小麥—簇毛麥6VS-6AL易位染色體的遺傳效應研究.pdf

1、小麥白粉病是由白粉菌(Erysiphe graminis Dc.f.sp tritic Marchal)引起的世界性真菌病害，培育抗性品種是控制白粉病的有效途徑。南京農業(yè)大學細胞遺傳所選育的小麥一簇毛麥6VS/6AL，易位系帶有目前對小麥白粉病抗性最強，抗譜最廣的基因Pm21，已作為抗源選育出一批高抗白粉病的新品種和新品系。可以預見6VS/6AL及其衍生系將在我國小麥抗病育種和生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。系統(tǒng)深入研究小麥背景中6VS/6AL易位

2、染色體的檢測、鑒定方法以及6VS/6A易位染色體在不同小麥背景中的遺傳傳遞及其對普通小麥農藝性狀和品質性狀的遺傳效應，對于充分利用外源染色體攜帶的有用基因具有十分重要的意義。 外源基因的有效轉移與利用，在很大程度上依賴于對導入小麥背景中的外源染色體或染色體片段的準確鑒定。本研究利用白粉病抗性鑒定、染色體C-分帶、熒光原位雜交(FISH)和STS-PCR分子標記等方法，對征集的22份國內育種單位及本課題組用6VS/6AL易位系做親

3、本育成的高代品系和新品種進行了6VS/6AL易位染色體的鑒定并對幾種鑒定方法進行了比較。結果表明，在這22份材料中共有18份材料含有純合6VS/6AL易位染色體，可以用來研究外源染色體對小麥農藝性狀和品質性狀的影響。對多數(shù)育種者來說，在鑒定6VS/6AL易位染色體的方法中，以PCR為基礎的STS-PCR分子標記是一種快速有效的檢測方法，最易于在小麥育種中進行標記輔助選擇。 本研究選用6組21份含有純合6VS/6AL易位染色體的高

4、代品系和新品種及其輪回(雜交)親本，以及3份含有雜合6VS/6AL的高代品系和5個用6VS/6AL易位系作親本組配的雜交F<,2>群體為試驗材料，研究了6VS/6AL易位染色體在不同小麥遺傳背景中對小麥農藝性狀和品質性狀的影響。結果表明，在農藝性狀方面，利用6VS/6AL易位系做抗源親本選育高代品系時，6VS/6AL易位染色體對后代品系的農藝性狀諸如產(chǎn)量性狀、小穗數(shù)、穗粒數(shù)和穗粒重等沒有表現(xiàn)出明顯的影響，對旗葉面積和千粒重表現(xiàn)出了一定的

5、正向效應。多數(shù)6VS/6AL后代品系的株高與親本相比有所增加，但在同一組合的不同品系之間表現(xiàn)出了一定的差異，說明在育種過程中對株高的選擇具有重要的作用。在品質性狀方面，6VS/6AL，易位染色體對籽粒容重和出粉率有一定的負向效應，在用6VS/6AL，易位系進行抗病育種過程中應該注重對這幾個性狀的選擇。6VS/6AL對沉降值和面團強度有一定的正向效應，含有6VS/6AL的后代品系與其親本相比拉伸面積和最大抗拉伸阻力明顯提高。6VS/6AL

6、易位對籽粒硬度、籽粒蛋白質含量、和面特性以及粉質參數(shù)不會產(chǎn)生明顯的影響。含6VS/6AL的高代品系與其親本相比大多數(shù)品系在淀粉糊化特性的各項指標有所下降，但淀粉糊化特性在不同遺傳背景與環(huán)境之間有一定的變異，通過合適的選擇可以避免淀粉糊化特性的下降。6VS/6AL易位系對白粉病免疫，并且遺傳穩(wěn)定，對小麥的加工品質沒有明顯的影響，對小麥的抗病育種將是很好的抗源親本。利用高抗白粉病的普通小麥-簇毛麥6VS/6AL易位系92R137與不抗白粉病

7、的栽培品種百農64、百農9310、邯5310、小偃54、淮麥20、徐麥856進行雜交，并用這些品種分別與雜種F<,1>進行正反回交.對雜種F<,1>的花粉母細胞減數(shù)分裂中期I的細胞學行為進行觀察，結果表明：在減數(shù)分裂中期I易位染色體6VS/r6AL通常以6AL與6A染色體配對形成棒狀二價體.各雜種F<,1>高抗白粉病，在F<,2>中有69.0％-74.0％植株抗白粉病，表明位于6VS上的抗白粉病基因Pm21在不同小麥背景中呈顯性單基因遺

8、傳.由于6VS與6AS在通常情況下不發(fā)生配對交換，因此可通過白粉病抗性鑒定并結合利用6VS上的分子標記來跟蹤6VS/6AL易位染色體的傳遞.測交結果表明，在不同小麥背景中6VS/6AL易位染色體能夠正常傳遞。6VS/6AL易位染色體通過雌配子的傳遞率為49.2％(45.8％-54.9％)，通過雄配子的傳遞率為44.7％(43.1％-46.8％)，均接近50％的理論值。但在各組合中，6VS/6AL易位染色體通過雄配子的傳遞率均低于雌配子的