小麦抗赤霉病外源种质的创制和育种利用

小麦赤霉病是危害小麦安全生产的重要病害之一,种植抗病品种是防治赤霉病最经济有效的手段。目前在生产上应用的抗源很少,越来越多的研究者将目光转移到小麦的近缘属种,寻找新的抗源以及寻求新的育种突破。携带抗性基因的外源染色体可以通过染色体工程手段以附加系、代换系和易位系等形式导入小麦。综述了将大赖草等多个小麦近缘种的抗赤霉病基因导入普通小麦、创制抗病外源种质和育种利用的最新研究进展,以期为小麦抗赤霉病育种提供参考信息。     

小麦—大赖草易位系的RFLP分析

利用辐射、花药培养及杀配子基因效应已创制出一系列小麦-大赖草易位系.为在其中找出可能的纯合易位系、明确易位所涉及的相关染色体以及易位断裂点的确切位置,利用了已被定位于小麦7个部分同源群染色体长、短两臂上的67个探针进行了RFLP分析,结果鉴定出3个纯合的易位系:T1BL*7Lr#1S、T4BS*4BL-7Lr#1S和T6AL*7Lr#1S.其中,易位系T1BL*7Lr#1S和T6AL*7Lr#1S中染色体7Lr#1的断裂点位于标记MWG808和标记ABG476.1之间,而1B和6A染色体上的断裂点都在着丝粒附近.易位系T4BS*4BL-7Lr#1S中染色体7L#1的断裂点位于标记BCD349和标记CDO595之间,4B染色体断裂点则位于标记CDO541和标记PSR164之间的长臂上.     

利用SSR标记分析云南、西藏和新疆小麦的遗传多样性

用185对SSR引物对52份中国西部特有小麦的遗传多样性进行了研究分析。在31份云南小麦材料中,共检测到488个等位变异,每一个SSR引物可检测到1至9个等位变异,平均为2.64个;平均PIC值为0.2764。在15份西藏小麦材料中,共检测到472个等位变异,每个引物可扩增出1到8个等位变异,平均为2.55个;平均PIC值为0.3082。在6份新疆小麦材料中,共检测到308个等位变异,每一个SSR引物可检测1到5个等位变异,平均为1.66个;平均PIC值为0.1944。185对SSR引物在云南、西藏和新疆小麦的21条染色体、7个部分同源群和3个染色体组上检测到的等位位点的多态性存在明显差异。云南、西藏和新疆小麦均以3B染色体较高,而1D染色体最低;在7个部分同源群中,均以第三部分同源群最高,第六部分同源群最低;在A、B和D染色体组上,均以B染色体组最高,D染色体组最低,A染色体组居中。利用185对SSR引物计算了云南、西藏和新疆小麦群体内及其群体间的遗传距离(GD)和平均遗传距离,结果显示,西藏小麦和云南小麦群体内的平均遗传距离要高于新疆小麦,而云南小麦和西藏小麦间的平均遗传距离低于两者与新疆小麦的平均遗传距离。聚类分析结果也表明,云南小麦和西藏小麦的亲缘关系较近,但两者与新疆小麦的亲缘关系相对较远。     

短柄草染色体酶解法制片技术

以六倍体短柄草为研究材料,对短柄草的染色体制片方法进行了优化,建立了一种改进的短柄草染色体酶解制片方法。试验结果表明,以45%醋酸固定液固定根尖、酶解时间2h可以获得最佳的根尖染色体制片。此方法不仅可以得到分散良好的有丝分裂中期分裂相,而且还缩短了酶解的时间,提高了制片的效率。     

利用电离辐射处理整臂易位系成熟雌配子诱导外源染色体小片段易位

簇毛麦（Haynaldia villosa）是小麦（Triticum aestivum）改良的重要遗传资源．培育小片段易位，特别是中间插入易位，有助于更好地利用外源有益基因．已报道的小麦-簇毛麦易位系大多数属于整臂易位或大片段易位．本研究以60Co-γ谢线（剂量率：1．6Gy／min，三种剂量：16．0，19．2和22．4Gy）处理整臂易位系的成熟雌配子，随后选取适龄穗子去雄套袋，2～3天后再用普通小麦品种“中国春”的新鲜成熟花粉授粉．通过M1植株根尖细胞有丝分裂中期染色体基因组原位杂交（genomic in situ hybridization，GISH），从534株M1材料中检测到97株涉及6V染色体短臂（6VS）的小片段结构变异，包括小片段中间插入易位染色体80条、末端易位染色体57条和6VS缺失55条．在22．4Gy处理中这三种结构变异的诱变频率分别为21．02％，14．01％和14．65％，远远高于已报道的结果．获得了涉及146条6VS小片段结构变异的74株M1材料的回交种子．M1植株中的小片段结构变异可通过回交传递给后代．利用电离辐射处理整臂易位系成熟雌配子是一种高效诱导染色体小片段结构变异、特别是中间插入易位的新方法．     

小麦品种梭条花叶病抗性基因遗传分析及分子标记筛选

选用3个抗梭条花叶病的小麦品种“仪宁小麦”、“徐87633”和“西风”为抗病亲本、以感病品种“镇9523”为感病亲本配制了3个杂交组合,对4个亲本及其杂种后代(F1及F2代)单株的田间抗病鉴定表明,3个抗病亲本的抗性均由核基因控制,为显性遗传方式。“仪宁小麦”和“西风”的抗性受两对表现互补效应的显性基因控制;“徐87633”的抗性受一对显性基因控制。选取涉及小麦21条染色体上的266对SSR引物在“仪宁小麦”和“镇9523”间进行筛选,其中108对引物在两亲本间表现多态。根据“仪宁小麦”ד镇9523”F2代单株的田间抗病鉴定结果,采用BSA的方法,将已初筛的108对引物在抗、感池间进行扩增,发现引物Xgwm261在抗、感池间表现多态,表明该引物与“仪宁小麦”的抗病基因连锁,并将该抗病位点初步定位于2DS上。用该标记对F2代224个单株进行PCR扩增,根据扩增结果,采用Mapmaker3.0软件计算遗传距离,结果显示,该标记与抗病位点间的遗传距离为22.9cM。     

同胞质普通小麦-纤毛鹅观草异附加系D和端体异附加系tBL的选育

用普通小麦－纤毛鹅观草双倍体与普通小麦中国春连续回交两次,然后连续自交,通过形态观察、根尖细胞染色体计数、花粉母细胞减数分裂中期Ｉ染色体配对分析及染色体Ｃ－分带,在ＢＣ２Ｆ２和ＢＣ２Ｆ３群体中,分别筛选到一个端二体异附加系９４Ｋ２２７和一个二体异附加系９４Ｋ２８０,其中Ｃ－分带显示９４Ｋ２２７添加的是纤毛鹅观草染色体Ｂ的一对长臂,９４Ｋ２８０添加的是纤毛鹅观草的一对染色体Ｄ。     

普通小麦品种Alondra＇s遗传转化体系的建立

小麦（Triticum aestivum）幼胚愈伤组织的诱导和分化再生有高度依赖基因型特征。为了建立和优化Alondra’s的高效再生及遗传转化体系,为小麦遗传转化提供更多的受体基因型,以Alondra’s的幼胚为外植体,研究了培养基种类、不同激素配比等对其幼胚愈伤组织诱导及再生的影响。结果表明,在使用N6培养基时,添加3mg·L^-1的2,4-D并附加1000mg·L^-1的CH对愈伤组织的诱导效果较好;添加4mg·L^-1的ZT、不附加IAA对愈伤组织的分化效果最好。通过构建植物表达载体pCAMBIA1301-220.6,利用基因枪法将HYG基因导入Alondra’s幼胚愈伤组织中,以建立Alondra’s的高效遗传转化体系。结果在含100mg·L^-1潮霉素的选择培养基上进行筛选、分化,获得了30棵抗性植株。经PCR检测,其中5株为阳性转基因植株,转化率为0.5%。Alondra＇s遗传转化体系的建立丰富了小麦遗传转化的基因型,为小麦品种的转基因改良和在不同背景下研究基因的功能奠定了良好的基础。     

黄淮冬麦区不同时期主推品种淀粉合成酶基因分子标记鉴定

利用普通小麦直链淀粉合成酶GBSS基因及支链淀粉关键合成酶SSⅡ基因的特异分子标记鉴定了黄淮冬麦区自20世纪50年代以来253份主推品种,发现8份品种缺失Wx-B1基因,其中5份材料（小偃168、秦麦1号、83S502、山东935031、山东928802）是新发现的缺失Wx-B1基因的小麦品种,未发现Wx-A1、Wx-D1基因缺失类型品种;所鉴定253份品种的SSⅡ基因均为野生型,未发现缺失突变类型。通过对8份缺失Wx—B1基因品种直链淀粉含量分析,发现这些品种的直链淀粉含量差异较大．变异范围为19．9％-33．0％,其中豫麦47、83S502和中育5号3个品种的直链淀粉含量较低,分别为19．9％、21．3％和26．4％,可以用于优质面条小麦品质改良。     

普通小麦品种Alondra's遗传转化体系的建立

小麦(Triticum aestivum)幼胚愈伤组织的诱导和分化再生有高度依赖基因型特征。为了建立和优化Alondra’s的高效再生及遗传转化体系,为小麦遗传转化提供更多的受体基因型,以Alondra’s的幼胚为外植体,研究了培养基种类、不同激素配比等对其幼胚愈伤组织诱导及再生的影响。结果表明,在使用N6培养基时,添加3mg·L-1的2,4-D并附加1000mg·L-1的CH对愈伤组织的诱导效果较好;添加4mg·L-1的ZT、不附加IAA对愈伤组织的分化效果最好。通过构建植物表达载体pCAMBIA1301-220.6,利用基因枪法将HYG基因导入Alondra’s幼胚愈伤组织中,以建立Alondra’s的高效遗传转化体系。结果在含100mg·L-1潮霉素的选择培养基上进行筛选、分化,获得了30棵抗性植株。经PCR检测,其中5株为阳性转基因植株,转化率为0.5%。Alondra's遗传转化体系的建立丰富了小麦遗传转化的基因型,为小麦品种的转基因改良和在不同背景下研究基因的功能奠定了良好的基础。