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一种小麦赤霉病抗病育种方法.pdf

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一种 小麦 赤霉病 抗病 育种 方法
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摘要
申请专利号:

CN200510038978.8

申请日:

20050420

公开号:

CN1669410A

公开日:

20050921

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:
IPC分类号: A01H5/10 主分类号: A01H5/10
申请人: 江苏省农业科学院
发明人: 张旭,陆维忠,姚金保,周淼平,任丽娟
地址: 210014江苏省南京市钟灵街50号
优先权: CN200510038978A
专利代理机构: 南京知识律师事务所 代理人: 高桂珍
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法律状态
申请(专利)号:

CN200510038978.8

授权太阳城集团号:

法律状态太阳城集团日:

法律状态类型:

摘要

本发明属于小麦非整倍体生物技术育种领域。利用“中国春”小麦的单体系列与小麦赤霉病抗源“苏麦3号”进行杂交与回交,并对每个世代进行镜检,选择单体再次进行回交。至回交4代后,将分离出的单体后代套袋自交,从中选择纯合二体作为该套单染色体代换系材料。选择已经定位染色体的SSR引物对单染色体进行PCR扩增,根据得到的分子标记进行单染色体的鉴定。这套苏麦3号染色体代换系材料的获得,将有助于定位并克隆苏麦3号的赤霉病抗性基因,将抗性基因导入其他不含苏麦3号抗赤霉病基因的小麦品种或品系,选育出抗赤霉病的小麦品种或品系,加快抗病育种进程,提高抗病育种选择效率。

权利要求书

1.一种小麦赤霉病抗病育种方法,其特征在于建立一套3号单染色体代换系,并用其进行分子鉴定。2.根据权利要求1所述小麦赤霉病抗病育种方法,其特征在于苏麦3号单染色体代换系为:1)小麦赤霉病抗病品种苏麦3号进行赤霉病抗性接种鉴定,选择抗性最好的单株;2)一套21个中国春单体系列分别镜检根尖分生细胞染色体数目,选择2n=41的植株;3)以上述苏麦3号抗性单株为母本♀分别与上述中国春小麦单体系列♂杂交,得到一套21个杂种F;4)对杂种F镜检根尖分生细胞染色体数目,选择2n=41,外部形态接近于中国春的植株,作为父本♂,分别与对应的中国春小麦单体♀杂交,得到一套21个BC1植株;5)对BC1植株重复步骤4)所述操作,得到一套21个BC2植株;6)对BC2植株重复步骤4)所述操作,得到一套21个BC3植株;7)对BC3植株重复步骤4)所述操作,得到一套21个BC4植株;8)对BC4植株镜检根尖分生细胞染色体数目,选择2n=41,外部形态接近于中国春的植株,套袋自交,  得到一套21个BC4F;9)对BC4F植株镜检,选择2n=42的纯合体植株,即一套21个中国春苏麦3号单染色体代换系。3.根据权利要求1所述小麦赤霉病抗病育种方法,其特征在于单染色体代换系的分子鉴定方法由以下几步骤构成:1)分别剪取一套21个中国春苏麦3号单染色体代换系植株,亲本中国春和亲本苏麦3号植株的叶片,提取全基因组DNA;2)分别选取位于每一条染色体上的简单重复序列标记SSR引物2-4个;3)对单染色体代换系的DNA,应用上述的对应染色体上的SSR引物,进行PCR扩增,扩增产物在6g/100ml聚丙烯酰胺凝胶上电泳分离后,获得分子标记资料;4)对照上述分子标记资料,确定所得单染色体代换系的准确性。

说明书



一.技术领域

本发明属于小麦非整倍体生物技术育种领域。

二.背景技术

太阳城集团由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum,Schw)引起的小麦赤霉病是一个世界范 围内的病害,不仅造成严重的产量损失,而且病麦粒残留的脱氧雪腐镰刀菌烯醇 (deoxynivalenol,DON)等真菌毒素,严重威胁人畜的健康。目前世界上公认的小 麦赤霉病抗源有中国的苏麦3号,宁7840,望水白等,但这些小麦品种由于农艺性 状(如株高,产量等)较差,很难直接应用到农业生产中。因此需要确定这些抗源所携 有的抗性基因,并转入到常规生产品种中,培育可以商业化应用的小麦抗病品种。

太阳城集团目前许多研究工作者(Kolb,F.L.,Crop Sci,2001,41:611-619;Buerstmayr,H, Theor Appl Genet,2003,107:503~508)利用重组自交系或双单倍体群体从全基因 组角度对不同的小麦赤霉病抗源进行抗性基因研究,结果表明,小麦的赤霉病抗性 是由2-3对主效基因控制以及数量不详的微效基因共同修饰的数量性状,遗传机制 较为复杂。抗性基因的转育工作也因此受到影响。

太阳城集团非整倍体技术在遗传分析中的应用由来已久。利用品种间单染色体代换技术, 可以针对某一条染色体,定位目的基因。但由于单染色体自动加倍、漂移、及转换 等原因,在单染色体代换系的创制过程中,会出现错误的代换系。传统的单染色体 代换系的鉴定是利用染色体的细胞学标记,但细胞学标记数量少,且难以获得,因 此,在分子标记出现之前,小麦的单染色体代换系一直没有进行鉴定。

三.发明内容

本发明需要解决的问题是:创造小麦赤霉病抗源苏麦3号的一套(21个)单染 色体的代换系,并进行分子鉴定,使之成为可以用于进行苏麦3号赤霉病抗性基因 及其他目的基因的染色体定位研究的遗传材料,建立一种小麦赤霉病抗病育种方法。

本发明的技术方案为:1.苏麦3号一套(21个)单染色体的代换系的创制。 2单染色体代换系的的分子鉴定。

1.苏麦3号一套(21个)单染色体的代换系的创制。

太阳城集团a)小麦赤霉病抗病品种苏麦3号进行赤霉病抗性接种鉴定,选择抗性最好的单株;

太阳城集团b)一套(21个)中国春单体系列分别镜检根尖分生细胞染色体数目,选择2n=41 的植株;

太阳城集团c)以上述苏麦3号抗性单株为母本(♀)分别与上述中国春小麦单体系列(♂) 杂交,得到一套(21个)杂种F1;

太阳城集团d)对杂种F1镜检根尖分生细胞染色体数目,选择2n=41,外部形态接近于中国春 的植株,作为父本(♂),分别与对应的中国春小麦单体(♀)杂交,得到一套(21 个)BC1植株;

太阳城集团e)对BC1植株重复步骤d)所述操作,得到一套(21个)BC2植株;

太阳城集团f)对BC2植株重复步骤d)所述操作,得到一套(21个)BC3植株;

太阳城集团g)对BC3植株重复步骤d)所述操作,得到一套(21个)BC4植株;

h)对BC4植株镜检根尖分生细胞染色体数目,选择2n=41,外部形态接近于中国 春的植株,套袋自交,  得到一套(21个)BC4F1;

太阳城集团l)对BC4F1植株镜检,选择2n=42的纯合体植株,即一套(21个)中国春(苏麦 3号)单染色体代换系。

太阳城集团2单染色体代换系的的分子鉴定。

a)分别剪取一套(21个)中国春(苏麦3号)单染色体代换系植株,亲本中国春 和亲本苏麦3号植株的叶片,提取全基因组DNA;

太阳城集团b)分别选取位于每一条染色体上的简单重复序列标记(SSR)引物2-4个;

太阳城集团c)对单染色体代换系的DNA,应用上述的对应染色体上的SSR引物,进行PCR 扩增,扩增产物在6g/100ml聚丙烯酰胺凝胶上电泳分离后,获得分子标记资料

d)对照上述分子标记资料,确定所得单染色体代换系的准确性。

本发明的效果是本发明创制的一套(21个)中国春(苏麦3号)单染色体代换 系,将赤霉病抗性品种苏麦3号的单个染色体转育到中国春小麦中。与现有的基因 定位方法相比,利用该套材料进行抗性基因定位,可以克服必须对全基因组进行研 究的缺点,只针对苏麦3号的单条染色体进行抗性基因研究,不仅可以缩小研究范 围,减小工作量,更重要的是可以屏蔽各基因间的互作与干扰,有效的研究所有的 赤霉病抗性基因。与现有的育种方法相比,在确定抗性基因后,选择抗性基因所在 的单染色体代换系作为抗性亲本进行杂交配组,在后代中选择抗性株系并进入传统 的育种程序,不仅可以避免亲本杂交配组的盲目性,还可以减少后代抗性株系选择 的工作量,加速新品种的选育进程。该套小麦材料还可以应用于苏麦3号其他目标 性状的遗传研究,如针对苏麦3号的高感白粉病的特点,利用该套小麦材料,通过 对每一个单染色体代换系的白粉病抗性接种鉴定数据,可以对小麦白粉病抗性基因 进行染色体定位。该套小麦材料还可以应用于苏麦3号目标性状的遗传基因精细定 位研究。如已确定赤霉病抗性基因所在的染色体,可以利用该单染色体代换系,构 建大样本遗传群体,进行基因的精细定位。随着分子标记技术的发展,利用分子标 记可以确定代换系和供体亲本之间的同源性,由此鉴定单染色体代换系的准确性。 而且分子标记技术不受植物组织、发育阶段及环境的影响,在任何季节、环境均可 检测。所用的分子标记数量极多,覆盖整个基因组,表现共显性,可鉴别纯合体与 杂合体,与其他技术相比,具有很强的技术优越性。

四.附图说明:

图1:中国春(苏麦3号)6D单染色体代换系分子鉴定的电泳图谱

1-19.中国春(苏麦3号)1A单染色体代换系--中国春(苏麦3号)5D单染色体 代换系

20.中国春(苏麦3号)6D单染色体代换系

太阳城集团21.中国春(苏麦3号)7D单染色体代换系

22.中国春

23.苏麦3号

五.具体实施方式

1.对中国春小麦6D染色体单体,镜检根尖分生细胞染色体数目,选择2n=41的 植株。对小麦赤霉病抗病品种苏麦3号进行赤霉病抗性接种鉴定,选择抗性最好的 单株,病小穗率为6.85%。以苏麦3号抗性单株为母本(♀),与中国春小麦6D染 色体单体(♂)杂交,得到杂种F1。F1植株镜检根尖分生细胞染色体数目,选择 2n=41,外部形态接近于中国春的植株,作为父本(♂),再与中国春小麦6D染色 体单体(♀)杂交,得到BC1植株。重复镜检,选择与杂交工作,直至得到BC4 植株。BC4植株镜检根尖分生细胞染色体数目,选择2n=41,外部形态接近于中国 春的植株,套袋自交,得到BC4F1植株。对BC4F1镜检,选择2n=42的纯合体植 株,即为中国春(苏麦3号)6D单染色体代换系。

2.剪取中国春(苏麦3号)6D单染色体代换系植株的叶片,提取全基因组DNA, 选取已定位于6D染色体上的简单重复序列标记(SSR)引物gwm325和gwm469, 进行PCR扩增,扩增产物在6g/100ml聚丙烯酰胺凝胶上电泳分离。分离结果(图 1)可以看出,中国春(苏麦3号)6D单染色体代换系的6D染色体的PCR扩增产 物与苏麦3号6D染色体的PCR扩增产物相同,而与中国春6D染色体的PCR扩增 产物相同,说明苏麦3号6D染色体已代换到中国春小麦中,所得到的植株确实为 中国春(苏麦3号)6D单染色体代换系。

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