專利名稱：小麥野生近緣物種基因資源的發(fā)掘與利用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
小麥野生近緣物種基因資源的發(fā)掘與利用，屬于作物遺傳育種學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
小麥的野生近緣種種類繁多、變異多樣、遺傳基礎(chǔ)極為豐富，蘊(yùn)藏著許多小麥基因 庫中所缺乏的優(yōu)良基因，是小麥遺傳改良的寶貴基因資源。通過染色體工程和多種技術(shù)相 結(jié)合的方法將外源物種的優(yōu)良基因轉(zhuǎn)移進(jìn)小麥，可以極大地豐富小麥的遺傳基礎(chǔ)。目前， 通過遠(yuǎn)緣雜交已與小麥雜交成功的小麥近緣屬有20多個，如山羊草屬(Aegilops)、黑麥屬 (Secale)、偃麥草屬(Elytrigia)、冰草屬(Agropyron)、鵝冠草屬(Roegneria)、簇毛麥屬 (Dasypyrum)、大麥屬(Hordeum)、芒麥草屬(Critesion)等，其中以偃麥草屬與小麥的雜交 最為成功。利用染色體工程技術(shù)已將黑麥、簇毛麥、中間偃麥草、披堿草、高大山羊草、大麥 等多種近緣物種的染色體組、染色體和染色體片段導(dǎo)入小麥，選育出了一批雙二倍體、異附 加系、異代換系和異易位系，并育成了在生產(chǎn)上大面積推廣的品種。

發(fā)明內(nèi)容
染色體工程技術(shù)因其技術(shù)成熟和富有成效而被廣泛應(yīng)用于小麥的遺傳改良研究。 染色體工程是指按照人們的預(yù)先設(shè)計，利用染色體工程基礎(chǔ)材料，通過附加、代換、削減和 易位等染色體操作改變其染色體組成，進(jìn)而定向改變其遺傳特性的技術(shù)體系。利用染色體 工程技術(shù)向小麥轉(zhuǎn)移外源基因可在染色體基組、染色體和染色體片段三個層次上進(jìn)行。
1 、利用染色體組向小麥轉(zhuǎn)移外源基因 在染色體基組水平上轉(zhuǎn)移外源基因主要包括合成完全雙二倍體和部分雙二倍體 兩種途徑。完全雙二倍體是指具有來自兩個親本、來源和性質(zhì)不同的全套染色體組結(jié)合而 成的新物種，其染色體數(shù)目為雙親染色體數(shù)目之和(李振聲，1996)。目前國內(nèi)外已培育出 多種屬間或種間完全雙二倍體，如六倍體小黑麥、八倍體小黑麥、六倍體小簇麥、六倍體小 羊麥和八倍體小羊麥、八倍體小大麥等(李振聲，1996 ;戎均康等，1989)。部分雙二倍體只 有雙親的一部分染色體基組，其中具有重要價值的是帶有小麥的全套染色體而又附加有親 緣物種的個別染色體基組的類型。這種部分雙二倍體一般是通過小麥與親緣種雜交，然后 用小麥親本與雜種回交，再經(jīng)分離選擇和細(xì)胞學(xué)鑒定獲得。我國已育成普通小麥與長穗偃 麥草、中間偃麥草、濱麥等親緣物種的多種部分雙二倍體(李振聲，1996 ;傅杰等，1993 ;王 洪剛等，2006)。這些寶貴的中間材料可作為進(jìn)一步轉(zhuǎn)移外源基因的橋梁親本，在小麥的遺 傳改良中具有十分重要的利用價值。
2、利用小麥異代換系轉(zhuǎn)移外源基因 小麥異代換系是指將外源染色體轉(zhuǎn)移進(jìn)小麥遺傳背景，替換小麥染色體所形成的 特殊種質(zhì)材料。根據(jù)染色體來源可分為品種間代換和種屬間代換兩大類。其中種屬間二體 異代換系最有利用和研究價值，它不僅是轉(zhuǎn)移外源優(yōu)良基因的橋梁材料，也可以作為研究 異源染色體在小麥背景中的遺傳效應(yīng)、異源染色體和小麥染色體間部分同源關(guān)系以及染色體組進(jìn)化關(guān)系等的基礎(chǔ)材料。 3 、利用小麥異附加系轉(zhuǎn)移外源基因 異附加系是利用染色體工程的方法把攜帶外源基因的染色體轉(zhuǎn)移進(jìn)小麥遺傳背 景而形成的一種非整倍體材料，根據(jù)所附加外源染色體的數(shù)目，可將其分為單體、雙體和多 重異附加系，其中雙體異附加系的研究和利用價值最高，它不僅是進(jìn)一步創(chuàng)造異代換系和 異易位系的橋梁材料，也是研究物種起源和進(jìn)化、染色體組之間親緣關(guān)系、基因互作、基因 表達(dá)和進(jìn)行基因定位的重要遺傳材料。
4、利用異源易位系轉(zhuǎn)移外源基因 通過染色體附加和代換將小麥近緣物種的染色體導(dǎo)入小麥的遺傳背景時，除帶入 一些優(yōu)良基因外，同時也引進(jìn)了許多不良基因，并且?guī)в挟愒慈旧w的異附加系和異代換 系在遺傳上具有不穩(wěn)定性，從而限制了它們的利用。將帶有優(yōu)良基因的異源染色體片段轉(zhuǎn) 移到小麥的染色體上育成異易位系是解決上述問題及利用優(yōu)良異源基因進(jìn)行小麥品種改 良的有效方法。
具體實(shí)施例方式1 、利用染色體組向小麥轉(zhuǎn)移外源基因 在染色體基組水平上轉(zhuǎn)移外源基因主要包括合成完全雙二倍體和部分雙二倍體 兩種途徑。完全雙二倍體是指具有來自兩個親本、來源和性質(zhì)不同的全套染色體組結(jié)合而 成的新物種，其染色體數(shù)目為雙親染色體數(shù)目之和(李振聲，1996)。目前國內(nèi)外已培育出 多種屬間或種間完全雙二倍體，如六倍體小黑麥、八倍體小黑麥、六倍體小簇麥、六倍體小 羊麥和八倍體小羊麥、八倍體小大麥等(李振聲，1996 ;戎均康等，1989)。部分雙二倍體只 有雙親的一部分染色體基組，其中具有重要價值的是帶有小麥的全套染色體而又附加有親 緣物種的個別染色體基組的類型。這種部分雙二倍體一般是通過小麥與親緣種雜交，然后 用小麥親本與雜種回交，再經(jīng)分離選擇和細(xì)胞學(xué)鑒定獲得。我國已育成普通小麥與長穗偃 麥草、中間偃麥草、濱麥等親緣物種的多種部分雙二倍體(李振聲，1996 ;傅杰等，1993 ;王 洪剛等，2006)。這些寶貴的中間材料可作為進(jìn)一步轉(zhuǎn)移外源基因的橋梁親本，在小麥的遺 傳改良中具有十分重要的利用價值。
2、利用小麥異代換系轉(zhuǎn)移外源基因 小麥異代換系是指將外源染色體轉(zhuǎn)移進(jìn)小麥遺傳背景，替換小麥染色體所形成的
特殊種質(zhì)材料。根據(jù)染色體來源可分為品種間代換和種屬間代換兩大類。其中種屬間二體
異代換系最有利用和研究價值，它不僅是轉(zhuǎn)移外源優(yōu)良基因的橋梁材料，也可以作為研究
異源染色體在小麥背景中的遺傳效應(yīng)、異源染色體和小麥染色體間部分同源關(guān)系以及染色
體組進(jìn)化關(guān)系等的基礎(chǔ)材料。 3、利用小麥異附加系轉(zhuǎn)移外源基因 異附加系是利用染色體工程的方法把攜帶外源基因的染色體轉(zhuǎn)移進(jìn)小麥遺傳背 景而形成的一種非整倍體材料，根據(jù)所附加外源染色體的數(shù)目，可將其分為單體、雙體和多 重異附加系，其中雙體異附加系的研究和利用價值最高，它不僅是進(jìn)一步創(chuàng)造異代換系和 異易位系的橋梁材料，也是研究物種起源和進(jìn)化、染色體組之間親緣關(guān)系、基因互作、基因 表達(dá)和進(jìn)行基因定位的重要遺傳材料。
4、利用異源易位系轉(zhuǎn)移外源基因 通過染色體附加和代換將小麥近緣物種的染色體導(dǎo)入小麥的遺傳背景時，除帶入 一些優(yōu)良基因外，同時也引進(jìn)了許多不良基因，并且?guī)в挟愒慈旧w的異附加系和異代換 系在遺傳上具有不穩(wěn)定性，從而限制了它們的利用。將帶有優(yōu)良基因的異源染色體片段轉(zhuǎn) 移到小麥的染色體上育成異易位系是解決上述問題及利用優(yōu)良異源基因進(jìn)行小麥品種改 良的有效方法。
權(quán)利要求
利用染色體組向小麥轉(zhuǎn)移外源基因在染色體基組水平上轉(zhuǎn)移外源基因主要包括合成完全雙二倍體和部分雙二倍體兩種途徑，完全雙二倍體是指具有來自兩個親本、來源和性質(zhì)不同的全套染色體組結(jié)合而成的新物種，其染色體數(shù)目為雙親染色體數(shù)目之和，部分雙二倍體只有雙親的一部分染色體基組，其中具有重要價值的是帶有小麥的全套染色體而又附加有親緣物種的個別染色體基組的類型，這種部分雙二倍體一般是通過小麥與親緣種雜交，然后用小麥親本與雜種回交，再經(jīng)分離選擇和細(xì)胞學(xué)鑒定獲得。
2. 利用小麥異代換系轉(zhuǎn)移外源基因小麥異代換系是指將外源染色體轉(zhuǎn)移進(jìn)小麥遺傳背景，替換小麥染色體所形成的特殊 種質(zhì)材料，根據(jù)染色體來源可分為品種間代換和種屬間代換兩大類，其中種屬間二體異代 換系最有利用和研究價值，它不僅是轉(zhuǎn)移外源優(yōu)良基因的橋梁材料，也可以作為研究異源 染色體在小麥背景中的遺傳效應(yīng)、異源染色體和小麥染色體間部分同源關(guān)系以及染色體組 進(jìn)化關(guān)系等的基礎(chǔ)材料。
3. 利用小麥異附加系轉(zhuǎn)移外源基因異附加系是利用染色體工程的方法把攜帶外源基因的染色體轉(zhuǎn)移進(jìn)小麥遺傳背景而 形成的一種非整倍體材料，根據(jù)所附加外源染色體的數(shù)目，可將其分為單體、雙體和多重異 附加系，其中雙體異附加系的研究和利用價值最高，它不僅是進(jìn)一步創(chuàng)造異代換系和異易 位系的橋梁材料，也是研究物種起源和進(jìn)化、染色體組之間親緣關(guān)系、基因互作、基因表達(dá) 和進(jìn)行基因定位的重要遺傳材料。
4. 利用異源易位系轉(zhuǎn)移外源基因通過染色體附加和代換將小麥近緣物種的染色體導(dǎo)入小麥的遺傳背景，將帶有優(yōu)良基 因的異源染色體片段轉(zhuǎn)移到小麥的染色體上育成異易位系是解決上述問題及利用優(yōu)良異 源基因進(jìn)行小麥品種改良的有效方法。
全文摘要
小麥的野生近緣種種類繁多、變異多樣、遺傳基礎(chǔ)極為豐富，蘊(yùn)藏著許多小麥基因庫中所缺乏的優(yōu)良基因，是小麥遺傳改良的寶貴基因資源。通過染色體工程和多種技術(shù)相結(jié)合的方法將外源物種的優(yōu)良基因轉(zhuǎn)移進(jìn)小麥，可以極大地豐富小麥的遺傳基礎(chǔ)。染色體工程技術(shù)因其技術(shù)成熟和富有成效而被廣泛應(yīng)用于小麥的遺傳改良研究，按照人們的預(yù)先設(shè)計，利用染色體工程基礎(chǔ)材料，通過附加、代換、削減和易位等染色體操作改變其染色體組成，進(jìn)而定向改變其遺傳特性的技術(shù)體系。
文檔編號A01H1/02GK101755669SQ20081023863
公開日2010年6月30日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者李祥 申請人:李祥