[發(fā)明專利]小麥幼胚培養(yǎng)結(jié)合標(biāo)記選擇快速轉(zhuǎn)育抗赤霉病主效QTL的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010175150.8
• 申請(qǐng)日: 2010-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN101828521A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鵬;馬鴻翔;姚金保;張旭;余桂紅;任麗娟;張平平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院
• 主分類號(hào): A01H1/02
• 分類號(hào): A01H1/02;A01H1/04;A01H4/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 孫忠浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種小麥幼胚培養(yǎng)結(jié)合標(biāo)記選擇快速轉(zhuǎn)育抗赤霉病主效QTL的方法，將植物幼胚培養(yǎng)與分子標(biāo)記結(jié)合在小麥抗赤霉病育種中的應(yīng)用。

技術(shù)背景

小赤霉病是危害小麥高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的主要致病菌之一。80年代后期以來，由于全球氣候變化和耕作制度的影響，小麥赤霉病在歐洲、美國(guó)、加拿大、中國(guó)、南美等地頻繁發(fā)生，對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)造成了嚴(yán)重的損失，為此人們對(duì)小麥赤霉病已經(jīng)進(jìn)行了廣泛深入的研究，并取得了顯著的成就。我國(guó)是全球小麥赤霉病受害面積最大的國(guó)家，長(zhǎng)江中下游和華南冬麥區(qū)及東北春麥區(qū)東部尤為嚴(yán)重，每年小麥赤霉病的發(fā)生面積已超過700萬hm²，約占全國(guó)小麥總面積的1/4。因此，長(zhǎng)江中下游麥區(qū)創(chuàng)制抗赤霉病的種質(zhì)、培育抗病小麥新品種是克服赤霉病危害的根本途徑。

但是由于禾谷鐮刀菌(Fusarium?graminearum)在小麥開花期侵染麥穗，它的侵染和擴(kuò)展取決于當(dāng)?shù)亍?dāng)時(shí)的天氣情況即溫度和濕度等天氣因素(陸維忠等2000)，這對(duì)育種家依靠表型進(jìn)行抗赤性的選擇帶來困難。此外，小麥赤霉病是由多基因控制的數(shù)量性狀(張勇等，2005)，抗性鑒定過程易受環(huán)境影響且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。分子標(biāo)記輔助選擇(MAS，marker-assisted?selection)給育種材料中變異的選擇提供了嶄新的途徑，分子標(biāo)記是建立在DNA基礎(chǔ)上的一種遺傳學(xué)標(biāo)記它具有不受環(huán)境影響，在作物任何發(fā)育階段以及任何器官、組織中都可以進(jìn)行檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)間接地對(duì)目標(biāo)性狀進(jìn)行苗期鑒定和早代選擇，從而使目的基因的鑒定結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。不僅提高了性狀選擇的準(zhǔn)確性，而且加快了性狀鑒定的速度，從而達(dá)到了提高育種效率的目的(Dudley等，1993；Lee等，1995)。

除了分子標(biāo)記輔助選擇在育種中的應(yīng)用外，傳統(tǒng)育種技術(shù)還是存在育種周期偏長(zhǎng)，育種效率不夠理想等問題。盡管異地加代可以實(shí)現(xiàn)一年2-3代，但試驗(yàn)費(fèi)用較高，因此探索將育種周期縮短、加速小麥新種質(zhì)的培育研究便顯得十分必要和迫切(王海波等，2003)。加快小麥育種的速度，首先必須加快小麥整個(gè)生長(zhǎng)期的發(fā)育速度，然而現(xiàn)有的小麥幼胚培養(yǎng)技術(shù)仍然主要用于遠(yuǎn)緣雜交胚挽救或以幼胚為外植體誘導(dǎo)愈傷組織植株再生和轉(zhuǎn)基因方面的研究(王海波等，2006)，對(duì)南方夏季高溫多濕的條件下如何通過幼胚培養(yǎng)與抗赤霉病育種的MAS回交育種相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)抗赤霉病基因快速轉(zhuǎn)育的研究卻很少。

研究表明，在抗赤霉病小麥品種或品系的3BS染色體上帶有主效抗病QTL(周淼平等，2003；Zhang等2004)，Xgwn493、Xgwm533為與其緊密連鎖的SSR分子標(biāo)記(Bai等，2002；2003；陸維忠，2000)。近年來我們利用分子標(biāo)記輔助選擇在赤霉病抗性改良上已經(jīng)取得初步成效，相繼育成了多個(gè)抗赤性較好的新品種。但由于回交策略中必須在高世代才能獲得背景與輪回親本一致的抗性材料，需要采用適當(dāng)方法縮短回交周期以盡早獲得豐產(chǎn)性好并攜帶抗性QTL染色體片段的豐產(chǎn)抗病種質(zhì)。因此，如何將小麥幼胚培養(yǎng)與分子標(biāo)記相結(jié)合應(yīng)用于回交育種策略可望縮短回交育種期限，建立高效抗赤霉病基因轉(zhuǎn)育育種程序，盡快獲得帶有目的基因(QTL)的回交材料，一直是本領(lǐng)域密切關(guān)注的熱點(diǎn)。

目前，通過小麥幼胚培養(yǎng)與分子標(biāo)記相結(jié)合技術(shù)，將抗赤霉病小麥品種或品系中抗赤霉病主效QTL轉(zhuǎn)育到農(nóng)藝性狀優(yōu)良但感赤霉病小麥品種或品系中的方法，并未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)目前應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)將抗赤霉病主效QTL轉(zhuǎn)育到抗赤霉病差，但其他綜合性狀優(yōu)良的品種中的育種周期過長(zhǎng)的實(shí)際問題，提供一種新的小麥幼胚培養(yǎng)結(jié)合標(biāo)記選擇快速轉(zhuǎn)育抗赤霉病主效QTL的方法。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種小麥幼胚培養(yǎng)結(jié)合標(biāo)記選擇快速轉(zhuǎn)育抗赤霉病主效QTL的方法，其特征在于：包括抗赤霉病回交轉(zhuǎn)育、幼胚壯苗培養(yǎng)、標(biāo)記輔助選擇、快速成苗技術(shù)相結(jié)合的快速轉(zhuǎn)育抗赤霉病主效QTL，具體步驟如下：

a)以農(nóng)藝性狀優(yōu)良但感赤霉病小麥品種或品系為受體親本，以抗赤霉病小麥品種或品系為抗源父本，受體親本抽穗期去雄與抗源父本雜交后剝?nèi)∮着撸?/p>

b)4℃下春花培養(yǎng)7d后轉(zhuǎn)移到晝/夜25℃/15℃光照培養(yǎng)成苗，成苗5d后，移栽到晝/夜28℃/15℃溫室中生長(zhǎng)，同時(shí)取半張葉片提取DNA，以SSR引物Xgwn493、Xgwm533為標(biāo)記對(duì)DNA樣品進(jìn)行PCR檢測(cè)，留取含有標(biāo)記的植株繼續(xù)生長(zhǎng)；

c)植株抽穗期去雄與回交親本進(jìn)行雜交，所述的回交親本為感赤霉病小麥品種受體親本；

d)授粉后12d，在實(shí)驗(yàn)室無菌操作下剝?nèi)∮着撸?/p>