小麦多属杂交后代种质系的鉴定和评价

论文摘要

小麦的野生近缘种中蕴藏着丰富的优良基因,是小麦遗传改良中宝贵的基因资源。通过多属杂交,不仅可以在同一遗传背景中评价不同属染色体（组）间的亲缘关系,而且还可以创造综合多属优良特性的新种质,丰富小麦育种资源。本研究以从多属杂交后代中筛选出的七个种质系山农030-1、山农05078、山农05081、山农05083、山农05086、山农05094和山农05099为材料,对其农艺性状、抗病性、细胞学特点和高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成进行了鉴定。在此基础上,综合利用细胞学、染色体原位杂交和SSR等技术对山农05078和山农030-1的遗传组成进行了鉴定。本研究获得以下主要结果:（1）多属杂交后代种质系山农05081、山农05083、山农05086、山农05094和山农05099农艺性状稳定,均高抗白粉病,对条锈病免疫。细胞学分析结果表明,山农05081、山农05083、山农05086和山农05099染色体数目均为2n=42,细胞学稳定,推测其为代换系或易位系。山农05094染色体数目为2n=56,部分细胞含有较多单价体,说明其细胞学上不太稳定。（2）利用SDS-PAGE方法分析了多属杂交后代种质系的高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成,并利用Perten-DA7200近红外品质分析仪测定了种质系的部分品质性状指标。结果发现山农05083含有优质亚基14+15和5+10,且籽粒硬度较大;山农05086的白度比较高;山农05094的硬度、湿面筋含量较高;山农05099的蛋白质含量比较高。（3）山农05078来自硬簇麦和Am3的杂交后代,对锈病免疫、高抗白粉病。细胞学鉴定表明其染色体数目为2n=28,花粉母细胞中期Ⅰ构型为2n=28=14Ⅱ。其蛋白质含量较高,含有高分子量麦谷蛋白优质亚基7+8、5+10。SSR和染色体原位杂交结果证明其染色体组成为AABB,且含有粗山羊草D基组和簇毛麦V基组的遗传物质。（4）山农030-1为小麦-黑麦1BL/1RS易位系,来自劲松49和小滨麦的杂交后代,对白粉病免疫,高抗锈病,且植株较矮,综合性状较好。遗传分析结果表明其白粉病抗性由显性单基因控制的,且不同于已有的1BL/1RS易位系,可能含有新的白粉病抗性基因。利用1RS上的特异引物对山农030-1/chancellor的F2分离群体进行了PCR分析,发现引物NOR-R1能在抗病单株和感病单株之间扩增出430kb左右的差异带。推测山农030-1的白粉病抗性基因与1RS染色体有关,其抗性来自黑麦。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 外源基因导入小麦的概况
• 1.1.1 外源基因导入小麦的途径
• 1.1.2 从近缘植物导入小麦的优良基因或性状
• 1.2 小麦多属杂种
• 1.2.1 小麦多属杂种研究概况
• 1.2.2 多属杂种的创制途径
• 1.2.3 多属杂种的利用价值
• 1.3 小麦-黑麦1BL/1RS 易位系的鉴定方法研究进展
• 1.3.1 1BL／1RS 易位系的细胞遗传学鉴定方法
• 1.3.2 1BL／1RS 易位的生化鉴定方法
• 1.3.3 1BL／1RS 易位的分子鉴定方法
• 1.3.4 小结
• 1.4 本研究的目的和意义
• 1.5 主要研究内容
• 2 实验材料和研究方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 实验设计
• 2.2.1 稳定多属杂交高代材料的鉴定
• 2.2.2 山农05078 的鉴定
• 2.2.3 山农030-1 白粉病抗性基因的遗传分析
• 2.3 试验地点
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 农艺性状鉴定
• 2.4.2 抗病性鉴定
• 2.4.3 细胞学鉴定方法
• 2.4.4 基因组DNA 提取和纯化
• 2.4.5 基因组原位杂交
• 2.4.6 SSR-PCR 分析
• 2.4.7 种子麦谷蛋白高分子量谷蛋白亚基电泳分析（SDS-PAGE）
• 3 结果与分析
• 3.1 多属杂交后代种质系的性状特点及细胞学特点
• 3.1.1 多属杂交后代种质系的性状特点及抗病性鉴定结果
• 3.1.2 多属杂交后代种质系的细胞学特点
• 3.2 五个多属杂交后代种质系的HMW－GS 组成分析和部分品质性状测定
• 3.2.1 种质系的HMW－GS 的组成
• 3.2.2 多属杂交后代种质系的品质特点
• 3.3 种质系山农05078 的筛选与鉴定
• 3.3.1 山农05078 的选育、性状和细胞学特点
• 3.3.2 山农05078 遗传组成的鉴定
• 3.4 种质系山农030-1 的鉴定与遗传分析
• 3.4.1 山农030-1 的性状和细胞学特点
• 3.4.2 种质系山农030-1 的白粉病抗性基因的来源分析
• 4 讨论
• 4.1 五个多属杂交后代种质系的利用价值
• 4.2 山农05078 的鉴定
• 4.3 山农030-1 的白粉病抗性基因的来源及其利用
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表文章情况