小麦易位系的创造研究进展

小麦作为世界上广泛种植的粮食作物之一,其种质资源日益匮乏,创造小麦外源染色体易位系是拓宽小麦遗传基础的有效途径。创造易位系的方法有利用电离辐射、利用杀配子染色体、通过调节Ph基因的作用诱发部分同源染色体交换、通过染色体错分裂、利用组织培养诱导易位。对这几种创造小麦易位系的方法进行了综述,并作出展望,为小麦育种提供基础。     

小麦异源易位系的创造及利用

综述了小麦与其近缘种属间异源杂色体易位系的创造方法及染色体易位的利用。染色体易位系创造方法有：利用射线处理；通过染色体错分裂；通过调节Ph基因的作用诱发部分同源染色体交换；利用配子死染色体；利用组织培养诱导易位。     

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     

利用Ph基因诱导小麦外源染色体易位

对小麦染色体配对控制体系的调控进行了综述,即利用5B染色体缺失效应、Ph基因突变系和Ph抑制基因等方法来诱导易位系。该方法产生的易位系遗传补偿性较好。     

应用基因组原位杂交技术鉴定抗黄矮病小麦新种质

利用生物素（biotin-16-dUTP）标记的中间偃麦草（Thinopyrum intermedium）基因组DNA作探针,以未标记的普通小麦中国春基因组DNA作封阻DNA（blocking DNA）,对3个抗黄矮病小麦新种质的体细胞染色体进行分子原位杂交。结果表明：抗性源于L1的抗黄矮病小麦新种质Yw642为小片段易位系,含40条小麦染色体和2条小麦-中间偃麦草易位染色体,易位的中间偃麦草染色体片段位于小麦染色体的端部;染色体配对和抗性分析表明该种质为纯合易位系。抗性源于无芒中4的小麦新种质Hw240和Yw060遗传构成不同：Yw060为易位系,含40条小麦染色体和2条小麦-中间偃麦草易位染色体;Hw240为代换易位系,含38条小麦染色体、2条中间偃麦草染色体和2条小麦-中间偃麦草易位染色体。在这2个种质中,易位的中间偃麦草染色体片段均位于小麦染色体端部。     

普通小麦-簇毛麦易位系T6BS·6BL-2VS的选育

[目的]为进一步利用簇毛麦2V染色体上的有益基因,为小麦育种提供新种质。[方法]通过普通小麦-簇毛麦2V(2D)二体代换系(DS2V)与普通小麦农林26-离果山羊草3C染色体二体异附加系(DA3C)杂交,综合运用染色体C-分带、基因组原位杂交和分子标记分析,并结合性状调查。[结果]从杂种后代中选育出小麦-簇毛麦纯合易位系T6BS.6BL-2VS,性状调查发现该易位系植株护颖颖脊上有刚毛。[结论]该易位系为杀配子染色体诱发的小片段易位;簇毛麦护颖颖脊刚毛基因定位于2VS的中部至端部。     

普通小麦-簇毛麦易位系T6BS·6BL-2VS的选育

[目的]为进一步利用簇毛麦2V染色体上的有益基因,为小麦育种提供新种质。[方法]通过普通小麦-簇毛麦2V（ZD）二体代换系（DS2V）与普通小麦农林26-离果山羊草3c染色体二体异附加系（DA3C）杂交,综合运用染色体C-分带、基因组原位杂交和分子标记分析,并结合性状调查。[结果]从杂种后代中选育出小麦-簇毛麦纯合易位系T6BS·6BL-2VS,性状调查发现该易位系植株护颖颖脊上有刚毛。[结论]该易位系为杀配子染色体诱发的小片段易位;簇毛麦护颖颖脊刚毛基因定位于2VS的中部至端部。     

黑麦种质导入小麦及其在小麦育种中的利用方式

通过对小麦一黑麦的特殊染色体代换和附加系的研究,证明利用外源基因小麦遗传背景之间的遗传相互作用创造小麦品种新类型的可能性。育成了一个新的1RS/1BL易位系,它具有比其小麦亲本略优的产量能力,同时引入了对白粉病和叶锈病的抗性。本文讨论了臂间易位的利用问题。通过黑麦染色体在小麦中的“单体附加一破碎一整合”的过程,把黑麦的载有有利基因的染色体小片段引入了小麦。它们包括6R染色体的载有抗白粉病基因的、3R或1R载有株高抑制基因的,以及其它载有影响产量性状基因的染色体小片段。这种小片段易位将对小麦育种有更大的意义。     

黑麦CenH3基因克隆及其在小麦1BL/1RS易位染色体中的定位

黑麦属蕴藏着丰富的遗传变异和改良小麦品质的优良基因,将其导入小麦能够拓宽小麦的遗传基础、丰富小麦的遗传变异。研究采用分子克隆技术获得黑麦CenH3基因的部分片段,并进行探针标记;同时,利用基因组原位杂交技术,筛选出32份1BL/1RS易位系;应用FISH技术,检测筛选出的32份1BL/1RS易位系,所有1BL/1RS易位系材料中均未发现黑麦CenH3基因的信号。但是,应用小麦和黑麦特异着丝粒DNA序列进行FISH检测,2个信号均出现在所有被检测的1BL/1RS易位系材料中。说明1BL/1RS易位染色体在不同小麦背景和山羊草属背景中均能稳定遗传,1RS的着丝粒DNA序列对1BS的着丝粒DNA序列有很好的补偿性,与小麦CenH3蛋白相互作用指导易位染色体正确分离且稳定遗传。     

簇毛麦抗白粉病基因向四川小麦转移的分子标记育种研究

利用小麦 6VS/6AL易位系的抗白粉病基因Pm2 1的SCAR标记 ,对不同簇毛麦来源的小麦抗白粉病材料及其杂交后代进行了分子鉴定和标记辅助选择研究 ,结果表明利用该标记可以鉴定小麦遗传背景下的簇毛麦 6VS染色体臂 ,而且引物对小麦背景中的多年生簇毛麦也同样得到扩增。对簇毛麦染色体易位系 6VS/6DL与四川小麦品种杂交的后代群体 ,可以利用SCAR标记进行辅助抗性选择。本文还对四川小麦分子标记辅助育种的策略进行了讨论     

小麦异附加系种质资源的开发利用初探

为了开发利用小麦异附加系种质资源,笔者从利用小麦异附加系与相应的单、缺体杂交选育小麦异代换系;利用小麦异附加系与拟斯卑尔脱山羊草杂交,诱导部分同源染色体配对重组选育异代换系;利用小麦异附加系与Ph隐性突变体Ph1b杂交选育易位系;利用小麦异附加系进行组织培养选育异易位系;利用小麦异附加系进行辐射诱发异源易位;利用小麦异附加系可以选育小麦核不育系的XYZ系方面探讨了利用途径.     

小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂的变异

【目的】研究小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂的变异,为1BL.1RS在小麦育种中的进一步应用提供依据。【方法】利用GISH和FISH技术从小麦品种绵阳11(MY11)和白粒黑麦远缘杂交的后代中筛选1R(1B)代换系G1和1BL.1RS易位系G2。选用小麦染色体1B上的40对引物对亲本MY11、白粒黑麦、G1、G2以及普通小麦中国春(CS)进行SSR分析。【结果】6对引物在MY11、CS及G2中扩增出1BL的条带,在G1和白粒黑麦中未扩增出条带,其中3对引物(Xgwm259、Xbarc188,Xgwm268)在亲本MY11及后代1BL.1RS易位系(G2)中扩增出差异性的1BL条带,说明在小麦-黑麦远缘杂交产生的易位系后代中,1BL染色体臂发生变异。有13对引物在MY11、白粒黑麦和G1、G2中扩增出差异性条带,说明在小麦-黑麦远缘杂交后代中小麦微卫星发生了一定的变化;引物Xbarc8能扩增出白粒黑麦染色体1RS的特异条带,且该条带稳定出现,可以作为白粒黑麦1RS染色体识别和鉴定的分子标记。【结论】小麦-黑麦1BL.1RS易位系中1BL染色体臂发生变异,Xbarc8是鉴定白粒黑麦1RS染色体臂的新的分子标记。     

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.     

小麦-簇毛麦易位系中贮藏蛋白的鉴定及分析

为探讨簇毛麦染色体对小麦品质的影响,利用A-PAGE、SDS-PAGE和高效毛细管电泳(High-performance capillary electrophoresis,HPCE)技术对12个易位系及7个附加系的贮藏蛋白进行鉴定。将簇毛麦的一条ω-醇溶蛋白基因定位于1VL。结果表明:易位系T1DL·1VS可用来改良小麦品质;定位于簇毛麦1VS染色体上的高分子谷蛋白在小麦中表达不稳定;其他材料醇溶蛋白组成发生改变较小,可能对面筋相关品质影响不大,在育种工作中不会引起面筋相关品质下降;易位系材料中的小麦醇溶蛋白的质量分数有所增加。     

杀配子染色体及其在创制小麦族染色体易位系中的应用

山羊草属植物中的某些染色体,当其单体附加到小麦基因组时.能使带有该染色体的配子正常存活;而使无该染色体的配子发生染色体断裂,产生易位等染色体结构畸变.利用杀配子染色体创制易住系是将小麦近缘种属野生资源的优良性状转移给小麦的一个有效途径.介绍了杀配子染色体的类型、作用时期,并重点综述了利用杀配子染色体创制小麦族染色体易位系方面的研究进展.     

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-簇毛麦纯合易位系T4VS·6AL。该易住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 粉病基因向四川小麦转移的分子标育种研究

利用小麦６ＶＳ／６ＡＬ易位系的抗白粉在因Ｐｍ２１的ＳＣＡＲ标记,对不同簇毛麦来源的小麦抗白 偻病材料及其杂交后代进行了分子鉴定和标记辅助选择研究,结果表明利用示记可以鉴定小麦遗传背景下的簇毛麦６ＶＳ染色体臂,而且引物对小麦背景中的多年生簇毛麦也同样得到扩增。对簇毛麦染色体易位系６ＶＳ／６ＤＬ与四川小麦品种杂交的后代群体,可以利用ＳＣＡＲ标记进行辅助抗性选择。本文还对四川小麦分子标记辅助育种的策略进行了讨论。     

小麦-黑麦染色体代换易位系创新材料的选育及抗病性研究

利用小麦 -异源直接杂交法回交结合开放授粉处理 ,在诱发材料制造的条锈病流行条件下 ,从组合Curren cy/小偃 6号 //川育 12号 /3/A30 2中选育出小麦 -黑麦染色体代换易位系NR98117- 9S等 5个小麦材料。这些材料大都具有与亲本小麦品种小偃 6号及川育 12号不相上下的农艺性状 ,对条锈生理小种条中 31和混合菌种表现高抗 ,可作为四川小麦抗条锈病育种的亲本加以利用。文中还讨论了小麦育种中的间接选择在创制小麦 -黑麦染色体代换易位系上的可行性。     

在小麦育种中利用偃麦草抗病特性的研究

为利用中间偃麦草的抗性基因改良普通小麦的抗病性,以八倍体小偃麦TAI7045为桥梁亲本,与小麦杂交、回交,通过异源染色体的细胞遗传学操纵,将偃麦草的抗条锈病基因转移给普通小麦,育成一批抗病性和农艺性状均已稳定的小偃麦易位系,并采用染色体分带和分子原位杂交技术,对它们的染色体组成进行了准确鉴定。抗病性的异地评价和接种鉴定结果表明,它们高抗我国小麦条锈病优势小种和新的流行小种。此外,还就防止或至少延缓抗病性丧失的有效途径、染色体小片段异源易位的诱导方法和外源基因的利用前景进行了讨论。     

普通小麦大赖草易位系T3AS·3AL-7Lr#1S的分子细胞遗传学鉴定

大赖草对赤霉病具有较好的抗性,将大赖草赤霉病抗性基因转入普通小麦,对拓宽小麦赤霉病抗性基础有重要意义。本研究在获得抗赤霉病普通小麦-大赖草异附加系基础上,采用1 200 R ⁶⁰Co-γ射线处理小麦-大赖草二体附加系DA7Lr花粉,授予已去雄的普通小麦中国春,对其后代(M₁)种子根尖细胞有丝分裂中期染色体进行GISH分析,获得了1株具有1条普通小麦-大赖草易位染色体的植株,让其自交,对自交后代中具有2条易位染色体植株的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ进行观察,发现2条易位染色体形成了稳定的环状二价体,表明该植株为纯合体。利用顺序GISH-双色FISH分析,结合C-分带、小麦D基因组专化探针Oligo-pAs1-2和B基因组专化探针Oligo-pSc119.2-2,进一步鉴定出该普通小麦-大赖草易位系为T3AS·3AL-7Lr#1S,且筛选出了可追踪该易位系的3个EST-STS分子标记BE591127、BQ168298和BE591737。该易位系的育成为小麦赤霉病遗传改良提供了新种质。