普通小麦-簇毛麦T5VS.5DL易位系和T1VS.1DL易位系的效应及利用研究

种质资源创新是作物育种取得突破性进展的基础，为了进一步明确携带簇毛麦HMW-GS、LMW-GS和醇溶蛋白基因的小麦-簇毛麦1VS.1DL易位系以及携带簇毛麦籽粒软质基因Dina/Dinb的T5VS.5DL易位系的利用价值，本研究将T1VS.1DL易位系和5VS.5DL易位系.分别与不同生态区主推品种杂交、回交，在BC4F2:3及BC4F2:4世代，分析易位染色体的品质效应和遗传效应，弄清簇毛麦贮藏蛋白基因和籽粒硬度基因对小麦品质改良的利用价值，并选育农艺性状和品质性状都较好的易位系材料向育种单位发放；在同源克隆簇毛麦HMW-GS基因和籽粒硬度基因的基础上，开发外源基因的功能分子标记，为簇毛麦优质基因的高效转移利用及小麦品质定向改良提供基因资源和理论依据。

创制补偿性整臂易位系是向普通小麦转移利用外源优良基因有效的方法，但需要分析易位系的遗传效应以明确其育种利用价值。本项目为明确普通小麦-簇毛麦T5VS.5DL易位系和T1VS.1DL易位系的育种利用价值，开展了如下研究内容：（1）系统分析了两个易位系的遗传效应，包括易位染色体的遗传传递及对主要农艺性状、品质性状的影响；（2）开发了鉴定这两个易位系的共显性分子标记；（3）对簇毛麦品质性状基因进行了物理定位；（4）通过滚动回交并结合系谱法选择，育成了携带外源优良基因的高代品系，并向育种单位发放。对普通小麦-簇毛麦T5VS.5DL易位系研究结果表明，簇毛麦5VS染色体臂代替普通小麦5DS染色体臂后，对产量性状的补偿性较好，外源染色体通过雌雄配子传递正常。品质分析结果表明，簇毛麦Dina/Dinb基因型比普通小麦的Pina/Pinb基因型具有更软质胚乳特性，且含有T5VS•5DL易位染色体高代回交品系的水溶剂保持力与碳酸钠溶剂保持力显著低于轮回亲本，表明该易位染色体对弱筋小麦品质有正向效应。通过白粉菌混合生理小种接种鉴定将簇毛麦一个新的白粉病成株抗性基因Pm5VS定位于5VS染色体臂上。通过对5VS特异分子标记的PCR扩增条件及带型分析，发现共显性EST分子标记5EST-237与基因功能标记Pinb-1最适于对T5VS•5DL易位染色体进行分子标记辅助选择。鉴于T5VS•5DL易位系良好的品质及抗病特性，建议在弱筋小麦的育种项目中加以利用。对T1VS.1DL易位染色体在四个不同小麦背景的的遗传效应发现，T1VS.1DL易位染色体对普通小麦的主要农艺性状影响不显著，且易位染色体遗传传递正常。品质分析结果表明T1VS.1DL易位染色体对改善普通小麦面筋数量没有正向效应，但对改良面筋质量可能有利。由于普通小麦第1部分同源群染色体短臂上亦携带有对加工品质有重要影响的基因，因此，通过创制补偿性整臂易位系转移簇毛麦贮藏蛋白基因效果可能不太理想。本研究将簇毛麦贮藏蛋白基因位点Glu-V1、Glu-V3及Gli-V1定位于1VS FL：0.50-1.00 区间，并创制了同时携带这三个基因位点的小片段易位系1VS-6BS.6BL，为改善小麦加工品质提供了新的优异种质。本项目共发表论文3篇，其中SCI论文2篇，申请国家发明专利1项。