小麦-加州野大麦异染色体的选育和鉴定

【作者】 方宇辉； 袁静娅； 王海燕； 曹爱忠； 赵彦； 陈佩度； 王秀娥；

【机构】 南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室农业部农业部华东地区作物基因资源与种质创制重点实验室； 南京农业大学细胞遗传研究所；

【摘要】 加州野大麦(Hordeum brachyantherum ssp californicum,2n=2x=14,genome HH),具有耐低氮和抗多种小麦病害等有用性状,是小麦遗传改良的重要基因资源。准确识别加州野大麦7条染色体,开发各条染色体特异分子标记,选育普通小麦-加州野大麦异染色体系是转移和利用加州野大麦有益基因的重要途径。本研究利用顺次染色体GISH/FISH分析,并结合各染色体的臂比等形态特征,建立了小麦背景中二倍体加州野大麦染色体基于FISH的分子核型。为了选育普通小麦-加州野大麦异染色体系,本研究分别在普通小麦中国春与中国春-加州野大麦双二倍体杂交的回交、多年自交在后代和中国春-加州野大麦双二倍体花粉辐射后与扬麦15的杂交、回交然后自交后代中,利用原位杂交结合分子标记分析,选育鉴定出涉及不同加州野大麦染色体的结构变异体和异附加系,包括2个二体异附加系(DAH4,DAH6)、3个单体异附加系(MAH6,MAH3,MAH4,MAH1)、3个单端体异附加系(MtH3L,MtH6S,MtH6L)和2个纯合异易位系(H7S/1BL,H6S/H4L)和多个涉及含有除H2之外的6条染色体的结构变异的多重添加材料。利用定位于普通小麦七个部分同源群的2546对EST(表达序列标签,Expression-sequence-tag)引物、747对小麦SSR(简单序列重复,simple sequence repeats)引物,243对大麦EST引物及182对黑麦EST引物在普通小麦品种中国春、扬麦15和中国春-加州野大麦双二倍体中进行扩增,发现441对加州野大麦染色体特异的分子标记。利用选育出的异染色体系,对筛选出的加州野大麦特异分子标记进一步进行了染色体定位。并首次利用EST确定了6对加州野大麦染色体的部分同源群归属:H1染色体长臂与小麦第七部分同源群同源,短臂与小麦第四部分同源群同源;H3染色体与小麦第二部分同源群同源为2H;H4染色体与小麦第六部分同源群同源为6H;H5染色体与小麦第三部分同源群同源为3H;H6染色体短臂与小麦第四部分同源群同源,长臂与小麦第七部分同源群同源;H7染色体短臂小麦第一部分同源群同源为1H。对选育出的普通小麦-加州野大麦异染色体系进行白粉病抗性鉴定,结果表明加州野大麦2H和6H染色体可能携有抗白粉病基因。更多还原