携带抗白粉病基因Pm21的簇毛麦小片段易位系的改良

【摘要】簇毛麦(HaynaldiavillosaL.2n=14,VV)为一年生异花授粉草本植物,是小麦的野生近缘物种,原产于地中海沿岸和高加索地区,对白粉病、锈病、眼斑病及梭条花叶病等多种病害都具有较高抗性,同时还有密穗多花、抗寒耐旱、籽粒蛋白质含量高等优良特性。小麦和簇毛麦远缘杂交后,通过细胞遗传学操作,在后代中选育双二倍体、异附加系、异代换系和易位系,有助于更好地在小麦遗传改良中利用簇毛麦的有益基因。异附加系和异代换系通常携带有完整的外源染色体,在细胞学上比较不稳定,也常会伴随不良性状,因此育种上难以利用；而携带有外源目的基因的小片段插入的易位系,是目前育种实践中最受重视的材料。南京农业大学细胞遗传所选育的顶端小片段易位系nj-1和小片段中间插入易位系nj-2,包含有抗白粉基因Pm21,田间表现高抗白粉病。但是这两个易位系的农艺性状较差；我国各麦区生态气候差异较大,直接用这两个易位系作育种的杂交亲本,适应性较差。本研究利用携带有Pm21基因的小片段易位系分别与不同生态区主栽品种(包含扬麦158、扬麦20、镇02166、周9823、郑9023和郑9694)进行杂交,试图将带有抗白粉病基因Pm21的小片段易位导入不同生态麦区的主栽品种,选育具有优良农艺性状的杂交回交后代,进一步改良小片段易位系的农艺性状。通过根尖细胞有丝分裂中期染色体基因组原位杂交(GenomicinsituHybridiz-ation,GISH)技术,从抗白粉病小片段易位系与农艺亲本杂交的杂种后代中筛选出涉及10个组合的包含外源小片段易位的植株90株,其中含有单个外源小片段易位染色体杂合体71株,含有一对小片段易位染色体的植株19株,经花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体的基因组原位杂交再次验证,为纯合植株。在田间白粉病抗性鉴定中,这90个单株均表现出高抗白粉病。利用与抗白粉病基因Pm21紧密连锁的分子标记XCINAU15.902进行PCR鉴定,确认这些抗白粉病植株中含有Pm21基因。2013年田间调查农艺性状,杂种后代在有效穗数、穗长、小穗数、有效小穗数和每穗粒数上,一般都处于小片段易位系和农艺亲本之间,有些性状甚至优于农艺亲本；但是在株高方面,杂种后代通常仍偏高,在种质改良和育种计划中,须与农艺亲本继续回交,和注意矮秆、半矮秆基因的有效利用。
【作者】荣曼；
【导师】陈佩度；
【作者基本信息】南京农业大学，作物遗传育种，2013，硕士
【关键词】小麦；簇毛麦；小片段易位系；原位杂交；白粉病抗性；农艺性状；

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