[發(fā)明專利]矮稈基因的研究

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810237999.6
• 申請日: 2008-12-19
• 公開（公告）號: CN101748132A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹淑蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 曹淑蘭
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.矮稈基因的研究，是通過下述方法進行的：

1)、矮稈基因在小麥遺傳改良中的利用

a、矮稈基因的作用

矮稈基因的主要作用是降低小麥株高。降稈能力的大小用矮稈基因的降稈強度表示，即引入矮稈基因后株高降低的百分比表示，多數(shù)研究表明，Rht3(Rht-B1c)屬于強降稈基因，降稈強度為46％；Rht1(Rht-B1b)和Rht2(Rht-D1b)屬于中等強度的矮稈基因，降稈強度為23％左右；Rht1s(Rht-B1d)為弱降稈基因，僅減少株高11％、降稈強度為69％，為已知矮稈基因中降稈能力最強的基因；Rht12是一個表現(xiàn)顯性的矮稈基因，降稈強度為46％，僅次于Rht-B1c和Rht-D1c，F(xiàn)lintham等的研究表明，降低株高的能力由強到弱依次為

Rht-B1c+Rht-D1b＞Rht-B1c＞Rht-B1b+Rht-D1b＞Rht-D1b＞Rht-B1b，分別為59％、50％、42％、17％和14％，Rht8屬于弱降稈基因；株高與小麥其它農(nóng)藝性狀，特別與產(chǎn)量性狀的關(guān)系是遺傳育種工作者研究的重要課題之一，20世紀80年代以來國內(nèi)外學者采用近等基因系、加倍單倍體、染色體代換、單體分析和重組自交系等不同方法，對不同單個矮稈基因和矮稈基因組合類型在不同環(huán)境下的冬、春小麥株高與產(chǎn)量和穗部性狀的關(guān)系等方面進行了大量研究，結(jié)果表明，冬性小麥中雙基因矮稈基因型(Rht-B1b+Rht-D1b)的產(chǎn)量高于相同遺傳背景的高稈基因型(Rht-B1bRht-B1b+Rht-D1bRht-D1b)2％，但低于單基因的矮稈基因型(Rht-B1bRht-B1b或Rht-D1bRht-D1b)14％；具有單個矮稈基因的矮稈系與同背景的高稈系相比，分蘗數(shù)增加，小穗育性提高，穗粒數(shù)增加20％，籽粒大小降低，但籽粒變小不能完全抵消粒數(shù)增加的效應(yīng)，總體對產(chǎn)量提高有利，但在春麥中，高稈系的產(chǎn)量顯著高于單基因半矮稈系(14.5％)，單基因半矮稈系產(chǎn)量高于雙基因矮稈系(37.3％)，主要原因是高稈品系的穗粒數(shù)多，分別較半矮稈系和矮稈系多12.7％和57.5％，Rht-B1b、Rht-D1b、Rht-B1c三個矮稈基因都使春小麥生物產(chǎn)量降低，Rht-B1b和Rht-D1b減少分蘗，Rht-B1c不但減少分蘗，同時還減少穗粒數(shù)和降低千粒重；Worland等認為，普通小麥中多數(shù)矮稈基因與產(chǎn)量存在不同程度的負相關(guān)，如Rht4、Rht5、Rht6和Rht7等既強烈降低株高(24-50％)，又降低籽粒產(chǎn)量，通過上述分析可以看出，矮稈基因與株高降低以及其它性狀有密切關(guān)系，不同的主效矮稈基因所影響的性狀不盡相同，程度也有所差別；

b、主要矮稈基因的利用

一般來講，小麥的矮化育種包括兩個方面：一是將矮稈基因用于常規(guī)育種，通常利用顯性或隱性矮稈基因；二是利用顯性矮稈基因控制雜種小麥的株高，即降低雜種F1的株高，使雜交種在生產(chǎn)上大面積種植時不易倒伏，從而達到高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的目的；

研究表明，小麥株高的降低與產(chǎn)量的降低有很強的遺傳關(guān)聯(lián)性，一個小麥矮稈基因若有商業(yè)價值，它必須能夠打破株高與產(chǎn)量間的負向關(guān)聯(lián)性，并使降低株高和增加產(chǎn)量組合在一起，或者至少也應(yīng)在降低株高的同時對產(chǎn)量無影響，但到現(xiàn)在為止，只有少數(shù)幾個矮稈基因能夠打破這種不利的關(guān)聯(lián)性，它們主要位于普通小麥的第四同源群染色體上，特別是來源于農(nóng)林10號的Rht1(Rht-B1b)、Rht2(Rht-D1b)和來源于Saitama27的Rht1s(Rht-B1d)。Rht1(Rht-B1b)、Rht2(Rht-D1b)在降低株高達16％的同時能夠增加產(chǎn)量最高達20％。Snape(IAEA-TEDOC，1984，307：71-77)等報道收獲指數(shù)的增加在很大程度上受Rht1(Rht-B1b)、Rht2(Rht-D1b)基因的影響。這幾個基因存在于世界上約90％的半矮稈小麥品種中，為小麥矮化育種作出了巨大的貢獻。但含Rht1(Rht-B1b)、Rht2(Rht-D1b)的小麥若在減數(shù)分裂期遭遇高溫，這時矮稈基因Rht1(Rht-B1b)、Rht2(Rht-D1b)會與高溫環(huán)境發(fā)生相互作用從而導(dǎo)致小穗育性降低，產(chǎn)量下降，因此限制了這些基因在西歐，尤其是地中海國家的應(yīng)用。后來發(fā)現(xiàn)來自赤小麥的矮稈基因Rht8、Rht9在減數(shù)分裂期遭遇高溫環(huán)境不會導(dǎo)致育性降低，從而使得Rht8、Rht9基因在該地區(qū)得到較廣泛的應(yīng)用。除了Rht1(Rht-B1b)、Rht2(Rht-D1b)、Rht8和Rht9外，Rht3(Rht-B1c)、Rht10(Rht-D1c)和Rht12由于它們具有強烈的降稈能力，一般不能夠直接在常規(guī)育種上應(yīng)用，但可以作為一種形態(tài)標記。