专利名称：小麦野生近缘物种基因资源的发掘与利用的制作方法
技术领域：
小麦野生近缘物种基因资源的发掘与利用，属于作物遗传育种学领域。
背景技术：
小麦的野生近缘种种类繁多、变异多样、遗传基础极为丰富，蕴藏着许多小麦基因 库中所缺乏的优良基因，是小麦遗传改良的宝贵基因资源。通过染色体工程和多种技术相 结合的方法将外源物种的优良基因转移进小麦，可以极大地丰富小麦的遗传基础。目前， 通过远缘杂交已与小麦杂交成功的小麦近缘属有20多个，如山羊草属(Aegilops)、黑麦属 (Secale)、偃麦草属(Elytrigia)、冰草属(Agropyron)、鹅冠草属(Roegneria)、簇毛麦属 (Dasypyrum)、大麦属(Hordeum)、芒麦草属(Critesion)等，其中以偃麦草属与小麦的杂交 最为成功。利用染色体工程技术已将黑麦、簇毛麦、中间偃麦草、披碱草、高大山羊草、大麦 等多种近缘物种的染色体组、染色体和染色体片段导入小麦，选育出了一批双二倍体、异附 加系、异代换系和异易位系，并育成了在生产上大面积推广的品种。
发明内容
染色体工程技术因其技术成熟和富有成效而被广泛应用于小麦的遗传改良研究。 染色体工程是指按照人们的预先设计，利用染色体工程基础材料，通过附加、代换、削减和 易位等染色体操作改变其染色体组成，进而定向改变其遗传特性的技术体系。利用染色体 工程技术向小麦转移外源基因可在染色体基组、染色体和染色体片段三个层次上进行。
1 、利用染色体组向小麦转移外源基因 在染色体基组水平上转移外源基因主要包括合成完全双二倍体和部分双二倍体 两种途径。完全双二倍体是指具有来自两个亲本、来源和性质不同的全套染色体组结合而 成的新物种，其染色体数目为双亲染色体数目之和(李振声，1996)。目前国内外已培育出 多种属间或种间完全双二倍体，如六倍体小黑麦、八倍体小黑麦、六倍体小簇麦、六倍体小 羊麦和八倍体小羊麦、八倍体小大麦等(李振声，1996 ;戎均康等，1989)。部分双二倍体只 有双亲的一部分染色体基组，其中具有重要价值的是带有小麦的全套染色体而又附加有亲 缘物种的个别染色体基组的类型。这种部分双二倍体一般是通过小麦与亲缘种杂交，然后 用小麦亲本与杂种回交，再经分离选择和细胞学鉴定获得。我国已育成普通小麦与长穗偃 麦草、中间偃麦草、滨麦等亲缘物种的多种部分双二倍体(李振声，1996 ;傅杰等，1993 ;王 洪刚等，2006)。这些宝贵的中间材料可作为进一步转移外源基因的桥梁亲本，在小麦的遗 传改良中具有十分重要的利用价值。
2、利用小麦异代换系转移外源基因 小麦异代换系是指将外源染色体转移进小麦遗传背景，替换小麦染色体所形成的 特殊种质材料。根据染色体来源可分为品种间代换和种属间代换两大类。其中种属间二体 异代换系最有利用和研究价值，它不仅是转移外源优良基因的桥梁材料，也可以作为研究 异源染色体在小麦背景中的遗传效应、异源染色体和小麦染色体间部分同源关系以及染色体组进化关系等的基础材料。 3 、利用小麦异附加系转移外源基因 异附加系是利用染色体工程的方法把携带外源基因的染色体转移进小麦遗传背 景而形成的一种非整倍体材料，根据所附加外源染色体的数目，可将其分为单体、双体和多 重异附加系，其中双体异附加系的研究和利用价值最高，它不仅是进一步创造异代换系和 异易位系的桥梁材料，也是研究物种起源和进化、染色体组之间亲缘关系、基因互作、基因 表达和进行基因定位的重要遗传材料。
4、利用异源易位系转移外源基因 通过染色体附加和代换将小麦近缘物种的染色体导入小麦的遗传背景时，除带入 一些优良基因外，同时也引进了许多不良基因，并且带有异源染色体的异附加系和异代换 系在遗传上具有不稳定性，从而限制了它们的利用。将带有优良基因的异源染色体片段转 移到小麦的染色体上育成异易位系是解决上述问题及利用优良异源基因进行小麦品种改 良的有效方法。
具体实施例方式1 、利用染色体组向小麦转移外源基因 在染色体基组水平上转移外源基因主要包括合成完全双二倍体和部分双二倍体 两种途径。完全双二倍体是指具有来自两个亲本、来源和性质不同的全套染色体组结合而 成的新物种，其染色体数目为双亲染色体数目之和(李振声，1996)。目前国内外已培育出 多种属间或种间完全双二倍体，如六倍体小黑麦、八倍体小黑麦、六倍体小簇麦、六倍体小 羊麦和八倍体小羊麦、八倍体小大麦等(李振声，1996 ;戎均康等，1989)。部分双二倍体只 有双亲的一部分染色体基组，其中具有重要价值的是带有小麦的全套染色体而又附加有亲 缘物种的个别染色体基组的类型。这种部分双二倍体一般是通过小麦与亲缘种杂交，然后 用小麦亲本与杂种回交，再经分离选择和细胞学鉴定获得。我国已育成普通小麦与长穗偃 麦草、中间偃麦草、滨麦等亲缘物种的多种部分双二倍体(李振声，1996 ;傅杰等，1993 ;王 洪刚等，2006)。这些宝贵的中间材料可作为进一步转移外源基因的桥梁亲本，在小麦的遗 传改良中具有十分重要的利用价值。
2、利用小麦异代换系转移外源基因 小麦异代换系是指将外源染色体转移进小麦遗传背景，替换小麦染色体所形成的
特殊种质材料。根据染色体来源可分为品种间代换和种属间代换两大类。其中种属间二体
异代换系最有利用和研究价值，它不仅是转移外源优良基因的桥梁材料，也可以作为研究
异源染色体在小麦背景中的遗传效应、异源染色体和小麦染色体间部分同源关系以及染色
体组进化关系等的基础材料。 3、利用小麦异附加系转移外源基因 异附加系是利用染色体工程的方法把携带外源基因的染色体转移进小麦遗传背 景而形成的一种非整倍体材料，根据所附加外源染色体的数目，可将其分为单体、双体和多 重异附加系，其中双体异附加系的研究和利用价值最高，它不仅是进一步创造异代换系和 异易位系的桥梁材料，也是研究物种起源和进化、染色体组之间亲缘关系、基因互作、基因 表达和进行基因定位的重要遗传材料。
4、利用异源易位系转移外源基因 通过染色体附加和代换将小麦近缘物种的染色体导入小麦的遗传背景时，除带入 一些优良基因外，同时也引进了许多不良基因，并且带有异源染色体的异附加系和异代换 系在遗传上具有不稳定性，从而限制了它们的利用。将带有优良基因的异源染色体片段转 移到小麦的染色体上育成异易位系是解决上述问题及利用优良异源基因进行小麦品种改 良的有效方法。
权利要求
利用染色体组向小麦转移外源基因在染色体基组水平上转移外源基因主要包括合成完全双二倍体和部分双二倍体两种途径，完全双二倍体是指具有来自两个亲本、来源和性质不同的全套染色体组结合而成的新物种，其染色体数目为双亲染色体数目之和，部分双二倍体只有双亲的一部分染色体基组，其中具有重要价值的是带有小麦的全套染色体而又附加有亲缘物种的个别染色体基组的类型，这种部分双二倍体一般是通过小麦与亲缘种杂交，然后用小麦亲本与杂种回交，再经分离选择和细胞学鉴定获得。
2. 利用小麦异代换系转移外源基因小麦异代换系是指将外源染色体转移进小麦遗传背景，替换小麦染色体所形成的特殊 种质材料，根据染色体来源可分为品种间代换和种属间代换两大类，其中种属间二体异代 换系最有利用和研究价值，它不仅是转移外源优良基因的桥梁材料，也可以作为研究异源 染色体在小麦背景中的遗传效应、异源染色体和小麦染色体间部分同源关系以及染色体组 进化关系等的基础材料。
3. 利用小麦异附加系转移外源基因异附加系是利用染色体工程的方法把携带外源基因的染色体转移进小麦遗传背景而 形成的一种非整倍体材料，根据所附加外源染色体的数目，可将其分为单体、双体和多重异 附加系，其中双体异附加系的研究和利用价值最高，它不仅是进一步创造异代换系和异易 位系的桥梁材料，也是研究物种起源和进化、染色体组之间亲缘关系、基因互作、基因表达 和进行基因定位的重要遗传材料。
4. 利用异源易位系转移外源基因通过染色体附加和代换将小麦近缘物种的染色体导入小麦的遗传背景，将带有优良基 因的异源染色体片段转移到小麦的染色体上育成异易位系是解决上述问题及利用优良异 源基因进行小麦品种改良的有效方法。
全文摘要
小麦的野生近缘种种类繁多、变异多样、遗传基础极为丰富，蕴藏着许多小麦基因库中所缺乏的优良基因，是小麦遗传改良的宝贵基因资源。通过染色体工程和多种技术相结合的方法将外源物种的优良基因转移进小麦，可以极大地丰富小麦的遗传基础。染色体工程技术因其技术成熟和富有成效而被广泛应用于小麦的遗传改良研究，按照人们的预先设计，利用染色体工程基础材料，通过附加、代换、削减和易位等染色体操作改变其染色体组成，进而定向改变其遗传特性的技术体系。
文档编号A01H1/02GK101755669SQ20081023863
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者李祥 申请人:李祥