小麥-冰草附加系細(xì)胞學(xué)分析與新種質(zhì)創(chuàng)造.pdf

1、小麥?zhǔn)俏覈闹饕Z食作物之一，向其導(dǎo)入異源物種的優(yōu)異基因具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。冰草屬(Agropyron Gaertn；P genome)植物中蘊(yùn)含著豐富的優(yōu)異基因，可以作為小麥改良的優(yōu)異基因源。本研究以小麥-冰草(A.cristatumGaertn.，2n=4x=28，PPPP)二體附加系為材料，對其中之一的Ⅱ-21-2染色體配對異常行為的原因以及附加的外源染色體進(jìn)行了分析。同時(shí)，以13個(gè)普通小麥-冰草二體附加系為母本，與

2、小麥品種“藁城8901”進(jìn)行雜交，通過對其雜種F1進(jìn)行花藥培養(yǎng)，試圖創(chuàng)造小麥-冰草異源易位新種質(zhì)。所獲得主要結(jié)果如下： 1、小麥-冰草二體附加系Ⅱ-21-2中的減數(shù)分裂中期Ⅰ染色體配對理論上應(yīng)為21Ⅱ(W)+1Ⅱ(P)，而實(shí)際觀察結(jié)果為0.41Ⅰ+2.10Ⅱ+19.17(Ⅱ)+0.05Ⅲ+0.19Ⅳ+0.10Ⅵ，出現(xiàn)了較高頻率的多價(jià)體(Ⅲ、Ⅳ和Ⅵ)。利用Ph1基因特異SCAR標(biāo)記進(jìn)行檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Fukuho、Ⅱ-21-2中的P

3、h1基因沒有發(fā)生突變或缺失；通過基因組原位雜交(GISH)發(fā)現(xiàn)，Ⅱ-21-2未產(chǎn)生小麥-冰草染色體間的異源易位。由此推測，Ⅱ-21-2中多價(jià)體的出現(xiàn)可能是由于附加的冰草P染色體對小麥Ph1基因效應(yīng)具有抑制作用。不過，具體原因還有待于進(jìn)一步分析。 2、利用3個(gè)冰草P染色體特異的EST-SSR標(biāo)記對附加系Ⅱ-21-2所附加的P染色體與小麥的部分同源群關(guān)系進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)附加的P染色體具有Xcnl123-4D/4BL、Xksum6

4、2-4A/4BL和Xksum41-1A的特異譜帶，說明附加系中冰草染色體與小麥第4、1同源群有關(guān)，同時(shí)也說明該染色體可能發(fā)生了結(jié)構(gòu)重排。 3、接種13個(gè)小麥-冰草二體附加系與藁城8901雜種F1花藥33，074枚，出愈率變異范圍為2.09％～11.52％，平均5.4％；以組合Ⅱ-5-1×藁城8901出愈率最高，為11.52％；組合5114×藁城8901最低，為2.09％。經(jīng)繼代3次后，分化綠苗492株(分化率31.4％)，其中以

5、Ⅱ-7-1×藁城8901分化頻率最高，為75.1％。 4、Ⅱ-7-1、Ⅱ-5-1、Ⅱ-1-1、Ⅱ-9-3與藁城8901雜種F1的79個(gè)花培植株的染色體數(shù)目變化范圍為2n=21～44，其中：2n=21的39株(占49.4％)，2n=42的20株(25.3％)，2n=43的3株(3.8％)。2n≥40植株中細(xì)胞學(xué)上多價(jià)體的出現(xiàn)，可能說明在花培植株中有小麥/冰草染色體間的易位發(fā)生。 5、通過利用冰草P基因組DNA作探針進(jìn)行的基

6、因組原位雜交，未能從上述花培當(dāng)代植株及其后代中檢測到小麥/冰草染色體易位；但是，利用冰草P基因組特異SCAR標(biāo)記SC-DPC08、SC-UBC811，分別從組合Ⅱ-5-1×藁城8901的3個(gè)花培植株(17-5、18-5、12-4)、組合Ⅱ-7-1×藁城8901的5個(gè)花培植株(4-6)中擴(kuò)增到冰草P基因組特異的片段，表明這些花培植株可能是不能為GISH所分辨的小麥與冰草染色體小片段漸滲系。 6、對Fukuho、Ⅱ-5-1、藁城89

7、01以及Ⅱ-5-1×藁城8901雜種F1的25個(gè)花培株系衍生的345個(gè)單株，分別接種條銹病CY30和CY32生理小種進(jìn)行抗條銹病鑒定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Ⅱ-5-1對條銹病2個(gè)小種均表現(xiàn)免疫，F(xiàn)ukuho和藁城8901均表現(xiàn)感??；而花培衍生單株中，接種CY30生理小種的164株中93株表現(xiàn)抗?。唤臃NCY32生理小種的181個(gè)單株中163株表現(xiàn)抗病。在這些抗病植株中，株系12-4、17-5和18-5具有與Ⅱ-5-1具有冰草特異標(biāo)記SC-OPC08，

8、再結(jié)合親本Fukuho、Ⅱ-5-1、藁城8901的抗病反應(yīng)，說明新種質(zhì)12-4、17-5和18-5中的抗條銹病基因可能來自Ⅱ-5-1中附加的P染色體。 7、Ⅱ-7-1×藁城8901的23個(gè)花培后代在PEG脅迫下的種子萌發(fā)率(4.2％～95.8％)、反復(fù)干旱下的幼苗存活率(3.9％～53.5％)，表現(xiàn)出廣泛的變異。在5個(gè)具P基因組特異標(biāo)記SC-UBC811單株中，單株7-1后代的反復(fù)干旱存活率(52.0％)高于對照品種晉麥5號(hào)(4