一種小麥赤黴病新抗源的選育及鑑定方法
2023-05-30 11:24:11 2
專利名稱：一種小麥赤黴病新抗源的選育及鑑定方法
技術領域：
本發明涉及小麥赤黴病新抗源的創製與鑑定方法，屬於小麥生物技術育種領域。二. 背景技術由未谷鐮刀菌(Fusariumgraminearum， Schw)引起的小麥赤黴病是一個世界範圍 內的病害，不僅造成嚴重的產量損失，而且病麥粒殘留的脫氧雪腐鐮刀菌烯醇 (deoxynivalenol,DON)等真菌毒素，嚴重威脅人畜的健康。目前世界上公認的小麥赤 黴病抗源有中國的蘇麥3號，寧7840，望水白等，但這些小麥品種均攜有共同的位於3B 染色體的抗性基因(Kolb, F丄"Crop Sci， 2001， 41: 611-619; Zhang, X.， Euphytica， 2004, 139:59-64)，使得小麥抗源單一，很難育成高抗赤黴病且抗性持久的小麥品種，應用於 商業化生產。因此需要發掘並創製新的抗源用於小麥抗赤黴病育種中。小麥族其他屬中，蘊藏著多種多樣的普通小麥中所不具備的而為育種發展所需要的 性狀基因。通過遠緣雜交、染色體操縱及基因工程技術，可以將這些基因結合於小麥中， 從而豐富小麥的遺傳基礎。由於現代育種過程所造成的遺傳基礎狹窄及普通小麥內基因 資源的貧乏,使得從小麥近緣種屬轉移抗性有利基因的研究具有非常重要的意義。鵝觀 草、大賴草等近緣種屬已被確定為高抗赤黴病(Chen， P.D., Theor Appl Genet, 2005， 111: 941-948)。本發明將鵝觀草赤黴病抗性基因轉入普通小麥，創製了抗赤黴病小麥新抗源 "ZE01"，並利用細胞遺傳學標記與分子標記對此抗源進行鑑定。三.發明內容本發明需要解決的問題是創造抗赤黴病小麥抗源，並利用與抗性基因連鎖的分子 標記進行基因型驗證，使之成為可以用於小麥赤黴病抗病育種的種質材料。本發明的技術方案為1.抗赤黴病小麥新抗源"ZE01"的創製。2. "ZE01"抗性基因的細胞與分子驗證。1.抗赤黴病小麥新抗源"ZE01"的創製。a) 以中國春小麥為母本(早)與鵝觀草($ )雜交；b) 雜交14天後幼胚置於MS培養基進行組織培養，自發產生染色體斷裂與重組，獲 得雜種F,植株； C)以F,植株作為母本(早)，與中國春小麥($)回交，得到Bd植株；d) 對Bd植株鏡檢根尖分生細胞染色體數目，選擇2n-42，赤黴病抗性明顯優於中國春的植株套袋自交，得到BdF^直株；e) 對BdF^直株選擇赤黴病抗性明顯優於中國春的植株套袋自交，得到BdF2植株;f) 對BdF2植株重複步驟e)所述操作，得到BdF3植株；g) 選擇高抗赤黴病的BdF3植株，套袋自交，得到BdF4植株；h) 選擇高抗赤黴病的BdF4植株，得到抗赤黴病小麥新抗源"ZE01"。 2.抗赤黴病小麥新抗源"ZE01"的細胞學與分子驗證。a) 剪取"ZE01"的根尖，進行細胞學壓片，進行C-分帶分析，獲得染色體C-帶資料;b) 剪取"ZE01"植株的葉片，提取全基因組DNA;c) 選取簡單重複序列標記(SSR)引物gwml49和barc025，進行PCR擴增，擴增產 物在6g/100ml聚丙烯醯胺凝膠上電泳分離後，獲得分子標記資料，確定小麥赤黴病 新抗源。本發明的效果是本發明創製的小麥赤黴病新源ZE01含有來自鵝觀草的赤黴病抗 性基因，並可以用C-分帶及簡單重複序列標記(SSR)引物進行驗證。與現有的赤黴 病抗源蘇麥3號、望水白、寧7840相比，該抗源的抗性基因位於不同的染色體上，屬 於不同的抗性基因，可以用於抗性基因聚合育種，有效地提高小麥品種的赤黴病抗性， 有助於克服目前小麥赤黴病抗性育種中抗源單一、抗性難以超越蘇麥3號的難題。本發 明用於檢測驗證的簡單重複序列標記(SSR)引物，與該抗源抗性基因緊密連鎖。以該 抗源作為小麥赤黴病抗性改良親本進行雜交選育過程中，該引物可以有效地檢測育種後 代中抗性基因是否存在，從而進行分子標記輔助選擇。也可以應用該引物檢測未知遺傳 背景或可疑遺傳背景的小麥材料中，該抗性基因的真偽性。四.
附圖1:根尖染色體C-帶帶型 附圖2: "ZE1"分子標記Xgwm149的電泳圖譜M:分子量標準1.ZE01 2.中國春3.鵝觀草4-6.其他BdF4植株 附圖3: "ZE1"分子標記Xbarc025的電泳圖譜M:分子量標準1.ZE01 2.中國春3.鵝觀草4-6 .其他BdF4植株 五.具體實施方式
1.以中國春小麥為母本(早)與鵝觀草(糹)雜交，取雜交14天後幼胚置於MS培
養基進行組織培養，直接獲得雜種Ft幼苗。將Fi幼苗移至盆缽，等F,植株抽穗後，以 其作為母本(早)，與中國春小麥($)回交，得到Bd植株。對BQ植株鏡檢根尖分 生細胞染色體數目，選擇2n=42，赤黴病病小穗率低於15%的植株套袋自交，得到BdF, 植株。重複鑑定，選擇與套袋自交工作，直至得到BdF4植株。選擇赤黴病抗性鑑定中 病小穗率低於10%的植株，作為新抗源的備選材料"ZE01"。2. 剪取"ZE01"長約l-1.5cm的根尖，冰水固定24h後，利用45%醋酸進行細胞學 壓片。選取分裂相較好的壓片，進行C-分帶分析，獲得各染色體C-帶資料。C-帶結果(附 圖l)可以看出，"ZE01"有1對染色體的端帶來自於鵝觀草。3. 剪取"ZE01"、中國春、鵝觀草及其他BdF4植株的葉片，提取全基因組DNA， 選取簡單重複序列標記(SSR)引物gwml49和barc025，進行PCR擴增，擴增產物在 6g/100ml聚丙烯醯胺凝膠上電泳分離後，獲得分子標記資料。分離結果(附圖2， 3) 可以看出，"ZE01"攜帶鵝觀草的特定分子標記。
權利要求
1.一種小麥赤黴病新抗源的選育及鑑定方法，其特徵在於創造抗赤黴病小麥抗源，並利用細胞學與分子標記進行基因型鑑定，使之成為可以用於小麥赤黴病抗病育種的種質材料。
2. 根據權利要求1所述小麥赤黴病親抗源的選育及鑑定方法，其特徵在於抗赤黴病小 麥抗源為1) 以中國春小麥為母本(早)與鵝觀草($ )雜交；2) 雜交14天後幼胚置於MS培養基進行組織培養，自發產生染色體斷裂與重組，獲 得雜種F^直株；3) 以F,植株作為母本(早)，與中國春小麥($)回交，得到Bd植株；4) 對Bd植株鏡檢根尖分生細胞染色體數目，選擇2ii=42，赤黴病抗性明顯優於中 國春的植株套袋自交，得到BdFi植株；5) 對BdF!植株重複步驟4)所述操作，得到BdF2植株；6) 對BdF2植株重複步驟4)所述操作，得到BdF3植株；7) 選擇高抗赤黴病的BdF3植株，套袋自交，得到BdF4植株；8) 選擇高抗赤黴病的BdF4植株，得到抗赤黴病小麥新抗源"ZE01"。
3. 根據權利要求1所述小麥赤黴病新抗源的選育及鑑定方法，其特徵在於抗赤黴病小 麥抗源的細胞與分子鑑定方法由以下幾步驟構成1)剪取"ZE01"的根尖，進行細胞學壓片，進行C-分帶分析，獲得染色體C-帶資料；b) 剪取"ZE01"植株的葉片，提取全基因組DNA;c) 選取簡單重複序列標記(SSR)引物gwml49和barc025，進行PCR擴增，擴增產 物在6g/100ml聚丙烯醯胺凝膠上電泳分離後，獲得分子標記資料，確定小麥赤黴病 新抗源"ZE01"的準確性。
全文摘要
本發明涉及小麥赤黴病新抗源的創製與鑑定方法，屬於小麥生物技術育種領域。利用「中國春」小麥與小麥近緣種屬鵝觀草，通過有性雜交、幼胚培養與回交技術獲得的含有鵝觀草赤黴病抗性基因的小麥新抗源。這個小麥新抗源的抗性基因與蘇麥3號攜有的位於3B染色體的抗性位點不同，並可用特異性分子標記進行檢測。這個小麥赤黴病新抗源的獲得，將有助於實現抗源多樣化，擴大小麥品種赤黴病抗譜，解決小麥品種因抗源單一，難以選育高抗赤黴病病小麥品種之難題。
文檔編號A01H1/02GK101209024SQ20071019235
公開日2008年7月2日 申請日期2007年12月25日 優先權日2007年12月25日
發明者旭 張, 秦浚川, 臧宇輝, 陳慶標, 馬鴻翔 申請人:南京大學