普通小麥與八倍體小偃麥雜交后代三個特殊中間材料的鑒定及選育.pdf

1、中間偃麥草(Thinopyruminternedium)是偃麥草屬的一個異源六倍體，蘊(yùn)藏著大量對小麥品種改良的有用基因。本研究為利用偃麥草的優(yōu)良基因，以普通小麥品種(川麥107)作母本與中間偃麥草雜交，再用川麥107回交，連續(xù)自交9代，在其后代選取3個育性正常和遺傳上比較穩(wěn)定的品系(AF-1，AF-2和AF-3)。運(yùn)用了形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)和分子生物學(xué)等方法探討了其遺傳基礎(chǔ)。其研究結(jié)果主要如下： 1、抗病分析表明

2、：小麥品種川麥107表現(xiàn)為高感白粉病和條銹病，AF-1對白粉病病菌免疫，AF-2表現(xiàn)出對條銹病免疫和高抗白粉病特征。盡管國內(nèi)外對于中間偃麥草的抗白粉病和條銹病基因研究較多，但是目前為止還沒有真正來自偃麥草而被命名的抗條銹病和白粉病基因。結(jié)合前人研究結(jié)果以及本研究材料的遺傳背號和本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：AF-1可能攜帶一個新的抗白粉病基因；AF-2上可能攜帶一個新的抗條銹病基因。 2、通過對這些品系的根尖染色體計數(shù)和花粉母細(xì)胞染色體行為的

3、觀察，發(fā)現(xiàn)品系A(chǔ)F-1根尖染色體數(shù)目為42條染色體，AF-2和AF-3根尖染色體數(shù)目均為44條；花粉母細(xì)胞中期IAF-1染色體配對行為為21個二價體，AF-2和AF-3都為22個二價體，都沒有單價體和多價體。它們分別與其小麥親本川麥107回交發(fā)現(xiàn)，與AF-2和AF-3的回交后BCl有1個單價體。由此可以確定品系A(chǔ)F-1、AF-2和AF-3在細(xì)胞學(xué)上已經(jīng)穩(wěn)定，而且AF-2和AF-3可能為各自附加了一對中間偃麥草的染色體。 3、以擬

4、鵝觀草總基因組DNA標(biāo)記探針，中國春總基因組DNA為封阻對材料AF-1、AF-2和AF-3進(jìn)行基因組原位雜交分析，結(jié)果顯示AF-1是一個小片段易位系；AF-2和是一個中間偃麥與普通小麥的二體異附加系，且附加的染色體來自中間偃麥草的E染色體組；AF-3為中間偃麥草與普通小麥的一個二體異附加系，且附加的染色體應(yīng)該來自St染色體組。 4、利用SDS-PAGE對AF-1進(jìn)一步進(jìn)行分析，以綿陽11、中國春、川麥107、中間偃麥草和長穗偃麥

5、草作為對照，發(fā)現(xiàn)AF-1引入了來自中間偃麥草的一個特征條帶Glu-Ai，從而進(jìn)一步說明中間偃麥草的遺傳物質(zhì)被插入(易位)到了該品系中，并且得到了表達(dá)，同時還產(chǎn)生了新的谷蛋白亞基條帶，豐富了普通小麥的高分子谷蛋白亞基。 5、選用已被定位在小麥7個部分同源群21條染色體上的144對SSR引物，對AF-2、川麥107、中間偃麥草進(jìn)行鑒定。引物Xgwm382-2D能在中間偃麥草和AF-2中擴(kuò)增出一條約90bp的特征條帶，而川麥107中不

6、含有此帶。表明該引物可能是所附加的中間偃麥草染色體的特異標(biāo)記。由于該引物位于小麥的2D染色體上，所以推斷AF-2可能是附加了中間偃麥草第二同源群的染色體。 6、對這些品系農(nóng)藝性狀進(jìn)行考察發(fā)現(xiàn)：AF-2還表現(xiàn)出稈細(xì)，蠟質(zhì)、葉窄，籽粒細(xì)長等類似中間偃麥草的形態(tài)特征；AF-3則表現(xiàn)矮稈(48cm)、葉寬等性狀。這對于遺傳分析和特殊性狀基因的定位提供了良好的中間材料。而AF-1是一個小片段易位系，對白粉病免疫，其它農(nóng)藝性狀接近小麥親本，

7、便于直接用于小麥生產(chǎn)，是小麥育種過程的難得的寶貴資源材料。 綜上可知，抗白粉病品系A(chǔ)F-1為中間偃麥草與普通小麥的一個小片段插入(或易位)系，抗病分析和SDS-PAGE表明插入的片段很有可能來自中間偃麥草第一同源群，極有可能攜帶一個新的抗白粉病基因；AF-2兼抗小麥條銹病和白粉病，根據(jù)GISH、SSR和形態(tài)學(xué)觀察，極有可能附加了中間偃麥草2E染色體，而目前為止未見中間偃麥草2E上有抗條銹病基因的報道，因此AF-2上極有可能也是一