【摘 要】
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黑麦属（Secale）是小麦的近缘属之一,具有对生物和非生物胁迫因子的高耐受性,在酸性或沙质土壤中有着极高适应性,是小麦改良育种的重要种质资源。栽培黑麦（S.cereale L,RR）与非洲黑麦(S.africanum Stapf,RafrRafr)均属于黑麦属,其中栽培黑麦已被报道提供了许多重要的抗性和适应性基因,并在世界小麦生产中得到广泛应用。但是由于新的生理小种的产生,和小麦育种水平的提高需
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黑麦属（Secale）是小麦的近缘属之一,具有对生物和非生物胁迫因子的高耐受性,在酸性或沙质土壤中有着极高适应性,是小麦改良育种的重要种质资源。栽培黑麦（S.cereale L,RR）与非洲黑麦(S.africanum Stapf,RafrRafr)均属于黑麦属,其中栽培黑麦已被报道提供了许多重要的抗性和适应性基因,并在世界小麦生产中得到广泛应用。但是由于新的生理小种的产生,和小麦育种水平的提高需要持续性地对黑麦中优良基因进行发掘利用。发掘非洲黑麦的基因用于改良小麦,可以丰富小麦种质资源的遗传多样性。本实验使用非变性荧光原位杂交技术（ND-FISH）对栽培黑麦、非洲黑麦及其双二倍体材料进行了特异探针筛选,并对N39/CM62群体后代进行细胞学鉴定、田间农艺性状调查与品质性状测量,以及苗期耐盐性测试,结果如下:1.非洲黑麦特异性探针的筛选:使用顺序多色荧光原位杂交技术（mc-FISH）,对硬粒小麦-非洲黑麦双二倍体AABBRafrRafr进行鉴定,从238种探针中筛选到9种探针在非洲黑麦染色体上具有特异的杂交信号,其中探针Oligo-AL-3与Oligo-p Ta1-335的组合使用可对非洲黑麦染色体和染色体区段进行快速鉴定。2.细胞学结果结合基因组学分析:基于筛选获得的9种探针对黑麦属物种的ND-FISH结果,结合黑麦基因组对探针序列的物理位置预测,发现约57.1%和69.2%的探针在非洲黑麦和栽培黑麦中杂交位置与基因组定位不一致。利用Oligo-5Sr DNA探针对黑麦属四个物种进行原位杂交分析,发现非洲黑麦杂交位点在1Rafr和5Rafr的短臂上,而在栽培黑麦中除1R和5R外,3R染色体出现新的杂交信号,我们认为这与栽培黑麦染色体的异染色质富集与重排有关。3.N39/CM62群体的农艺性状及品质性状分析:通过顺序多色荧光原位杂交技术（mc-FISH）,对N39/CM62重组近交系群体共149个株系进行细胞学鉴定,核型分析表明株系中5RafrS.5DL、5BS.7BS和5BL.7BL染色体能够稳定传递。通过田间农艺性状调查和使用近红外谷物品质分析仪测量群体性状,发现5BS.7BS和5BL.7BL的导入能够略微增加分蘖数2.5%,5RafrS.5DL的导入能够降低籽粒硬度指数4.3%,两种易位类型的同时导入能够使株高显著降低7.7%。我们选育了12个综合性状优于亲本的株系正在用于后续的品种选育研究。4.耐盐胁迫测试:以青麦6号作为对照,对N39/CM62群体及其亲本进行苗期耐盐胁迫测试,发现在0-150m M/L的盐溶液中亲本CM62表现优异的耐盐特性,N39耐盐相对较弱,四个株系中携带5RafrS.5DL的株系耐盐性低于其他株系,携带5BS.7BS+5BL.7BL的株系耐盐性高于其他株系,非洲黑麦5RafrS可能携带有盐胁迫负调控基因,CM62易位染色体5BS.7BS或5BL.7BL可能携带有盐胁迫的正调控基因。综上,本研究开发了9种可用于非洲黑麦染色体识别的探针,并揭示了ND-FISH杂交信号在黑麦染色体的分布具有多态性;分析了N39/CM62衍生群体的品质性状及农艺性状,明确了群体中两种易位类型与性状间的关联,最后开展了N39/CM62群体的耐盐特性初步分析。对非洲黑麦优异基因在小麦染色体工程育种中的利用具有参考价值。
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