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小麦第一节 小麦遗传育种概述小麦属禾本科(Poaceae)，小麦族 (Triticeae dumort)，小麦属(Triticum L.)小麦属包括一系列的多倍体物种：二倍体(2n=2x=14) ，四倍体 (2n=4x=28)， 六倍体(2n=6x=42)，现在被人类广泛种植的普通小麦(T. aestivum L.)为六倍体，染色体组为 AABBDD，染色体数42小麦的遗传特点 （3 点）一）普通小麦染色体组的多倍性 染色体组为 A、B 、D 3 个染色体组，每个染色体组均为 7 条染色体，共计 42 条染色体二）普通小麦染色体的部分同源性1、 A、B 、D 的供体可能起源于共同的祖先2、复等位基因(如：粒色) 广泛存在，性状变异幅度增大；3、在每一个部分同源染色体群中可以出现染色体数量和染色体片断的增减，因此通过染色体工程可以创造出缺体、单体、端体、三体、四体等染色体的数量变异和缺失、重复、倒位、易位等染色体的结构变异三）小麦的核外基因组 叶绿体 DNA(cpDNA)线粒体 DNA(mtDNA)：对细胞质不育的控制作用 遗传特点: 母体遗传区划第二节 小麦种质资源1. 国内种质资源的搜集－征集、考察中国是六倍体小麦的次生起源中心。

我国小麦栽培的类型主要是普通小麦，其次为圆锥小麦和密穗小麦；特有的小麦品种资源——云南小麦、西藏半野生小麦和新疆小麦2、国外种质资源的搜集与保存－引种3、种质资源的保存－种植保存、贮藏保存种质资源的评价和利用：我国小麦与世界各国比较，具有早熟、多花多实及某些特殊抗逆特性特点1. 抗病种质资源的筛选和利用2. 优质种质资源的评价和利用 蛋白质含量不低：子粒蛋白质含量平均为 12.57％缺乏强筋力适于制作面包的硬质小麦和弱筋力适于饼干、蛋糕用的软质小麦，即“中间大，两头小” ；普遍缺乏 5＋10 等优质亚基，但小偃 6 号（含 14＋15 优质亚基）等优质小麦3、种质资源的利用： 直接利用 :地方品种平原 50、间接利用:作为选择育种的基本材料和杂交育种的亲本我国种质资源创新的手段主要有：品种间杂交(矮源和抗源 ); 不同种属之间的杂交－远缘杂交;诱发变异第三节 小麦主要性状的遗传分析一、小麦的形态特征 1．分类标志， （划）分变种（时） ，主要根据芒性，颖色，粒色2． F1 判别杂种真伪，如白穗×红穗--？3．判别杂种后代的稳定一致性4．良繁中判别株行的典型性，一致性，鉴定品种纯度5．间接选择的性状，如幼苗匍匐-抗寒，红粒-抗穗发芽等。

6．育种目标性状，如株高，茎粗、粒色、叶相一）芒性分无芒、顶芒、有芒三类二）颖壳白、黄、棕、红、黑三）籽粒1、粒色：有白、红、紫，红皮对白皮为显性红色通透性差，皮厚，休眠期长，抗穗发芽；种皮多从四倍体物种转移给六倍体小麦，呈显性蓝色胚乳是由长穗偃麦草的基因决定的2、籽粒硬度籽粒硬度的定义－－破碎籽粒时所受到的阻力，即破碎籽粒时所需要的力硬质的优点：制粉中可以得到大量制高级粉用的粗粉；制品流动性好；出粉率高；一般面筋好、色泽好（不绝对）根据籽粒硬度可划分为 3 大类：六倍休硬麦、六倍体软麦和杜伦麦（durum ）根据角质率分为两类，角质率在 70%以上者为硬质小麦，其余为软质小麦二倍体（AA）全是极软；四倍体（AABB）全是极硬；六倍体（AABBDD）, 从极硬――极软的一系列四) 茎 杆1、黄色、紫色黑麦的 3R 或 4R 与小麦置换或易位（染色体片断） ，也可引起小麦紫杆2、茎秆质地：空心、实心与抗倒伏、抗麦杆蝇有关；不同节位茎秆质地有差异一般硬粒小麦全部实心，园锥小麦穗下节实心，普通小麦多数空心，也有茎部或穗下节间实心或部分实心五）叶部性状 1、胚芽鞘：红（紫） 、绿2、叶毛3、蜡质：蜡质的主要成分？其有无及轻重与哪些性状有关？六）穗 形二、高产性状一）产量结构 高产品种结构三种类型（1000 斤/亩）：多穗型：（50-60 万穗）×（25-30 粒/ 穗）×（36-40 克/千粒） 大穗型：（28-35 万穗）×（40 粒/ 穗） ×（40-45 克/千粒）中间型：（40-45 万穗）×（30-35 粒/ 穗）×（40 克/千粒）新春 39 号亩产 680 公斤产量构成：（48 万穗 /亩） ×（33 粒/穗） ×（50 克/千粒）哪种产量构成？二）株 高国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)按控制株高基因数将小麦分成 3 种:1)单基因矮杆,95-105cm;2)双基因矮杆,75-95cm;3)三基因矮杆,65-75cm.中国小麦育种工作者的分级:1)80cm 以下为矮杆 ,2)80.1-99.9cm 为半矮杆,3)100cm 为高杆品种理想株型：矮、独杆、少而小的直立叶，有芒大穗，繁茂种子根等。

三、生理特性一）早熟性 1、早熟的形态标志－抽穗期 2、早熟性的遗传特性--受多基因控制，并广泛分布于每个染色体上多以加性效应为主h2 较高，达 70%早代有选择效果二）抗旱性 1、 抗旱性的类别：有避旱（escape） 、免旱（ avoidance）和耐旱（tolerance）三类型2、抗旱品种的形态特征：植株繁茂，节间较长，茎较细，叶长而窄分蘖较早，较多，分蘖生长快而集中，分蘖成穗率高根系发达，根系分布广，吸收能力强3、抗旱鉴定的方法：直接鉴定：田间或盆栽观察形态（干叶、卷叶、干芒） ，生长发育（生长速率，开花早晚） ，灌浆饱满度；间接鉴定：室内鉴定叶片含水量，叶片持水力，叶片水势三）抗寒性 1、抗寒品种形态指标：幼苗葡伏，叶片较窄，叶色较浓，冬前分蘖多，分蘖节深而大，叶鞘及分蘖节含糖量较高小麦抗寒性与冬春性关系密切四）抗锈性抗锈性：垂直抗性 主效基因控制的质量性状遗传遗传率较高， 早代应注意选择第四节 小麦育种途径和方法一、育种途径和方法1、引种2、系统选育3、杂交育种*4、远缘杂交 5、诱变育种6、单倍体及其利用7、杂种优势利用二、杂种优势利用细胞质不育或核质互作不育、两系法 不育系和父本系（ T 型、K 型、V 型不育体系） 光温敏不育两系法（短日、低温―雄性不育，用于制种；长日、适温―雄性可育，用于不育系繁殖）化学杀雄法－CHA第五节 小麦品质育种小麦品质：小麦品种对某种特定最终用途(end use)和产品的适合和满足程度。

越能适合于某、种特定的最终用途，或满足制造某种面食品要求的程度愈好，这种小麦就可称之为适合某种特定用途，或制造某种食品的优质小麦三、小麦品质的评价一）营养品质(Nutrition Quality蛋白质(Protein)：胚占 3.5％，胚乳占 72.0％，糊粉层占 15.0％，盾片占 4.5％，果皮和种皮占 4.0％; 氨基酸(Amino Acid)：赖氨酸是第一限制性氨基酸，平均在 0.36％左右; 淀粉(Starch) ：最重要的碳水化合物胚乳中，约占小麦籽粒重的 57％－67％，面粉重的67％，占胚乳重量的 70％ 分为直链淀粉和支链淀粉两种类型糊化－在受热条件下，水溶液中淀粉颗粒破裂，直链淀粉从颗粒中流稀出来，使淀粉悬浊液逐渐变成粘稠的糊浆，产生典型的强黏性，这个过程叫做淀粉的糊化(gelatinization)凝沉－糊浆冷却后粘度还会增加，变成弹性凝胶状，这个过程叫做淀粉的凝沉(retrogradation)白度值与籽粒皮色、质地软硬、面粉粗细和含水量等有关通常软质小麦的粉色比硬质小麦的粉色浅面粉过粗、含水量过高都会使面粉白度下降面筋 (Glutenin)概念：当面粉加水和成面团时，二者互相按一定规律结合，形成一种结实并具有弹性的像海绵一样的网络结构，即面筋骨架（glutenin net） 。

主要成分是醇溶蛋白和麦谷蛋白一定量面粉在量筒内与弱酸介质混合均匀，一定时间内蛋白质吸水膨胀所形成的悬浮沉淀数量的多少，以 mL 表示是衡量面粉烘烤品质的一个重要指标第六节 2 1 世纪小麦遗传育种工程技术展望一、细胞工程育种 花药培养原生质体培养体细胞杂交体细胞无性系变异一）花药培养技术---通过离体培养技术使小孢子脱分化，发育成愈伤组织或胚状体，进而再生出单倍体植株的技术组织培养的优点:生产无病毒种苗( Virus free) 迅速的繁殖种苗 优良品种的保存 球茎大麦技术小麦×球茎大麦→幼胚→单倍体（小麦）利用小麦与亲缘较远物种如玉米、高粱、大麦、摩擦禾等杂交胚发育过程中外源染色体被排除掉的特性，通过杂种幼胚离体培养后分化出单倍体绿苗远缘花粉在异种母本上常不能正常受精，但有时能刺激母本卵细胞自行分裂，诱导孤雌生殖体细胞无性系变异(somaclonal variation)是指由组织培养物再生植株所表现出的变异二）染色体工程育种染色体工程包括:染色体结构的改变； 染色体数目的改变三）基因工程指人们按照预先设计的生物施工蓝图，把需要的目的基因经过体外切割、拼接与重新组合，然后引入受体细胞，并使其在受体内进行复制、表达，按要求改变受体细胞的遗传特性，然后由转化细胞再分化成具有预期新性状的工程植株过程：目的基因的克隆、限制酶截取 DNA 片断、分离大肠杆菌中的质粒、DNA 重组、用重组质粒转化大肠杆菌小麦基因工程可分为 3 个部分：目的基因的分离、纯化和体外重组；遗传转化，包括将目的基因引入受体细胞并使其转化、转化体选择与植株再生等；转化植株的鉴定与利用遗传转化：基因枪转化法；电激法、根癌农杆菌介导的遗传转化 ；花粉管通道法四）分子标记辅助选择育种1、遗传标记辅助选择必须具备三方面的要求：标记必须与目标性状共分离或紧密连锁；能够对大群体进行筛选、评价；技术要可靠，重复性好，经济，对人类无害。

2、遗传标记的类型：形态标记生化标记分子标记3、分子标记的优越性：直接以 DNA 的形式表现，在植物各组织、器官、各发育时期均可检测，完全不受季节、环境及材料的限制；分子标记数目极大，遍及整个基因组；多态性高；分子标记不影响目标性状的表达，与不良性状无必然的连锁关系；有许多分子标记呈现简单孟德尔遗传，表现为共显性，能够有效识别纯合基因型与杂合基因型；分子标记间无干扰，可同时利用很多种分子标记对很多个目标性状进行选择4、分子标记在小麦遗传育种中的应用：绘制指纹图谱，检测种子质量，保护知识产权；对骨干亲本进行分类，确定亲本间的遗传关系，科学配置杂交组合；种质资源创新与鉴定；杂交后代目标性状的鉴定筛选本专题复习题简述小麦的遗传特点小麦种质资源的搜集与保存的方法有那些？ 小麦早熟的形态标志是什么？小麦抗旱鉴定的方法有那些？简述小麦籽粒硬度的概念、分类及遗传方式小麦育种途径和方法有那些？小麦品质的概念及分类？ 简述面筋的概念及主要成分简述小麦外源基因遗传转化的方法水稻1、水稻 ：禾本科，稻属 栽培稻：二倍体，AA ，24 条2、丁颖依形态、地理分布，分 4 组：普通野生稻、颗粒野生稻、紧穗野生稻、长喙野生稻3、中国有三种野生稻：普通野生稻、药用野生稻、疣粒野生稻4、种质资源的利用和育种：矮源、抗源、野生稻资源、育性亲和源5、我国常规水稻育种：纯系育种 ；杂交育种 ；诱变育种 ；花培育种和生物技术育种。

6、近期水稻育种主要方向：南方早籼尤其是长江中下游早籼品质;培育适宜于省工、省力、增效的轻型栽培新品种：抛秧、旱育稀植、直播加化学除草、工厂化育秧等;超高产育种;用途多样化品种选育：饲料用、加工用等多用途水稻进行分流;抗主要病虫害和不良土壤环境育种;加强高新技术在水稻上的应用研究：创建新种质，转育抗性基因、高氨基酸、高色氨酸基因和抗除草剂基因7、优良的不育系必须具备的三个条件：雄性不育性稳定，不育率 99.5％以上；较易选得较多的良好恢复系；具良好的花器和开花习性，雄性不育株的获得：② 大田自然群体中寻找;②远缘杂交获得雄性不育系的转育：测交筛选与连续成对回交，不育系的完全核置换与同型保持系的稳定同步完成 8、优良的恢复系必须具备：恢复性强而。