長(zhǎng)穗偃麥草分子標(biāo)記開發(fā)及硬粒小麥—長(zhǎng)穗偃麥草附加系創(chuàng)建.pdf

1、小麥(Triticum aestivum)是重要的糧食作物，其在世界上的種植面積最大、總產(chǎn)量?jī)H次于玉米。近些年來，小麥的品種改良工作取得了較快的發(fā)展，其產(chǎn)量有了顯著的提高，但是其品質(zhì)、抗性等性狀的改良并不明顯。小麥野生近緣物種中蘊(yùn)藏著許多小麥所不具備的優(yōu)良基因，將這些野生近緣物種的優(yōu)良外源基因?qū)氲叫←溨校瑢?duì)小麥育種和遺傳改良工作具有重要意義。長(zhǎng)穗偃麥草(Lophopyrum elongatum)是小麥重要的野生近緣物種之一，具有很多優(yōu)

2、良性狀，是對(duì)普通小麥進(jìn)行遺傳改良最有利用價(jià)值的野生物種之一。本實(shí)驗(yàn)以普通小麥-長(zhǎng)穗偃麥草二體附加系和代換系為材料，使用引物結(jié)合位點(diǎn)間擴(kuò)增(Inter-primerbinding site amplification, iPBS)技術(shù)篩選獲得長(zhǎng)穗偃麥草E組染色體特異的DNA片段，然后將其序列轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的分子標(biāo)記。以硬粒小麥Langdon(Triticum durum)與含有長(zhǎng)穗偃麥草E基因組的異源六倍體小麥8801(AABBEE)雜交獲得

3、的后代為材料，綜合利用細(xì)胞學(xué)和分子標(biāo)記檢測(cè)追蹤導(dǎo)入的染色體，選育硬粒小麥-長(zhǎng)穗偃麥草雙體異附加系。研究結(jié)果如下:
　　1、長(zhǎng)穗偃麥草E組染色體特異分子標(biāo)記的建立
　　利用iPBS技術(shù)，合成25條引物對(duì)中國(guó)春-長(zhǎng)穗偃麥草二體附加系、普通小麥中國(guó)春和長(zhǎng)穗偃麥草進(jìn)行PCR擴(kuò)增，共篩選出31條分布于長(zhǎng)穗偃麥草1E-7E條染色體上的特異片段，對(duì)這些特異片段進(jìn)行克隆和測(cè)序，將測(cè)序結(jié)果與小麥的基因組序列進(jìn)行同源性比對(duì)，其中有16條片段與小

4、麥無同源性或同源性較低。依據(jù)該16條特異片段設(shè)計(jì)PCR引物，分別對(duì)中國(guó)春-長(zhǎng)穗偃麥草二體附加系和相應(yīng)代換系、普通小麥中國(guó)春和長(zhǎng)穗偃麥草進(jìn)行了PCR擴(kuò)增，其中引物iPBS8的PCR擴(kuò)增片段只出現(xiàn)在中國(guó)春-長(zhǎng)穗偃麥草3E二體附加系及代換系和長(zhǎng)穗偃麥草中，大小與理論值相符，表明此特異片段位于長(zhǎng)穗偃麥草3E染色體上，引物iPBS15的PCR擴(kuò)增片段出現(xiàn)在中國(guó)春-長(zhǎng)穗偃麥草全部二體附加系及代換系和長(zhǎng)穗偃麥草中，大小與理論值相符，表明此特異片段是長(zhǎng)

5、穗偃麥草基因組特異標(biāo)記。引物iPBS10和iPBS5的PCR擴(kuò)增片段分別出現(xiàn)在中國(guó)春-長(zhǎng)穗偃麥草2個(gè)和4個(gè)二體附加系及代換系和長(zhǎng)穗偃麥草中，大小與理論值相符，表明這兩條特異片段分別位于長(zhǎng)穗偃麥草2條和4條E染色體上。這些分子標(biāo)記重復(fù)性好，穩(wěn)定性高，操作簡(jiǎn)便。
　　2、硬粒小麥-長(zhǎng)穗偃麥草附加系細(xì)胞學(xué)和分子標(biāo)記鑒定
　　對(duì)硬粒小麥Langdon與異源六倍體小麥8801雜交F1進(jìn)行減數(shù)分裂的檢查，從15株后代中發(fā)現(xiàn)10株為真雜種

6、，說明雜交成功。
　　對(duì)F2代中染色體數(shù)目初步檢查為2n=29的17個(gè)植株進(jìn)行DNA的提取，用長(zhǎng)穗偃麥草1E-7E染色體特異分子標(biāo)記對(duì)這些DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，結(jié)果表明其中2個(gè)單株含有長(zhǎng)穗偃麥草1E染色體，3個(gè)單株含有長(zhǎng)穗偃麥草5E染色體，2個(gè)單株含有長(zhǎng)穗偃麥草7E染色體。
　　對(duì)雜交F3代中染色體數(shù)目初步檢查為2n=29的40個(gè)植株進(jìn)行DNA的提取，分子標(biāo)記鑒定的結(jié)果表明其中含有3E、4E、5E、7E染色體植株的個(gè)數(shù)分別為

7、2、6、8、17株，未見含有1E、2E、6E染色體的材料。
　　對(duì)F4代進(jìn)行PCR檢測(cè)，其中F1-10-25-3-3含有長(zhǎng)穗偃麥草3E染色體，F(xiàn)1-1-28-1-2、F1-1-28-1-3含有長(zhǎng)穗偃麥草4E染色體，F(xiàn)1-3-9-8-4、F1-3-9-8-5含有長(zhǎng)穗偃麥草5E染色體，F(xiàn)1-3-12-6-1、F-1-23-7-2含有長(zhǎng)穗偃麥草7E染色體，這些單株含有長(zhǎng)穗偃麥草相應(yīng)的染色體，可初步確定為硬粒小麥-長(zhǎng)穗偃麥草單體或雙體附加