一种普通小麦-大赖草易位系T5AS/5LrL及其选育方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种普通小麦‑大赖草易位系T5AS/5LrL及其选育方法和应用，属于农作物育种领域，本发明专利技术选用抗赤霉病普通小麦‑大赖草异附加系DA5Lr，待其开花时，电离辐射处理附加系DA5Lr的花粉，授予已去雄的普通小麦中国春，对其后代种子根尖细胞有丝分裂中期染色体进行GISH分析，得到具有1条普通小麦‑大赖草易位染色体的植株，让其自交，对自交后代中具有2条易位染色体植株的花粉母细胞减数分裂中期I进行观察，发现2条易位染色体形成了稳定的环状二价体，表明该植株为纯合体，进而进一步鉴定出该普通小麦‑大赖草易位系为T5AS/5LrL。该易位系的育成为小麦赤霉病遗改良提供了新种质。

A common wheat Leymus translocation line T5AS/5LrL and its breeding method and Application

The present invention relates to a translocation line T5AS/5LrL of Triticum aestivum L. and its breeding method and application. It belongs to the field of crop breeding. A plant with one translocation chromosome of Triticum aestivum L. was obtained by GISH analysis of the metaphase chromosomes of the root tip cells of its progenies. The pollen mother cell metaphase I of the plants with two translocation chromosomes in the progenies was observed by selfing. It was found that two translocation chromosomes formed stable chromosomes. The homozygote of the plant was identified by cyclic bivalent analysis, and the translocation line T5AS / 5LrL was further identified. The translocation lines provided new germplasm for the improvement of wheat scab.

【技术实现步骤摘要】
一种普通小麦-大赖草易位系T5AS/5LrL及其选育方法和应用
本专利技术涉及农作物育种领域，具体地，涉及一种普通小麦-大赖草易位系T5AS/5LrL及其选育方法和应用。
技术介绍
赤霉病是是由禾谷类镰刀菌（Gibberellazeae(Schw.)Petch）引起的世界小麦主产区一种主要的灾难性麦类病害，其病菌毒素在小麦籽粒中的积累，直接进入人畜食物链，严重威胁人类健康。近几年在我国明显有扩展、蔓延和加重趋势，已成为小麦育种工作者培育抗病品种必须考虑的重要指标。从近年通过的国审小麦品种及河南省审定的小麦品种证实，几乎全为感赤霉病品种，且多为高感。严重威胁我国小麦主产区的粮食和食品安全。究其原因是赤霉病抗性资源严重匮乏，抗病遗传基础狭窄，因此，寻找与拓宽赤霉病抗性遗传基础已成为育种工作者的必须考虑的重要目标。大赖草(Leymusracemosus)是一种与小麦亲缘关系较远的多年生植物,具有耐盐、抗旱、抗多种病害等多种优良特性，尤其高抗赤霉病，是一种具有潜在应用价值的基因源。自1983年，南京农业大学细胞遗传研究所将大赖草的赤霉病抗性导入普通小麦，并选育出具有较高赤霉病抗性的普通小麦–大赖草异附加系AddLr.2”、AddLr.7”和AddLr.14”；且Qi等证明了Lr.2和Lr.14分别属于小麦的第7和第5部分同源群。由于异附加系携带的是整条大赖草染色体，在导入有益基因的同时也伴随带入对产量、品质等农艺性状不利的冗余基因。为此育种工作者利用电离辐射、杀配子染色体诱导和遗传控制体系等方法创造易位系，以减少不利基因对普通小麦造成的不良影响。刘文轩等利用电离辐射大赖草单体异附加系Lr.7而得到了易位系T02和T08。王林生等通过60Co-γ射线处理小麦–大赖草二体附加系DA5Lr雌配子，获得了普通小麦-大赖草染色体相互易位系T7DS·5LrL/T5LrS·7DL；崔承齐等通过电离辐射得到了T7BS•7Lr#1S和T2AS•2AL-7Lr#1S易位系。但是，小麦抗赤霉病品种长期以来严重短缺，赤霉病种质资源的匮乏已成为抗病育种的重要瓶颈。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种普通小麦-大赖草易位系T5AS/5LrL及其选育方法和应用。采用本专利技术所述选育方法选育的易位系T5AS/5LrL，是一种补偿性易位系，对抗赤霉病有较高的抗性，可以作为抗赤霉病育种的新抗原。为了实现上述目的，本专利技术采用的具体方案为：一种含抗赤霉病基因的普通小麦-大赖草易位系的选育方法，包括以下步骤：（1）选择普通小麦-大赖草异附加系DA5Lr种子，使其发根；（2）根尖压片处理：待DA5Lr种子根长至1-2cm时，剪取种子根在冰水中处理20~24h；将经冰水处理的种子根，放入卡诺氏固定液中进行固定，4℃条件下保存3-7天后进行压片处理；（3）对经步骤（2）处理后所得DA5Lr种子根尖压片进行有丝分裂观察，鉴定出含有44条染色体的二体附加系DA5Lr植株，然后稀植于盆钵内或大田里；（4）待二体附加系DA5Lr植株开花时，取其穗子进行1200R60Co-γ射线处理；（5）经辐射处理的穗子取其花粉授予已去雄的普小麦中国春，收获后代种子；将所述后代种子经步骤（2）所述根尖处理方法制得后代种子根尖压片，经荧光原位杂交鉴定出含有1条普通小麦-大赖草易位染色体的植株；（6）让步骤（5）所得含有1条普通小麦-大赖草易位染色体的植株自交，对其自交后代种子通过荧光原位杂交鉴定出含有2条易位染色体植株；（7）观察步骤（6）所得含有2条易位染色体植株花粉母细胞减数分裂中期I染色体配对行为，确定2条易位染色体配对成二价体的植株为纯合体，其后代个体为纯合易位系；（8）利用顺序GISH-双色FISH分析，结合C分带、小麦D组专化探针Oligo-pAs1-2和B组专化探针Oligo-pSc119.2-2，进一步鉴定出具有抗赤霉病的普通小麦-大赖草易位系。进一步的，步骤（3）所述鉴定的方法为染色体计数、C-分带或荧光原位杂交技术。本专利技术还提供一种利用上述选育方法选育出的普通小麦-大赖草易位系T5AS/5LrL，其发生易位的小麦染色体为5A染色体短臂。本专利技术进一步请求保护所述的普通小麦-大赖草易位系T5AS/5LrL在小麦抗赤霉病上的应用。有益效果：1、本研究采用电离辐射处理附加系DA5Lr的花粉，将外源含有抗赤霉病基因的大赖草染色体导入普通小麦，创造易位系。然后利用染色体C-分带、荧光原位杂交、分子标记技术和赤霉病抗性鉴定等技术，对抗赤霉病的普通小麦–大赖草异附加系DA5Lr成熟花粉辐射的后代进行鉴定，筛选出抗赤霉病的普通小麦–大赖草易位系T5AS/5LrL，其对赤霉病有较高的抗性，为小麦抗赤霉病育种提供新的种质资源。2、本专利技术公开的C-分带、GISH-FSIH及Oligo专化探针集成鉴定技术是鉴定外源染色体行之有效的分子细胞学方法。GISH可以精确检测易位断裂位点，而基于特异性重复序列的FISH技术可以确定特定的染色体身份。3、本专利技术所述易位系T5AS/5LrL是含有抗赤霉病基因的大赖草5Lr长臂与普通小麦5A短臂易位形成，因为5A和5Lr同属于第5同源群，是一种补偿性易位系，表现出结实性、成穗率等农艺性状较好，这对该易位系进一步利用奠定了很好的基础。附图说明图1是易位系T5AS/5LrL有丝分裂中期原位杂交结果图；其中，左图a是以Fluorescein-l2-dUTP标记大赖草基因组DNA并作为探针；右图b是以Taram标记的小麦B组专化探针寡聚核苷酸Oligo-pSc119.2-2和6-FAM标记的小麦D组专化探针寡聚核苷酸Oligo-pAs1-2为探针；图中箭头指示易位染色体；图2是5A、5Lr和T5AS/5LrL的观察对比图；其中，从左至右依次为：C分带的5A、C分带的T5AS/5LrL、荧光原位杂交的T5AS/5LrL、Oligo-pSc119.2-2杂交的T5AS/5LrL、Oligo-pSc119.2-2杂交的5A、荧光原位杂交的7Lr和C分带的7Lr；图3是易位系T5AS/5LrL花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体的荧光原位杂交图；其中，箭头指示配对的二价体易位染色体T5AS/5LrL；图4是易位系T5AS/5LrL与其他品种的赤霉病抗性鉴定对比图；其中，图中从左到右依次为：易位系T5AS/5LrL、中国春、绵阳85-45和苏麦3号。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例及其附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1一种普通小麦-大赖草易位系T5AS/5LrL的选育方法，通过以下技术手段实现：（1）选择普通小麦-大赖草异附加系DA5Lr种子，放在垫有滤纸的培养皿中，放在室温23℃下发根。（2）待DA5Lr种子根长至1-2cm时，剪取1-2条种子根在冰水中处理20~24h，同时对剪过根的种子进行编号。（3）对冰水处理过的根尖，放入卡诺氏固定液（3无水乙醇：1分冰醋酸）固定，4℃冰箱保存3-7天后用于有丝分裂压片观察。（4）对固定保存的每个根尖进行压片处理，通过染色体计数、C-分带或GISH技术，鉴定出含有44条染色体的二体附加系DA5Lr植株。（5）鉴定过的二体附加系DA5Lr植株希植在盆钵内或大田里。（6）待附加系植株开花时，取其穗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含抗赤霉病基因的普通小麦‑大赖草易位系的选育方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）选择普通小麦‑大赖草异附加系DA5Lr种子，使其发根；（2）根尖压片处理：待DA5Lr种子根长至1‑2cm时，剪取种子根在冰水中处理20~24h；将经冰水处理的种子根，放入卡诺氏固定液中进行固定，4℃条件下保存3‑7天后进行压片处理；（3）对经步骤（2）处理后所得DA5Lr种子根尖压片进行有丝分裂观察，鉴定出含有44条染色体的二体附加系DA5Lr植株，然后稀植于盆钵内或大田里；（4）待二体附加系DA5Lr植株开花时，取其穗子进行1200R 60Co‑γ射线处理；（5）经辐射处理的穗子取其花粉授予已去雄的普小麦中国春，收获后代种子；将所述后代种子经步骤（2）所述根尖处理方法制得后代种子根尖压片，经荧光原位杂交鉴定出含有1条普通小麦‑大赖草易位染色体的植株；（6）让步骤（5）所得含有1条普通小麦‑大赖草易位染色体的植株自交，对其自交后代种子通过荧光原位杂交鉴定出含有2条易位染色体植株；（7）观察步骤（6）所得含有2条易位染色体植株花粉母细胞减数分裂中期I染色体配对行为，确定2条易位染色体配对成二价体的植株为纯合体，其后代个体为纯合易位系；（8）利用顺序GISH‑双色FISH分析，结合C分带、小麦D组专化探针Oligo‑pAs1‑2和B组专化探针Oligo‑pSc119.2‑2，进一步鉴定出具有抗赤霉病的普通小麦‑大赖草易位系。...

【技术特征摘要】
1.一种含抗赤霉病基因的普通小麦-大赖草易位系的选育方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）选择普通小麦-大赖草异附加系DA5Lr种子，使其发根；（2）根尖压片处理：待DA5Lr种子根长至1-2cm时，剪取种子根在冰水中处理20~24h；将经冰水处理的种子根，放入卡诺氏固定液中进行固定，4℃条件下保存3-7天后进行压片处理；（3）对经步骤（2）处理后所得DA5Lr种子根尖压片进行有丝分裂观察，鉴定出含有44条染色体的二体附加系DA5Lr植株，然后稀植于盆钵内或大田里；（4）待二体附加系DA5Lr植株开花时，取其穗子进行1200R60Co-γ射线处理；（5）经辐射处理的穗子取其花粉授予已去雄的普小麦中国春，收获后代种子；将所述后代种子经步骤（2）所述根尖处理方法制得后代种子根尖压片，经荧光原位杂交鉴定出含有1条普通小麦-大赖草易位染色体的植株；（6）让步骤（5）所得含有1条...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林生，张雅莉，南广慧，王新天，董普辉，郑爽，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南,41