2018-2019小麦育种进展与分析技术应用分析报告.pptx
<p>2018-2019小麦育种进展与分析技术应用分析报告,提 纲,国际进展概况国内新挑战分子育种进展,国际进展概况,国际进展-1新技术,基因组学、基因克隆和基因编辑取得显著进展Japanese Tobacco遗传转化取得突破SNP 标记广泛应用, 分子育种效率大幅提高小麦基础研究和应用基础研究进入新时代,国际进展-2营养健康,小麦与健康关系成为热门话题,无面筋产品(gluten free)新时尚? 对产业严重负面影响乳糜泄(celiac disease)0.5-2%,与/醇溶蛋白有关,过敏症0.2-0.5%原因复杂,基因编辑改良显成效全麦粉是最佳选择, 抗性淀粉和铁锌等健康营养性状成为品质改良主体,国际进展-3新病害,赤霉病成为美国第一大病害, 加拿大、欧州加重气候变化、高感品种、玉米面积扩大和推广免耕技术是主要原因抗秆锈Ug99进展快, 麦瘟病威胁小麦生产,麦瘟病赤霉病,国际进展-4表型鉴定,节水抗旱抗热耐高温高通量表型鉴定技术如无人机等广泛应用培育广适性品种是应对气候变化的重要途径,国际合作平台,共同应对挑战,国际合作发挥更大作用国际小麦协作网Wheat Initiative提高小麦产量潜力国际协作网Wheat YieldConsortium国际小麦基因组学协作网International WheatGenome Sequencing Consortium,小麦供应潜在危机,气候有利,连年丰收,6大出口国库存占国际26%,中国库存占国际44%,(Agriculture and Horticulture Development Board),国内新挑战,小麦发展4个阶段,时期1949-571958-781979-992000-16,特点恢复增长稳定增长快速增长产量质量同步提升,技术优良地方品种高产抗锈品种与栽培半矮秆品种、栽培、责任制高产矮秆优质品种,8A,1,0,2,2,18,育种进展 矮秆与株型基因及1B/1R易位系利用,株高从120cm降到80cm,株型由松散变为紧凑千粒重从38g提高到48g1985年后重视品质改良,中麦175中麦895,北京8号,矮秆紧凑型Rht8+Rht24+TaIPA1,高秆披散型Rht 8+Taipa1,0,A,O,C,挑战-1品质,优质麦成为供给侧改革重点,强筋面包麦缺口600万吨,中强筋需求2000万吨加工品质为主,健康和营养品质研究刚刚起步全麦粉产品很少,不能满足市场需求加强品质研究与育种,挑战-2病害,赤霉病成为黄淮麦区常发病害条锈新小种V26使Yr26和Yr10丧失抗性,叶锈和白粉非常严重纹枯病成为主要病害,抗病育种缺乏有效方法病越来越多,要求多抗与兼抗,挑战-3缺水,缺水制约北方小麦发展, 气候不确定性增大2013年4月中旬安徽河南极端低温, 3000万亩减产2014年5月底35-38度高温, 北京成熟期提前7天2016年涝害穗发芽2017年5月下旬大风暴雨, 大面积倒伏品种抗多种逆境, 适应性广,挑战-4分子育种,可用标记少, 发表标记多缺乏高效检测平台, 时间长、价格高标记提供了重要知识和信息, 在育种中发挥了一定作用, 与期望有很大差距分子标记成功用于抗病和品质育种,品种偏多,同质性高, 缺乏突破性品种品种太多, 对科研、企业和农民都不利,年份20172018,国家2677,河南2752,山东1012,河北1933,国家和主产区审定品种数,生产成本高,中国小麦生产成本较美国高33%, 劳动力占成本比例比美国高32%自2000年以来, 汇率变化占国内外农产品价格差60%(周慧和王济民)成本高与国家政策、生产规模和技术有关,分子育种进展,育种技术,常规育种居主导地位, 但需改进完善分子标记成功用于品质育种兼抗型持久抗性育种节水省肥等广适性鉴定技术,用基因组学技术发掘验证基因标记60个, 占国际品质育种可用标记50%, 有效用于面筋强度和色泽改良, 18个国家应用,面筋强度色泽性状抗穗发芽等硬度等,19个标记21个标记5个标记15个标记,高通量KASP标记检测平台,高通量:2-3天完成1500份品种150个育种可用标记检测,较传统方法提高100-150倍费用:约为传统方法50%,分子育种方案,大群体, F1回交30-50穗,每组合400-500粒种子BC1F1选择农艺性状优良单株50个进行编号,每株选1穗第二次回交,根据分子检测结果安排种植计划BC2F1按照常规方法选择,中选单株随机取10粒进行分子检测, BC2F2及后续按常规方法进行, BC2F3及BC2F4中选株行结合和面仪品质测试筛选进入产量鉴定品系进行全面品质分析和基因型鉴定,分子育种显成效,中麦996、中麦998和中麦1062(豫麦34 /轮选9873)审定济麦23(豫麦34 /济麦223 )山东省审定中麦29(济麦22/师栾02-1 )河北审定中麦578 (中麦255 /济麦22)河南生产试验CA12107(中麦175 /CA0459/CA0518)北京区试CA16015(豫麦34/中麦1753)第二年产比每年10个组合, 用分子标记有效改良面筋强度与色泽,中麦998和中麦1062,轮选987供体亲本,中麦998豫麦34/3*轮选987,中麦1062豫麦34/3*轮选987(Dx5、1BL/1RS、PPO),中麦998,中麦1062,济麦23,黄淮麦区第一个用分子标记育成小麦品种, 2016通过山东省审定(与赵振东院士合作)优质高产, 2016年实打验收3.1亩, 平均亩产795.8公斤, 创国内优质麦高产记录转让鲁研公司, 正在大面积示范推广,中麦578,优质强筋, 稳定时间18 min, 延展性163 mm,面包品质突出比对照早熟3天、增产3.2%高抗条锈、叶锈和白粉病, 赤霉病中等偏轻河南省生产试验和安徽省区试, 黄淮南片和北片区试,分类苗期抗性成株抗性,特点苗期和成株期高抗, 单基因控制, 抗性易丧失苗期感、成株期抗, 3-5个微效基因, 抗性持久,成熟程度方法成熟分子与常规,基于主效基因的锈病和白粉病抗性频繁丧失, 能否有目的育成持久抗性品种?苗期抗性与成株抗性比较,条锈病,白粉病,叶锈病,兼抗型持久抗性基因,同一基因兼抗4种病害, 且为持久抗性基因Lr34/Yr18/PM38/Sr57, 抗稻瘟病/玉米大小斑病/大麦多种病害/高粱锈病与炭疽病Lr67/Yr46/Pm46/Sr55Lr46/Yr29/PM39/Sr56Lr27/Yr30/Pm48/Sr2,建立兼抗型成株抗性育种方法, 在北京和四川育成含3-5个QTL新品系和新品种100份,中国农业科学, 2011, 44: 2193-2215TAG, 2013, 126: 2427-2449Crop Science, 2014, 54: 1907-1925,对照,BFB10,BFB10,对照,BFB10,对照,高抗 叶锈病,高抗 白粉病,高抗 条锈病,减轻赤霉病危害,黄淮地区小麦玉米轮作部分改为小麦豆类轮作, 可同时减轻小麦赤霉病和玉米穗粒腐病分子标记与育种大群体相结合, 把高感品种改造成中感品种预报与农药防治,小麦赤霉病,玉米穗粒腐病,A,18,节水等广适性筛选技术,Normal planting, Oct 3, 2008,XN1376,Late planting, Nov 6, 2008,XY81,抗热性筛选,耐晚播筛选XY81,2,XN13760,O,C,高通量表型鉴定平台,速度快:8分钟完成600小区(4亩)信息收集通量高:5个光谱带信息/架次 (RGB、400-900nm)信息量丰富:生长势、持绿性、株高、叶面积指数等效率提高100倍,>6000区/1.5hr,建立3个育种站与30个新品系测试点,中麦175通过三个麦区七次审定,1995-961996-002000-012001-032003-12,年 度1994-95,F1F2- F5F6产量比较与多点鉴定中麦175区域试验与审定,主要技术,育种世代BPM27 ×京411矮秆紧凑抗病高秆节水广适,水旱交替选择诱发抗病鉴定分子标记检测品质综合评价水肥高效分析国家北部冬麦区水地(2008)国家黄淮旱肥地(2011)青海甘肃冬春麦兼作区(2012),Euphytica, 2010, 174: 303313,BMC Plant Biology, 2012, 12: 243,加工与营养品质兼优面条馒头品质达到国家优质中筋麦标准,籽粒锌含量(45.8mg/kg)超过普通品种30%, 营养价值高优质机理,面团延展性好,面条粘弹性好,面粉和成品色泽亮白,含12个优质基因,京冬8号,中麦175,85分,92分,81分,75分,中麦175水肥高效(王志敏教授),三种灌溉水平中麦175产量皆高于京冬17,六种施肥水平中麦175产量皆高于京冬17,2,中麦175在甘肃和青海代替春麦, 增产20%, 应对气候变化,20,1,8,A,O,C,0,18,A,O,C,国际合作,引进CIMMYT种质2万份, 交国家种质库保存, 鉴定后分发全国应用25个合作单位育成审定品种128个, 2002年至今累计推广3.0亿亩35个单位150人次到CIMMYT合作研究,未来重点,口粮安全、营养健康、生态绿色为总目标优质抗病节水节肥品种选育, 分子标记与常规结合栽培与植保、土肥、农机紧密结合, 扩大小麦豆类轮作面积, 为优质高效绿色生产提供技术支撑,小结,小麦生产面临品质、病害和缺水三大挑战分子标记与常规育种有机融合, 有效用于优质和兼抗型持久抗性品种培育高通量表型鉴定、水旱交替选择、多点鉴定相结合, 有效提高品种水肥利用效率和适应性加强国际合作和公立研发单位与私立种业合作,小麦育种团队,农业部、科技部和国家自然科学基金中国农业科学院创新工程,庄巧生先生指导, 国内外同行合作,抗赤霉病基因Fhb1育种标记开发验证Fhb1,PFT-I,PFT-II,1. 苏麦3号, 2. 宁麦9号,3. 西农9871,4. 小偃225. 郑麦366. 6. 鲁麦21, 7. 衡观35, 8. 宁春4号PFT-CAPS,1. 苏麦3号, 2. 宁7840, 3. 宁麦9号, 4. 宁麦135. 西农9871,6. 小偃22, 7. 郑麦9023, 8. 烟2415His-InDel,His-I,His-II,双单倍体与加代技术,双单倍体生产海南加代12月1日-1月30日,北京温室加代6月中-9月下北京春播2月5日,感谢观看,</p>