专利名称：：外源基因导入小麦的概况分析的制作方法
技术领域：
：本发明外源基因导入小麦的概况分析，主要通过分析外源基因导入小麦的途径、从近缘植物导入小麦的优良基因或性状，充分利用小麦种质资源丰富的优势，挖掘小麦种内遗传变异，加强野生近缘物种基因资源的研究开发和利用，是小麦种质资源研究的重要领域。
背景技术：
：小麦是世界上最重要的粮食作物之一，有着广阔的种植面积和较高的总产量。目前，由于人类长期定向选择和集约化品种的选育推广，导致育成的小麦品种遗传基础越来越窄，遗传多样性也逐渐降低(Dreisigacker，CropScience,2005，45(2):653-661;Christiansen,MolecularBreeding，2002，9(1):1-11)，不仅限制了小麦产量和品质潜力的提高，也使得普通小麦在各种病害和不良环境胁迫下变得十分脆弱，严重制约了小麦育种工作的进展。人们迫切需要向小麦中转移有益的遗传变异和控制优良特性的基因来丰富小麦的遗传基础，提高小麦育种的水平。而在小麦的野生近缘种中隐藏着许多小麦基因库中所短缺的优良基因资源，是可供利用的宝贵资源库。充分利用小麦种质资源丰富的优势，挖掘小麦种内遗传变异，加强野生近缘物种基因资源的研究开发和利用，是小麦种质资源研究的重要领域。
发明内容外源基因导入小麦的概况分析1、外源基因导入小麦的途径通过体细胞杂交和遗传工程的方法能够实现外源基因向小麦转移，但由于这些方法存在明显的技术操作和目的基因分离的困难以及后代性状表达不稳定等问题，目前还难以在小麦育种中得到有效的利用。小麦野生近缘物种具有小麦遗传改良可以利用的众多优良性状，采用远缘杂交和染色体工程的方法一直是外源基因导入小麦的主要途径。获得小麦与外源物种的巳杂种是通过有性杂交的方式转移外源目的基因到小麦的重要环节。随着可杂交基因(krl，kr2，kr3，kr4)的发现和利用(Falk，CanJGenetCytol，1981，23:81-88;Luo，Logan，Utah,1994:83-85)，杂交方法的改进以及胚拯救技术的应用(Sharma，Euphytica，1990,49:209-214)，杂交不亲和、杂种Fl夭折或不育等远缘杂交的障碍逐渐被克服，绝大部分已鉴定的小麦近缘种属都能与小麦杂交成功(Sharma，Euphytica，1983,32:17-31)。由于小麦的多倍体性质，通过双二倍体、染色体附加、染色体代换或易位等方式，已将近源植物中许多重要的农艺性状导入小麦(Jiang，Euphytica，.1994,73:199-212)。双二倍体人工合成的双二倍体既是检测和转移新性状的永久资源，经改良也可能成为稳定的新物种。自从1891年RimPau首次获得自然加倍的小麦一黑麦双二倍体以来，迄今已合成了小麦与中间僵麦草、早麦草、大麦、簇毛麦、赖草等双二倍体(李振声，北京3科学出版社，1985;Armstrong，TheorApplGenet，1991，81:63-368)。人工合成的双二倍体普遍表现生理上不协调，细胞学上不稳定，自交后易产生大量的非整倍体，因而常用它与小麦回交进一步培育异附加系。异附加系指一条或一条以上外源染色体附加到完整的小麦染色体组上。小麦异附加系是实现外源基因向小麦转移，研究其在小麦背景下的遗传表达，并进行基因染色体定位的良好材料。目前，已建立起小麦-黑麦、小麦一大麦、小麦一簇毛麦、小麦一中间偃麦草、小麦一高大山羊草、小麦一长穗偃麦草、小麦一滨麦、小麦一纤毛鹅冠草、小麦一大赖草等全套或部分附加系(Sh印herd，Cambridge,England,1988:1373-1395;Jiang，Genome,1993,36:327-333)。由于整条外源染色体的导入，小麦的遗传平衡机制受到影响，异附加系遗传稳定性差，而且在引入有益基因的同时，也带入较多外源不良性状，极少能被生产利用(Sh印herd，1988)。异代换系是指小麦的一对染色体被一对外源染色体代换了的材料。常规的选育异代换系的方法是将与外源染色体有部分同源关系的小麦单体作母本与相应的二体异附加系进行杂交，巳选择具有外源染色体的2n=42的单株自交，可选择到异代换系(Unrau，CanJBotany,1956，34:629-640)。此外，利用"单端体回交法"，"缺体回交法"(李振声，1982)，"花培技术"(郝水，1990;翁跃进等，1997))等也可产生异代换系。目前，已获得的异代换系涉及小麦族6个属19个种，其中以黑麦属和山羊草属的代换系居多。由于导入的外源染色体很难完全补偿被代换的小麦部分同源染色体的遗传功能，异代换系的遗传协调性也差，同时导入较多与优良性状连锁的不良性状也限制了异代换系在生产上的应用。因此，除1R/1B代换系外，绝大多数异代换系都只能作为创造易位系的中间材料。易位系是指一段外源染色体片段替代或整合到小麦染色体上。易位系携有含目的基因的外源遗传物质较少，遗传协调性及稳定性较附加系代换系等好，是利用外源有益基因进行小麦改良的较好途径。通过易位的方式，从外源植物中已转移了抗病虫、耐盐、耐寒等众多有益基因，用于小麦育种或直接在生产上使用(Friebe，Euphytica，1996，91:59-87)。表1从近缘植物导入普通小麦的优良基因或性状<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>2、从近缘植物导入小麦的优良基因或性状小麦近缘属蕴藏着许多普通小麦所没有的优良基因，从小麦近缘属物种中转移有利基因资源已成为拓宽小麦育种的遗传基础的重要途径。国内外许多育种工作者经过长期的努力目前已把许多外源种属优异的基因和性状移到小麦中(表1)具体实施例方式通过体细胞杂交和遗传工程的方法能够实现外源基因向小麦转移，但由于这些方法存在明显的技术操作和目的基因分离的困难以及后代性状表达不稳定等问题，目前还难以在小麦育种中得到有效的利用。小麦野生近缘物种具有小麦遗传改良可以利用的众多优良性状，采用远缘杂交和染色体工程的方法一直是外源基因导入小麦的主要途径。获得小麦与外源物种的巳杂种是通过有性杂交的方式转移外源目的基因到小麦的重要环节。随着可杂交基因(krl，kr2，kr3，kr4)的发现和利用(Falk，CanJGenetCytol，1981，23:81-88;Luo，Logan，Utah,1994:83-85)，杂交方法的改进以及胚拯救技术的应用(Sharma，Euphytica，1990,49:209-214)，杂交不亲和、杂种Fl夭折或不育等远缘杂交的障碍逐渐被克服，绝大部分已鉴定的小麦近缘种属都能与小麦杂交成功(Sharma，Euphytica，1983,32:17-31)。由于小麦的多倍体性质，通过双二倍体、染色体附加、染色体代换或易位等方式，已将近源植物中许多重要的农艺性状导入小麦(Jiang，Euphytica，.1994,73:199-212)。双二倍体人工合成的双二倍体既是检测和转移新性状的永久资源，经改良也可能成为稳定的新物种。自从1891年RimPau首次获得自然加倍的小麦一黑麦双二倍体以来，迄今已合成了小麦与中间僵麦草、早麦草、大麦、簇毛麦、赖草等双二倍体(李振声，北京科学出版社，1985;Armstrong，TheorApplGenet，1991，81:63-368)。人工合成的双二倍体普遍表现生理上不协调，细胞学上不稳定，自交后易产生大量的非整倍体，因而常用它与小麦回交进一步培育异附加系。异附加系指一条或一条以上外源染色体附加到完整的小麦染色体组上。小麦异附加系是实现外源基因向小麦转移，研究其在小麦背景下的遗传表达，并进行基因染色体定位的良好材料。目前，已建立起小麦-黑麦、小麦一大麦、小麦一簇毛麦、小麦一中间偃麦草、小麦一高大山羊草、小麦一长穗偃麦草、小麦一滨麦、小麦一纤毛鹅冠草、小麦一大赖草等全套或部分附加系(Sh印herd，Cambridge,England,1988:1373-1395;Jiang，Genome,1993,36:327-333)。由于整条外源染色体的导入，小麦的遗传平衡机制受到影B向，异附加系遗传稳定性差，而且在引入有益基因的同时，也带入较多外源不良性状，极少能被生产利用(Sh印herd，1988)。异代换系是指小麦的一对染色体被一对外源染色体代换了的材料。常规的选育异代换系的方法是将与外源染色体有部分同源关系的小麦单体作母本与相应的二体异附加系进行杂交，巳选择具有外源染色体的2n=42的单株自交，可选择到异代换系(Unrau，CanJBotany,1956，34:629-640)。此外，利用"单端体回交法"，"缺体回交法"(李振声，1982)，"花培技术"(郝水，1990;翁跃进等，1997))等也可产生异代换系。目前，已获得的异代换系涉及小麦族6个属19个种，其中以黑麦属和山羊草属的代换系居多。由于导入的外源染色体很难完全补偿被代换的小麦部分同源染色体的遗传功能，异代换系的遗传协调性也差，同时导入较多与优良性状连锁的不良性状也限制了异代换系在生产上的应用。因此，除1R/1B代换系外，绝大多数异代换系都只能作为创造易位系的中间材料。易位系是指一段外源染色体片段替代或整合到小麦染色体上。易位系携有含目的基因的外源遗传物质较少，遗传协调性及稳定性较附加系代换系等好，是利用外源有益基因进行小麦改良的较好途径。通过易位的方式，从外源植物中已转移了抗病虫、耐盐、耐寒等众多有益基因，用于小麦育种或直接在生产上使用(Friebe，Euphytica，1996，91:59-87)。权利要求外源基因导入小麦的概况分析，其包括以下方法1)通过体细胞杂交和遗传工程的方法能够实现外源基因向小麦转移，但由于这些方法存在明显的技术操作和目的基因分离的困难以及后代性状表达不稳定等问题，目前还难以在小麦育种中得到有效的利用，小麦野生近缘物种具有小麦遗传改良可以利用的众多优良性状，采用远缘杂交和染色体工程的方法一直是外源基因导入小麦的主要途径，获得小麦与外源物种的F1杂种是通过有性杂交的方式转移外源目的基因到小麦的重要环节，随着可杂交基因(kr1，kr2，kr3，kr4)的发现和利用，杂交方法的改进以及胚拯救技术的应用，杂交不亲和、杂种F1夭折或不育等远缘杂交的障碍逐渐被克服，绝大部分已鉴定的小麦近缘种属都能与小麦杂交成功；2)由于小麦的多倍体性质，通过双二倍体、染色体附加、染色体代换或易位等方式，已将近源植物中许多重要的农艺性状导入小麦；3)双二倍体人工合成的双二倍体既是检测和转移新性状的永久资源，经改良也可能成为稳定的新物种，自从1891年RimPau首次获得自然加倍的小麦一黑麦双二倍体以来，迄今已合成了小麦与中间僵麦草、早麦草、大麦、簇毛麦、赖草等双二倍体，人工合成的双二倍体普遍表现生理上不协调，细胞学上不稳定，自交后易产生大量的非整倍体，因而常用它与小麦回交进一步培育异附加系；4)异附加系指一条或一条以上外源染色体附加到完整的小麦染色体组上，小麦异附加系是实现外源基因向小麦转移，研究其在小麦背景下的遗传表达，并进行基因染色体定位的良好材料，目前，已建立起小麦-黑麦、小麦一大麦、小麦一簇毛麦、小麦一中间偃麦草、小麦一高大山羊草、小麦一长穗偃麦草、小麦一滨麦、小麦一纤毛鹅冠草、小麦一大赖草等全套或部分附加系，由于整条外源染色体的导入，小麦的遗传平衡机制受到影响，异附加系遗传稳定性差，而且在引入有益基因的同时，也带入较多外源不良性状，极少能被生产利用；5)异代换系是指小麦的一对染色体被一对外源染色体代换了的材料，常规的选育异代换系的方法是将与外源染色体有部分同源关系的小麦单体作母本与相应的二体异附加系进行杂交，F1选择具有外源染色体的2n＝42的单株自交，可选择到异代换系，此外，利用“单端体回交法”，“缺体回交法”，“花培技术”等也可产生异代换系，目前，已获得的异代换系涉及小麦族6个属19个种，其中以黑麦属和山羊草属的代换系居多，由于导入的外源染色体很难完全补偿被代换的小麦部分同源染色体的遗传功能，异代换系的遗传协调性也差，同时导入较多与优良性状连锁的不良性状也限制了异代换系在生产上的应用，因此，除1R/1B代换系外，绝大多数异代换系都只能作为创造易位系的中间材料；6)易位系是指一段外源染色体片段替代或整合到小麦染色体上，易位系携有含目的基因的外源遗传物质较少，遗传协调性及稳定性较附加系代换系等好，是利用外源有益基因进行小麦改良的较好途径，通过易位的方式，从外源植物中已转移了抗病虫、耐盐、耐寒等众多有益基因，用于小麦育种或直接在生产上使用。全文摘要本发明外源基因导入小麦的概况分析，主要通过分析外源基因导入小麦的途径、从近缘植物导入小麦的优良基因或性状，充分利用小麦种质资源丰富的优势，挖掘小麦种内遗传变异，加强野生近缘物种基因资源的研究开发和利用，是小麦种质资源研究的重要领域。文档编号C12N15/82GK101760472SQ20081016028公开日2010年6月30日申请日期2008年11月19日优先权日2008年11月19日发明者李祥申请人:李祥