专利名称：长穗偃麦草在小麦遗传改良中的应用的制作方法
技术领域：
长穗偃麦草在小麦遗传改良中的应用属于作物遗传育种学领域。
背景技术：
长穗偃麦草是禾本科小麦族偃麦草属植物，产于欧洲东南部和小亚细亚，主要分 布在地中海沿岸以及中东和前苏联的内陆地区。该物种具有许多优良的性状，如生长繁茂、 多花多实、抗多种小麦病害(三锈、白粉、黄矮病等)、抗寒冷、耐盐碱、耐干旱、较耐湿、耐贫 瘠以及高蛋白等，是小麦性状改良的不可多得的优异外源基因供体。
发明内容
长穗偃麦草是对小麦育种贡献较大的外源基因供体种之一，李振声等将普通小麦 与长穗偃麦草杂交选育出了丰产、抗病的冬小麦新品种小偃6号。小偃6号是我国最先运 用远缘杂交技术成功地将长穗偃麦草的有益基因导入小麦并取得重大突破的小麦远缘杂 交新品种，最高年推广面积为1000万亩。随后，他们又以小偃6号为基础材料，选育出了面 粉品质优良、抗逆与抗病性强、适应性广、产量稳定的小麦新品种小偃54。夏光敏等利用细 胞融合技术将长穗偃麦草的染色体小片段导入济南177，获得杂种株，再经系统选育获得抗 病、耐盐性好、蛋白质含量高的小麦新品种山融3号。 长穗偃麦草与普通小麦的杂交后代，有的虽然不能作为品种利用，但具有某些突 出特征特性，可在小麦育种中作为亲本材料利用。八倍体小偃麦是利用长穗偃麦草与普通 小麦杂交创造的新物种，包含普通小麦全套染色体和一组偃麦草染色体，具有偃麦草的许 多优良性状。因此，利用八倍体小偃麦作杂交材料创造小麦新种质、选育小麦新品种，是进 行小麦遗传改良的有效途径。以普通小麦与长穗偃麦草杂交产生的异附加系(2n = 44)小 偃759为亲本与丰产1号杂交，选育出了小偃4号等优良品种。国外利用复合杂交将普通 小麦7D染色体与长穗偃麦草具有Lrl9基因的染色体代换，以此代换系作母本，成功地选 育出了抗锈病新品系。国内外育种工作者经过长期的努力，获得了一批小麦-长穗偃麦草 的异附加系、异代换系和易位系(张学勇，1989 ;孙善登，1990 ;李振声，1985 ;吉万全，1999 ; 王洪刚，1999， 2000， 2003 ;李丹丹，2003 ;Liu，2002 ;丁斌，2003 ;刘爱峰，2007)。
长穗偃麦草中抗条锈基因YrTpl和YrE(殷学贵等，2006 ;马渐新等，1999)、抗叶 锈基因Lrl9、 Lr24和Lr29 (Caldwell et al， 1956 ;Browder， 1980 ;McIntosh， 1991)、抗秆 锈基因Sr24和Sr26(Knott， 1961 ;Smith et al， 1968 ;McIntosh， 1991)以及一些耐盐基 因(Dvorak, 1985 ;Shannon， 1978)已成功地转移到了普通小麦背景中，并在小麦品种的遗 传改良中发挥了重要作用。长穗偃麦草是大麦黄矮病毒(BYDV)的重要抗源之一，国内外 学者利用其作为抗源，育成了一批抗大麦黄矮病毒的中间材料(Sando，1930 ;Cisar， 1992 ; Comeau， 1997 ;李振声，1985 ;Zhang， 1998)。 对于转移进小麦中的长穗偃麦草遗传物质，可以利用长穗偃麦草基因组专化探针 或多种分子标记进行鉴定。
具体实施例方式
长穗偃麦草是对小麦育种贡献较大的外源基因供体种之一，李振声等将普通小麦 与长穗偃麦草杂交选育出了丰产、抗病的冬小麦新品种小偃6号。小偃6号是我国最先运 用远缘杂交技术成功地将长穗偃麦草的有益基因导入小麦并取得重大突破的小麦远缘杂 交新品种，最高年推广面积为1000万亩。随后，他们又以小偃6号为基础材料，选育出了面 粉品质优良、抗逆与抗病性强、适应性广、产量稳定的小麦新品种小偃54。夏光敏等利用细 胞融合技术将长穗偃麦草的染色体小片段导入济南177，获得杂种株，再经系统选育获得抗 病、耐盐性好、蛋白质含量高的小麦新品种山融3号。 长穗偃麦草与普通小麦的杂交后代，有的虽然不能作为品种利用，但具有某些突 出特征特性，可在小麦育种中作为亲本材料利用。八倍体小偃麦是利用长穗偃麦草与普通 小麦杂交创造的新物种，包含普通小麦全套染色体和一组偃麦草染色体，具有偃麦草的许 多优良性状。因此，利用八倍体小偃麦作杂交材料创造小麦新种质、选育小麦新品种，是进 行小麦遗传改良的有效途径。王洪刚(1989)等以八倍体小偃麦为中间材料，与普通小麦 杂交，选育出了 10个优良种质系，其中，2个品系为单体异附加系，1个品系为双单体异附加 系，2个品系为双体异附加系。这些种质系具有偃麦草的许多优良性状，综合性状较好，具有 较好的丰产性能。钟冠昌等(1995)利用八倍体小偃麦与普通小麦杂交，创造了一些异附加 系和异代换系，并选育出一个特早熟、矮秆、抗病、高产、优质小麦新品种"早优504〃 。
以普通小麦与长穗偃麦草杂交产生的异附加系(2n = 44)小偃759为亲本与丰产 1号杂交，选育出了小偃4号等优良品种。国外利用复合杂交将普通小麦7D染色体与长穗 偃麦草具有Lrl9基因的染色体代换，以此代换系作母本，成功地选育出了抗锈病新品系。 国内外育种工作者经过长期的努力，获得了一批小麦-长穗偃麦草的异附加系、异代换系 和易位系。 长穗偃麦草中抗条锈基因YrTpl和YrE(殷学贵等，2006 ;马渐新等，1999)、抗叶 锈基因Lrl9、 Lr24和Lr29 (Caldwell et al， 1956 ;Browder， 1980 ;McIntosh， 1991)、抗秆 锈基因Sr24和Sr26(Knott， 1961 ;Smith et al， 1968 ;McIntosh， 1991)以及一些耐盐基 因(Dvorak, 1985 ;Shannon， 1978)已成功地转移到了普通小麦背景中，并在小麦品种的遗 传改良中发挥了重要作用。长穗偃麦草是大麦黄矮病毒(BYDV)的重要抗源之一，国内外 学者利用其作为抗源，育成了一批抗大麦黄矮病毒的中间材料(Sando，1930 ;Cisar， 1992 ; Comeau， 1997 ;李振声，1985 ;Zhang， 1998)。 对于转移进小麦中的长穗偃麦草遗传物质，可以利用长穗偃麦草基因组专化探针 或多种分子标记进行鉴定。Appels等(1984)首次从长穗偃麦草中克隆出E基因组特异 重复序列。在50000个A噬菌体文库中，有4个重复序列与长穗偃麦草具有很强的杂交 信号而与小麦的杂交信号很弱。其中，Elel45在长穗偃麦草中的杂交带型与小麦的不同。 Mclntyre等(1988)在入Elel45克隆中发现了一个1. 4kb的重复序列，此序列具有Elel45 序列家族的特点。Zhang等(1990)从二倍体长穗偃麦草中克隆了两个重复序列pLeUCDl和 pLeUCD2，长度分别为230bp和300bp，它们在E基因组中的含量非常丰富，而在小麦中含量 则很低，是E基因组的特异重复序列。Bourniva等(1993)克隆出一个长穗偃麦草物种特异 重复序列l-E6Hc II-l，该序列在E基因组所有染色体上都有分布，但在小麦中仅有一个分布点。此序列已被用来寻找小麦-长穗偃麦草易位系的断裂位点。马渐新等(1999)对一 套小麦_长穗偃麦草二体代换系条锈病抗性及其遗传和生化特征的研究发现，长穗偃麦草 携带有新的抗小麦条锈病基因，位于3E染色体，在小麦背景中呈显性遗传，暂定名为YrE。 并将长穗偃麦草编码酯酶_5的结构基因定位于3E染色体，暂命名为Est-E5。 F2群体分析 发现Est-E5与抗病基因YrE呈共分离，表明Est-E5是检测3E染色体及其携带的抗条锈病 基因比较理想的生化标记位点。王洪刚等(2001,2003)利用RAPD技术鉴定了从长穗偃麦 草与小麦杂交后代中选育的小偃麦易位系和异代换系，筛选出了 2个引物0PE13和0PH15，能 在种质系中稳定地扩增出长穗偃麦草的特异DNA片段。刘树兵等(1998)利用RAPD技术建 立了长穗偃麦草1E、3E染色体的特异RAPD标记。刘爱峰等(2007)利用SSR技术鉴定小偃 麦双体异附加系，获得1个长穗偃麦草的特异分子标记BARC165，，将该特异片段的重复序 列回收、克隆，并制备成特异探针进行了基因组原位杂交(GISH)鉴定，可用于跟踪检测小 麦背景中十倍体长穗偃麦草遗传物质。
权利要求
长穗偃麦草与普通小麦的杂交后代，有的虽然不能作为品种利用，但具有某些突出特征特性，可在小麦育种中作为亲本材料利用，八倍体小偃麦是利用长穗偃麦草与普通小麦杂交创造的新物种，包含普通小麦全套染色体和一组偃麦草染色体，具有偃麦草的许多优良性状。因此，利用八倍体小偃麦作杂交材料创造小麦新种质、选育小麦新品种，是进行小麦遗传改良的有效途径。
2. 以普通小麦与长穗偃麦草杂交产生的异附加系(2n = 44)小偃759为亲本与丰产1 号杂交，选育出了小偃4号等优良品种，国外利用复合杂交将普通小麦7D染色体与长穗偃 麦草具有Lrl9基因的染色体代换，以此代换系作母本，成功地选育出了抗锈病新品系，国 内外育种工作者经过长期的努力，获得了一批小麦-长穗偃麦草的异附加系、异代换系和 易位系。
3. 利用SSR技术鉴定小偃麦双体异附加系，获得l个长穗偃麦草的特异分子标记 BARC165，，将该特异片段的重复序列回收、克隆，并制备成特异探针进行了基因组原位杂 交(GISH)鉴定，可用于跟踪检测小麦背景中十倍体长穗偃麦草遗传物质。
全文摘要
长穗偃麦草[Elytrigia elongata(Host)Nevski＝Agropyron elongatum(Host)Beauv.＝Thinopyrum elongatum(Host)D.R.Dewey＝Thinopyrum ponticum Podp.2n＝70，StStStStEeEeEbEbExEx]是禾本科小麦族偃麦草属植物，产于欧洲东南部和小亚细亚，主要分布在地中海沿岸以及中东和前苏联的内陆地区。该物种具有许多优良的性状，如生长繁茂、多花多实、抗多种小麦病害(三锈、白粉、黄矮病等)、抗寒冷、耐盐碱、耐干旱、较耐湿、耐贫瘠以及高蛋白等，是小麦性状改良的不可多得的优异外源基因供体。
文档编号A01H5/00GK101755683SQ20081023864
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者李祥 申请人:李祥