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小麦作为世界上第一大粮食作物,是人类最主要的食物来源,在全球粮食贸易中占有十分重要的地位。随着人口增加、土地减少和农业生产环境条件的改变以及人们生活水平的提高,对小麦品种的要求也越来越严格。高产、矮秆、抗病、抗逆、优质、适应性等一系列性状成为越来越重要的综合育种目标,单纯依靠小麦种内的遗传资源已不能满足育种目标的需要;同时,由于小麦育种的定向选择,使得小麦遗传多样性降低,造成了遗传基础的日益狭窄,不仅限制了产量和品质的进一步改良,而且使得小麦对生物性和非生物性环境胁迫的脆弱性增加,所以必须开发新的基因资源,以拓宽小麦育种的遗传基础。
本研究通过普通小麦与黑麦品种德国白粒杂交,获得了一些新的远缘杂交后代材料,通过原位杂交技术和分子标记技术对获得的杂交后代材料进行了鉴定,获得了2个新的小麦-黑麦1B/1R易位系48112和89121。研究表明,存在于黑麦1R染色体短臂上的抗条锈基因被转移到普通小麦中,同时,通过优质高分子量麦谷蛋白亚基14+15的作用,部分弥补了1B/1R易位系给小麦品质带来的负效应;通过小麦与长穗偃麦草杂交,对获得的小偃矮进行细胞遗传学和分子生物学研究,结果表明,该材料为二体附加系,而且与普通小麦5B染色体单方向发生易位,造成了普通小麦5B染色体短臂部分发生缺失;细胞学和分子标记检测证明,所附加的偃麦草染色体部分片段来源于偃麦草的E组染色体,矮秆基因可能不在外源片段上,矮秆基因Rht1标记检测证明,该矮秆材料至少含有一个Rht1基因。通过远缘杂交,将外源种属中优质、抗病、高产、抗逆等优良基因或性状导入到普通小麦中去,丰富了麦类种质资源的遗传多样性,为小麦育种工作提供了新的遗传材料。
面筋蛋白是小麦主要的储藏蛋白,研究证明面筋蛋白中的高分子量麦谷蛋白亚基和低分子量麦谷蛋白亚基与小麦的加工品质密切相关,并且对各亚基和小麦品质间的关系也有大量研究。本研究以普通小麦中国春为材料,通过辐射诱变,经SDS-PAGE电泳检测,获得了一批小麦高、低分子量麦谷蛋白亚基突变体,为进一步研究单个亚基对小麦品质的效应提供了基础材料。