一种利用多小穗种质nau422改良小麦产量的育种方法
【技术领域】
[0001] 本发明专利公开一个利用多小穗种质NAU422改良小麦产量的育种方法，属于植 物育种技术领域。
【背景技术】
[0002] 小麦是世界上重要的粮食作物，对其产量性状的遗传改良一直受到各小麦主产国 的重视。单位面积穗数、每穗穗粒数和千粒重是构成小麦单位面积产量的基本要素，长期 育种实践表明，增加每穗穗粒数比较容易实现产量水平的提升。然而，经过近百年的遗传 改良，栽培小麦的遗传基础日益狭窄，成为小麦产量进一步提高的主要瓶颈。小麦的近缘 属种中蕴藏着许多对产量有益的基因位点，将这些基因位点转移到栽培小麦，或许可以使 小麦产量改良取得突破性进展。簇毛麦（Dasypyrum villosum(L.)Schur) (2n = 2x = 14， VV)是原产于地中海沿岸东北部和西南亚地区的普通小麦二倍体亲缘物种，具有多小穗、多 小花等优良产量性状，是小麦品种遗传改良重要的三级基因资源（见参考文献Agnieszka Gradzielewska. The genus Dasypyrum-part 2. Dasypyrum villosum-a wild species used in wheat improvement. Euphytica，2006, 152:441-454)。南京农业大学细胞所利 用从英国剑桥植物园引进的簇毛麦91C43为供体，选育了一套普通小麦-簇毛麦1V-7V 异附加系（见参考文献：Zhang W，Zhang RQ，Feng YG，Bie TD，Chen PD. Distribution of highly repeated DNA sequences in Haynaldia villosa and its application in the identification of alien chromatin. Chin Sci Bull，2013, 58:890 - 897)，为进一步转移 利用簇毛麦优良基因提供了中间材料。
[0003] 经过近30年的努力，我们在异附加系的基础上，利用电离福射及中国春phlblb 突变体等方法，创制了大量的小麦_簇毛麦易位系，并将簇毛麦多种优良基因转移到普 通小麦包括：簇毛麦的贮藏蛋白基因Glu-Vl、Glu-V3及Gli-Vl通过TlVS. IBL易位系 转育到普通小麦（见参考文献：Zhang Ruiqi，Zhang Mingyi，Wang Xiue，Chen Peidu. Introduction of chromosome segment carrying the seed storage protein genes from chromosome IV of Dasypyrum villosum showed positive effect on bread-making quality of common wheat. Theor Appl Genet，2014, 127:523-533.);族毛麦的轩粒软质 基因Dina/Dinb通过T5VS. 5DL易位系转育到普通小麦（见参考文献：Zhang Ruiqi，Cao Yaping,Wang Xiuej Feng Yigao, Chen Peidu.Development and Characterization of a Triticum aestivum-H. villosa T5VS ? 5DL Translocation Line with Soft Grain Texture. Journal of Cereal Science，2010, 51:220 - 225.);族毛麦的抗黄花叶病基因 Wssl通过T4VS. 4DL易位系转育到普通小麦（见参考文献：Zhang QP，Li Q，Wang XE，Wang HY，Lang SPj Wang Y，Wang SL，Chen PD,Liu DJ. Development and characterization of a Triticum aestivum - Haynaldia villosa translocation line T4VS/4DL conferring resistance to wheat spindle streak mosaic virus. Euphytica?2005?145:317 - 320) 以及簇毛麦抗白粉病基因Pm21通过T6VS. 6AL易位系转育到普通小麦（见参考文献：Chen PD,QiLL,ZhouB,ZhangSZ,LiuDJ.Developmentandmolecularcytogeneticanalysis ofwheat-Haynaldiavillosa6VS/6ALtranslocationlinesspecifyingresistanceto powderymildew.TheorApplGenet,1995, 91:1125-1128)。这些新种质及其利用方法为 小麦遗传改良提供了宝贵的材料。
[0004] 经过对比簇毛麦1V-7V异附加系，我们发现簇毛麦的2V异附加系的小穗数显著多 于其他簇毛麦异附加系，推测簇毛麦2V染色体上携带有多小穗性状的基因。通过电离辐射 普通小麦-簇毛麦2V染色体与2D染色体的异代换系DS2V (2D)(见参考文献：李淑梅，徐 川梅，周波，陈佩度.普通小麦-簇毛麦2V染色体端体异附加系的选育与鉴定.南京农 业大学学报，2009, 32 (1) : 1-5.)的花粉授于中国春，并利用中国春进行多次回交，在辐射 的回交后代中利用追踪2V染色体特异分子标记、基因组原位杂交（GISH)及FISH鉴定，选 育出1个中国春背景的普通小麦-簇毛麦T2VS ? 2DL易位系NAU422。通过农艺性状分析， 发现易位系NAU422与其轮回亲本中国春相比具有较多的小穗数和穗粒数，同时该易位系 还有颖脊毛形态标记，为小麦产量改良提供了新的种质。本发明专利在此基础上，公开一个 利用该易位系改良小麦穗粒数从而提高产量的育种方法。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是公开一个利用多小穗种质NAU422改良小麦产量的育种方法，即 以NAU422为亲本之一，在滚动回交的基础上，利用共显性分子标记Xcinau2VS-l及颖脊毛 形态标记Bgr-Vl辅助选择T2VS ? 2DL易位染色体，通过品比试验，获得小麦高产新品系。
[0006] 多小穗种质NAU422在提高小麦穗粒数的分子育种中的应用，所述的多小穗种 质NAU422保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏日期为2015. 1. 6,保藏编号为CCTCC P201501。
[0007]多小穗种质NAU422在提高小麦产量的分子育种中的应用，所述的多小穗种 质NAU422保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏日期为2015. 1. 6,保藏编号为CCTCC P201501。
[0008] 一种利用多小穗种质NAU422改良小麦产量的育种方法，以NAU422为亲本（父本 或母本），与生产上的丰产品种1(比如扬麦15)杂交，Fl代再与生产上的另一丰产品种 2 (比如南农0686)杂交（即滚动回交），获得BClFl种子1000粒左右，分单株种植BClFl， 在籽粒灌浆期，根据颖壳脊部是否有颖脊毛形态标记Bgr-Vl对BClFl植株进行选择，保留 有Bgr-Vl的植株，并分单株收获其籽粒，获得BC1F2种子；分单株种植BC1F2,分别在籽粒 灌浆期、落黄期，根据Bgr-Vl对BC1F2植株进行选择，选取颖壳脊部有颖脊毛、籽粒灌浆饱 满且落黄正常的植株，并分单株收获其籽粒，获得BC1F3种子；分单株种植BC1F3,每隔10 个BC1F3株系种植对照亲本1 (扬麦15)和2 (南农0686)，分别在籽粒灌浆期、落黄期，先选 择株高、株型及病害综合抗性均优于对照亲本1和2的株系，再在株系内选择有Bgr-Vl的 植株，并分单株收获其籽粒，获得BC1F4种子；分单株种植BC1F4,每隔10个BC1F4株系种 植对照亲本1 (扬麦15)和2 (南农0686)，分别在籽粒灌浆期、落黄期，先选择株高、株型及 病害综合抗性均优于对照亲本1和2的株系，再在株系内选择有Bgr-Vl植株，并分单株收 获其籽粒，获得BC1F5种子；分单株种植BC1F5,每隔10个BC1F5株系种植对照亲本1 (扬 麦15)和2 (南农0686)，在拔节期分别取BC1F5株系内5个单株的叶片混合提取叶片DNA， 利用共显性分子标记Xcinau2VS-l进行PCR扩增，保留扩增出2VS 750bp的特异条带，而缺 少小麦2DS900bp的特异条带的株系，并混收其籽粒，获得BC1F6种子；分小区种植BC1F6种 子，三次重复，并同时种植对照亲本1 (扬麦15)和2 (南农0686)，混收BC1F