普通小麦遗传背景下野生二粒小麦耐盐候选基因的遗传和定位

Wild emmer wheat (TTD)，the parent of the common wheat, posseses some elite characters，which can be used as an important germplasm resources in wheat improvement. We had introduced two sets of common wheat-wild emmer chromosome arm substitution lines (CASLs) from Weizmann Institute of Science in Israel. Through evaluating the tolerance of CASLs to salt stress, we found that CASLs 5BL(CS) and 6BL(CS) showed remarkable salinity tolerance compared to the parent (CS), but CASL5AS(CS) showed the opposite response. To identify the genetic characterization of salinity tolerance from wild emmer, including gene numbers, dominance or recessive, value of contribution, additive allelic effect and interactional relationship, we intend to prepare several cross combinations including crosses between salinity tolerant lines, salinity tolerant lines with CS and salinity tolerant lines with sensitive lines. The segregation of salinity tolerance will be analyzed in the resultant F2 populations. Finally, in order to locate the quantitative trait loci (QTL) of major genes involved in salinity tolerance, we will examine the recombination substitution line (RSLs) of candidated salinity tolerant CASLs and F2 mapping populations with SSR analysis. We are sure this work will be useful to breed new salinity tolerant cultivar in wheat breeding using molecular marker as the auxiliary method,and to produce some elite germplasm resources for map-based clonig.

野生二粒小麦（TTD）是栽培小麦的亲本，具有极其丰富的优良性状，可作为重要的种质资源用于小麦的品种改良。我们从以色列魏茨曼科学院引进了两套分别以普通小麦Bethlehem（BL）和中国春（CS）为背景的TTD染色体臂置换系(CASLs)。通过水培和发芽盒的多次耐盐性鉴定，已筛选出2个耐盐性明显优于亲本CS的CASLs（5BL和6BL），以及1个极敏感的CASL（5AS）。本项目拟在以上研究的基础上，通过配制耐盐材料之间、耐盐材料和亲本之间、耐盐与盐敏感材料之间的杂交组合，分析F2代分离群体的耐盐性，以明确此三个材料耐盐性的遗传基础，如基因数目、显隐性、作用大小、加性效应及互作关系。通过创制耐盐CASL的染色体片段导入系（RSLs）和F2代作图群体，结合SSR等分子标记对候选耐盐主效基因进行遗传定位，为分子标记辅助育种培育耐盐小麦新品种以及图位克隆耐盐基因奠定理论基础和创造优良耐盐种质资源。

野生二粒小麦（TTD）是栽培小麦的亲本，具有极其丰富的优良性状，可作为重要的种质资源用于小麦的品种改良，对提高盐渍土地的生产力，保障我国粮食供应具有重要意义。本项目以从以色列Weizmann科学院引进的一套以普通小麦品种中国春（CS）为背景的TTD染色体臂置换系(CASLs)为材料，通过耐盐性鉴定筛选出耐盐CASLs；同时利用SSR标记对此套CASLs的染色体组成进行鉴定。此外通过配制耐盐CASLs和亲本之间的杂交组合，结合F2代分离群体耐盐鉴定和SSR分子标记对耐盐候选主效基因进行遗传定位。研究结果表明，(1) 采用277个在亲本普通小麦中国春（CS）和野生二粒小麦（TDIC140）之间具有多态性的SSR分子标记对此28个CASLs的染色体组成进行了鉴定。（2）在1%的NaCl盐浓度的胁迫下对28个CASLs 耐盐的表型指标（耐盐指数和盐害指数）和生理生化指标（过氧化物酶活性和Na+ / K+比）进行了测定和分析; 较受体亲本CS相比，CASL 1AS(CS)和6BL(CS)具有较高的耐盐指数和过氧化物酶活性、较低的盐害指数和Na+ / K+比; 因此推测CASL 1AS(CS)和6BL(CS)为耐盐CASLs，从而将控制野生二粒小麦耐盐的QTLs定位于染色体臂6BL和1AS上；（3）采用同源克隆技术从野生二粒小麦中克隆了TtCBL1基因，此基因定位于1A染色体，在细胞质中响应盐胁迫; 在1% NaCl的胁迫下TtCBL1基因在CASL 1AS和CS中的表达量都急剧上升，但在CASL 1AS中的上升幅度要比CS高，表明TtCBL1基因是CASL 1AS耐盐的重要候选基因。（4）利用SSR分子标记，结合所创建的F2作图群体，进一步将耐盐主效QTLs定位在染色体臂6BL上跨度为10.1cM的区间；通过分析F2作图群体耐盐单株和盐敏感单株的分离比，发现分离比不符合的1:2:1或是3：1的分离比，表明6BL染色体臂上的耐盐基因非单基因，而是由多基因控制的。（5）为了对耐盐基因进行精细定位和创制育种中间材料，我们创制了CASL 1AS和6BL的野生二粒小麦-普通小麦染色体小片段导入系（RSL）。本项目将为耐盐基因的精细定位、图位克隆和采用分子标记辅助育种的手段培育耐盐小麦新品种奠定研究基础。