人工合成小麥中優(yōu)質(zhì)高分子量谷蛋白亞基及抗條銹病新基因的發(fā)掘.pdf

1、狹窄的遺傳基礎(chǔ)不僅限制了栽培小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的進(jìn)一步提高，而且使其對生物性和非生物性環(huán)境脅迫的脆弱性增加，但小麥野生近緣種中存在有大量可用于小麥改良的優(yōu)異基因。因此，發(fā)掘并利用野生近緣植物中的關(guān)鍵性基因源，對于拓寬小麥育種的遺傳基礎(chǔ)以及小麥育種和生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展具有重要意義。 本項(xiàng)研究以引自國際玉米小麥改良中心(CIMMYT)的106份硬粒小麥-粗山羊草人工合成小麥為材料，分別從抗病性和與小麥品質(zhì)密切相關(guān)的高分子量谷蛋白亞基(HMW-

2、GS)組成兩方面進(jìn)行了研究。獲得以下主要結(jié)論： 1.利用十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)技術(shù)，對106份人工合成小麥的HMW-GS組成進(jìn)行分析，結(jié)果表明，與栽培小麥相比，所分析材料具有更為豐富的等位變異。在Glu-Al位點(diǎn)上共有3種變異類型，以null亞基為主，優(yōu)質(zhì)亞基2*出現(xiàn)的頻率也較高；在Glu-Bl位點(diǎn)上共發(fā)現(xiàn)5種等位變異類型，其中攜帶優(yōu)質(zhì)亞基7+8和14+15的材料較多，分別為36和25份；在Glu

3、-D1位點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)19種等位變異類型，值得注意的是，在該位點(diǎn)上出現(xiàn)了一個未知亞基，該亞基的分子量比目前在普通小麥中發(fā)現(xiàn)的最小分子量的谷蛋白亞基12還小，此外，在Glu-D1位點(diǎn)出現(xiàn)了一些特殊的表達(dá)現(xiàn)象，如同時表達(dá)三個亞基和只表達(dá)一個亞基(1Dx上出現(xiàn)空位形式)。 2.采用6個條銹菌生理小種(包括當(dāng)前國內(nèi)流行小種CY31和CY32)對供試的102份人工合成小麥進(jìn)行抗病性鑒定，結(jié)果顯示，共有80份材料對條銹病具有抗性，其中對六個小種均

4、呈現(xiàn)抗性的有17份，鑒定結(jié)果表明這批人工合成小麥中含有豐富的抗條銹病基因源，可用于拓寬小麥的抗性基因庫，為條銹病抗性育種提供新的中間材料。 3.對14份抗條銹病的人工合成小麥進(jìn)行基因推導(dǎo)，結(jié)合遺傳分析、系譜分析及分子檢測，證明CI108、CI142和CI191中分別攜帶一個新的顯性抗條銹病核基因，暫定名為YrA108、YrA142、YrA191；CI106、CI107、CI109、CI110、CI111、CI172、CI190可

5、能攜帶有一個未知新基因或者聚合兩個以上抗性基因，具體的結(jié)果有待于進(jìn)一步的遺傳分析。 4.利用微衛(wèi)星分子標(biāo)記技術(shù)(SSR)和F2分離群體分組分析法研究表明，來自粗山羊草的抗條銹病基因YrA108位于小麥3D染色體上，與微衛(wèi)星分子標(biāo)記Xgwm3、Xgwm183、Xgwm341具有連鎖關(guān)系。 上述研究結(jié)果說明，本項(xiàng)研究所分析的106份人工合成小麥，攜帶有大量的優(yōu)質(zhì)蛋白亞基和抗條銹病基因，可作為栽培小麥改良的重要基因源加以利用。