【摘 要】
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小麦赤霉病是世界上普遍流行的一种真菌病害,其病原菌主要侵染小麦穗部,造成小麦大幅度减产。现有的小麦种质资源中,缺乏高抗或免疫的抗赤霉病材料,小麦抗赤霉病新品种培育进展缓慢。因此,通过转基因技术将不同来源的抗性基因导入小麦品种中,筛选、鉴定整合了抗性基因的小麦株系,可为小麦抗赤霉病新品种培育提供新种质,为发展持久、稳定的小麦赤霉病防控技术体系提供信息。本研究选择我国长江中、下游主推小麦品种襄麦76、
【基金项目】
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国家自然科学基金； 农业部转基因专项（2014ZX0800202B-001;2016ZX08002001-003）；
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小麦赤霉病是世界上普遍流行的一种真菌病害,其病原菌主要侵染小麦穗部,造成小麦大幅度减产。现有的小麦种质资源中,缺乏高抗或免疫的抗赤霉病材料,小麦抗赤霉病新品种培育进展缓慢。因此,通过转基因技术将不同来源的抗性基因导入小麦品种中,筛选、鉴定整合了抗性基因的小麦株系,可为小麦抗赤霉病新品种培育提供新种质,为发展持久、稳定的小麦赤霉病防控技术体系提供信息。本研究选择我国长江中、下游主推小麦品种襄麦76、扬麦158、郑麦9023为转化受体,以Pmi为筛选标记基因,将来源于小麦赤霉病菌致病基因的几丁质合酶（Chs）、葡聚糖合酶（Gls）、细胞分裂基因（Myo）和毒素合成相关基因（miRNA）的RNAi片段（基因）,构建小麦表达载体,通过基因枪法或农杆菌介导法,转入小麦幼胚愈伤组织,分化再生成苗,筛选、鉴定了不同世代的转基因小麦材料,取得的主要研究结果如下:1.转源于赤霉菌致病基因的RNAi片段小麦的筛选与鉴定（1）用细胞膜蛋白酶与几丁质合酶基因的相关RNAi片段构建的小麦表达载体,分离最小表达框DNA片段glsAs2-glsAs6、glsAs3-glsAS6、chs3b-As5-As1、chs3b-As3-As3和glsAs6-i-glsAs6,组配成不同组合,经基因枪转化襄麦76、扬麦158,筛选、获得18株T0代阳性植株,从T0代自交后代中,PCR鉴定了5种不同基因型的转基因小麦株系18个:其中A,T4代ZR株系1株,含glsAs2-glsAs6、glsAs3-glsAs6和chs3b-As5-As1基因;B,T3代CA和CB株系2株,含glsAs2-glsAs6和glsAs3-glsAs6基因;C,T2代03gls株系2株,含glsAs2-glsAs6基因;D,T1代Ch株系12株,含glsAs2-glsAs6和chs3b-As-As3基因;E,T1代07gls株系1株,含glsAs2-glsAs6和glsAs6-i-glsAs6基因。（2）用细胞分裂基因的相关RNAi片段构建的小麦表达载体,分离最小表达框DNA片段Myo2-As6-As6通过基因枪转化襄麦76、郑麦9023,经PMI/甘露糖筛选体系筛选、PCR鉴定,得到6株含Myo2-As6、Pmi基因的T1代阳性植株。（3）将几丁质合酶基因的RNAi片段Chs7-As3-As4构建的小麦表达载体,转入农杆菌GV3101,以重组农杆菌菌株侵染转化扬麦158幼胚愈伤,经PMI/甘露糖体系筛选,获得1株T1代转基因株系,PCR鉴定表明,这个株系含有转入的目的基因。2.转源于赤霉菌毒素合成相关基因（miRNA）的RNAi片段小麦的筛选与鉴定用赤霉菌毒素合成相关基因的RNAi片段构建的小麦表达载体,分离最小表达框DNA片段ubi-8mR7、35SN-8mR7、Lem1-8mR7、Lem2-8mR7、cmps-8mR7、cmps-8mR12-47、ubi-8mRFD10787、cmps-8mRFD10787和ubi-8mR12-47,组配成不同组合,转化襄麦76、扬麦158,筛选获得16株T0代阳性植株。在T0代自交后代中,经PCR鉴定了5种不同基因型的转基因小麦株系:其中A,T1代mR株系8株,含ubi-8mR7和35SN-8mR7基因;B,T1代07mR株系1株,含Lem1-8mR7、Lem2-8mR7和cmps-8mR7基因;C,T1代08mR株系1株,含35SN-8mR7和cmps-8mR7基因;D,T0代Z11mR株系3株,含Lem2-8mR7、cmps-8mR12-47和ubi-8mRFD10787基因;E,T0代C11mR株系3株,含Lem2-8mR7、cmps-8mRFD10787和ubi-8mR12-47基因。3.课题组已获得高世代材料的加代繁殖鉴定将本实验室前期研究中获得的转基因扬麦158、襄麦76小麦材料并进行加代繁殖,并进行PCR鉴定。结果如下:A,1株转cmps-Chs3b As2-Chs3b As3基因株系的加代鉴定。通过T3～T4代PCR鉴定,转入的外源基因发生供分离;B,2株转Chs7、Pkc和Blf基因株系的外源基因未连锁遗传,后代出现分离;C,1株转OAPAR基因株系的外源基因连锁遗传,出现共分离。经PCR筛选获得的这些转基因小麦材料,其表现型与未转化的小麦品种没有明显差异,经过了两个或两个以上世代的PCR鉴定,说明转入的基因已经整合到受体小麦品种的基因组中,这些来自赤霉病菌的RNAi片段,可以在小麦中遗传,尽管有些还处于分离世代。这些转基因小麦株系,为进一步筛选、培育抗赤霉病小麦新品种提供了新材料,也为开发利用不同来源的抗性资源改良小麦赤霉病抗性提供了材料。
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