[發明專利]小麥-濱麥3D（3Ns）異代換系的培育方法和鑒定方法

無效

• 申請號: 201310646553.X
• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN103688846A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 趙繼新;龐玉輝;陳新宏;武軍;程雪妮;楊群慧
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02;A01H1/04;C12Q1/68
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

技術領域

本發明涉及一種植物新品種的培育方法，屬于植物育種與生物遺傳學領域。

背景技術

小麥遠緣雜交是利用外源遺傳物質豐富小麥遺傳基礎和人工創制合成新物種的重要途徑和手段之一。濱麥(Leymus?mollis(Trin.)Hara)，又名柔軟賴草，屬禾本科，大麥亞族，賴草屬野生雜草，具有抗旱，耐寒，耐鹽堿，耐瘠薄，抗多種真菌，細菌病害和莖稈粗壯，大穗多花等特性，是麥類作物品種改良的優異種質資源。濱麥的基因組為NsNsXmXm，其中Ns基因組來自于華山新麥草(Psathyrostachys?huashanica?Keng)，而Xm基因組的來源目前尚未確定。

上世紀60年代，Tsitsin等通過幼胚培養，獲得了四倍體、六倍體小麥與大賴草、濱麥和沙生賴草的雜種。Anamthawat-Jónsson等采用胚拯救和秋水仙堿加倍，獲得了普通小麥、波斯小麥與濱麥的雜種雙二倍體，并報道了1個包含全部A和B基因組染色體、1對D基因組染色體和6對濱麥染色體的小麥-濱麥雙二倍體材料AD99，利用AD99與普通小麥雜交，篩選出了6個抗白粉病的純合株系。Li等(2005，2006)對八倍體小濱麥小孢子的發生、配子體的形成及濱麥染色體的遺傳行為進行了分析，并通過利用八倍體小黑麥與八倍體小濱麥雜交，獲得了一個包含6條黑麥染色體和6條濱麥染色體的小麥-黑麥-濱麥三屬雜種。

研究通過胚拯救和秋水仙堿染色體加倍，獲得了具有濱麥的大穗、多花、大粒、抗病等特性的普通小麥-濱麥不完全雙二倍體M842；利用M842與普通小麥和缺體小麥雜交，培育出了3個異附加系和2個異代換系；應用基因組原位雜交對6種類型的八倍體小濱麥(Octoploid?Tritileymus)的染色體組構成進行了分子細胞遺傳學分析，將八倍體小濱麥M842-4、M842-8、M842-12和M842-16的染色體組構成確定為AABBDDNsNs，M842-10的染色體組構成確定為AABBDDNsNs+2Ta-2Lm(Ns)，M842-13的染色體組構成確定為AABBDDJJ；利用八倍體小濱麥與八倍體小偃麥、八倍體小簇麥進行了雜交，獲得了小麥-濱麥-偃麥草、小麥-濱麥-簇毛麥三屬雜種。

盡管現有技術在小麥雜交培育新的小麥品種上取得了巨大的技術進步，但是目前尚未有將硬粒小麥與濱麥雜交獲得3D(3Ns)異代換系的報道。

發明內容

在長期的研發和育種過程中，申請人對小麥與濱麥的雜交進行了深入研究，并在硬粒小麥與濱麥的雜交后代中令人驚喜的獲得了染色體數目為2n＝42，含有2條濱麥染色體的株系，將此獲得的株系采用、形態學、細胞遺傳學、熒光原位雜交和SSR、EST-STS分子標記等技術進行了深入研究，不僅確定了該株系的形態特征、遺傳行為、染色體構成，及所含濱麥染色體的同源群歸屬等，而且發現該株系在株高、穗長、分蘗數等農藝性狀方面得到了明顯的改善，為小麥品種改良和染色體工程育種提供新的種質資源。

為實現上述發明目的，本發明是通過下述技術方案實現的：

小麥-濱麥3D(3Ns)異代換系的培育方法，包括下述步驟：1)四倍體硬粒小麥與八倍體小濱麥雜交，在各世代均進行鑒定，篩選出染色體數目為2n＝42，且含有濱麥Ns基因組染色體的單株；2)篩選出的單株均套袋自交，在F5世代，選育出含有2條濱麥Ns染色體的小麥-濱麥3D(3Ns)異代換系。

通常的，上述鑒定是在F1，F2，F3和F4世代均進行鑒定，以更好的篩選出單株。

其中，上述篩選過程所采用的鑒定方法可采用任意可行的生物學方法，優選的是采用熒光原位雜交(GISH和FISH)和分子標記(SSR和EST-STS)鑒定，這兩種方法能夠高效、準確的進行鑒定。

在本發明中，在培育開始時所用的父本和母本可采用合適的硬粒小麥品種和八倍體小濱麥品種，優選的，所述四倍體硬粒小麥品種為D4286(2n＝4x＝28，AABB)(又稱硬粒小麥4286)，八倍體小濱麥品種為M842-16(2n＝8x＝56，AABBDDNsNs)。

申請人對所得到的F5代小麥-濱麥3D(3Ns)異代換系進行了生物學分析鑒定，確定所得小麥-濱麥3D(3Ns)異代換系的染色體構型為2n＝42＝21II，染色體組成為由40條小麥染色體和2條濱麥Ns基因組染色體構成，濱麥的2條Ns基因組染色體可以完全配對為1個二價體染色體，且為濱麥的3Ns染色體。

申請人進行的形態學分析實驗顯示，本發明培育方法所得的小麥-濱麥3D(3Ns)異代換系相對親本，株高顯著升高，小穗數和千粒重顯著增高，穗長顯著變長。