抗小麦黄矮病毒病小麦种质的育种方法

摘要

小麦黄矮病毒病(BYDV)小麦新种质Y96060是通过有性杂交和幼胚培养技术获得的普通小麦－中间偃麦草易位系。它携有中间偃麦草2Ai－2染色体上的抗小麦黄矮病的基因,抗性优于源于中间偃麦草7Ai－1染色体上的抗性基因,对中国的小麦黄矮病毒GPV、GAV株系,对国际上的PAV株系均表现高抗。抗病易位系Y96060可通过细胞遗传分析,染色体C分带和原位杂交技术,RAPD技术得到确认。

说明书

本发明是一种抗小麦黄矮病毒病(BYDV)小麦种质的选育方法，属于生物技术育种研究领域。

小麦黄矮病是由大麦黄矮病毒(Barley Yellow Dwarf Virus，缩写为BYDV)引起的病毒病，世界上许多小麦主产国常因黄矮病的危害使农业遭受巨大损失。据美国和澳大利亚报道，每年因此病危害损失为9500万美元和3000万美元左右；1976-1993年，智利每年因此病害减产5-20％。我国西北、东北和华北部分地区常遭此病危害，严重年份减产20-30％。近年来在我国有蔓延趋势，危害地区扩展到黄淮、四川、长江中下游麦区。小麦育种和生产实践证明，防治小麦黄矮病毒病的最经济、有效的方法是选育、推广抗病品种。自五十年代初开始对此病害进行研究以来，经广泛鉴定，在小麦属内尚未找到BYDV抗源，仅有少数耐病品种，所以利用小麦属内基因资源进行BYDV抗性育种难以奏效。八十年代开始对小麦近缘种属进行BYDV抗性鉴定，发现偃麦草属、冰草属、赖草属、鹅冠草属等十几种野生植物具有BYDV抗性基因。这些基因能抑制BYDV繁殖，从而对BYDV表现免疫或高抗。据研究报道，中间偃麦草中至少有两对染色体7Ai-1和2Ai-2含有抗BYDV基因，并且2Ai-2上的抗病基因比7Ai-1上的抗病基因有较强的抗性。

向普通小麦转移外源抗性基因除常规的有性杂交方法，利用CSph隐性突变体，小麦单缺体等染色体工程方法外，还有八十年代以来发展形成的生物技术方法-组织培养。目前如何将中间偃麦草携有的抗BYDV基因导入到普通小麦，创造世界上首例抗BYDV病毒病的普通小麦新种质是抗病育种家一直追求的目标。

本发明的目的是采用有性杂交和生物技术的方法，将源于无芒中4、抗性优于7Ai-1染色体携带的，位于2Ai-2染色体上的抗性基因导入小麦，实现抗源多样化，扩大小麦品种抗谱，弥补小麦品种因抗源单一，抗性易丧失之隐患。并进一步健全利用组织培养技术向小麦导入外源有益基因的技术路线。

本发明的另一目的是对感病品种与携有抗病基因的异源二体附加系的杂种进行幼胚培养，通过培养过程中的染色体断裂、重接和重组，创造抗病的、稳定遗传的异源易位系。易位系含有的外源染色质可通过染色体原位杂交、C分带和RAPD分析进行鉴别。

一种抗小麦黄矮病毒病小麦种质的选育方法，用普通小麦Wan7107与小麦-中间偃麦草部分双二倍体无芒中4杂交、回交选育抗小麦黄矮病毒病的小麦-中间偃麦草异源二体附加系Z₂。用Z₂与陕7859小麦杂交，杂种幼胚进行组织培养，通过染色体断裂和重组，选育抗小麦黄矮病毒病的小麦-中间偃麦草易位系Y96060。

抗病易位系Y96060，为染色体端部易位，染色体数为2n＝42＝21II，遗传稳定性好、农艺性状好，利于抗病育种家利用。

抗病易位系Y96060，能抗中国的小麦黄矮病毒GPV和GAV株系，也抗国际上的PAV株系。

抗病易位系Y96060经抗性遗传鉴定，其抗性基因为显性遗传，与感病品种杂交F1表现抗病。

抗病易位系Y96060的染色体构成，可通过细胞遗传学分析、染色体C分带、原位杂交和RAPD技术得到确认。

本发明的优点和极积效果为：

1.实现抗源多样化

经接种鉴定试验证明，本发明得到的易位系Y96060对中国的小麦黄矮病毒GPV、GAV株系，对国际上的PAV株系均表现高抗，是目前国内外已见报道中抗BYDV最好的普通小麦新种质。

2.本发明的易位系Y96060比已选育的具有7Ai-1染色体抗BYDV基因的抗病种质抗性更好。

3.本发明的易位系Y96060为染色体端部易位，中间偃麦草染色质含量少，遗传背景为中国小麦主产区的推广品种，农艺性状较好，利于抗病育种家利用。

4.本发明选育过程采用的组织培养技术快速、简便。

图1为本发明易位系Y96060的选育程序图

图2为本发明易位系Y96060×京411F1MC示2n＝21II

图3为本发明易位系Y96060原位杂交图

图4为本发明易位系Y96060的RAPD分析图谱

下面结合附图叙述本发明的实施例：

本发明的一种抗小麦黄矮病毒病小麦种质Y96060的选育方法，包括以下步骤：

1用普通小麦Wan7107与小麦-中间偃麦草部分双二倍体无芒中4杂交、回交选育抗小麦黄矮病毒病的小麦-中间偃麦草异源二体附加系Z-2。

2用Z₂与陕7859小麦杂交，杂种幼胚进行组织培养通过染色体断裂和重组，选育抗小麦“黄矮病毒病的小麦”-中间偃麦草易位系

①54个幼胚在SD₂培养基上，诱导愈伤组织。

②初生愈伤组织在SD₁培养基上继代培养2次，1/2MS培养基上分化绿苗。

③获得再生值株150株(平均每个幼胚再生2.78株)，移栽成活123株，移栽成活率82％。

3SC₁代抗性鉴定与选择

①田间接种饲毒(BYDV GPV株系)蚜虫，40天后观察记载抗病性，测得抗病100株，感病23株。

②选择抗病及农艺性较好的单株14株(代码T9417)。

③选用感病品种京411进行测交(T9417×京411)。

4SC₂代抗性鉴定与选择

①种植T9417自交株系圃和测交组合(T9417×京411。

②田间接种饲毒(BYDV GAV株系)蚜虫，40天后观察记载抗病性。

  自交株系圃T9417，测得抗病株184，感病株32，抗∶感比大于3∶1；

  测交组合T9417×京411，测得抗病株41，感病株9，抗∶感比大于1∶1。

③选择抗∶感比大于3∶1的株行--Y96060

5抗病易位系Y96060的细胞学和分子生物学鉴定

抗病易位系Y96060花粉母细胞染色体数为21II。根尖细胞染色体用普通小麦基因组DNA封阻，生物素标记的中间偃麦草基因组DNA作探针进行原位杂交，显示一对染色体端部有中间偃麦草染色体片段。

6抗病易位系Y96060的农艺性状

弱冬性、长芒、白壳、红粒、中高秆、中熟。