普通小麦-滨麦Ns染色体二体异附加系的创制及其优良性状的发掘

Disomic addition lines of common wheat and its relatives, are of great importance to excavate and research the beneficial traits and specific genes. Octoploid Tritileymus M842-16 (AABBDDNsNs, 2n=56), which is a partial amphiploid abtained from the cross of common wheat and Leymus mollis, has extreme agronomic characteristics, i.e., long spikes with many florets, strong stem, cold and drought tolerance, and resistance to several different fungal and bacterial diseases. In order to further exploit and utilize the genes from Leymus mollis Ns chromosome, the cross between octoploid Tritileymus M842-16 and its common wheat parent 7182 were conducted, and cytogenetics, genomic in situ hybridization, seed storage protein and isoenzyme analysis, molecular marker (EST-STS), were employed to study the chromosome composition of the F4-F6 generations, and the disomic addition lines were expected. The development of disomic addition lines should greatly facilitate the study of good traits and genes of Leymus mollis Ns chromosomes in the genetic backgrounds of common wheat. Wheat-Leymus mollis Ns chromosome disomic addition lines could serve as donors to enrich the germplasm resource and genetic diversity of common wheat in breeding program.

二体异附加系是发掘和研究普通小麦近远缘植物中所含有的优良性状和优异基因的理想材料。八倍体小滨麦M842-16（AABBDDNsNs，2n=56）是普通小麦和滨麦杂交得到的一个部分双二倍体，导入了滨麦的整个Ns基因组，从滨麦遗传了穗大花多、茎秆粗壮、抗逆性和抗病性好等优良性状。为了更好的发掘、研究和利用滨麦Ns基因组上所携带的优异基因，我们将八倍体小滨麦M842-16与其普通小麦亲本7182杂交，拟通过细胞学、原位杂交、种子贮藏蛋白和同工酶分析、分子标记（EST-STS）以及农艺性状评测等研究方法，对杂交后代F4-F6世代的材料进行筛选和鉴定，以期获得整套附加了滨麦Ns染色体的二体异附加系，进而在小麦亲本遗传背景下，对滨麦每条Ns染色体上的优异基因和性状进行发掘，为有目的的研究和利用这些基因和性状提供理想材料，也为小麦遗传改良提供重要的种质资源。

种质资源是小麦遗传育种的物质基础，关键性特异、优质种质资源的发现与利用对以往及未来小麦育种方向和成效具有决定性的作用。八倍体小滨麦M842-16是通过普通小麦品种7182和滨麦杂交，经幼胚拯救和秋水仙素染色体加倍获得的一个双二倍体材料，遗传了滨麦的大穗多花、茎秆粗壮、抗病抗逆性强等优良性状。本研究通过八倍体小滨麦M842-16与普通小麦7182的杂交，以期创制出整套的普通小麦-滨麦Ns染色体二体异附加系。主要研究结果如下：.（1）滨麦Ns基因组特异EST-STS引物的筛选：利用在小麦A、B和D基因组上具有共显性的EST-STS引物，对含有滨麦Ns染色体的材料八倍体小滨麦M842-16和不含有Ns染色体的普通小麦7182进行扩增，从1887对EST-STS中筛选出滨麦Ns基因组有特异条带的引物45对，为检测小麦背景中滨麦Ns染色体提供了简单、高效的分子标记。.（2）八倍体小滨麦与普通小麦7182杂交后代的EST-STS分子标记鉴定：利用筛选到的特异EST-STS引物，对八倍体小滨麦M842-16和普通小麦7182的杂交后代材料进行鉴定，共筛选出来4种类型的只含有1个同源群滨麦Ns染色体的、遗传稳定的后代材料，推测为分别含有滨麦1Ns、5Ns、6Ns和7Ns染色体的株系 ；含有滨麦2Ns、3Ns和4Ns的材料已经初步确定，有待进一步稳定和跟踪鉴定。.（3）基因组原位杂交（GISH）鉴定：利用华山新麦草（NsNs）基因组DNA为探针对含有滨麦1Ns、5Ns、6Ns和7Ns染色体的材料进行根尖体细胞和幼穗花粉母细胞GISH鉴定，结果显示，4个材料均含有1对滨麦Ns染色体和42条普通小麦染色体，确定为普通小麦-滨麦Ns染色体的二体异附加系。.（4）后代材料的农艺性状调查、分析：通过大田调查和盆栽试验对4个滨麦Ns染色体的二体异附加系材料与普通小麦亲本7182和八倍体小滨麦M842-16进行产量相关的农艺性状分析，滨麦5Ns和7Ns二体异附加系具有较好的产量潜力；人工气候控制条件下，4个普通小麦-滨麦二体异附加系的耐低温特性也有极大的提升。普通小麦-滨麦Ns二体异附加系的创制，为滨麦Ns基因组含有的优异基因的发掘和利用提供重要的中间材料。