普通小麦-滨麦7Ns染色体易位系的创制及其特异分子标记的开发

Leymus mollis (2n = 4x = 28, NsNsXmXm) is an important tetraploid species in Leymus (Poaceae: Triticeae) and a useful genetic resource for wheat breeding because of the desirable characters, such as a perennial growth habit, strong rhizomes, vigorous growth, a high tillering ability, good fecundity, a high number of seeds per spike, stress tolerance and good resistance to fungal diseases. By wide hybridization and chromosome engineering technology, it can transfer the excellent genes of L. mollis into common wheat, which will be useful for enriching germplasm resources and enhancing genetic diversity. There were many desirable traits in wheat- Leymus mollis 7Ns disomic addition line and substitution line, which can be used for wheat improvement. In order to introduce the elite genes from L. mollis to wheat, the translocation lines were produced by irradiation. GISH, FISH and molecular markers analysis were performed to identify these translocation lines. Genetic effects of 7Ns chromosome was evaluated by analyzing agronomic traits of translocation lines. The translocation lines got and the development of specific markers in this study were not only valuable materials in basic study but also excellent germplasm resources in wheat breeding.

滨麦 (Leymus mollis (Trin.) Pilger, NsNsXmXm, 2n=28) 属禾本科 (Poaceae)、小麦族 (Triticeae)、大麦亚族 (Hordinae)、赖草属 (Leymus Hochst.) 多年生四倍体材料，具有多种优异性状，是小麦的重要三级基因源。通过远缘杂交和分子染色体工程方法，可将优异性状导入小麦中，丰富种质资源和遗传多样性。本研究材料为普通小麦-滨麦7Ns二体附加系和代换系具有很多优良性状可用于小麦的遗传改良。为了将7Ns染色体中的优异基因导入到小麦中，利用电离辐照方法诱导产生易位，并利用 GISH、FISH 和分子标记方法对不同类型易位系进行鉴定；对易位系的农艺性状进行初步调查，以分析7Ns染色体片段在小麦背景下的遗传效应。特异分子标记的开发为其优异基因与定位奠定了基础，同时部分农艺性状优良的易位系可以为小麦育种提供新的优良种质。

小麦是世界上种植面积最大的粮食作物之一，其生产的重大意义不言而喻。然而，随着近年来人类对栽培小麦的定向选择导致其遗传背景日益狭窄、生物多样性流失，进而导致其对抗生物和非生物胁迫的能力是大大减弱，对小麦生产造成潜在性的严重危机。大量研究表明，小麦的野生近缘植物中蕴藏着大量而丰富的优异基因，可以通过远缘杂交和分子染色体工程技术相结合的方法可将其优异基因转入到普通小麦背景中，增加小麦遗传多样性、拓宽小麦遗传基础。.滨麦 (Leymus mollis (Trin.) Pilger, NsNsXmXm, 2n=28) 属禾本科 (Poaceae)、小麦族 (Triticeae)、大麦亚族 (Hordinae)、赖草属 (Leymus Hochst.) 的一个多年生四倍体异花授粉物种，具有抗寒、抗旱、耐盐碱、茎秆粗壮、大穗等优良性状，同时对小麦的条锈、秆锈、叶锈病和白粉病等多种真菌病害表现高抗或免疫，是改良小麦育种的重要三级基因源。通过传统的远缘杂交技术和分子染色体工程方法，可将滨麦的优异性状导入普通小麦背景中，丰富小麦种质资源，增加遗传多样性。本研究旨在对已获得稳定的普通小麦-滨麦Lm#7Ns二体异附加系和Lm#7Ns (7D)二体异代换系材料基础上，通过电离辐照创制不同类型的易位材料，结合细胞学、基因组荧光原位杂交及分子标记技术进行综合鉴定。主要结果如下：.1、通过电离辐射创制不同类型的易位材料，最终筛选出5份目前稳定的普通小麦-滨麦易位系材料（FM12、FM16、DM12和DM22），可使普通小麦育种的遗传基因资源多样化，部分农艺性状优良的易位系可以为小麦育种提供新的优良种质，对普通小麦新品种的选育具有重要的理论和实践意义利用。同时，利用原位杂交(GISH/FISH)和分子标记等技术手段鉴定易位材料，并结合其农艺性状表现，分析7Ns染色体片段在小麦背景下的遗传效应；.2、筛选并鉴定9对特异第七部分同源群染色体标记（TNAC1811, TNAC1812, TNAC1926, TNAC1956, TNAC1812, TNAC1926, TNAC1826, TNAC1903和TNAC1957），可以进行普通小麦背景中滨麦遗传物质的快速追踪，为进一步开发滨麦Lm#7Ns染色体特异标记和挖掘与定位其优异基因奠定了坚实的基础。