小麦—中间偃麦草异附加系(代换系)的细胞遗传学鉴定与分子标记开发

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中间偃麦草(Thinopyrum intermedium,2n=6x=42,EeEeEbEbSt St或JJJSJSSt St)是禾本科小麦族偃麦草属多年生草本植物。作为小麦的三级基因源,中间偃麦草具备多种优良性状,如多年生,大穗多花,对小麦的叶锈、条锈、秆锈、白粉等病害免疫,高抗小麦黄矮病、黑穗病、叶枯病和根腐病、条纹花叶病,并具有较强的耐逆境胁迫特性,己成为小麦遗传改良的重要野生近缘种之一。由小麦与中间偃麦草杂交后代中选育而来的小麦-中间偃麦草部分双二倍体能够综合双亲优良性状,是向小麦转移中间偃麦草优异基因的重要桥梁亲本,也是培育小麦-中间偃麦草异附加系的中间材料。小偃78829是小麦与中间偃麦草杂交后代中选育的一个部分双二倍体,携带许多小麦不具备的优良性状。为了更好地利用这些优异基因,本研究通过染色体工程创制了一套来源于小偃78829的异附加系(代换系),对其进行了分子细胞学鉴定、抗病性鉴定并开发了外源染色体特异的分子标记。实验结果如下:(1)一套来源于小偃78829的异附加系(代换系)的创制及细胞学鉴定。利用染色体工程技术,通过小偃78829与普通小麦杂交、回交等方法创制了一套完整的异附加系(代换系)。利用顺序GISH-FISH方法构建了小偃78829外源染色体核型,分析每个异附加系(代换系)的染色体组成。(2)小麦-中间偃麦草异附加系(代换系)的抗病鉴定。经鉴定小偃78829对小麦条锈菌CYR34表现为免疫,对小麦叶锈菌THTT表现为近免疫。对三个小偃麦异附加系(代换系)进行抗条锈病鉴定,WTA41表现为中抗、WTS42和WTA139感病。对全套异附加系(代换系)进行叶锈病鉴定,WTA140表现为近免疫,WTA41和WTS42表现为中抗,其余的表现为感病。WTA140可作为叶锈病抗源应用于小麦抗病育种。(3)小麦-中间偃麦草异附加系(代换系)的外源染色体特异分子标记的开发。以小偃78829为材料,采用SLAF-seq技术共筛选出72个中间偃麦草特异分子标记;以异附加系(代换系)为材料,分别筛选出中间偃麦草染色体1-7的特异分子标记12、5、4、5、5、5和8个。通过对外源染色体特异标记进行测序并与中间偃麦草基因组序列比对后发现,小偃78829中外源染色体1-7分别与小麦第7、2、5、3、6、1和4同源群部分同源。此外,使用开发的外源染色体特异分子标记明确了4个小麦-中间偃麦草易位系的偃麦草片段的来源和开发了1个FISH探针。
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