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小麦抗条锈新种质的创制及分子细胞遗传学基础研究

李春莲  
【摘要】: 条锈病是世界上许多地区小麦的一个重要病害。在我国,小麦条锈病先后发生七次大规模爆发和多次中、小规模流行,造成的损失是惨重的。在条锈病的防治上,抗病品种的应用是最经济也是对环境最安全的防治办法。然而,小麦条锈病生理小种的易变性使得抗性品种释放几年之后其抗病特性又消失了,因此,创制、引进和鉴定对变异小种具有抗性的新的种质资源和基因,是防治小麦条锈病、稳定小麦生产的长期策略。我国在小麦育种上引进的“洛类”抗源,曾培育了上百个抗条锈的优良品种,在稳定我国小麦生产上发挥了巨大作用。然而,目前新的条锈病变异小种条中30号、31号、32号、太白4号小种及水源致病类群的出现和流行,使又一批生产上推广的重要的优良品种失去了抗病性。毒性分析表明,这些新流行小种除含有对Yr9有毒的毒性基因外,还附加有多种新的毒性基因,它不仅感染“洛类”品种及含“繁6”血缘的抗病品种,同时感染目前在生产上推广的许多优良品种,其毒性谱更宽。研究表明,在已定位和命名的小麦抗条锈基因中,除个别基因外,大多数抗条锈基因对我国目前流行的条锈病生理小种已丧失或全部丧失了抗性。我国目前小麦生产已面临着条锈病抗源严重匮乏的局面,迫切需要创制、鉴定新的、超前型的,对条锈病流行小种高抗或免疫,并能直接利用的抗源和基因,拓宽小麦抗条锈抗源的遗传基础。本研究利用普通小麦与抗条锈病小黑麦材料杂交、多元回交、自交和花培纯合,将条锈病多小种抗性基因导入普通小麦中,创制了对目前条锈病流行小种条中30、条中31、条中32、太白4号小种及水源11致病类型均免疫或高抗的普通小麦抗条锈新种质,并对外源基因导入的机理,优良抗条锈新种质的抗性特性及其抗性基因进行了系统的细胞和分子遗传学基础研究。结果表明: 1.应用普通小麦与六倍体小黑麦杂交、多元复交和花培纯合的方法,结合抗病性鉴定,将小黑麦抗条锈基因定向导入普通小麦中。从定向选择出的430个稳定优良株系中,共鉴定出28个对条锈病不同生理小种具有不同抗性的优良株系,其中12个优良株系在成株期对6个条锈病生理小种全部免疫。在这12个株系中,有9个优良株系在苗期对目前流行小种条中30号和31号小种免疫,2个表现中抗,1个表现中感。 2.六倍体小黑麦与普通小麦杂交试验表明,不同的杂交方式其结实率、出苗率差异较大。六倍体小黑麦×普通小麦杂交当代结实率和F1出苗率都比较高,而普通小麦×六倍体小黑麦杂交当代结实率较高,但杂种F1胚乳发育不良,种子干瘪,发芽率很低。用普通小麦与F1杂种进行回交,均可获得一定的结实率,且种子出苗较好。 3.六倍体小黑麦与普通小麦正、反交F1减数分裂染色体配对行为分析表明,以六倍体小黑麦为母本,F1单价体频率高于理论值,二价体频率低于理论值,而以普通小麦为母本,F1单价体、二价体频率均低于理论值,而出现了较高频率的多价体,且远缘杂


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