近日,糧作所小麥遺傳育種團隊在國際期刊《Agronomy》發表了關于小麥品質分子標記選擇體系(Quality Molecular Marker Selection System,QMMS)的研究成果(DOI: 10.3390/agronomy15112494)。團隊通過整合前期籽粒蛋白質含量、籽粒硬度、高分子量麥谷蛋白亞基等核心品質性狀相關研究結果,成功構建小麥QMMS,以約 5 元 / 樣本的低成本、高通量優勢,破解傳統品質育種盲目低效的難題,為我國專用小麥精準培育提供關鍵技術支撐。該研究得到河南農業大學、揚州大學、江蘇里下河地區農業科學研究所、江蘇省鎮江市農業科學院、江蘇瑞華農業科技有限公司等單位的大力支持。

小麥作為全球核心糧食作物,其品質改良直接關系糧食安全與農產品附加值提升。《國家級小麥品種審定標準(2024年修訂)》將小麥明確分為強筋、中強筋、中筋、弱筋四類專用型品種,但傳統育種依賴成熟期表型鑒定,存在周期長、成本高、易受環境干擾等局限,嚴重制約專用小麥的選擇效率。
QMMS 整合 7 個關鍵遺傳位點,包含 3 個 KASP 標記和 2 個雙重 KASP (dKASP)標記,精準靶向籽粒蛋白質含量、籽粒硬度、高分子量麥谷蛋白亞基等核心品質性狀,實現多性狀同步檢測。該體系依托 KASP 技術平臺,可在小麥苗期完成篩選,不受環境影響,通過同時開展多基因選擇,解決單一性狀改良導致的品質不穩定問題。

代表性品種鑒定:成功區分 40 份國內外代表性品種,強筋品種(如新麥26、西農979、鄭麥366、煙農19等)和弱筋品種(如寧麥 9 號、揚麥 13、揚麥20等)均能通過有利等位基因數量精準界定。

育種材料篩選:從 445 份育種材料篩選出27 份強筋候選材料,48.15% 的材料達強筋或中強筋標準,且性狀隨有利等位基因聚合數量顯著提升。

中間材料鑒定:檢測長江中下游 236 份區域試驗材料,15.25% 的品系攜帶 5 個以上強筋有利等位基因,其品質表現與官方品質檢測報告結果高度一致,同時發現部分優質關鍵基因利用率不足 30%,為品質育種改良提供了指導。
技術服務落地:為揚州大學、江蘇里下河地區農業科學研究所、江蘇省鎮江市農業科學院、江蘇瑞華農業科技有限公司等4家合作單位提供技術服務,成功篩選出273份強筋候選材料和27份弱筋候選材料,與各單位當前育種目標高度匹配,為其優質材料篩選提供直接數據支持。
QMMS 可廣泛應用于小麥育種全流程,大幅縮短育種周期、降低成本,為專用小麥培育提供指導。
江蘇省農業科學院小麥遺傳育種團隊長期致力于小麥品質改良、抗病育種等重要研究方向,聚焦優質高產綠色小麥新品種培育與分子育種技術創新,已成功構建小麥產量(https://doi.org/10.1002/csc2.21241)、抗赤霉病(https://doi.org/10.1094/PDIS-10-24-2115-RE)等分子標記選擇體系,助力小麥精準育種。
論文鏈接:https://doi.org/10.3390/agronomy15112494