小麦—大赖草远缘杂交后代的分子细胞遗传学分析和赤霉病抗性鉴定

摘要

在世界温暖湿润麦区，赤霉病是危害小麦生产最严重的病害之一。培育和利用赤霉病抗性品种是一种经济有效的策略。由于普通小麦抗赤霉病育种使用的抗源主要局限于苏麦3号等少数几个品种及其衍生系，遗传基础较为狭窄，迫切需要开拓新的抗源。大赖草(Leymus racemosus，2n=4x=28，基因组NNJJ)是普通小麦的近缘物种，对小麦赤霉病具有良好的抗性。将大赖草赤霉病抗性基因导入普通小麦，对于拓宽小麦赤霉病抗性基础及选育抗病品种具有重要意义。南京农业大学通过染色体工程手段获得了普通小麦-大赖草4BS.4BL-7Lr#1S易位系，为了明确此易位中易位染色体的赤霉病抗性及筛选新的涉及大赖草染色质的种质资源，本研究将经典遗传学、细胞遗传学与分子标记技术相结合，对此易位系进行分析，这些研究将为此易位系在今后的小麦抗赤霉病育种中的利用提供依据。本研究获得的主要研究结果如下:
　　 1.利用花药培养的方法，获得了一个由174个家系组成的(♀普通小麦-大赖草4BS.4BL-7Lr#1S易位系×♂Alondra's)双单倍体(Double Haploid, DH)群体;连续的三年赤霉病抗性鉴定结果证明，该群体是一个纯合、稳定的DH群体;
　　 2.根据三年的赤霉病抗性鉴定结果，利用单标记分析法和复合区间作图法对DH群体进行分析，在染色体2DL上定位了一个抗赤霉病QTL，加性效应为0.03，贡献率为7.6％;
　　 3.利用分别能特异追踪黑麦1RS染色体和大赖草7Lr#1S染色体的分子标记对该群体中的各个家系进行分析，结果发现小麦-黑麦1BL/1RS易位染色体通过花药培养优先传递，而小麦-大赖草4BS.4BL-7Lr#1S易位染色体未能传递;
　　 4.利用基因组原位杂交技术，在4BS.4BL-7Lr#1S易位系材料T01的自交后代中，鉴定出一份涉及大赖草7Lr#1S染色质的微小端体材料;顺序原位杂交结果表明，该微小端体系中的外源染色质具有完整的端粒和着丝粒结构。赤霉病抗性鉴定结果表明，该端体材料对赤霉病表现出一定的抗性，是新的抗赤霉病遗传资源。

目录

声明

摘要

第一部分 文献综述

1．赤霉病的发生、症状及危害

2．小麦赤霉病的抗性研究

2．1 小麦赤霉病的抗源筛选

2．2 小麦赤霉病抗性遗传研究

3．国内外大赖草中抗赤霉病基因研究进展情况

4．易位系创制的方法

5．花药培养

5．1 花药培养在小麦育种中的应用

5．2 花药培养在小麦远缘杂交中的应用

5．3 花药培养在小麦遗传分析中的应用

6．物种专化重复序列原位杂交

7．偏分离与遗传平衡

7．1 偏分离的原因

7．2 偏分离的影响及其解决方法

第二部分 研究报告

1．材料与方法

1．1 材料

1．2 方法

2．结果与分析

2．1 (普通小麦-大赖草易位系4BS．4BL-7Lr#1S×Alondra’s)DH群体赤霉病抗性评价

2．2 DH群体赤霉病抗性位点的分析

2．3 外源染色体在组织培养过程中的选择性传递

2．4 一个新的小麦-大赖草7Lr#1染色体微小端体系的选育和鉴定

2．5 小麦-大赖草7Lr#1染色体微小端体系的赤霉病抗性鉴定

3．讨论

3．1 外源染色体在组织培养过程中的选择性传递

3．2 DH群体赤霉病抗性的评价

3．3 涉及大赖草染色体结构变异体的进一步研究

全文结论

参考文献

附表1 DH群体各家系连续三年的赤霉病调查结果(病小穗率)

附表2 与已经定位的三个抗赤霉病QTL连锁的6个分子标记在各家系中的扩增结果

致谢