[发明专利]小麦-滨麦3D（3Ns）异代换系的培育方法和鉴定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物新品种的培育方法，属于植物育种与生物遗传学领域。

背景技术

小麦远缘杂交是利用外源遗传物质丰富小麦遗传基础和人工创制合成新物种的重要途径和手段之一。滨麦(Leymus mollis(Trin.)Hara)，又名柔软赖草，属禾本科，大麦亚族，赖草属野生杂草，具有抗旱，耐寒，耐盐碱，耐瘠薄，抗多种真菌，细菌病害和茎秆粗壮，大穗多花等特性，是麦类作物品种改良的优异种质资源。滨麦的基因组为NsNsXmXm，其中Ns基因组来自于华山新麦草(Psathyrostachys huashanica Keng)，而Xm基因组的来源目前尚未确定。

上世纪60年代，Tsitsin等通过幼胚培养，获得了四倍体、六倍体小麦与大赖草、滨麦和沙生赖草的杂种。Anamthawat-Jónsson等采用胚拯救和秋水仙碱加倍，获得了普通小麦、波斯小麦与滨麦的杂种双二倍体，并报道了1个包含全部A和B基因组染色体、1对D基因组染色体和6对滨麦染色体的小麦-滨麦双二倍体材料AD99，利用AD99与普通小麦杂交，筛选出了6个抗白粉病的纯合株系。Li等(2005，2006)对八倍体小滨麦小孢子的发生、配子体的形成及滨麦染色体的遗传行为进行了分析，并通过利用八倍体小黑麦与八倍体小滨麦杂交，获得了一个包含6条黑麦染色体和6条滨麦染色体的小麦-黑麦-滨麦三属杂种。

研究通过胚拯救和秋水仙碱染色体加倍，获得了具有滨麦的大穗、多花、大粒、抗病等特性的普通小麦-滨麦不完全双二倍体M842；利用M842与普通小麦和缺体小麦杂交，培育出了3个异附加系和2个异代换系；应用基因组原位杂交对6种类型的八倍体小滨麦(Octoploid Tritileymus)的染色体组构成进行了分子细胞遗传学分析，将八倍体小滨麦M842-4、M842-8、M842-12和M842-16的染色体组构成确定为AABBDDNsNs，M842-10的染色体组构成确定为AABBDDNsNs+2Ta-2Lm(Ns)，M842-13的染色体组构成确定为AABBDDJJ；利用八倍体小滨麦与八倍体小偃麦、八倍体小簇麦进行了杂交，获得了小麦-滨麦-偃麦草、小麦-滨麦-簇毛麦三属杂种。

尽管现有技术在小麦杂交培育新的小麦品种上取得了巨大的技术进步，但是目前尚未有将硬粒小麦与滨麦杂交获得3D(3Ns)异代换系的报道。

发明内容

在长期的研发和育种过程中，申请人对小麦与滨麦的杂交进行了深入研究，并在硬粒小麦与滨麦的杂交后代中令人惊喜的获得了染色体数目为2n＝42，含有2条滨麦染色体的株系，将此获得的株系采用、形态学、细胞遗传学、荧光原位杂交和SSR、EST-STS分子标记等技术进行了深入研究，不仅确定了该株系的形态特征、遗传行为、染色体构成，及所含滨麦染色体的同源群归属等，而且发现该株系在株高、穗长、分蘖数等农艺性状方面得到了明显的改善，为小麦品种改良和染色体工程育种提供新的种质资源。

为实现上述发明目的，本发明是通过下述技术方案实现的：

小麦-滨麦3D(3Ns)异代换系的培育方法，包括下述步骤：1)四倍体硬粒小麦与八倍体小滨麦杂交，在各世代均进行鉴定，筛选出染色体数目为2n＝42，且含有滨麦Ns基因组染色体的单株；2)筛选出的单株均套袋自交，在F5世代，选育出含有2条滨麦Ns染色体的小麦-滨麦3D(3Ns)异代换系。

通常的，上述鉴定是在F1，F2，F3和F4世代均进行鉴定，以更好的筛选出单株。

其中，上述筛选过程所采用的鉴定方法可采用任意可行的生物学方法，优选的是采用荧光原位杂交(GISH和FISH)和分子标记(SSR和EST-STS)鉴定，这两种方法能够高效、准确的进行鉴定。

在本发明中，在培育开始时所用的父本和母本可采用合适的硬粒小麦品种和八倍体小滨麦品种，优选的，所述四倍体硬粒小麦品种为D4286(2n＝4x＝28，AABB)(又称硬粒小麦4286)，八倍体小滨麦品种为M842-16(2n＝8x＝56，AABBDDNsNs)。

申请人对所得到的F5代小麦-滨麦3D(3Ns)异代换系进行了生物学分析鉴定，确定所得小麦-滨麦3D(3Ns)异代换系的染色体构型为2n＝42＝21II，染色体组成为由40条小麦染色体和2条滨麦Ns基因组染色体构成，滨麦的2条Ns基因组染色体可以完全配对为1个二价体染色体，且为滨麦的3Ns染色体。

申请人进行的形态学分析实验显示，本发明培育方法所得的小麦-滨麦3D(3Ns)异代换系相对亲本，株高显著升高，小穗数和千粒重显著增高，穗长显著变长。