小麦远缘杂交现状、抗病基因转移及利用研究进展

小麦近缘植物中含有丰富的抗病、抗逆和抗虫等基因,是小麦育种的优异基因源。通过远缘杂交可以将近缘植物优异基因转移给小麦,创制包括双二倍体或部分双二倍体、附加系、代换系和易位系等在内的小麦-近缘植物异染色体系。这些含小麦近缘植物血缘的异染色体系是研究物种染色体行为与进化、基因定位与作图的重要素材,也是拓宽小麦的遗传基础、抵御小麦重要病虫害、增加小麦产量和提升小麦品质的重要物质基础。为了更加清晰地了解小麦远缘杂交概况及小麦近缘植物抗病基因向小麦的转移,也为今后小麦远缘杂交研究和种质资源的开发利用提供参考,文中对小麦族物种分类、小麦远缘杂交的定义与意义、小麦族山羊草属、黑麦属、偃麦草属、簇毛麦属、冰草属、大麦属、披碱草属、赖草属、新麦草属以及旱麦草属物种与小麦远缘杂交现状和异染色体系创制情况进行了概括,并对来源于小麦近缘植物被正式命名的17个抗条锈病基因、35个抗叶锈病基因、30个抗秆锈病基因、41个抗白粉病基因、3个抗赤霉病基因、1个抗麦瘟病基因、1个抗叶枯病基因、1个抗颖枯病基因、4个抗褐斑病基因、2个抗眼斑病基因、1个抗梭条花叶病基因、2个抗线条花叶病基因和2个抗禾谷类黄矮病基因向小麦的转移情况及其所在染色体的位置信息进行了归纳。小麦-黑麦1RS·1BL易位系、1RS·1AL易位系和小麦-偏凸山羊草2NS/2AS易位系等抗病优良种质的育成与利用在世界小麦育种史上做出了突出贡献,然而,这仅仅得益于对少数抗病基因的利用。与目前已经被命名的基因数量相比,被利用到小麦育种中的抗病基因相对较少。文中分析了当前已命名抗病基因利用情况比例偏低的原因,并对今后如何利用这些抗病基因提出了建议。同时,还列举了已克隆的源自小麦近缘植物的抗病基因,并对克隆这些基因的方法以及今后可能的研究热点进行了分析,认为加强无遗传累赘的小麦-近缘植物易位系的创制与应用仍可能是今后小麦育种材料创新与新品种培育的一个重要发力点。     

小麦远缘杂交现状、抗病基因转移及利用研究进展

小麦近缘植物中含有丰富的抗病、抗逆和抗虫等基因,是小麦育种的优异基因源。通过远缘杂交可以将近缘植物优异基因转移给小麦,创制包括双二倍体或部分双二倍体、附加系、代换系和易位系等在内的小麦-近缘植物异染色体系。这些含小麦近缘植物血缘的异染色体系是研究物种染色体行为与进化、基因定位与作图的重要素材,也是拓宽小麦的遗传基础、抵御小麦重要病虫害、增加小麦产量和提升小麦品质的重要物质基础。为了更加清晰地了解小麦远缘杂交概况及小麦近缘植物抗病基因向小麦的转移,也为今后小麦远缘杂交研究和种质资源的开发利用提供参考,文中对小麦族物种分类、小麦远缘杂交的定义与意义、小麦族山羊草属、黑麦属、偃麦草属、簇毛麦属、冰草属、大麦属、披碱草属、赖草属、新麦草属以及旱麦草属物种与小麦远缘杂交现状和异染色体系创制情况进行了概括,并对来源于小麦近缘植物被正式命名的17个抗条锈病基因、35个抗叶锈病基因、30个抗秆锈病基因、41个抗白粉病基因、3个抗赤霉病基因、1个抗麦瘟病基因、1个抗叶枯病基因、1个抗颖枯病基因、4个抗褐斑病基因、2个抗眼斑病基因、1个抗梭条花叶病基因、2个抗线条花叶病基因和2个抗禾谷类黄矮病基因向小麦的转移情况及其所在染色体的位置信息进行了归纳。小麦-黑麦1RS·1BL易位系、1RS·1AL易位系和小麦-偏凸山羊草2NS/2AS易位系等抗病优良种质的育成与利用在世界小麦育种史上做出了突出贡献,然而,这仅仅得益于对少数抗病基因的利用。与目前已经被命名的基因数量相比,被利用到小麦育种中的抗病基因相对较少。文中分析了当前已命名抗病基因利用情况比例偏低的原因,并对今后如何利用这些抗病基因提出了建议。同时,还列举了已克隆的源自小麦近缘植物的抗病基因,并对克隆这些基因的方法以及今后可能的研究热点进行了分析,认为加强无遗传累赘的小麦-近缘植物易位系的创制与应用仍可能是今后小麦育种材料创新与新品种培育的一个重要发力点。     

偃麦草属植物对小麦的遗传改良研究进展

小麦近缘植物偃麦草属中有许多小麦缺乏的优良基因,如抗病、抗旱、耐盐、耐寒、耐高温及优质、高产等基因,通过远缘杂交将其优良基因导入小麦基因组中,对小麦遗传改良具有重要意义。国内外已将偃麦草的抗病、抗逆等多种基因导入小麦中,并获得了一定的研究成果,但对偃麦草属的其他农艺性状如优质、高产等报道较少。围绕偃麦草生物学分类、农艺特性、染色体组成及其在小麦遗传改良中的应用研究进展进行阐述,以期对小麦遗传育种实践中高效利用偃麦草种质资源有所启发。     

普通小麦-大麦杂交后代花粉母细胞减数分裂染色体行为的检测与分析

通过对普通小麦与大麦杂交后代的花粉母细胞减数分裂染色体行为进行检测及分析,表明小麦-大麦远缘杂交后代减数分裂行为存在一些异常现象.花粉母细胞减数分裂中期I(PMC MI)均具有一定数量的单价体,普遍存在多个棒状二价体和多价体;后期Ⅰ、后期Ⅱ和末期出现落后染色体、染色体桥、微核、四分孢子分裂异常等.这些异常现象可能是由远缘杂交的2个亲本间染色体组存在差异造成,导致了杂种后代中的大麦染色体的遗传不稳定性.     

节节麦及其在小麦生物技术育种中的研究与应用

节节麦是六倍体普通小麦的祖先种之一,D染色体组的供体种;但其遗传变异远比普通小麦的D染色体组丰富。由于节节麦的优异基因可以通过与小麦远缘杂交,染色体同源配对、基因交换的方式转育至现代高产小麦中,因而越来越受到育种家的重视。本文综述近20年来国内外对节节麦遗传评价、研究应用等方面的进展。同时,报道了本课题组近年利用生物技术转育节节麦优良基因,培育优质、抗小麦新品系(种)方面的进展。     

专家风采

王广金 王广金1962年9月生,博士,研究员,现任黑龙江省农业科学院生物技术研究所副所长,黑龙江大学硕士研究生导师。1987年参加工作后一直从事小麦辐射与生物技术育种研究。主要研究领域是小麦辐射诱变及抗病遗传机理、辐射与细胞筛选技术在品种改良上的应用、小麦染色体工程及基因工程的育种技术等。     

小麦条锈病的抗性遗传及其在育种中的利用

小麦条锈病是小麦最重要的病害之一,利用品种的抗病性是控制该病的主要方法,目前已确定并命名的抗病基因有30个.综述了小麦的抗条锈性遗传及其抗病基因在染色体上的定位,指出在抗病育种工作中,优异的小麦条锈病抗源及抗病基因是抗病育种的基础.在普通小麦和小麦的野生近缘植物,特别是在长期未被有效利用的农家地方品种中蕴含着丰富的条锈菌抗源和抗病基因资源,因此应该充分利用现有有效基因,挖掘利用新的抗源,实现生产品种抗病基因的多样化,以达到持久抗病的目的.     

小麦条锈病的抗性遗传及其在育种中的利用

小麦条锈病是小麦最重要的病害之一，利用品种的抗病性是控制该病的主要方法，目前已确定并命名的抗病基因有30个．综述了小麦的抗条锈性遗传及其抗病基因在染色体上的定位，指出在抗病育种工作中，优异的小麦条锈病抗源及抗病基因是抗病育种的基础．在普通小麦和小麦的野生近缘植物，特别是在长期未被有效利用的农家地方品种中蕴含着丰富的条锈菌抗源和抗病基因资源，因此应该充分利用现有有效基因，挖掘利用新的抗源，实现生产品种抗病基因的多样化，以达到持久抗病的目的．     

普通小麦-簇毛麦易位系T4VS·6AL的选育

在小麦背景中离果山羊草3C染色体具有优先传递的作用.当离果山羊草3C染色体处于单体状态时会导致后代不含有杀配子染色体的配子中产生包括缺失和易位等染色体结构变异.簇毛麦4V染色体携有抗小麦眼斑病和全蚀病基因.为进一步利用簇毛麦4V染色体上的有益基因.利用染色体C-分带和基因组原位杂交分析,从普通小麦-簇毛麦4V染色体二体异附加系(DA4V)与普通小麦农林26-离果山羊草3C染色体二体异附加系(DA3C)杂种后代中选育出小麦-簇毛麦纯合易住系T4VS·6AL.该易位系为杀配子染色体诱发形成的非补偿型易位;易位系T4VS·6AL高抗梭条花叶病.是小麦抗病育种的新种质.     

簇毛麦抗白粉病新种质的选育

小麦白粉病是小麦的主要病害之一。以簇毛麦为抗源,采用杂交与辐射、组织培养相结合的方法,将簇毛麦的抗白粉病基因导入小麦。经抗病鉴定、系统选育和细胞学分析,选育出农艺性状较好、抗白粉病的小麦新种质。经DNA分析,证明簇毛麦抗白粉病基因(或染色体片断)已被导入小麦品种。     

超高产小麦新品系906

我国著名小麦育种专家沈天民,采用远缘杂交的方法,将黑麦的染色体成对或片段转移到普通小麦中来,成功地培育成了黑麦———普通小麦异代换系和易位系小麦新品系９０６。其主要特征特性：１．株型理想该品系长相清秀,直立挺拔。株高６５厘米～８５厘米,株型紧凑,茎秆...     

利用SSR标记分析19份山羊草属种D基因组遗传多样性

具有D染色体组的山羊草属种是六倍体普通小麦的二级基因源,蕴藏着丰富的抗性基因和遗传变异丰富,可供现代小麦改良利用。选用24对D染色体组特异性微卫星(SSR)标记引物,将19份山羊草属种的D染色体组与3个普通小麦的D染色体组的遗传多样性进行了比较分析。共检测出679个等位基因,每个SSR位点上能检测到1~44个等位基因,平均28.29个。聚类分析结果表明,同一属种的材料基本上聚为一类,19份山羊草属种的D染色体组与普通小麦的D染色体组之间存在较大的遗传差异,可供小麦远缘杂交以丰富栽培小麦遗传多样性。     

小麦抗白粉病基因导入的研究

以簇毛麦为抗源 ,采用杂交与辐射、组织培养相结合的方法 ,将簇毛麦的抗白粉病基因导入小麦。经抗病鉴定、系统选育和细胞学分析 ,选育出高产、抗白粉病的小麦新品种和农艺性状较好、抗白粉病的小麦新种质。经AFLP分析 ,证明簇毛麦抗白粉病基因 (或染色体片断 )已被导入小麦品种 ,得到 3个可能与抗白粉病基因紧密连锁的标记。     

通过辐射花粉实现基因转移——一种有希望的植物育种新途径

基因转移(Gene transfer),是指通过杂交或转化等生物学措施,将一种生物体的某些基因转移到另一生物体的基因组内。在植物中,进行基因转移的方法有利用Ti质粒等载体将供体的基因转入受体植株:对子房、胚珠、胚囊或原生质体注射外源DNA;利用亲和花粉将外源DNA导入胚囊等等。但这些方法在技术上较复杂,且不够成熟,所需仪器、设备、药品较昂贵,一时尚难应用到植物育种中。近年来一些国家的科学家采用辐射过的花粉进行授粉,使供粉植株的部分基因转移到母本基因组内,并在主要表现母本形态特征的后代中表达出这些基因所决定的性状。由于这种基因转移的方法简便易行,而所转移的基因仅涉及到父本基因组的很小部分,这就使得植物育种工作者在进行杂交育种时,有可能避免把父本中目的基因以外的复杂的遗传背景也牵涉进去,因而可能减少冗长的     

RFLP技术及其在植物遗传育种中的应用(综述)

RFLP应用于植物遗传育种中,能够快速有效地筛选抗病基因;为把复杂的性状分解成单个的遗传组成。进而用单基因的效能来处理这些性状提供了可能性;应用RPLP能够极大地提高回交育种轮回亲本的恢复进程;在远缘杂交中能加速识别包含有目的基因的外源DNA小片段是否转移到推广品种中。本文讨论了RFLP的类型、RPLP技术的发展概况、RFLP技术的原理与方法及其在植物遗传与育种上的应用。     

小麦新品系兰考906—4

<正> 优质超高产、多抗小麦新品系兰考906—4(见中心彩页)是兰考县科协副主席、河南省优质超高产小麦育种重大项目首席专家沈天民副研究员,利用异源六倍体小黑麦与普通小麦进行远缘杂交,采用小麦染色体生物工程技术,经15年连续选择而成     

离体培养技术在果树育种中的应用

本文综述了植物离体培养技术在果树杂交育种、远缘杂交育种、染色体倍性育种、诱变育种、抗病育种、种质资源保存、缩短育种周期等方面的应用研究进展,并讨论一些与上述内容有关的问题。     

一个新的小麦-中间偃麦草的部分双二倍体及其白粉病与条锈病的抗性鉴定研究

【目的】对一个新合成的小麦-中间偃麦草的部分双二倍体12-1179的染色体组成进行鉴定,并评价其对条锈及白粉病的抗病能力。【方法】采用GISH和FISH等细胞学技术鉴定12-1179的染色体结构,通过田间接种试验考察其抗病性。【结果】染色体计数表明品系12-1179的染色体数目为54到57,其中绝大多数植株包含56条染色体(78.57%)。在少量染色体数目为54或55的非整倍体12-1179植株中观察到一或两条端着丝粒染色体,包含56条染色体的12-1179植株中54.05%的花粉母细胞在减数分裂中期I能够形成28个二价体。统计分析发现,在2n=56的植株中,每个花粉母细胞平均形成27.26个二价体、1.33个单价体、0.01个三价体以及0.03个四价体。使用拟鹅观草DNA作为探针的GISH分析发现品系12-1179只包含12条中间偃麦草染色体,分别是3对St、2对Js和1对St-Js易位染色体。此外,使用寡核苷酸探针Oligo-p Sc119.2-1和Oligo-p Ta535-1的FISH分析表明12-1179的中间偃麦草第五同源群染色体被一对小麦5D替换。与此同时,在非整倍体12-1179中观察到的端着丝粒染色体都是小麦5DL。通过抗病性研究表明品系12-1179具有高度的抗条锈病与白粉病的特征。【结论】品系12-1179的外源复合染色体组成不仅包括不同的中间偃麦草染色体,而且还包括小麦染色体,不同于已有文献报道的小麦-中间偃麦草部分双二倍体,该品系是一个新的部分双二倍体。该品系在细胞遗传学水平上基本稳定,其抗病基因能够转移到小麦并在小麦育种中应用。     

水稻抗白叶枯病基因及其抗病机理的研究进展

水稻白叶枯病是由Xanthomonasoryzaepv．oryzae致病菌引起的全球性水稻病害。到目前为止,已有26个抗病基因被发现,有10个基因已在染色体上被定位,包括显性基因Xa1、Xa4、Xa21andXa26(t)等和隐性基因Xa5、Xa13等。对大部分抗病基因的抗病机制了解还不是很清楚。利用标记辅助选择(MAS)进行抗病育种是防治白叶枯病的有效途径。在此,综述了已发现的抗水稻白叶枯病基因的种类、分子标记、抗病机制和在抗病育种中的应用。     

从Ae.triuncialis转移抗白粉病基因到普通小麦中

在当今的普通小麦抗白粉病育种中,良好的抗病亲本十分缺乏。从普通小麦的近缘属、种中导入抗白粉病基因,是弥补这一缺陷的主要途径之一。为此,利用中国春Tal kr phlb基因综合体和Ae.triuncialis通过诱导部分同源染色体配