簇毛麦5VS染色体臂特异分子标记开发与遗传效应分析

簇毛麦(Dasypyrum villosum(L.)P.Candargy 2n=14,VV)是小麦改良重要的三级基因源.簇毛麦5VS染色体臂上携带抗白粉病基因Pm55、抗条锈病基因Yr5V和籽粒硬度基因Dina/Dinb等优异基因.已创制的小麦-簇毛麦T5VS.5AL和T5VS.5DL易位系为小麦抗病和品质改良提供了优异新种质.为加快T5VS.5AL和T5VS.5DL易位系在育种改良中的高效利用并深入分析5VS染色体臂在普通小麦遗传背景的遗传效应,本研究通过流式细胞染色体分离技术和二代测序结合的方法,获得了簇毛麦5VS的基因组序列信息.利用该基因组序列信息与中国春小麦染色体5AS、5BS、5DS上的基因进行比对,共开发了69个保守直系同源基因序列(COS,conserved ortholog sequence)标记,经过PCR扩增鉴定,发现59对引物扩增产物具有簇毛麦5VS特异条带,多态率为85.5％.其中,共显性标记40个,显性标记19个.结合生物信息学分析,明确了这些特异标记与普通小麦第五部分同源群短臂的共线性区间,为物理定位5VS上的优异基因及筛选鉴定5VS小片段易位系提供了标记信息.通过回交6次,将T5VS.5AL和T5VS.5DL易位染色体导入南农0686遗传背景,利用BC6F2近等系群体结合白粉病抗性鉴定对扩增条带共显性标记的可靠性进行了验证,为分子标记辅助选择T5VS.5DL易位系提供了易于利用的特异新标记.在BC6F2∶3近等系群体中,进一步明确了5VS染色体臂在南农0686遗传背景中的遗传效应,即降低籽粒硬度、株高和千粒重以及提高主穗粒数.本研究新开发的5VS特异分子标记及选育的新种质为高效利用T5VS.5AL和T5VS.5DL易位系培育优质、抗病弱筋小麦新品种奠定了基础.