小麥高蛋白基因、優(yōu)質(zhì)亞基和抗白粉病基因聚合及分子標(biāo)記研究.pdf

1、根據(jù)我國現(xiàn)在小麥育種目標(biāo)，培育抗病、優(yōu)質(zhì)的小麥新品系是小麥育種的使命，培育聚合多個(gè)基因的小麥品種，積優(yōu)質(zhì)、抗病、營養(yǎng)品質(zhì)好為一體是小麥育種的當(dāng)務(wù)之急。傳統(tǒng)的表型鑒定方法難以準(zhǔn)確選擇具有2個(gè)以上優(yōu)良基因的個(gè)體。應(yīng)用分子標(biāo)記技術(shù)(即分子標(biāo)記輔助選擇)則可以解決這一問題，快速、準(zhǔn)確地鑒定出含有多個(gè)優(yōu)良基因的聚合體。本研究通過對具有高蛋白基因GPC、優(yōu)質(zhì)亞基5+10和抗白粉病基因Pm21的分子標(biāo)記分析進(jìn)行標(biāo)記輔助選擇進(jìn)行多基因聚合育種。本研究獲

2、得以下主要結(jié)果： 1、高蛋白含量(GPC)基因GPC-BJ是控制小麥蛋白質(zhì)含量的一個(gè)有效基因。本研究以攜帶有高蛋白基因GPC-B1的小麥品系A(chǔ)-GPC，R-GPC，PF638741，P1638740(BC6F3)4份材料為父本，以不具有此基因的小麥品種貴農(nóng)775、貴農(nóng)21、X-2003等20個(gè)材料為母本，配置雜交組合。用SSR標(biāo)記對高蛋白基因GPC-B1進(jìn)行分析。從12對引物中選擇到一個(gè)具有GPC-B1的標(biāo)記Xuhw89122。

3、對X-2003／P1638740所得的F2分離群體進(jìn)行SSR分析，結(jié)果表明，該標(biāo)記特異性強(qiáng)、重復(fù)性好，可以有效用于高蛋白基因GPC-B1的分子標(biāo)記輔助選擇中。為進(jìn)一步說明高蛋白含量基因GPC對小麥中蛋白質(zhì)含量的表達(dá)作用，對親本及雜交F1進(jìn)行了蛋白質(zhì)含量的測定，結(jié)果表明，具有高蛋白基因的材料P1638740中蛋白質(zhì)含量高達(dá)20.41％，經(jīng)過田間試驗(yàn)觀察，該材料比其他小麥提前一周左右成熟。而貴州當(dāng)?shù)氐男←湹鞍踪|(zhì)畬量一般在12-19％之間，在

4、14-16％之間的較多，蛋白質(zhì)含量能達(dá)到18％以上的材料非常少。 2、Dx5和1Dy10亞基是小麥高分子量谷蛋白亞基的組成部分，與小麥的烘烤品質(zhì)相關(guān)。在上述親本材料中，利用5亞基和10亞基的特異PCR標(biāo)記檢測幾個(gè)已知攜帶1Dx5和1Dy10基因的材料。對X-2003／P1638740所得的F2分離群體進(jìn)行特異PCR分析，結(jié)果表明，該標(biāo)記能檢測1Dx5和1Dy10基因，此PCR的結(jié)果重復(fù)性好，特異性較強(qiáng)。用于小麥群體改良品質(zhì)性狀的

5、輔助選擇的效率高，為優(yōu)質(zhì)小麥的分子標(biāo)記輔助選擇提供了可靠依據(jù)。 3、小麥抗白粉病基因Pm21是目前抗性最好的Pm基因。利用與之相連鎖的SCAR標(biāo)記檢測已知含有Pm21基因的抗白粉病材料，并對X-2003／P1638740所得的F2分離群體進(jìn)行SCAR分析，驗(yàn)證結(jié)果表明，該標(biāo)記與白粉病基因Prm21連鎖，且特異性強(qiáng)、重復(fù)性好，可以有效用于抗白粉病基因的分子標(biāo)記輔助選擇中。 4、在聚合雜交的基礎(chǔ)上，采用早代選擇進(jìn)行抗性鑒定和

6、分子標(biāo)記輔助選擇的策略，進(jìn)行高蛋白基因GPC-B1、優(yōu)質(zhì)亞基1Dx5、1Dy10和抗白粉病基因Pm21聚合體的選擇。利用高蛋白基因GPC-B1的SSR標(biāo)記和5+10優(yōu)質(zhì)亞基的特異PCR標(biāo)記，以及具有抗白粉病基因Pm21的SCAR標(biāo)記，對復(fù)合雜交組合X-2003／P1638740的F2進(jìn)行分子標(biāo)記輔助選擇，選擇到13株聚合有GPC-B1+(1Dx5+1Dx10)+Prm21的植株：16株聚合有GPC-B1+(1Dx5+1Dx10)的植株；

7、42株聚合有GPC-B1+Pm21的植株。這些聚合體后代的獲得為進(jìn)一步選育優(yōu)質(zhì)、抗病的小麥新品種提供了優(yōu)良的基礎(chǔ)材料。 5、借助小麥高蛋白、抗病基因的標(biāo)記分析以及小麥品質(zhì)基因相關(guān)的分子標(biāo)記，初步建立高蛋白、優(yōu)質(zhì)抗病小麥育種的分子輔助選擇體系，在育種過程中可以對早代材料進(jìn)行高蛋白含量基因GPC、優(yōu)質(zhì)亞基5+10和抗病基因Pr021的分子標(biāo)記輔助選擇，可大大提高雜種后代選擇的準(zhǔn)確性和育種效率，從而縮短育種年限，加快小麥品種的繁育速度