[发明专利]外源基因导入小麦的概况分析

摘要

本发明外源基因导入小麦的概况分析，主要通过分析外源基因导入小麦的途径、从近缘植物导入小麦的优良基因或性状，充分利用小麦种质资源丰富的优势，挖掘小麦种内遗传变异，加强野生近缘物种基因资源的研究开发和利用，是小麦种质资源研究的重要领域。

主权项

外源基因导入小麦的概况分析，其包括以下方法：1)通过体细胞杂交和遗传工程的方法能够实现外源基因向小麦转移，但由于这些方法存在明显的技术操作和目的基因分离的困难以及后代性状表达不稳定等问题，目前还难以在小麦育种中得到有效的利用，小麦野生近缘物种具有小麦遗传改良可以利用的众多优良性状，采用远缘杂交和染色体工程的方法一直是外源基因导入小麦的主要途径，获得小麦与外源物种的F1杂种是通过有性杂交的方式转移外源目的基因到小麦的重要环节，随着可杂交基因(kr1，kr2，kr3，kr4)的发现和利用，杂交方法的改进以及胚拯救技术的应用，杂交不亲和、杂种F1夭折或不育等远缘杂交的障碍逐渐被克服，绝大部分已鉴定的小麦近缘种属都能与小麦杂交成功；2)由于小麦的多倍体性质，通过双二倍体、染色体附加、染色体代换或易位等方式，已将近源植物中许多重要的农艺性状导入小麦；3)双二倍体：人工合成的双二倍体既是检测和转移新性状的永久资源，经改良也可能成为稳定的新物种，自从1891年RimPau首次获得自然加倍的小麦一黑麦双二倍体以来，迄今已合成了小麦与中间僵麦草、早麦草、大麦、簇毛麦、赖草等双二倍体，人工合成的双二倍体普遍表现生理上不协调，细胞学上不稳定，自交后易产生大量的非整倍体，因而常用它与小麦回交进一步培育异附加系；4)异附加系：指一条或一条以上外源染色体附加到完整的小麦染色体组上，小麦异附加系是实现外源基因向小麦转移，研究其在小麦背景下的遗传表达，并进行基因染色体定位的良好材料，目前，已建立起小麦-黑麦、小麦一大麦、小麦一簇毛麦、小麦一中间偃麦草、小麦一高大山羊草、小麦一长穗偃麦草、小麦一滨麦、小麦一纤毛鹅冠草、小麦一大赖草等全套或部分附加系，由于整条外源染色体的导入，小麦的遗传平衡机制受到影响，异附加系遗传稳定性差，而且在引入有益基因的同时，也带入较多外源不良性状，极少能被生产利用；5)异代换系：是指小麦的一对染色体被一对外源染色体代换了的材料，常规的选育异代换系的方法是将与外源染色体有部分同源关系的小麦单体作母本与相应的二体异附加系进行杂交，F1选择具有外源染色体的2n＝42的单株自交，可选择到异代换系，此外，利用“单端体回交法”，“缺体回交法”，“花培技术”等也可产生异代换系，目前，已获得的异代换系涉及小麦族6个属19个种，其中以黑麦属和山羊草属的代换系居多，由于导入的外源染色体很难完全补偿被代换的小麦部分同源染色体的遗传功能，异代换系的遗传协调性也差，同时导入较多与优良性状连锁的不良性状也限制了异代换系在生产上的应用，因此，除1R/1B代换系外，绝大多数异代换系都只能作为创造易位系的中间材料；6)易位系：是指一段外源染色体片段替代或整合到小麦染色体上，易位系携有含目的基因的外源遗传物质较少，遗传协调性及稳定性较附加系代换系等好，是利用外源有益基因进行小麦改良的较好途径，通过易位的方式，从外源植物中已转移了抗病虫、耐盐、耐寒等众多有益基因，用于小麦育种或直接在生产上使用。