普通小麥及其近緣種抗病性和胚乳貯藏蛋白多樣性分析.pdf

1、優(yōu)質(zhì)抗病是重要的育種目標(biāo),遺傳基礎(chǔ)狹窄已成為制約普通小麥育種的瓶頸,小麥近緣種和古老地方品種蘊(yùn)藏可供利用的優(yōu)異基因.本研究選用90年代初做過田間流行小種抗病性鑒定的種質(zhì)資源79份,涉及小麥屬(Triticum L.)內(nèi)具有A、AB、AG和ABD基因組的11個(gè)物種和山羊草屬(Aegilops L.)的D基因組物種粗山羊草(Ae.tauschii Coss.).開展了目前小麥白粉病和條銹病流行小種抗性鑒定和基因推導(dǎo)工作,以及高分子量麥谷蛋白

2、亞基(HMW-GS)組成分析和醇溶蛋白遺傳多樣性研究.以篩選優(yōu)質(zhì)抗病資源,同時(shí)探討不同基因組構(gòu)成物種在抗病性和胚乳貯藏蛋白多樣性方面的差異.取得以下主要結(jié)果:1、抗性鑒定篩選出可用于普通小麥改良的有效抗性資源,其中野生一粒小麥BO5、硬粒小麥DR3等材料高抗兩種病害.具有AA基因組的材料抗性保持較好,對(duì)AA基因組物種BO3、MO4和MO5接種21個(gè)不同毒性的白粉病菌系,基因推導(dǎo)發(fā)現(xiàn)其抗譜較寬,含有未知新抗白粉病基因.對(duì)14份材料進(jìn)行31

3、個(gè)條銹病生理小種苗期基因推導(dǎo),發(fā)現(xiàn)BO5、小白麥、老芒麥和陜西白,高抗25個(gè)以上的小種,含有未知抗條銹基因.構(gòu)建栽培一粒小麥MO4(感白粉)×MO5(抗白粉)和栽培一粒小麥MO<,4>(感條銹)×野生一粒小麥BO5(抗條銹)F<,2>分離群體,并進(jìn)行遺傳分析,結(jié)果表明,MO5對(duì)E09和E21的抗性由一個(gè)顯性抗白粉病基因控制(表3-6和表3-7),BO5對(duì)CY32的抗性由一個(gè)隱性抗條銹病基因控制(表3-10).對(duì)小麥近緣種和地方品種的抗病

4、性變異進(jìn)行了討論.2、應(yīng)用SDS-PAGE,對(duì)不同基因組構(gòu)成物種共63份材料進(jìn)行:HMW-GS分析.出現(xiàn)27種等位變異,形成31種組合.Glu-Al位點(diǎn)共出現(xiàn)6種亞基類型,以1和2<'*>頻率最高.其中野生一粒小麥BO1和BO3中出現(xiàn)了遷移率比1亞基小的新亞基Al.Glu-Bl位點(diǎn)出現(xiàn)9種亞基類型,以7+8和6+8頻率最高.具有G基因組物種出現(xiàn)3種變異類型.其中阿拉拉特小麥AR3中出現(xiàn)了遷移率遠(yuǎn)小于10和12亞基的新亞基G12.1.普通

5、小麥Glu-D1位點(diǎn)出現(xiàn)2+12和5+10兩種亞基類型,以2+12頻率最高;粗山羊草中Glu-D1位點(diǎn)出現(xiàn)了2+10和2+12.4等多種類型.篩選出含有優(yōu)質(zhì)亞基的材料,如普通小麥興資9104具有5+10,17+18,栽培二粒小麥DM36含有14+15.對(duì)不同基因組構(gòu)成物種HMW-GS的多樣性及其與品質(zhì)改良和基因組進(jìn)化的關(guān)系進(jìn)行了討論.3、應(yīng)用A-PAGE方法,對(duì)63份不同基因組構(gòu)成材料進(jìn)行了醇溶蛋白遺傳多樣性分析.共出現(xiàn)99條遷移率不同

6、的譜帶(表5-1和圖5-3),變異范圍為9～30條,總體多態(tài)性信息指數(shù)達(dá)到0.984,以ω區(qū)最高,γ和β次之,α區(qū)最低.發(fā)現(xiàn)AA、AABB、AAGG基因組在α區(qū)的多態(tài)性信息指數(shù)均比小麥地方品種高,而經(jīng)過廣泛雜交改良的優(yōu)質(zhì)抗病高代品系在α區(qū)多樣性接近近緣種平均水平.譜帶分布頻率分析發(fā)現(xiàn)了一些基因組特異譜帶,高頻帶主要出現(xiàn)在(ω、γ和β區(qū),而α區(qū)出現(xiàn)的譜帶主要為低頻帶.聚類分析發(fā)現(xiàn)近緣種與普通小麥高代品系聚類有交叉,相同基因組構(gòu)成的物種沒有

7、完全聚在一起.對(duì)小麥近緣種的醇溶蛋白分布規(guī)律及其在品質(zhì)育種中的應(yīng)用前景進(jìn)行了討論.比較不同基因組構(gòu)成物種在抗病性和種子胚乳貯藏蛋白方面的多樣性,得到以下主要結(jié)論. 1、篩選出具有育種應(yīng)用潛力的優(yōu)質(zhì)抗源,如普通小麥興資9104、栽培二粒小麥DM32、野生一粒小麥:MO5和阿拉拉特小麥ARl等材料高抗兩種病害,同時(shí)含有優(yōu)質(zhì)HMW-GS和特異醇溶蛋白譜帶. 2、發(fā)現(xiàn)了具有育種潛力或者與基因組進(jìn)化密切相關(guān)的基因位點(diǎn).在MO5中發(fā)

8、現(xiàn)了一個(gè)顯性抗白粉病基因,在B05中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)隱性抗條銹病基因,在BO1和B03中發(fā)現(xiàn)了比1遷移率小的新亞基,在AR3中發(fā)現(xiàn)了比10和12遷移率大的新亞基.發(fā)現(xiàn)了一些物種特異或者基因組特異的醇溶蛋白譜帶. 3、利用近緣種改良栽培小麥重點(diǎn)在于拓寬α區(qū)醇溶蛋白的遺傳基礎(chǔ),可以兼顧優(yōu)質(zhì)、抗病等重要目標(biāo)性狀. 4、小麥地方品種和小麥近緣種在抗病性、HMW-GS和醇溶蛋白譜帶上都具有明顯的種間、種內(nèi)差異.同時(shí)存在明顯的品種內(nèi)抗病性