小麦近缘植物优异基因发掘与利用

【作者】 王宏伟； 李安飞； 马信； 孙思龙； 王小倩； 赵炎； 孔令让；

【机构】 山东农业大学农学院/小麦育种全国重点实验室；

【摘要】 小麦是我国主要粮食作物之一,但由于长期的品种间杂交选育,导致育成小麦品种遗传基础狭窄,品种同质化现象严重。因此,进一步开拓新的基因资源,特别是从小麦野生近缘植物中发掘抗病、抗逆、高产、优质等优异基因是丰富小麦遗传基础,实现小麦育种突破的重要途径。团队历经20年,完成长穗偃麦草基因组组装和抗赤霉病基因Fhb7的精细定位和图位克隆,发现Fhb7基因水平转移现象,揭示了其广谱解毒机制,并创制出抗赤霉病、抗叶锈病(Lr19)、富含叶黄素的小麦-长穗偃麦草短片段易位系。以以色列卡梅尔山"进化峡谷"野生二粒小麦群体为材料,发掘出抗白粉病基因Ml NFS10,构建了生物、非生物胁迫下植物的同域适应性进化模型,为抗白粉病、抗旱耐热种质资源的发掘提供了理论支撑。粗山羊草是普通小麦D染色体组供体,易于和小麦杂交实现遗传物质的交流,团队利用杂交分离群体和人工合成双二倍体等多种遗传群体图位克隆了粗山羊草抗白粉病基因PmAe2147。在建立高效异源重组诱导技术的基础上,利用分子标记辅助选择结合单倍体加倍等育种技术,将小麦野生近缘植物携带的抗赤霉病、锈病和白粉病等基因转入小麦,创制出一系列小麦育种新材料,审定山农38、山农40、山农48等多个抗赤霉病、锈病小麦新品种,为小麦育种提供了优异抗病种质材料。更多还原