新型小偃麦的创制及其形成机理的研究

本研究从当前的小麦生产需求出发，利用远缘杂交将长穗偃麦草的优良基因导入小麦，从而选育抗病、优质、高光效的小偃麦新类型；并通过分子细胞遗传学技术和生化手段跟踪外源染色体，高效地分析八倍体小偃麦的基因组组成，阐明小偃麦的形成机理和遗传规律。此外，本项目利用蓝单体系统，探索规模化创制小麦异代换系或易位系的新途径，不仅为分子染色体工程研究奠定理论基础，为小麦遗传改良提供工具材料，而且为新的育种实践开辟思路。

通过对207个来源于5个不同种（百萨偃麦草、灯芯偃麦草、中间偃麦草、二倍体长穗偃麦草、十倍体长穗偃麦草）的偃麦草属品系进行了染色体数目检测及苗期抗病性鉴定。结果表明中间偃麦草的倍性单一，153个品系中只检测到六倍体类型，而其余4个种的染色体倍性变化范围很广。苗期抗秆锈病鉴定试验表明，除二倍体长穗偃麦草品系PI531718以外，其余的被测材料对绝大多数秆锈病小种具有抗性。通过比较染色体组倍性与苗期抗病性的关系，我们发现倍性水平越高，其苗期抗秆锈病能力越强。利用GISH、mc-GISH和mc-FISH技术,对10个八倍体小偃麦材料进行了分子细胞学分析。结果表明，这些八倍体小偃麦的基因组中含有12-16条长穂偃麦草染色体，它们的小麦染色体携带大量变异。选取7个北美秆锈菌生理小种和2个非洲秆锈菌生理小种对八倍体小偃麦进行了苗期抗病性鉴定；结果表明：Xiaoyan 68，Xiaoyan 7430和XN-Xiaoyan 783对测试小种均表现高抗。此外，本项目利用花粉辐射诱变，探索规模化创制小偃麦易位系的新途径。利用花粉辐射共获得创制小偃麦易位系269个，易位染色体覆盖小麦A、B、D三个染色体组，涉及小麦多条染色体。通过对这些易位系进行表型鉴定，获得了一批抗条锈病、光合效率高和品质好的易位系材料。本研究不仅为分子染色体工程研究奠定理论基础，为小麦遗传改良提供工具材料，而且为新的育种实践开辟思路。