论文部分内容阅读
簇毛麦(Dasypyrum villosum(L.)P.Candary,syn.Haynaldia villosa Schur)是小麦的近缘种属,含有多种有益基因。Pm97033是小麦-簇毛麦T6V#4S·6DL臂间易位系,携带簇毛麦抗白粉病基因PmV,广谱高抗小麦白粉病,且其基因序列及其对多数白粉菌株的反应型与位于6V#2S上的抗白粉病基因Pm21有差异,因此,是1个具有潜在应用价值的白粉病优异抗源。然而,T6V#4S·6DL易位染色体在杂种后代中的遗传传递率较低,在育种上尚未广泛利用。为了解析引起T6V#4S·6DL易位染色体遗传不稳定的原因,靶向改造T6V#4S·6DL易位染色体,促进其在育种中的利用,本项目通过:(1)开发PmV和Pm21基因以及6A,6D特异的分子标记以便于分子标记辅助选择;(2)将T6V#4S·6DL和T6V#2S·6AL易位染色体同时导入ph1b突变体的遗传背景中,以诱导外源染色体臂间的基因重组;(3)辐射处理T6V#4S·6DL易位系植株花粉以截短6V#4S的非靶标区域;(4)利用6V#4(6D)和6V#2(6A)2个异代换系杂交及杂种F2分离群体,构建多态性的6VS特异分子标记的遗传连锁图谱,以分析其与小麦,大麦各染色体间同源序列排序保守性的差异。研究取得以下主要进展:1.以中国春第6同源群的缺体四体系、普通小麦宛7107、易位系T6V#2S·6AL(10SR3109)、易位系T6V#4S·6DL(Pm97033)、簇毛麦No.1026(6V#4)和D.v#2(6V#2)为材料,通过在http://plants.ensembl.org/Triticum aestivum/Info/Index和https://www.ncbi.nlm.nih.gov/网站上的搜索获取相关染色体区信息和基因序列,开发PmV特异标记3个、Pm21特异标记5个、6AS标记1个和6DS的特异分子标记2个、6AS和6DS共显性分子标记1个。2.以中国春CSph1b突变体为亲本,将其分别与T6V#2S·6AL和T6V#4S·6DL易位系杂交,F1复合杂交,对后代进行染色体特异的分子标记筛选和基因组原位杂交鉴定,在复交F3群体中获得了不同类型的新易位系:T6V#4S·6AL纯合易位3株、杂合易位1株,6V#2S#4S·6DL重组易位1株。3.采用不同剂量的60Co-γ射线辐射处理易位系T6V#4S·6DL的花粉,利用分子标记的筛选和基因组原位杂交技术的鉴定,同时结合抗白粉病表型的观察,在杂种F2代分别筛选到了含有PmV和不含有基因PmV的6V#4S截断的易位系,其中含有该基因的植株表型为抗白粉病,不含有该基因的植株表型为感白粉病。4.利用2份异代换系6V#2(6A)和6V#4(6D)进行杂交,构建了F1和F2分离群体。对F1代植株的花粉母细胞进行基因组原位杂交鉴定,证明79.76%的PMCs中两个外源染色体6V#2和6V#4彼此可以配对和交换。在F2分离群体中,调查了9个6V短臂特异的分子标记在323个F2群体中的分离与交换情况,并绘制了9个标记的遗传连锁图谱。与基于标记同源序列绘制的小麦和大麦物理图谱对比显示,6V与大麦6H基因组和小麦6B基因组具有较保守的共线性,其次是小麦染色体6A和6D。5.利用特异于6VS,6A和6D的分子标记辅助选择,从2份异代换系6V#2(6A)和6V#4(6D)的杂交F2群体中,筛选获得3种新的染色体代换类型:6V#4(6A),6V#2(6D)和外源染色体重组子的异代换系。