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硬粒小麦(Triticum turgidum L.ssp.durum)是一种面筋含量及蛋白质含量较高的四倍体栽培小麦。硬粒小麦不仅品质佳,对小麦叶锈病、条锈病以及秆锈病还具有一定抗性,但硬粒小麦对赤霉病、根腐病等小麦病害的抗性不佳。而小麦野生近缘种中含有丰富的抗源基因,通过远缘杂交和染色体工程技术可培育出含外源种质的优质抗病硬粒小麦。长穗偃麦草(Thinopyrum elongatum(Host)D.R.Dewey)是一种小麦野生近缘种,具有抗赤霉病、白粉病、根腐病等多种小麦病害的优良性状。通过小麦与长穗偃麦草远缘杂交创建异附加系、异代换系及异易位系等是利用长穗偃麦草优良基因的良好途径。目前已经创建了全套的普通小麦-长穗偃麦草附加系及代换系,而在硬粒小麦背景下暂未创建出全套的附加系和代换系,仅创建了硬粒小麦-长穗偃麦草1E附加系和代换系,以及本实验室创建的硬粒小麦-长穗偃麦草7E附加系,其中7E染色体来源于四倍体长穗偃麦草。而四倍体长穗偃麦草的染色体组成尚不清楚,也没有四倍体长穗偃麦草的FISH核型图。本研究旨在分析四倍体长穗偃麦草的染色体组成,制作异源六倍体小偃麦8801及四倍体长穗偃麦草的FISH核型。此外,本研究通过长穗偃麦草特异分子标记、染色体计数、基因组原位杂交(GISH)及非变性原位杂交(ND-FISH)等多种方法相结合对硬粒小麦Langdon(AABB)与小偃麦8801(AABBEE)的杂交后代群体进行分子细胞学鉴定,从中选育硬粒小麦-长穗偃麦草特定染色体附加系、代换系和易位系,并考察农艺性状。具体研究结果如下:1.分析二倍体及四倍体长穗偃麦草45SrDNA位点的数目和相对位置发现,二倍体有两对45SrDNA位点,分别位于5E短臂近末端和6E次缢痕处,四倍体长穗偃麦草染色体组中45SrDNA位点的相对位置与二倍体相同,而数目则是二倍体的两倍,说明四倍体长穗偃麦草很可能是由二倍体种加倍而成的。2.通过重复序列pSc119.2和pAs1在四倍体长穗偃麦草染色体上的分布情况制成了小偃麦8801及四倍体长穗偃麦草的FISH核型。该FISH核型能够识别四倍体长穗偃麦草染色体,可用于鉴定硬粒小麦-长穗偃麦草附加系、代换系。同时根据pSc119.2、pAs1和45S rDNA位点在二倍体和四倍体长穗偃麦草染色体上分布的异同,分析认为四倍体长穗偃麦草可能为同源四倍体,但进化过程中已发生明显分化。3.选育出2个硬粒小麦-长穗偃麦草附加系,即3E、6E双体附加系;1个硬粒小麦-长穗偃麦草1E(1B)双体代换系以及1个硬粒小麦-长穗偃麦草1AS-1EL纯合易位系。连续三年对这4个株系进行的分子标记鉴定结果一致,证明这4个株系均能稳定遗传。4.四个株系的株高都比亲本Langdon显著降低,而旗叶面积均显著大于亲本Langdon。此外,硬粒小麦-长穗偃麦草6E双体附加系的穗长、小穗粒数、每穗粒数均显著高于亲本Langdon,推测6E染色体上存在提高产量相关性状的基因。