作為多年生的牧草,異源六倍體中間偃麥草(JJJSJSStSt,又名天藍冰草)具有根系發達、長勢旺盛、抗多種病蟲害、抗寒和抗旱等優良性狀。由于易于小麥雜交,中間偃麥草作為優良基因的供體被廣泛用于小麥遺傳改良。首先,國內外研究人員利用中間偃麥草與小麥雜交創制了許多小麥-中間偃麥草部分雙二倍體,比如黑龍江農業科學院利用中間偃麥草育成了中1~中5等八倍體小冰麥。隨后,研究人員利用創制的部分雙二倍體與小麥雜交獲得了一系列的小麥-中間偃麥草異源附加系,比如利用中1~中5與不同小麥雜交創制了兩套小麥-中間偃麥草異源附加系:TAI-11~17和TAI-21~27。小麥-中間偃麥草異源附加系的創制為外源基因的進一步轉移和利用創造了條件。
該研究利用國內優勢條銹病生理小種CYR32、CYR33和CYR34對小麥-中間偃麥草異源附加系TAI-14接種鑒定時發現,當含有中間偃麥草外源染色體片段時,TAI-14(44)表現為高抗條銹病,而當外源片段丟失后,TAI-14(42)表現為高感條銹病,這表明在中間偃麥草外源染色體上存在一個抗條銹病位點,命名為YrT14。
為了進一步定位和利用YrT14,研究人員利用染色體工程技術對異源附加系TAI-14的花粉進行了物理輻射,從后代8100粒雜交后代中篩選到了153份小麥-中間偃麥草易位系,根據易位發生的位置和外源片段的大小,將篩選到的易位系劃分為小片段易位系、大片段易位系和中間插入易位系。在對易位系進行回交改良中發現,易位系中科15和中科78無論是苗期還是成株期均表現為高抗條銹病,而且綜合農藝性狀性優良,二者可作為新的抗源用于小麥條銹病抗性育種。
將易位系的表型與核型相結合,利用基因組重測序技術,將抗病基因初步定位在中間偃麥草19號染色體(7J或7Js)636.7-724.8 Mb的區里區段內,為基因的進一步克隆奠定了堅實的基礎。
該項研究不僅發現了前人從未報道過的新基因,并且利用染色體工程技術創制了新材料,為小麥條銹病抗性育種提供了新抗源。該研究由臨沂大學、中國科學院遺傳與發育生物學研究所、四川農業科學院作物所和成都生物所合作完成。本研究得到了國家項目的資助。
2023年3月2日
來源:臨沂大學