[发明专利]小麦幼胚培养结合标记选择快速转育抗赤霉病主效QTL的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种小麦幼胚培养结合标记选择快速转育抗赤霉病主效QTL的方法，将植物幼胚培养与分子标记结合在小麦抗赤霉病育种中的应用。

技术背景

小赤霉病是危害小麦高产、稳产的主要致病菌之一。80年代后期以来，由于全球气候变化和耕作制度的影响，小麦赤霉病在欧洲、美国、加拿大、中国、南美等地频繁发生，对小麦产量和品质造成了严重的损失，为此人们对小麦赤霉病已经进行了广泛深入的研究，并取得了显著的成就。我国是全球小麦赤霉病受害面积最大的国家，长江中下游和华南冬麦区及东北春麦区东部尤为严重，每年小麦赤霉病的发生面积已超过700万hm²，约占全国小麦总面积的1/4。因此，长江中下游麦区创制抗赤霉病的种质、培育抗病小麦新品种是克服赤霉病危害的根本途径。

但是由于禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)在小麦开花期侵染麦穗，它的侵染和扩展取决于当地、当时的天气情况即温度和湿度等天气因素(陆维忠等2000)，这对育种家依靠表型进行抗赤性的选择带来困难。此外，小麦赤霉病是由多基因控制的数量性状(张勇等，2005)，抗性鉴定过程易受环境影响且费时费力。分子标记辅助选择(MAS，marker-assisted selection)给育种材料中变异的选择提供了崭新的途径，分子标记是建立在DNA基础上的一种遗传学标记它具有不受环境影响，在作物任何发育阶段以及任何器官、组织中都可以进行检测的优点，这样就可以实现间接地对目标性状进行苗期鉴定和早代选择，从而使目的基因的鉴定结果更加准确可靠。不仅提高了性状选择的准确性，而且加快了性状鉴定的速度，从而达到了提高育种效率的目的(Dudley等，1993；Lee等，1995)。

除了分子标记辅助选择在育种中的应用外，传统育种技术还是存在育种周期偏长，育种效率不够理想等问题。尽管异地加代可以实现一年2-3代，但试验费用较高，因此探索将育种周期缩短、加速小麦新种质的培育研究便显得十分必要和迫切(王海波等，2003)。加快小麦育种的速度，首先必须加快小麦整个生长期的发育速度，然而现有的小麦幼胚培养技术仍然主要用于远缘杂交胚挽救或以幼胚为外植体诱导愈伤组织植株再生和转基因方面的研究(王海波等，2006)，对南方夏季高温多湿的条件下如何通过幼胚培养与抗赤霉病育种的MAS回交育种相结合，实现抗赤霉病基因快速转育的研究却很少。

研究表明，在抗赤霉病小麦品种或品系的3BS染色体上带有主效抗病QTL(周淼平等，2003；Zhang等2004)，Xgwn493、Xgwm533为与其紧密连锁的SSR分子标记(Bai等，2002；2003；陆维忠，2000)。近年来我们利用分子标记辅助选择在赤霉病抗性改良上已经取得初步成效，相继育成了多个抗赤性较好的新品种。但由于回交策略中必须在高世代才能获得背景与轮回亲本一致的抗性材料，需要采用适当方法缩短回交周期以尽早获得丰产性好并携带抗性QTL染色体片段的丰产抗病种质。因此，如何将小麦幼胚培养与分子标记相结合应用于回交育种策略可望缩短回交育种期限，建立高效抗赤霉病基因转育育种程序，尽快获得带有目的基因(QTL)的回交材料，一直是本领域密切关注的热点。

目前，通过小麦幼胚培养与分子标记相结合技术，将抗赤霉病小麦品种或品系中抗赤霉病主效QTL转育到农艺性状优良但感赤霉病小麦品种或品系中的方法，并未见报道。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前应用分子标记技术将抗赤霉病主效QTL转育到抗赤霉病差，但其他综合性状优良的品种中的育种周期过长的实际问题，提供一种新的小麦幼胚培养结合标记选择快速转育抗赤霉病主效QTL的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种小麦幼胚培养结合标记选择快速转育抗赤霉病主效QTL的方法，其特征在于：包括抗赤霉病回交转育、幼胚壮苗培养、标记辅助选择、快速成苗技术相结合的快速转育抗赤霉病主效QTL，具体步骤如下：

a)以农艺性状优良但感赤霉病小麦品种或品系为受体亲本，以抗赤霉病小麦品种或品系为抗源父本，受体亲本抽穗期去雄与抗源父本杂交后剥取幼胚；

b)4℃下春花培养7d后转移到昼/夜25℃/15℃光照培养成苗，成苗5d后，移栽到昼/夜28℃/15℃温室中生长，同时取半张叶片提取DNA，以SSR引物Xgwn493、Xgwm533为标记对DNA样品进行PCR检测，留取含有标记的植株继续生长；

c)植株抽穗期去雄与回交亲本进行杂交，所述的回交亲本为感赤霉病小麦品种受体亲本；

d)授粉后12d，在实验室无菌操作下剥取幼胚；