原位杂交鉴定黑麦染色体在小黑麦和小麦杂交后代的遗传变异

摘要

黑麦属（Secale L.，2n=14，RR）植物具有很多优良的性状，如分蘖能力强且根系发达、抗逆性较强、可抵抗多种常见病害、结实多且籽粒蛋白质含量丰富等，能为改良小麦品质提供大量的有益基因。六倍体小黑麦（AABBRR）具有黑麦的优良性状，同时还保有了普通小麦营养价值高和早熟的良好品质，因此它可以为小麦育种提供更多更好的基因资源，以改善当今小麦抗病范围窄及抗性退化等现象，为培育出营养价值更高，更利于现代化管理，抗虫、抗病害更广泛的小麦品种打下基础。 本研究利用六倍体小黑麦06-2-13和普通小麦品种晋麦47号杂交得F1代，自交传递至F4代。采用荧光原位杂交（FISH）技术分析各代材料，按需对部分材料进行分子标记鉴定，在田间观察统计杂交后代的农艺性状，分析了黑麦和小麦 D组染色体在小麦和小黑麦杂交后代中的遗传变异，得出的结果如下： （1）采用Oligo-pSc119.2、Oligo-pTa535、Oligo-(GAA)7和Oligo-(CAA)7探针，通过FISH技术，得到了小黑麦亲本的标准核型，鉴定到黑麦染色体1R ~ 7R的单R附加系、代换系、易位系、易位附加系和易位代换系等一系列具有良好农艺性状的材料，这证实了小黑麦和小麦的杂交后代具有丰富的遗传多样性。用分子标记技术对FISH结果进行了验证，并筛选了一批R组染色体不同部位的特异性分子标记。 （2）通过FISH技术对六倍体小黑麦和小麦杂交后代的F2、F3和F4代进行鉴定，发现黑麦染色体在F2代中的传递率最高，且明显高于F3和F4代。F3代中，2R和1R的传递率最高，其次是6R、4R、3R和7R，而5R则最低。F4代中， 1R传递率最高，其次是2R，再次是6R、7R、4R和3R，同样是5R最低。 （3）在F3代材料中，5D染色体传递率最高，其次是 7D、2D、1D、6D和3D，最低的是4D。在F4代材料中，5D染色体传递率最高，其次是3D、4D、6D、7D和2D，最低的是1D。 （4）对小黑麦和小麦杂交后代农艺性状的调查分析中，发现小穗长、千粒重、粒宽三个农艺性状在缺失不同小麦 D 组染色体上的差异极显著，在添加不同黑麦R 组染色体上的差异不显著；抗条锈病和分蘖数两个农艺性状在缺失不同小麦 D组染色体上的差异不显著，在添加不同黑麦 R 组染色体上的差异极显著。白粉病抗性、株高、小穗数、粒长、倒二叶叶长、倒二叶叶宽、芒长和株型等农艺性状在缺失不同小麦D组染色体和添加不同黑麦R组染色体上的差异均显著。

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