多花多实小偃麦种质系的筛选与鉴定

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dragonlztf
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小麦是世界上重要的粮食作物之一。随着品种间杂交程度不断深入,小麦的遗传基础日趋狭窄,而有效的种质资源较为匮乏,限制了小麦育种水平的进一步提高。长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum)是小麦重要的野生近缘种之一,具有大穗多花、耐旱、抗寒、耐盐、生长势强等诸多小麦不具备的优良性状,在小麦遗传改良中作为优异性状的供体具有广阔的应用前景。本实验室利用长穗偃麦草与普通小麦杂交,创制了八倍体小偃麦SNTE20,将其与普通小麦复合杂交,获得了一批多花多实性状突出的小偃麦衍生系。本研究在农艺性状评价的基础上,通过基因组原位杂交、荧光原位杂交以及分子标记等技术,对B20109等19份多花多实小偃麦种质进行了筛选与鉴定,获得的主要结果如下:1.获得了2个小麦-长穗偃麦草易位系。B20112具有复小穗,小穗数较亲本明显提高,穗粒数增加了18.8%,千粒重提高了0.5%。BWF20096的穗粒数多达113粒,较亲本约提高一倍。GISH、FISH鉴定发现,B20112和BWF20096分别为3DL·3DS-Tp双体易位系、单体易位系;与亲本比较,B20112的3AL、6AL、2BL、6BS、2DS,BWF20096的2AL、3AS、6AL、2DS存在FISH带型差异,说明在其形成过程中发生了染色体结构变异。筛选出BWF20096中长穗偃麦草片段的特异IT标记5个,均源于第三部分同源群,说明其中外源片段源于长穗偃麦草第三部分同源群。2.获得了2个小麦-长穗偃麦草1Eb(1A)双体异代换系。B20126、B20127植株较矮,穗数较亲本均有所提高,且B20126具有复小穗。GISH、FISH鉴定结果表明,B20126和B20127的一对1A染色体均被长穗偃麦草的一对染色体代换。B20126的2AL、3AL、5AS、1DS、2DL,B20127的2AL、6AL、1DS、2DS等染色体臂与亲本相比存在FISH带型差异,说明在其形成过程中发生了染色体结构变异。筛选出其中长穗偃麦草染色体的特异IT标记14个,均位于第一部分同源群,其中6个源于原始亲本百萨偃麦草,说明其中的长穗偃麦草染色体源于第一部分同源群Eb基因组,因此B20126和B20127均为1Eb(1A)双体异代换系。3.获得了13个小麦-长穗偃麦草渐渗系。B20109、B20143和B20186的小穗数较多,单穗可达26个;B20145、B20160、B20186、BWF20099和BWF20113均具有复小穗,单穗复小穗最高可达7个;BWF20086、BWF20087、BWF20102和BWF20114单小穗粒数可达8-9粒,穗粒数可达141粒,多粒性状突出;B20109、B20145、B20160、B20180、B20186、BWF20086、BWF20087、BWF20099、BWF20102、BWF20113和BWF20114的穗粒数均大于90粒。利用GISH鉴定,均未检测到长穗偃麦草遗传物质,因此它们是小麦-长穗偃麦草渐渗系。通过FISH鉴定发现,B20109、B20143、B20145、B20160、B20178、B20180、B20186、BWF20086、BWF20087、BWF20099、BWF20102、BWF20113和BWF20114与亲本相比,均存在明显的染色体带型差异。通过分子标记分析,在B20109、B20143中筛选出1个长穗偃麦草特异标记;在B20145和B20186中筛选出3个长穗偃麦草特异标记;在B20160、B20178、BWF20099中筛选出4个长穗偃麦草特异标记;在B20180、BWF20113中筛选出5个长穗偃麦草特异标记。以上筛选出的长穗偃麦草特异标记主要位于第一、第三、第四、第七部分同源群,说明其中的外源遗传物质源于长穗偃麦草第一、第三、第四、第七部分同源群。4.获得了2个小麦-长穗偃麦草缺失系。BWF20039和BWF20085的穗粒数较亲本明显提高,分别多达123粒和132粒。GISH、FISH鉴定发现,BWF20039和BWF20085均含有41条小麦染色体、1条5B短臂末端缺失染色体。与亲本相比,BWF20039的2AL、6BS和2DS染色体中部,以及7DS染色体端部存在FISH带型差异。BWF20085的2AL和3AS染色体端部、1BL和7BS染色体中部,以及2DS染色体端部存在FISH带型差异。分别筛选出3个、6个源于第五部分同源群的IT标记,可以在BWF20039、BWF20085中扩增出长穗偃麦草特异带,可以作为其中外源遗传物质的特异标记。5.综合原位杂交鉴定、分子标记鉴定和农艺性状调查,筛选出12个特异性状突出且综合性状良好的小偃麦新种质。B20112为双体易位系;B20143、B20160、B20186的株高适中且穗粒数性状优异;BWF20086、BWF20087、BWF20099、BWF20102、BWF20113以及BWF20114结实性好、穗粒数性状突出;B20126和B20127植株较矮,株型紧凑。这些材料丰富了小麦遗传改良的基因资源,可以作为亲本在小麦高产育种中应用。
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