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长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum,2n=10x=70)为多年生的偃麦草属植物,与小麦属亲缘关系较近,是小麦遗传改良的重要基因库。小麦-长穗偃麦草后代种质系是在长穗偃麦草和小麦间转移优异基因的良好中间材料。本研究对小麦-长穗偃麦草后代进行鉴定和筛选,从中选育出农艺性状优良、抗病特性良好、植株较矮的优异种质材料,并明确其遗传组成。主要结果如下:(1)小麦-长穗偃麦草后代八倍体小偃麦SN0389、SN0392、SN0398、SN0399、SN0401、SN0402、SN0403、SN0404和SN0406等9份材料株高在101.0144.5 cm之间;穗长较长,长度在10.7516.83 cm之间;穗型、芒型、小穗排列等性状变异类型丰富,且对白粉病、条锈病和叶锈病等多种小麦常见病害均具有较好的抗性。(2)八倍体小偃麦SN0389、SN0398、SN0399和SN0406的根尖细胞(RTC)研究结果表明,SN0389有54条染色体(2n=54),SN0398、SN0399和SN0406的染色体数目均为56(2n=56)。花粉母细胞(PMC)观察结果表明,SN0389具有27个二价体,SN0392、SN0398、SN0399、SN0401、SN0402、SN0403、SN0404和SN0406等均具有28个二价体。原位杂交结果显示SN0389的染色体组成为14A+14B+14D+12Js,SN0398、SN0399和SN0406的染色体组成均为14A+14B+14D+12Js+2J。FISH、GISH结果表明,4个八倍体小偃麦中携带的Js染色体并不完全相同。利用FISH和McGISH分析SN0389、SN0398、SN0399和SN0406等4个八倍体小偃麦染色体的变异情况,在3个染色体基组中检测到了9对染色体的变异,分别为1A、3A、6A、4B、5B、6B、1D、2D和5D。八倍体小偃麦变异类型丰富、抗病特性良好、细胞学稳定,在小麦的遗传改良中具有重要的利用价值。(3)小麦-长穗偃麦草后代矮秆种质系SN31504、SN31504-1、SN31504-2、SN31504-3、SN31505和SN31505-1的株高在53.0059.70cm之间,均为赤霉酸不敏感型;相对于亲本鲁麦5号,矮秆种质系的节间长度明显缩短,节间数量减少,不育小穗数与千粒重减少,穗长、每穗小穗数与穗粒数等都明显增加;不同的土壤环境对矮秆种质系的生长具有较大的影响。土壤中较高的氮、磷含量会使矮秆种质系的株高和穗长明显增加,对节间长度构成影响大,明显增加旗叶面积,减少千粒重。(4)对矮秆种质系的根尖有丝分裂细胞的观察结果表明,6个矮秆种质系中SN31504、SN31504-1、SN31504-2、SN31504-3和SN31505-1等均具有42条染色体,SN31505具有44条染色体。在花粉母细胞减数第一次分裂中期,除SN31505形成22个二价体外,其他5个矮秆种质系均形成21个二价体,遗传稳定性较高。利用3套探针组合(pAs1+(GAA)8、pSc119.2-1+pAs1-4+(GAA)10+(AAC)6、AFA-3+AFA-4+pAs1-1+pAs1-3+pAs1-4+pAs1-6+(GAA)10+pSc119.2-1)对矮秆种质系进行鉴定。在11条染色体的14个位点上检测到了染色体变异,其中2AL、4AL、2BL、3BL、6BL、6BS和1DL等7个位置上存在荧光信号的缺失,7AS、4BS、6BL、1DS和2DL等5个位置上存在荧光信号的增加,5AL和6AL上存在不同荧光信号的替换。(5)利用长穗偃麦草特异分子标记及矮秆基因功能标记对矮秆种质系的鉴定结果表明,矮秆种质系既携带矮秆基因Rht-B1b和Rht8,并且均携带来自长穗偃麦草的染色体区段。对矮秆种质系SN31504-2株高的遗传分析表明,SN31504-2及其与鲁麦5号的F2群体的倒四节间及以下节间长度占株高的比例明显小于高秆亲本,且节间的数量普遍少于高秆亲本。利用12对与株高相关的具有多态性的SSR引物检测SN31504-2/鲁麦5号F2群体,构建了包含两个连锁群的遗传图谱,涉及2A和2D两条染色体的长臂,但未检测到与株高相关的主效QTL。