一种小麦赤霉病新抗源的选育及鉴定方法

摘要

本发明涉及小麦赤霉病新抗源的创制与鉴定方法，属于小麦生物技术育种领域。利用“中国春”小麦与小麦近缘种属鹅观草，通过有性杂交、幼胚培养与回交技术获得的含有鹅观草赤霉病抗性基因的小麦新抗源。这个小麦新抗源的抗性基因与苏麦3号携有的位于3B染色体的抗性位点不同，并可用特异性分子标记进行检测。这个小麦赤霉病新抗源的获得，将有助于实现抗源多样化，扩大小麦品种赤霉病抗谱，解决小麦品种因抗源单一，难以选育高抗赤霉病病小麦品种之难题。

说明书

一.技术领域

本发明涉及小麦赤霉病新抗源的创制与鉴定方法，属于小麦生物技术育种领域。

二.背景技术

由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum，Schw)引起的小麦赤霉病是一个世界范围内的病害，不仅造成严重的产量损失，而且病麦粒残留的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol，DON)等真菌毒素，严重威胁人畜的健康。目前世界上公认的小麦赤霉病抗源有中国的苏麦3号，宁7840，望水白等，但这些小麦品种均携有共同的位于3B染色体的抗性基因(Kolb，F.L.Crop Sci，2001，41：611-619；Zhang，X.Euphytica，2004，139：59-64)，使得小麦抗源单一，很难育成高抗赤霉病且抗性持久的小麦品种，应用于商业化生产。因此需要发掘并创制新的抗源用于小麦抗赤霉病育种中。

小麦族其他属中，蕴藏着多种多样的普通小麦中所不具备的而为育种发展所需要的性状基因。通过远缘杂交、染色体操纵及基因工程技术，可以将这些基因结合于小麦中，从而丰富小麦的遗传基础。由于现代育种过程所造成的遗传基础狭窄及普通小麦内基因资源的贫乏，使得从小麦近缘种属转移抗性有利基因的研究具有非常重要的意义。鹅观草、大赖草等近缘种属已被确定为高抗赤霉病(Chen，P.D.Theor Appl Genet，2005，111：941-948)。本发明将鹅观草赤霉病抗性基因转入普通小麦，创制了抗赤霉病小麦新抗源“ZE01”，并利用细胞遗传学标记与分子标记对此抗源进行鉴定。

三.发明内容

本发明需要解决的问题是：创造抗赤霉病小麦抗源，并利用与抗性基因连锁的分子标记进行基因型验证，使之成为可以用于小麦赤霉病抗病育种的种质材料。

本发明的技术方案为：1.抗赤霉病小麦新抗源“ZE01”的创制。2.“ZE01”抗性基因的细胞与分子验证。

1.抗赤霉病小麦新抗源“ZE01”的创制。

a)以中国春小麦为母本(♀)与鹅观草(♂)杂交；

b)杂交14天后幼胚置于MS培养基进行组织培养，自发产生染色体断裂与重组，获得杂种F₁植株；

c)以F₁植株作为母本(♀)，与中国春小麦(♂)回交，得到BC₁植株；

d)对BC₁植株镜检根尖分生细胞染色体数目，选择2n＝42，赤霉病抗性明显优于中国春的植株套袋自交，得到BC₁F₁植株；

e)对BC₁F₁植株选择赤霉病抗性明显优于中国春的植株套袋自交，得到BC₁F₂植株；

f)对BC₁F₂植株重复步骤e)所述操作，得到BC₁F₃植株；

g)选择高抗赤霉病的BC₁F₃植株，套袋自交，得到BC₁F₄植株；

h)选择高抗赤霉病的BC₁ F₄植株，得到抗赤霉病小麦新抗源“ZE01”。

2.抗赤霉病小麦新抗源“ZE01”的细胞学与分子验证。

a)剪取“ZE01”的根尖，进行细胞学压片，进行C-分带分析，获得染色体C-带资料；

b)剪取“ZE01”植株的叶片，提取全基因组DNA；

c)选取简单重复序列标记(SSR)引物gwm149和barc025，进行PCR扩增，扩增产物在6g/100ml聚丙烯酰胺凝胶上电泳分离后，获得分子标记资料，确定小麦赤霉病新抗源。

本发明的效果是本发明创制的小麦赤霉病新源ZE01含有来自鹅观草的赤霉病抗性基因，并可以用C-分带及简单重复序列标记(SSR)引物进行验证。与现有的赤霉病抗源苏麦3号、望水白、宁7840相比，该抗源的抗性基因位于不同的染色体上，属于不同的抗性基因，可以用于抗性基因聚合育种，有效地提高小麦品种的赤霉病抗性，有助于克服目前小麦赤霉病抗性育种中抗源单一、抗性难以超越苏麦3号的难题。本发明用于检测验证的简单重复序列标记(SSR)引物，与该抗源抗性基因紧密连锁。以该抗源作为小麦赤霉病抗性改良亲本进行杂交选育过程中，该引物可以有效地检测育种后代中抗性基因是否存在，从而进行分子标记辅助选择。也可以应用该引物检测未知遗传背景或可疑遗传背景的小麦材料中，该抗性基因的真伪性。

四.附图说明：

附图1：根尖染色体C-带带型

附图2：“ZE1”分子标记Xgwm149的电泳图谱

M：分子量标准1.ZE01 2.中国春 3.鹅观草 4-6.其他BC₁F₄植株

附图3：“ZE1”分子标记Xbarc025的电泳图谱

M：分子量标准1.ZE01 2.中国春 3.鹅观草 4-6.其他BC₁F₄植株

五.具体实施方式

1.以中国春小麦为母本(♀)与鹅观草(♂)杂交，取杂交14天后幼胚置于MS培养基进行组织培养，直接获得杂种F₁幼苗。将F₁幼苗移至盆钵，等F₁植株抽穗后，以其作为母本(♀)，与中国春小麦(♂)回交，得到BC₁植株。对BC₁植株镜检根尖分生细胞染色体数目，选择2n＝42，赤霉病病小穗率低于15％的植株套袋自交，得到BC₁F₁植株。重复鉴定，选择与套袋自交工作，直至得到BC₁F₄植株。选择赤霉病抗性鉴定中病小穗率低于10％的植株，作为新抗源的备选材料“ZE01”。

2.剪取“ZE01”长约1-1.5cm的根尖，冰水固定24h后，利用45％醋酸进行细胞学压片。选取分裂相较好的压片，进行C-分带分析，获得各染色体C-带资料。C-带结果(附图1)可以看出，“ZE01”有1对染色体的端带来自于鹅观草。

3.剪取“ZE01”、中国春、鹅观草及其他BC₁F₄植株的叶片，提取全基因组DNA，选取简单重复序列标记(SSR)引物gwm149和barc025，进行PCR扩增，扩增产物在6g/100ml聚丙烯酰胺凝胶上电泳分离后，获得分子标记资料。分离结果(附图2，3)可以看出，“ZE01”携带鹅观草的特定分子标记。