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小麦(Triticum aestivum L.)具有悠久的种植历史,是我国和世界的重要口粮之一,而近年来小麦病害频发,严重威胁我国粮食安全。小麦纹枯病、白粉病和条锈病是小麦的主要病害,严重制约小麦增产和品质改良。小麦近缘种属具有多种抗病基因,是改良小麦的重大基因源。黑麦(Secale cereale L.;RR,2n = 14)是小麦的近缘属植物之一,是小麦的三级基因源,具有许多有益于改良普通小麦的优良性状,如:大穗、分蘖能力强、根系发达,籽粒中赖氨酸和蛋白质含量高、膳食纤维(DF)含量较高等,还具有抗旱耐盐碱、耐低温、抗锈病(Yr9、Lr26、Sr31)、抗白粉病(Pm7、Pm8、Pm17、Pm20)和抗蚜虫等多种病虫害的优良基因。为发掘和利用黑麦种质资源,本课题组用普通小麦品系W770B与墨西哥黑麦杂交,再经秋水仙素处理和染色体工程技术,筛选出46份后代衍生系。为了明确衍生系的遗传基础,本研究综合采用抗病性鉴定(纹枯病、白粉病和条锈病)、细胞学观察、基因组原位杂交(GISH)、分子标记(SCAR、SSR)、生化标记(A-PAGE、HMW-GS)、品质分析和田间农艺性状调查等方法,以期为小麦育种提供可用的中间材料。主要实验结果如下:1、通过纹枯病鉴定,筛选出抗纹枯病的普通小麦-黑麦衍生系7-1;通过白粉病菌种E09对衍生系进行苗期鉴定,筛选出两个近免疫的衍生系7-1和8-2-1;通过条锈病混合生理小种(CYR31、CYR32)对衍生系进行成株期鉴定,筛选出反应型1级,表现型高抗(HR)的衍生系8-2-1。墨西哥黑麦对纹枯病、白粉病和条锈病表现为抗病,而W770B表现为感病,因此推测7-1和8-2-1的抗性可能来自墨西哥黑麦。2、对7-1和8-2-1的根尖有丝分裂中期I细胞和花粉母细胞减数分裂中期I细胞进行染色体观察,统计表明:7-1和8-2-1具有42条染色体;以黑麦基因组为探针对7-1和8-2-1进行基因组原位杂交(GISH)鉴定,结果显示7-1和8-2-1具有黄绿色信号,说明7-1和8-2-1具有黑麦染色体;SCAR标记分析表明,只有1RS上的特异SCAR标记引物能在7-1和8-2-1中扩增出特异条带,从而确定7-1和8-2-1含有黑麦1RS染色体;通过小麦SSR标记分析,只有1BS上的引物未能在7-1和8-2-1中扩增出条带,由此确定7-1和8-2-1的1BS被黑麦1RS所替代;醇溶蛋白分析表明7-1和8-2-1具有1RS的黑麦碱特征条带;证实7-1和8-2-1是1BL/1RS易位系。3、高分子量谷蛋白(HMW-GS)鉴定7-1亚基组成为(1,7+9,2+12),8-2-1亚基组成为(Null,7+8,2+12);利用近红外谷物分析仪DA7250测定7-1和8-2-1的粗蛋白干基、面筋湿基和Zeleny沉降值。7-1(16.57%、35.00%、37.94 ml)粗蛋白干基、面筋湿基达到强劲面筋的指标,Zeleny沉降值达到中强劲面筋的指标;8-2-1(12.92%、26.94%、23.22 ml)粗蛋白干基、面筋湿基达到中筋面筋的指标,Zeleny沉降值达到弱筋面筋的指标;田间农艺性状调查表明,7-1和8-2-1穗子长,籽粒较大,综合农艺性状好。易位系7-1和8-2-1的创制与鉴定,丰富了小麦种质资源,为充分利用墨西哥黑麦优异性状基因和进一步小麦遗传改良奠定了优良的材料基础。