近日,粮作所小麦遗传育种团队在国际期刊《Agronomy》发表了关于小麦品质分子标记选择体系(Quality Molecular Marker Selection System,QMMS)的研究成果(DOI: 10.3390/agronomy15112494)。团队通过整合前期籽粒蛋白质含量、籽粒硬度、高分子量麦谷蛋白亚基等核心品质性状相关研究结果,成功构建小麦QMMS,以约 5 元 / 样本的低成本、高通量优势,破解传统品质育种盲目低效的难题,为我国专用小麦精准培育提供关键技术支撑。该研究得到河南农业大学、扬州大学、江苏里下河地区农业科学研究所、江苏省镇江市农业科学院、江苏瑞华农业科技有限公司等单位的大力支持。

小麦作为全球核心粮食作物,其品质改良直接关系粮食安全与农产品附加值提升。《国家级小麦品种审定标准(2024年修订)》将小麦明确分为强筋、中强筋、中筋、弱筋四类专用型品种,但传统育种依赖成熟期表型鉴定,存在周期长、成本高、易受环境干扰等局限,严重制约专用小麦的选择效率。
QMMS 整合 7 个关键遗传位点,包含 3 个 KASP 标记和 2 个双重 KASP (dKASP)标记,精准靶向籽粒蛋白质含量、籽粒硬度、高分子量麦谷蛋白亚基等核心品质性状,实现多性状同步检测。该体系依托 KASP 技术平台,可在小麦苗期完成筛选,不受环境影响,通过同时开展多基因选择,解决单一性状改良导致的品质不稳定问题。

代表性品种鉴定:成功区分 40 份国内外代表性品种,强筋品种(如新麦26、西农979、郑麦366、烟农19等)和弱筋品种(如宁麦 9 号、扬麦 13、扬麦20等)均能通过有利等位基因数量精准界定。

育种材料筛选:从 445 份育种材料筛选出27 份强筋候选材料,48.15% 的材料达强筋或中强筋标准,且性状随有利等位基因聚合数量显著提升。

中间材料鉴定:检测长江中下游 236 份区域试验材料,15.25% 的品系携带 5 个以上强筋有利等位基因,其品质表现与官方品质检测报告结果高度一致,同时发现部分优质关键基因利用率不足 30%,为品质育种改良提供了指导。
技术服务落地:为扬州大学、江苏里下河地区农业科学研究所、江苏省镇江市农业科学院、江苏瑞华农业科技有限公司等4家合作单位提供技术服务,成功筛选出273份强筋候选材料和27份弱筋候选材料,与各单位当前育种目标高度匹配,为其优质材料筛选提供直接数据支持。
QMMS 可广泛应用于小麦育种全流程,大幅缩短育种周期、降低成本,为专用小麦培育提供指导。
江苏省农业科学院小麦遗传育种团队长期致力于小麦品质改良、抗病育种等重要研究方向,聚焦优质高产绿色小麦新品种培育与分子育种技术创新,已成功构建小麦产量(https://doi.org/10.1002/csc2.21241)、抗赤霉病(https://doi.org/10.1094/PDIS-10-24-2115-RE)等分子标记选择体系,助力小麦精准育种。
论文链接:https://doi.org/10.3390/agronomy15112494