利用我国栽培黑麦白粉病新抗源实现1RS/1BL易位系抗性改良的细胞遗传学研究

【作者】 张怀渝； 任正隆；

【机构】 四川农业大学植物遗传育种省级重点实验室；

【摘要】 栽培黑麦（S.cereal L.）是重要的抗性资源,在小麦遗传改良中起着重要的作用。在目前发现的32个抗白粉病基因中,有4个Pm基因是来自于栽培黑麦,但没有一个与中国栽培黑麦有关,而且,已丧失白粉病抗性,在育种上不能有效地发挥作用。中国威岭栽培黑麦是发现的一个新的白粉病抗源,通过远缘杂交,已被转移到普通栽培小麦。本研究对白粉病免疫的中国威岭栽培黑麦与两个高感白粉病的普通小麦（Triticum aestivum L.）My8443（含1RS/1BL 染色体易位）和A42912（不含1RS/1BL染色体易位）的远缘杂交、回交后代（BC₂F₅）群体中的单株系进行了减数分裂细胞学行为和Giemsa C-带核型分析,及GISH鉴定,结果表明:黑麦染色体导入1RS/1BL染色体小麦背景后所引起的花粉母细胞减数分裂的紊乱程度显著高于在非1RS/1BL小麦背景下产生的减数分裂异常行为,表现在黑麦染色体在不同小麦背景下,花粉母细胞减数分裂时每细胞平均交叉数,单价体频率,微核率等的不同,以及发生单价体错分裂,后期桥、断片和染色体碎裂上的差异。在非1RS/1BL背景下,检测到大量的新1RS/1BL染色体易位,而在1RS/1BL背景中也发现1R二体附加植株的自交F1代产生较高频率的小麦/黑麦的染色体易位。实验表明1R染色体的着丝点较其它黑麦染色体更易断裂,它是造成小麦-黑麦染色体臂间易位形成的重要原因;而在黑麦染色体导入1RS/1BL小麦背景之后,1R的这种易断裂特性表现更突出,同时也诱导了已存在的1RS/1BL染色体易位的不稳定性,从而导致断裂;研究结果证明,对已丧失抗病特性的1RS/1BL小麦品种（系）,导入抗病性强的中国威岭栽培黑麦的染色体,利用1R的易断裂特性和1R诱导的1RS/1BL易位染色体的不稳定性,通过染色体断裂和重接,可以构建一个不同于原有的1RS/1BL的新的1RS/1易位染色体,使丧失抗病特性的1RS/1BL小麦品种（系）重新恢复抗病特性。研究不排除新导入的1RS与原1RS/1BL上的1RS配对和交叉,实现有利基因的相互交换,赋之小麦新的抗病遗传特性的可能性,本文对此进行了深入讨论。更多还原