普通小麥-冰草6P染色體缺失系和易位系創(chuàng)制與遺傳分析.pdf

1、普通小麥（Triticum aestivum L.,2n=6x=42,AABBDD）遺傳基礎(chǔ)狹窄限制了其產(chǎn)量的提高和品質(zhì)的改良。冰草（Agropyron cristatum.,2n=4x=28,PPPP）6P染色體攜帶有多花多粒產(chǎn)量相關(guān)性狀，以及抗葉銹、白粉等抗病基因，將其導(dǎo)入普通小麥?zhǔn)窃黾有←溸z傳多樣性、增強(qiáng)小麥抗病性、提高小麥產(chǎn)量的有效途徑。本研究以小麥-冰草6P二體異附加系4844-12為基礎(chǔ)材料，通過(guò)γ射線(xiàn)輻照的方法，利用分子細(xì)

2、胞遺傳學(xué)技術(shù)，創(chuàng)制冰草6P染色體缺失系和小麥-冰草6P異源易位系。
　　1、一種高效誘導(dǎo)小麥-冰草6P異源易位方法：通過(guò)選擇合適的誘變參數(shù)（輻照劑量為20 Gy，劑量率為0.5 Gy/min），對(duì)處于開(kāi)花期的小麥-冰草6P二體異附加系4844-12植株進(jìn)行輻照，對(duì)獲得的誘變后代進(jìn)行基因組原位雜交檢測(cè)（GISH），從中篩選小麥-冰草6P易位系，易位頻率超過(guò)10％。
　　2、冰草6P染色體分子標(biāo)記圖譜構(gòu)建：利用高效誘導(dǎo)小麥-冰草

3、異源易位方法，獲得了一系列冰草6P染色體缺失系和小麥-冰草6P易位系，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了冰草6P染色體分子標(biāo)記圖譜。本研究將255個(gè)6P特異STS標(biāo)記定位到31個(gè)染色體區(qū)段上：119個(gè)STS標(biāo)記將6P短臂劃分為14個(gè)區(qū)段，136個(gè)STS標(biāo)記將6P長(zhǎng)臂劃分為17個(gè)區(qū)段。同時(shí)，將13個(gè)6P特異SLAF標(biāo)記定位到相應(yīng)染色體區(qū)段上，其中3個(gè) SLAF標(biāo)記被定位到6P短臂，10個(gè)SLAF標(biāo)記位于6P長(zhǎng)臂。
　　3、冰草6P染色體缺失系的獲得

4、與分類(lèi)：利用殺配子染色體和輻照誘導(dǎo)的方法，獲得31個(gè)冰草6P染色體缺失系。通過(guò)GISH與分子標(biāo)記圖譜檢測(cè)方法，根據(jù)攜帶6P遺傳成分的異同，將31個(gè)缺失株系劃分為18個(gè)類(lèi)型：8個(gè)長(zhǎng)臂缺失系（短臂端體）、5個(gè)長(zhǎng)臂末端缺失系（含6P短臂）、1個(gè)長(zhǎng)臂臂間缺失系（含6P短臂）、3個(gè)長(zhǎng)臂末端缺失系（不含6 P短臂）、2個(gè)長(zhǎng)臂臂間缺失系（不含6P短臂）；6個(gè)短臂缺失系（長(zhǎng)臂端體）、5個(gè)短臂末端缺失系（含6P長(zhǎng)臂）和1個(gè)短臂末端缺失系（不含6P長(zhǎng)臂）。

5、目前，已獲得自交 F7、M7和 M3代自交世代、BC3F1回交世代及BC2F2回交自交世代種子。
　　4、小麥-冰草6P異源易位系的分子細(xì)胞學(xué)檢測(cè)：通過(guò)高效誘導(dǎo)方法，本研究獲得一系列小麥-冰草6P易位系，通過(guò)多代回交與檢測(cè)，目前得到66個(gè)小麥-冰草6P易位系，最高回交世代為BC3F1代，回交自交BC2F2代。對(duì)其中31個(gè)易位株系進(jìn)行了FISH與分子標(biāo)記檢測(cè)：共涉及小麥6個(gè)部分同源群的12條染色體與冰草6P染色體發(fā)生重組：17、5和

6、9個(gè)株系與小麥 A、B和D組染色體發(fā)生易位，參與易位的小麥染色體有1A、4A、5A、6A、7A、1B、5B、7B、1D、3D、5D和6D。31個(gè)易位株系攜帶6P染色體不同/重疊區(qū)段，覆蓋整條6P染色體：15個(gè)易位株系攜帶6P短臂或部分短臂區(qū)段，9個(gè)株系攜帶6P長(zhǎng)臂或部分長(zhǎng)臂區(qū)段，7個(gè)易位株系同時(shí)攜帶6P短臂和長(zhǎng)臂部分區(qū)段。并且，對(duì)7個(gè)整臂易位系和1個(gè)著絲粒融合小片段易位系進(jìn)行了著絲粒鑒定：4個(gè)整臂株系攜帶冰草著絲粒，3個(gè)整臂易位株系攜帶

7、小麥著絲粒，1個(gè)著絲粒融合小片段易位系同時(shí)攜帶冰草和小麥著絲粒，為雙著絲粒易位。
　　5、冰草6P染色體缺失系和小麥-冰草6P易位系農(nóng)藝性狀初步分析：通過(guò)對(duì)6P染色體缺失系多代穗部性狀調(diào)查，長(zhǎng)臂端體結(jié)實(shí)要好于短臂端體，推測(cè)6P染色體長(zhǎng)臂攜帶有控制多粒性狀的主效位點(diǎn)；31個(gè)小麥-冰草6P易位系中4個(gè)易位株系表現(xiàn)高穗粒數(shù)、1個(gè)易位株系表現(xiàn)高千粒重、3個(gè)易位株系同時(shí)表現(xiàn)高穗粒數(shù)和高千粒重性狀。除產(chǎn)量相關(guān)性狀外，利用冰草6P染色體缺失系，

8、將6P來(lái)源的抗葉銹病基因定位到短臂末端區(qū)6PS-0.81-1.00。15個(gè)攜帶該區(qū)段的小麥-冰草6P易位系對(duì)葉銹病表現(xiàn)為抗病。
　　本研究建立了一種高效誘導(dǎo)小麥-冰草6P異源易位方法，為小麥與其他近緣植株基因組間異源易位系的創(chuàng)制提供借鑒；構(gòu)建了冰草6P染色體分子標(biāo)記圖譜，為小麥背景下6P特定染色質(zhì)區(qū)段的快速追蹤與檢測(cè)提供分子標(biāo)記；獲得的冰草6P染色體缺失系，為6P優(yōu)異基因的染色體區(qū)段定位及結(jié)構(gòu)與功能分析提供遺傳材料；創(chuàng)制了不同類(lèi)型