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。     

小麦遗传改良中的重要基因源——冰草

通过远缘杂交创制育种新材料并应用于小麦新品种培育,对拓宽小麦的遗传基础和提高育种水平具有重要意义。冰草属(Agropyron)物种具有较强的抗旱、抗寒、耐盐和抗病特性,是小麦遗传改良的重要基因源。本研究对小麦与冰草杂交、小麦-冰草异染色体系的创制、小麦背景中冰草染色质的鉴定和冰草有益性状向小麦导入等方面的研究进展进行总结,以期为更好地开发利用该属物种提供依据。     

小麦抗大麦黄矮病毒育种研究综述

从科学发展的角度出发,论证了小麦抗黄矮病育种的重要性;阐明了自50年代发现BYDV以来,经过科学家们长期不懈的努力,将抗BYDV基因由小麦近缘种导入普通小麦,逐步育成双二倍体、异附加系、异代换系和易位系材料,最终应用于抗病育种实践;明确了不同抗性基因的遗传差异;指出了抗黄矮病育种的伟大成就;提出了现阶段抗病育种中存在的问题及未来研究的方向。     

我国小麦抗BYDV遗传育种研究进展

本文论证了小麦抗 BYDV育种的重要性 ,阐明了自 5 0年代发现 BYDV以后 ,科学家们首先将抗BYDV基因由小麦近缘种导入普通小麦 ,育成双二倍体 ,再作为中间材料培育成异附加系和异代换系 ,进而利用 Ph突变体、组织培养、分子原位杂交等途径 ,育成易位系材料 ,最终应用于抗病育种的过程 ;明确了不同偃麦草与不同小麦杂交 ,导入的抗 BYDV基因位点不同 ,从而扩大了抗源的多样性 ,同时也引起了遗传规律的差异 ;提出了现阶段抗病育种中存在的问题     

小黑麦（Triticale）诱发突变的细胞遗传

电离辐射处理普通小麦种子、花粉或植株,可引起花粉母细胞减数分裂行为异常,染色体畸变与基因突变,获得多种多样的突变体,并在育种上加以应用,已有大量报道。 在远缘杂交育种上Sears等利用单体、双体异附加系,进行辐射处理,将野生种山羊草(Aegilops)、偃麦草(Agropyron)载有抗病基因的染色体片断转移到普通小麦的染色体上,育成一些高度抗病的品系;百足等将普通小麦与小黑麦杂交后代进行辐射处理,利用诱发的易位,将黑麦具有抗病基因的染色体片断转移到普通小麦的染色体上,选育出一些抗病的易位系,这些工作对远缘杂交的应用及异源染色体的导入具有重要意义。     

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。     

萝卜与芸薹属物种间的远缘杂交研究进展

萝卜是十字花科植物中与芸薹属亲缘关系最近的物种,是芸薹属植物遗传改良的宝贵种质资源,可提供细胞质雄性不育基因、恢复基因、自交不亲和基因以及多种抗逆基因。笔者概述了近1个世纪以来萝卜与芸薹属物种间远缘杂交的研究进展,包括萝卜属与芸薹属植物的亲缘关系、杂交不亲和性机理、改良杂交效率的技术和手段、萝卜优异基因在近缘种中的应用、新型遗传材料的创制及人工合成新物种,并对萝卜属与芸薹属远缘杂交育种的前景进行了展望。     

萝卜与芸薹属物种间的远缘杂交研究进展

萝卜是十字花科植物中与芸薹属亲缘关系最近的物种,是芸薹属植物遗传改良的宝贵种质资源,可提供细胞质雄性不育基因、恢复基因、自交不亲和基因以及多种抗逆基因。笔者概述了近1个世纪以来萝卜与芸薹属物种间远缘杂交的研究进展,包括萝卜属与芸薹属植物的亲缘关系、杂交不亲和性机理、改良杂交效率的技术和手段、萝卜优异基因在近缘种中的应用、新型遗传材料的创制及人工合成新物种,并对萝卜属与芸薹属远缘杂交育种的前景进行了展望。     

小麦全蚀病抗病性研究进展及其育种途径探讨

阐述了小麦全蚀病致病性遗传规律,并从黑麦、燕麦、冰草属、粗山羊草、簇毛麦和华山新麦草等6个近缘种属中抗全蚀病基因的发现,回顾了国内外小麦全蚀病抗性研究取得的成就。在此基础上,提出了将小麦全蚀病抗性基因导入普通小麦的5条思路或途径。     

kr基因在普通小麦—偃麦草双二倍体背景下的遗传表达分析

通过ＣＳ／Ｔｈ．ｅｌｏｎｇａｔｕｍ和ＣＳ／Ｔｈ．ｂｅｓａｒｂｉｃｕｍ两个双二倍体与黑麦和粘果山羊草的可杂交性，分析了中国春（ＣＳ）的隐性ｋｒ基因在普通小麦－偃麦草双二倍体下的遗传表达。结果表明，偃麦草种Ｔｈ．ｅｌｏｎｇａｔｕｍ和Ｔｈ．ｂｅｓａｒｂｉｃｕｍ中可能存在抑制ＣＳ隐性ｋｒ基因在普通小麦－偃麦草双二倍体中正常表达的遗传因子，其抑制效应因与普通小麦－偃麦草双二倍体杂交的父本不同而异。同时，Ｔｈ．ｅｌｏｎｇａｔｕｍ和Ｔｈ．ｂｅｓａｒｂｉｃｕｍ两个种中的抑制因子的抑制效应也存在差异。     

小麦外源抗黄矮病基因的RFLP标记分析

 以小麦-中间偃麦草异附加系L1作抗源选育而成的抗黄矮病小麦新品系Yw642、Yw443、Yw243、Y980704,其抗性来自中间偃麦草染色体7X。利用Yw642×中8601的F#-2分离群体,对由易位系Yw642筛选出的RFLP标记进行连锁分析,确定了RFLP标记psr687和wg380分别与7XL上的BYDV抗性基因共分离。利用上述2个RFLP标记,对具有不同遗传背景的抗病易位系Yw443、Yw243、Y980704等进行了Southern分析。结果表明,这些抗病系均具有7XL的抗病特异带,缺失小麦7DL特征带,说明这些抗病系是小麦-中间偃麦草7DS·7DL-7XL易位系,psr687和wg380可应用于分子标记辅助育种。     

小麦抗条锈病染色体异源易位系的选育

利用小麦品种Jubilar作为受体 ,黑麦自交系L15 5为供体 ,培育了 1个抗条锈病 ,叶锈病和白粉病的小麦异源易位系A1882。使用C -带技术证明 ,这个易位系含有 1RS/ 1BL易位染色体。研究表明 ,与其它的 1RS/ 1BL易位系相比 ,本研究创制的这个 1RS/ 1BL易位染色体含有不同抗病基因。用这个异源易位系与高产品种杂交 ,并利用易位染色体作标记辅助选择 ,培育了抗小麦条锈病兼抗白粉病材料R14- 12、R14- 2 2和R16 5 - 2。经接种鉴定 ,这些品系对小麦条锈菌条中 30号和 31号生理小种免疫 ,抗叶锈病并中抗白粉病。这 3份材料的农艺性状较好 ,抗病性稳定 ,容易在小麦育种中应用。本研究证明 ,通过初级易位系与优良品系的杂交和选择 ,把异源易位染色体放在协调的小麦遗传背景上 ,是在小麦育种中克服易位染色体不良作用的有效方法     

华山新麦草对小麦全蚀病菌的抗病性研究

利用人工接菌方法 ,测定了华山新麦草以及 2 0份小麦—华山新麦草异染色体系对禾顶囊壳小麦变种 (小麦全蚀病菌 )的抗病性。结果表明 ,华山新麦草高度抗全蚀病菌的侵染 ,是一个新的野生抗全蚀病种质。7份附加系、3份代换系和 2份易位系中度抗病 ,其中附加系 H1抗病性接近高抗 ,其余 8份异染色体系为中度感病至高度感病。     

利用八倍体小黑麦与小麦回交培育小麦新品种初报

用小麦属(Triticum)与黑麦属(Secale)进行远缘杂交,可以培育出异源多倍体的新物种(六倍体或八倍体小黑麦);也可以选育出具有某些黑麦特性或超亲性状的小麦新类型或新品种,即具有个别黑麦染色体的异附加系、异代换系、易位系等。如普通小麦品种“阿芙乐尔”和“高加索”就是属于普通小麦与黑麦间染色体的易位系,其IB     

抗条锈小麦-非洲黑麦渐渗系的分子细胞学鉴定

非洲黑麦(Secale africanumStapf)具有矮杆、异花授粉、抗多种小麦病害等优异性状,在小麦可持续性抗病遗传育种中具有重要作用。利用分子细胞生物学的方法对小麦与非洲黑麦育成的渐渗系材料进行鉴定,发现了抗条锈病的新的代换系和易位系材料,为进一步在小麦染色体工程育种中开展非洲黑麦基因资源的利用提供很好的遗传材料。     

高亲和性“桥梁质源”的筛选与鉴定简报

<正> 随着小麦生产水平的提高,小麦属内的遗传资源已不能满足需要,因此,利用远缘杂交从小麦近缘属、种中转移有利的基因资源便显得日益重要。远缘杂交的主要障碍之一是远缘材料间的不亲和性,常常需要借助桥梁材料实现有利基因的转移。来源于中国四川地方品种的“中国春”,由于具有kr_1、kr_2基因而与黑麦(Secale cereale L.)有较高的亲和性、与其它近缘属、种的亲和性也较好,因此,在遗传研究与育种实践中,“中国春”被广泛用作     

普通小麦与非洲黑麦双二倍体中随机、醇溶蛋白和抗病性表达的染色体组相互作用的研究

利用细胞学方法、种子储藏蛋白电泳技术和抗病接种鉴定对四川小麦地方品种与非洲黑麦（S.africanum)人工合成双二倍体进行了研究，结果表明：（1）根尖细胞的染色体计数发现，来自非洲黑麦的随体在双二倍体中仅得到部分表达；Giemsa-C带分析能准确鉴定二倍体中的非洲黑麦染色本，发现非洲黑麦与栽培黑麦的染色体C带有较大的区别；（2）种子醇溶蛋白电泳发现除非洲黑麦的聚集黑麦碱蛋白在双二倍体中不表达外，其余来自普通小麦和非洲黑麦的相应蛋白带能够在双二倍体中正常表达；（3）双二倍体及其亲本的苗期抗白粉病性和成株期抗条锈性分析表明，非洲黑麦对这两种病害的优良抗性在双二倍体中并不表达，抗性受到普通小麦背景的抑制。另外本文对小麦－外源染色体组的相互作用和该双二倍体在小麦与八倍体小黑麦育种中的应用进行了讨论。     

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.     

普通小麦-柔软滨麦草易位系的抗条锈性遗传研究

[目的]对普通小麦一柔软滨麦草易位系的抗条锈性进行遗传分析。[方法]以普通小麦-柔软滨麦草易位系M853-2、M853-4、M8657-1l、M8657-4及M853-1为材料,用中国小麦条锈菌条中29号、条中30号、条中31号、条中32号、水源11_4和水源11-11共6个生理小种对其抗条锈性进行评价,进而对2个易位系M853-2和M8657-1的抗条锈性进行遗传学分析。[结果]5个易位系的抗病谱存在明显差异,初步推测5个易位系所包含的抗条锈基因不尽相同;M853-2对条锈茵系CY31的抗条锈性由2对基因控制,对Su11-11的抗条锈性由1对显性基因控制;M8657．1对条锈菌CY31的抗条锈性由2对基因控制,对Su11-11的抗条锈性由l对隐性基因控制。[结论]小麦一柔软滨麦草易位系的抗条锈性由主效基因所控制,可将其作为重要抗源在抗锈育种中有目的地加以利用。     

外源抗病基因导入小麦的应用研究

通过分析小麦的近缘属抗病基因的存在和分布，介绍了通过组织培养无性系变异、电离辐射、DNA导入等技术将小麦近缘属（种）可以利用的抗病基因导入小麦中的研究进展和前景，认为这种方法电今后小麦抗病育种、丰富小麦抗性遗传多样性的主要途径和方法。