小麦与冰草属间远缘杂交及新种质创制研究进展

【作者】 李立会； 张锦鹏； 杨欣明； 刘伟华； 李秀全； 韩海明； 周升辉；

【机构】 中国农业科学院作物科学研究所；

【摘要】 冰草属物种被认为是小麦改良的最佳外源供体之一,但一直未能成功。我们团队历经30年的努力,突破了小麦与冰草属间的远缘杂交障碍,攻克了利用冰草属P基因组改良小麦的国际难题,实现了从技术研发、材料创新到新品种培育的突破。我们创建了在授精蛋白识别免疫系统建成初期的幼龄授粉、75ppm赤霉素与小麦母本花粉混合液预处理、授精12天盾片退化前的幼胚拯救杂交技术,首次获得小麦与冰草属3个物种间自交可育杂种。通过染色体微切割技术、转录组De novo测序等途径,开发出P基因组着丝粒特异、均匀分布于各条染色体、分布于染色体臂端等多种类型的特异重复序列20个,以及来源于P基因组序列的6243对EST-STS和169365个SNP特异标记,标记覆盖冰草基因组98%以上的区域,STS和SNP标记的平均标记密度分别为1.27cM和528kb,解决了小麦背景下外源染色体片段或基因的高效检测与追踪问题。创制小麦-冰草异源附加系、代换系和缺失系等遗传工具材料90份,创制异源易位系等育种中间材料211份,实现了向小麦转移野生近缘种多个优异基因的突破。创制高产、抗病、抗逆等小麦-冰草新种质392份,向36个主要育种单位发放创新种质3157份次,育成普冰143、晋麦80、普冰9946、普冰701、新冬49 (普冰696)、科农2011、普冰151、青麦8号、川麦93、普冰2011等9个小麦新品种。创建的远缘杂交技术体系已被国内外专家成功应用于蒙古冰草、药用野生稻、茄子、柳树等野生近缘物种的远缘杂交研究。本文也报道了我们近期分别在利用冰草的抗条锈病、叶锈病、白粉病、多穗粒数、小旗叶等优异性状基因在小麦种质改良中的最新研究进展,重点介绍了利用冰草外源染色体优异片段进行小麦新种质创制的应用前景。更多还原