,Rht2)：美国，：美国，Gaines;CIMMYT系列品种系列品种绿色革命；绿色革命；62024/6/17 周一高产育种（广泛适应性）高产育种（广泛适应性）.前苏联：无芒前苏联：无芒1号，号，1100万公顷万公顷CIMMYT：半矮秆品种：半矮秆品种：4000万公顷万公顷中国：碧玛中国：碧玛1号，泰山号，泰山1号，扬麦号，扬麦5号，绵阳号，绵阳11等等72024/6/17 周一抗性育种抗性育种抗抗锈育种（生理小种）锈育种（生理小种）抗白粉病育种抗白粉病育种抗赤霉病育种抗赤霉病育种抗铝毒育种抗铝毒育种82024/6/17 周一品质育种品质育种烘烤品质烘烤品质营养品质营养品质专用品种（面条、馒头等）专用品种（面条、馒头等）92024/6/17 周一育种途径、方法、技术育种途径、方法、技术远缘杂交远缘杂交 （李振声院士）（李振声院士）诱变育种诱变育种 单倍体育种，花培育种单倍体育种，花培育种八倍体、六倍体小黑麦八倍体、六倍体小黑麦太谷核不育基因研究与利用太谷核不育基因研究与利用分子育种（标记辅助育种）分子育种（标记辅助育种）102024/6/17 周一小麦矮秆性的遗传及其选育小麦矮秆性的遗传及其选育降低株高：抗倒，提高收获指数（降低株高：抗倒，提高收获指数（3050%）矮秆基因矮秆基因Rht：20余个，主要利用的矮源为赤小麦余个，主要利用的矮源为赤小麦Rht8,Rht9和农林和农林10号（达摩）号（达摩）Rht1,Rht2;我国的大姆指矮我国的大姆指矮(Rht3),矮变矮变1号号(Rht10)应用较少；应用较少；其它矮源：草丛型矮生基因（其它矮源：草丛型矮生基因（grass clump dwarfness,D1D4),独秆矮生基因（独秆矮生基因（uniclum stunt，US1，US2）不同矮秆基因对不同矮秆基因对GA3反应不一，反应不一，Rht1、Rht2、Rht3苗期对苗期对GA3不敏感，而其它基因表现敏感不敏感，而其它基因表现敏感遗传率：高（遗传率：高（65%以上），可在早代选择；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矮秆与一些不良性状的连锁，超高产育种对株高的要求；求；112024/6/17 周一抗病虫性的遗传与选育抗病虫性的遗传与选育 小麦抗白粉病性小麦抗白粉病性专性寄生的白粉病菌所致的病害，伴湿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：生理小种的鉴定：40多个；多个；抗性：单基因、两个基因或多基因控制，显性、隐抗性：单基因、两个基因或多基因控制，显性、隐性或部分显性均有；性或部分显性均有；抗性基因来源：提莫菲维小麦的抗性基因来源：提莫菲维小麦的Pm6,Pm2；波斯小；波斯小麦的麦的Pm4b;二粒小麦的二粒小麦的Pm4a,Pm5;1B/1R易位系易位系1R染染色体片段的色体片段的Pm8;黑麦的黑麦的Pm7；普通小麦的；普通小麦的Pm1,Pm2122024/6/17 周一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。132024/6/17 周一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rouch15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。142024/6/17 周一 小麦育种中常用的分子标记包括连锁标记小麦育种中常用的分子标记包括连锁标记(SSR等等)和依据基因序列开发的功能标记和依据基因序列开发的功能标记(STS 等等)两大类两大类,SNP 和和DArT 目前还仅限于有关研究目前还仅限于有关研究,全基因组选择也全基因组选择也处在研究阶段处在研究阶段,分子设计育种则是对未来育种工作的分子设计育种则是对未来育种工作的愿景设想愿景设想,要付之实践尚需相当长的时间。数量性状要付之实践尚需相当长的时间。数量性状位点位点(QTL)定位可提供位点数目、在染色体上的位置及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效应大小等重要信息,若将被定位亲本用于杂交若将被定位亲本用于杂交,可用可用标记对后代进行跟踪选择。由于小麦基因组很大标记对后代进行跟踪选择。由于小麦基因组很大,对对数量性状来说数量性状来说,要获得紧密连锁的标记并不容易。要获得紧密连锁的标记并不容易。152024/6/17 周一 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。162024/6/17 周一 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;二是分子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。172024/6/17 周一182024/6/17 周一192024/6/17 周一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19822008 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%202024/6/17 周一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。212024/6/17 周一 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。222024/6/17 周一The andARKEYARKEY Works232024/6/17 周一