小麥新矮源華矮01的矮稈性遺傳與基因定位以及抗小麥稈銹Ug99新種質(zhì)的創(chuàng)制.pdf

1、小麥?zhǔn)鞘澜缟戏N植區(qū)域最廣、消費(fèi)人群最多、與人類經(jīng)濟(jì)生活關(guān)系最為密切的糧食作物，小麥的生產(chǎn)狀況直接關(guān)系到人類的和平、穩(wěn)定與繁榮。縱觀戰(zhàn)后世界小麥的發(fā)展歷史可清楚地看到，小麥生產(chǎn)的發(fā)展主要依賴于品種的遺傳改良，高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗一直是小麥育種的主要目標(biāo)。遺傳理論和育種實(shí)踐表明，特異種質(zhì)資源的發(fā)掘與利用是育種目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。小麥育種中矮源單一化問題、現(xiàn)有商用品種對稈銹菌新小種Ug99缺乏抗性等問題限制了產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性的進(jìn)一步提高，已

2、對全球小麥生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了威脅。加強(qiáng)小麥特異種質(zhì)資源的發(fā)掘與創(chuàng)制，更深入地研究特異種質(zhì)重要目標(biāo)性狀的遺傳規(guī)律，對提高小麥遺傳改良潛力，促進(jìn)小麥生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展有基礎(chǔ)性作用。本研究對一個新的小麥矮源“華矮01”的矮稈性進(jìn)行了遺傳分析和基因定位;通過分子標(biāo)記輔助選擇進(jìn)行基因聚合，創(chuàng)制出抗小麥稈銹病新小種Ug99的新的特異種質(zhì)，并對加拿大現(xiàn)有推廣的小麥品種Hoffman的抗病性進(jìn)行了遺傳改良。主要研究內(nèi)容包括：
　　㈠小麥矮稈突變體

3、華矮01的矮稈性遺傳與基因定位：①對苗期的華矮01進(jìn)行外源GA3處理，其第一片葉長度和胚芽鞘長度與對照相比均無明顯伸長，表明華矮01所攜帶的矮稈基因?yàn)镚A-不敏感型。②以華矮01為母本與3個高稈品種進(jìn)行雜交，株高調(diào)查結(jié)果顯示，其F1代株高均介于兩個親本之間，并偏向于高稈親本，F(xiàn)2群體的株高呈三峰連續(xù)性分布。經(jīng)x2測驗(yàn)，F(xiàn)2群體株高分布符合1∶2∶1的分離比例，表明華矮01的矮稈性狀受單個部分隱性基因控制，命名為Rht-B2。③以華矮01

4、/鄂恩1號的F1代做母本與三個含Rht-B1b矮稈基因的小麥品種雜交，后代均為高稈。表明矮稈基因Rht-B2與已知的矮稈基因Rht-B1b不是等位基因。④利用F2∶3作圖群體，結(jié)合SSR標(biāo)記和BSA分析法，對華矮01的矮稈基因進(jìn)行初定位。矮稈基因Rht-B2被定位在4B染色體的長臂上，SSR標(biāo)記Xgwm495和barc1096分別位于基因的兩側(cè)，與目標(biāo)基因的距離分別為3.3和2.9 cM。⑤華矮01與原始親本的各節(jié)間長占株高的百分比數(shù)據(jù)

5、顯示，華矮01的主穗和穗頸節(jié)間的相對長度都增加，而倒一至倒四節(jié)間的相對長度均縮短。表明華矮01株高的降低是由于倒一至倒四節(jié)間的縮短所致。⑥利用F2群體對株高各構(gòu)成因素進(jìn)行遺傳分析，結(jié)果表明，除主穗長是由單個質(zhì)量性狀基因控制外，其余各節(jié)間長均由多個QTL控制。⑦株高及其構(gòu)成因素與產(chǎn)量性狀的相關(guān)分析表明，株高及其構(gòu)成因素與單株粒數(shù)和有效穗數(shù)呈顯著正相關(guān)，而與單株粒重、穗平粒重和千粒重?zé)o顯著相關(guān)性。
　?、娣肿訕?biāo)記輔助基因聚合創(chuàng)制抗Ug

6、99新種質(zhì)：①利用小麥×玉米遠(yuǎn)緣雜交誘導(dǎo)小麥雙單倍體技術(shù)獲得了3個雙單倍體群體，它們分別來源于雜交組合:(Hoffman*2/RL6099)//(Ho ffman*2/Lang)、RWG34/RL5405//RL6099和(AC Cadillac/Lang)//(RWG34/RL5405)。②利用回交和分子標(biāo)記輔助選擇的方法，將來源于小麥家系RL6099和Lang的抗稈銹基因Sr35和Sr36導(dǎo)入到一個加拿大商用小麥品種Hoffman中

7、，以提高Ho ffman的抗性，尤其是增強(qiáng)對小麥稈銹菌新小種Ug99的抗性。Ug99小種TTKSK的檢測結(jié)果表明，改良后的Hoffman抗病性明顯增強(qiáng)，特別是同時含Sr35和Sr36兩個基因的Hoffman植株，對TTKSK抗性極強(qiáng)。③通過雜交和分子標(biāo)記輔助選擇相結(jié)合，得到了含有抗病基因的兩個復(fù)交組合(AC Cadillac/Lang)//(RWG34/RL5405)和RWG34/RL5405//RL6099的F1植株，借助雙單倍體技術(shù)