小偃麦附加系与小麦杂交后代染色体重组及遗传分析

发布时间：2020-07-02 19:57

【摘要】：小麦是世界上重要的粮食作物,但是伴随着世界人口的持续增长以及危害小麦生产的病虫害不断出现,小麦育种工作变得更为紧迫。特别是小麦在种植过程中遗传背景逐渐变得狭窄、多样性降低,当有新的致病菌出现时就很难抵抗。所以,小麦育种急需挖掘近缘或远缘物种之中的优良性状或基因,拓宽小麦遗传资源,丰富小麦遗传的多样性。目前,小麦育种的主要目标是培育高产、稳产、抗病、高品质的新品种。六倍体中间偃麦草属于禾本科偃麦草属,是小麦育种重要的三级基因库物种,长期以来受到科研人员的持续关注和研究,一方面因为它具有丰富的遗传多样性,对小麦锈病、根腐病、赤霉病、条纹花叶病毒、部分虫害具有抗性,对一些非生物胁迫也具有耐受性;另一方面,该物种容易与小麦杂交,从而可以将其携带的有益基因导入到小麦背景中用作小麦遗传改良的外源遗传资源。本研究利用荧光原位杂交(FISH)、分子标记鉴定等技术方法对小偃麦附加系Z4与普通小麦绵阳11(MY11)杂交的衍生后代材料进行了筛选和分析,同时也对它们的农艺性状和病害抗性进行了调查和统计,为后续的小麦育种工作奠定了基础。本研究的主要结果如下:(1)采用荧光原位杂交技术,对Z4及其亲本小麦-中间偃麦草部分双二倍体中5进行染色体核型的鉴定,发现Z4中的两对易位染色体(分别命名为Tr-Ⅰ和Tr-Ⅱ)来自中5,并且分别与中5的两对染色体(编号F与G)对应。利用探针pDbH12对Z4进行FISH分析,表明Z4中的外源染色体片段属于中间偃麦草的J~S基因组。对Z4和MY11杂交衍生后代总计351个植株的根尖有丝分裂细胞进行FISH筛选,发现它们的染色体组成具有较大的变异。其中包括一些特殊的材料:植株S2-8具有两条Tr-Ⅰ且不含3A和Tr-Ⅱ;植株S49具有两条Tr-Ⅱ且不含3A和Tr-Ⅰ,同时携带4条3D;植株d77携带Tr-Ⅰ和Tr-Ⅱ但是缺失3D。这些材料被用来进行分子标记实验。(2)利用本实验室新开发的Oligo-3A1探针并结合分子标记技术,对Z4中两对易位染色体进行分析,结果表明易位的发生涉及到3A、3D、7J~S染色体,其中Tr-Ⅰ染色体被命名为T3DS-3AS.3AL-7J~SS,而Tr-Ⅱ染色体则被命名为T3AL-7J~SS.7J~SL。同时证明3A染色体发生断裂的位置位于566.87Mb-568.09Mb之间,7J~S染色体的断点位于分子标记TNAC1797和TNAC1917之间,Tr-Ⅰ染色体携带有3D短臂末端10%的片段。(3)对Z4和MY11杂交衍生后代材料的农艺性状以及条锈病抗性进行田间调查,结合细胞学和分子生物学实验结果,发现来自Tr-Ⅱ染色体上的7J~S片段赋予小麦成株期条锈病抗性,同时该片段携带潜在的提高小麦产量的基因。从小偃麦附加系Z4被创制到现在,已经过去了20多年,但是Z4对条锈病依然具有高度的抗性,这对于小麦的抗病性育种意义重大。本研究为今后Z4在小麦遗传育种方面的应用奠定了基础。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.1

【参考文献】

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本文编号：2738617