對小麥近緣植物優(yōu)異基因發(fā)掘和小麥遺傳改良的分析

胡易冰，劉明芳

（阜陽棉花原種繁殖場，安徽阜陽236158）

近年來，國內(nèi)外先后有眾多研究學(xué)者加入到小麥近緣植物優(yōu)異基因發(fā)掘以及小麥遺傳改良的研究當(dāng)中，并取得了一定的研究成就。本文將通過梳理當(dāng)前該研究領(lǐng)域當(dāng)中最新的研究成果，并在小麥近緣植物優(yōu)異基因發(fā)掘的基礎(chǔ)上，圍繞華山新麥草在小麥遺傳改良中的應(yīng)用成效進(jìn)行初步探究，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)研究人員提供必要的參考與幫助。

1 小麥近緣植物優(yōu)異基因發(fā)掘分析

1.1 農(nóng)藝性狀調(diào)查

本文以粗山羊草這一小麥近緣植物為例，在參考大量相關(guān)文獻(xiàn)資料下，發(fā)現(xiàn)其1N～4N、9/6N以及7N附加系在株型以及株高、結(jié)實(shí)率等方面并未出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性的變化，但在5N附加系當(dāng)中則出現(xiàn)了明顯發(fā)育速度緩慢、植株矮化等情況，這也意味著粗山羊草在5N染色體當(dāng)中可能存在矮化基因。小麥—粗山羊草當(dāng)中有且只有7N附加系籽粒與普通小麥大小基本一致，并且千粒重比普通小麥略高，其他附加系的籽粒以及千粒重同普通小麥比較均相對較小[1]。

1.2 抗病基因定位

根據(jù)資料顯示，作為普通小麥D染色體組供體的粗山羊草，擁有包括抗病蟲以及優(yōu)質(zhì)等在內(nèi)的眾多優(yōu)異基因，在與小麥雜交的過程中能夠充分實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的高效交流。而在普通小麥當(dāng)中則主要存在小麥赤霉病、銹病以及白粉病等病害，其中在1N附加系當(dāng)中表現(xiàn)為明顯的高抗條銹病，而其他附加系當(dāng)中則同時(shí)表現(xiàn)出小麥赤霉病與白粉病。由于本文并沒有準(zhǔn)確收集到原始清本，因而在對普通小麥—粗山羊草附加系原始粗山羊草親本進(jìn)行創(chuàng)制的過程中，有可能不含抗小麥葉銹病或是小麥赤霉病、白粉病基因。通過運(yùn)用正向遺傳學(xué)手段，對粗山羊草抗白粉病基因PmAe2147進(jìn)行圖位克隆。

1.3 發(fā)掘優(yōu)異基因

通過結(jié)合相關(guān)測定數(shù)據(jù)可知，在普通小麥—粗山羊草的4N與7N附加系種子中，含水量分別在10.5%與10.6%，而其他材料含水量至少可以達(dá)到11%，最高時(shí)可以達(dá)到11.5%。因此將7N以及1N～4N、9/6N染色體導(dǎo)入其中有助于提升小麥蛋白含量以及濕面筋含量。由于各材料之間的吸水率雖然存在一定差異，但差異相對較小，幅度不超過50%，并且除了將2N染色體導(dǎo)入其中后使得普通小面容重出現(xiàn)了小幅下降的情況以外，導(dǎo)入其他剩余染色體后小麥容重均出現(xiàn)了明顯增加的情況。

2 基于華山新麥草的小麥遺傳改良分析

考慮到小麥在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會受到包括白粉病與銹病等在內(nèi)的多種病害，進(jìn)而嚴(yán)重影響小麥的生長品質(zhì)以及產(chǎn)量，容易為種植戶造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此有必要對小麥進(jìn)行遺傳改良，在此過程中華山新麥草所具有的抗旱耐寒、抗病早熟以及優(yōu)質(zhì)等眾多優(yōu)勢特征使其能夠有效幫助完成小麥遺傳改良，成功培育出一大批具有抗病與抗逆性的新優(yōu)質(zhì)小麥品種。

2.1 創(chuàng)制雜種新類型

當(dāng)前，我國諸多農(nóng)業(yè)研究所通過積極展開對普通小麥同華山新麥草雜交的實(shí)驗(yàn)研究，其在利用華山新麥草與中國春突變體Ph2b進(jìn)行雜交的過程中使用幼胚組織培養(yǎng)出多種秋水仙堿處理F1，在完成染色體加倍之后人工合成了雙倍體PHW-SA，其對于白粉病以及條銹病具有良好的免疫表現(xiàn)。

2.2 外源遺傳物質(zhì)鑒定

有研究人員通過從分子細(xì)胞學(xué)的角度對普通小麥—華山新麥草異代換系進(jìn)行分析研究，指出異代換系H921-6-12極有可能與普通小麥5A以及華山新麥草5Hs染色體發(fā)生代換?，F(xiàn)階段國外也有相關(guān)專家通過進(jìn)行貯藏蛋白電泳分析，指出雙二倍體PHW-SA能夠?qū)Σ糠秩A山新麥草醇溶蛋白以及麥谷蛋白進(jìn)行有效表達(dá)，而隨著該領(lǐng)域研究程度的不斷加深，也在一定程度上充分利用華山新麥草外源優(yōu)異基因給予了至關(guān)重要的技術(shù)支持[2]。

2.3 選育鑒定抗病材料

事實(shí)上華山新麥草屬于一種抗條銹病、白粉病等病害的特異種質(zhì)資源，將其運(yùn)用在小麥遺傳改良中能夠有效選育出小麥抗病品種，從而大大降低小麥病害發(fā)生概率，達(dá)到實(shí)現(xiàn)小麥增產(chǎn)增收，提高其自身品質(zhì)的根本目的。

3 結(jié)語

通過本文的分析，可知從小麥近緣植物當(dāng)中進(jìn)行優(yōu)異基因的精準(zhǔn)定位和有效發(fā)掘，并運(yùn)用分子標(biāo)記輔助選擇以及正向遺傳學(xué)等技術(shù)手段將其轉(zhuǎn)移至小麥當(dāng)中，可以有效突破小麥育種中的現(xiàn)實(shí)困境，進(jìn)一步提高小麥的抗病抗蟲和優(yōu)質(zhì)等屬性。而將華山新麥草運(yùn)用在小麥遺傳改良當(dāng)中，同樣可以起到提升小麥抗病性，培育優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)小麥新品種的效果。