[發明專利]小麥野生近緣物種基因資源的發掘與利用

無效

• 申請號: 200810238636.4
• 申請日: 2008-12-19
• 公開（公告）號: CN101755669A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 李祥
• 申請（專利權）人: 李祥
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

小麥野生近緣物種基因資源的發掘與利用，屬于作物遺傳育種學領域。

背景技術

小麥的野生近緣種種類繁多、變異多樣、遺傳基礎極為豐富，蘊藏著許多小麥基因庫中所缺乏的優良基因，是小麥遺傳改良的寶貴基因資源。通過染色體工程和多種技術相結合的方法將外源物種的優良基因轉移進小麥，可以極大地豐富小麥的遺傳基礎。目前，通過遠緣雜交已與小麥雜交成功的小麥近緣屬有20多個，如山羊草屬(Aegilops)、黑麥屬(Secale)、偃麥草屬(Elytrigia)、冰草屬(Agropyron)、鵝冠草屬(Roegneria)、簇毛麥屬(Dasypyrum)、大麥屬(Hordeum)、芒麥草屬(Critesion)等，其中以偃麥草屬與小麥的雜交最為成功。利用染色體工程技術已將黑麥、簇毛麥、中間偃麥草、披堿草、高大山羊草、大麥等多種近緣物種的染色體組、染色體和染色體片段導入小麥，選育出了一批雙二倍體、異附加系、異代換系和異易位系，并育成了在生產上大面積推廣的品種。

發明內容

染色體工程技術因其技術成熟和富有成效而被廣泛應用于小麥的遺傳改良研究。染色體工程是指按照人們的預先設計，利用染色體工程基礎材料，通過附加、代換、削減和易位等染色體操作改變其染色體組成，進而定向改變其遺傳特性的技術體系。利用染色體工程技術向小麥轉移外源基因可在染色體基組、染色體和染色體片段三個層次上進行。

1、利用染色體組向小麥轉移外源基因

在染色體基組水平上轉移外源基因主要包括合成完全雙二倍體和部分雙二倍體兩種途徑。完全雙二倍體是指具有來自兩個親本、來源和性質不同的全套染色體組結合而成的新物種，其染色體數目為雙親染色體數目之和(李振聲，1996)。目前國內外已培育出多種屬間或種間完全雙二倍體，如六倍體小黑麥、八倍體小黑麥、六倍體小簇麥、六倍體小羊麥和八倍體小羊麥、八倍體小大麥等(李振聲，1996；戎均康等，1989)。部分雙二倍體只有雙親的一部分染色體基組，其中具有重要價值的是帶有小麥的全套染色體而又附加有親緣物種的個別染色體基組的類型。這種部分雙二倍體一般是通過小麥與親緣種雜交，然后用小麥親本與雜種回交，再經分離選擇和細胞學鑒定獲得。我國已育成普通小麥與長穗偃麥草、中間偃麥草、濱麥等親緣物種的多種部分雙二倍體(李振聲，1996；傅杰等，1993；王洪剛等，2006)。這些寶貴的中間材料可作為進一步轉移外源基因的橋梁親本，在小麥的遺傳改良中具有十分重要的利用價值。

2、利用小麥異代換系轉移外源基因

小麥異代換系是指將外源染色體轉移進小麥遺傳背景，替換小麥染色體所形成的特殊種質材料。根據染色體來源可分為品種間代換和種屬間代換兩大類。其中種屬間二體異代換系最有利用和研究價值，它不僅是轉移外源優良基因的橋梁材料，也可以作為研究異源染色體在小麥背景中的遺傳效應、異源染色體和小麥染色體間部分同源關系以及染色體組進化關系等的基礎材料。

3、利用小麥異附加系轉移外源基因

異附加系是利用染色體工程的方法把攜帶外源基因的染色體轉移進小麥遺傳背景而形成的一種非整倍體材料，根據所附加外源染色體的數目，可將其分為單體、雙體和多重異附加系，其中雙體異附加系的研究和利用價值最高，它不僅是進一步創造異代換系和異易位系的橋梁材料，也是研究物種起源和進化、染色體組之間親緣關系、基因互作、基因表達和進行基因定位的重要遺傳材料。

4、利用異源易位系轉移外源基因

通過染色體附加和代換將小麥近緣物種的染色體導入小麥的遺傳背景時，除帶入一些優良基因外，同時也引進了許多不良基因，并且帶有異源染色體的異附加系和異代換系在遺傳上具有不穩定性，從而限制了它們的利用。將帶有優良基因的異源染色體片段轉移到小麥的染色體上育成異易位系是解決上述問題及利用優良異源基因進行小麥品種改良的有效方法。

具體實施方式

1、利用染色體組向小麥轉移外源基因