含抗白粉病基因PmV小麥-簇毛麥補(bǔ)償性插入易位系Dv6-IT2的創(chuàng)制與鑒定

摘要： 白粉病是中國(guó)小麥主要病害之一。抗白粉病基因PmV和Pm21是來(lái)自不同簇毛麥種質(zhì)的同源基因，分別以T6V#4S·6DL和T6V#2S·6AL易位系的形式被育種利用。Pm21基因在中國(guó)已得到廣泛應(yīng)用，而作為其后備抗源的PmV基因卻極少被利用，主要原因是T6V#4S·6DL易位染色體的外源片段過(guò)大，在親子代傳遞率低，育種利用困難。創(chuàng)制含PmV的補(bǔ)償性小片段易位是提高傳遞率、減少外源基因冗余的重要途徑。本研究利用均攜帶PmV基因的頂端易位系Dv6T25與近著絲粒易位系Dv6T36雜交，根據(jù)外源重疊區(qū)重組原理，在F₂代分離群體中篩選出1個(gè)攜PmV基因的補(bǔ)償性中間插入易位系Dv6-IT2。利用簇毛麥參考基因組序列信息進(jìn)行標(biāo)記加密分析，結(jié)果表明易位片段雙側(cè)斷裂重接位點(diǎn)分別介于35.1～36.3 Mb和85.1～85.3 Mb，外源易位片段長(zhǎng)度約為50 Mb。將Dv6-IT2與大面積推廣品種揚(yáng)麥23雜交構(gòu)建F₂分離群體，標(biāo)記結(jié)果顯示，抗感比符合3∶1分離比，說(shuō)明PmV基因在新型易位中可正常傳遞。本研究成功創(chuàng)制了Dv6-IT2，將促進(jìn)PmV基因在小麥抗白粉病育種中的利用。

關(guān)鍵詞： 小麥；簇毛麥；抗白粉病基因PmV；插入易位

中圖分類(lèi)號(hào)： S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1000-4440（2024）11-2013-08

Creation and identification of compensating intercalary translocation line Dv6-IT2 carrying the powdery mildew resistance gene PmV from Dasyprum villosum

WAN Wentao¹， ZHAO Peize^1，2， CHEN Tiantian¹， WANG Ling¹， WANG Zunjie¹， ZHANG Xu³， CHEN Yiming³， BIE Tongde¹， ZHAO Renhui¹

（1.Key Laboratory of Wheat Biology and Genetic Improvement for Low Middle Yangtze Valley， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Institute of Agricultural Sciences of the Lixiahe District in Jiangsu Province， Yangzhou 225007， China;2.College of Agronomy and Biotechnology， Yunnan Agricultural University， Kunming 650000， China;3.State Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China）

Abstract： Powdery mildew is one of the main diseases of wheat in China. The powdery mildew resistance genes PmV and Pm21 are homologous genes from different Dasyprum villosum germplasm resources， which are used in breeding in the form of T6V#4S·6DL and T6V#2S·6AL translocation lines， respectively. Pm21 gene has been widely used in China， while PmV gene is rarely used. The main reason is that the exogenous fragment of T6V#4S·6DL translocation chromosome is too large， the transmission rate in the parent-offspring generation is low， and it is difficult to use in breeding. The creation of compensating small fragment translocation containing PmV is an important way to improve the transmission rate and reduce the redundancy of exogenous genes. In this study， we crossed the distal translocation line Dv6T25 carrying PmV with the proximal translocation line Dv6T36 carrying PmV. According to the principle of exogenous overlap region recombination， a compensatory intercalary translocation line Dv6-IT2 carrying PmV was screened in the F₂ segregating population. Marker encryption analysis was performed using the reference genome sequence information of D. villosum. The results showed that the double-sided breakpoints of the translocation fragments were 35.1-36.3 Mb and 85.1-85.3 Mb， respectively， and the length of the exogenous translocation fragment was about 50 Mb. The F₂ segregating population was constructed by crossing Dv6-IT2 with Yangmai 23. The marker results indicated that the ratio of resistance to susceptibility was consistent with the segregation ratio of 3∶1， indicating that the PmV gene could be transmitted normally in the new translocation. In this study， Dv6-IT2 was successfully created， which promoted the utilization of PmV gene in wheat powdery mildew resistance breeding.

Key words： wheat;Dasyprum villosum;powdery mildew resistance gene PmV;intercalary translocation

小麥白粉病是由禾本科布氏白粉菌小麥專(zhuān)化型（Blumeriagraminis f. sp. tritici， Bgt）引起的一種真菌性病害，是中國(guó)小麥主要病害之一，會(huì)引起小麥葉片枯萎、莖稈變軟、灌漿不足等癥狀，進(jìn)而導(dǎo)致減產(chǎn)和品質(zhì)下降^[1]。迄今已有100多個(gè)小麥抗白粉病主效基因以及140多個(gè)成株期抗白粉病數(shù)量性狀基因座（QTL）被相繼報(bào)道，分布在小麥全部21條染色體上^[2-3]。盡管已報(bào)道的小麥抗白粉病基因有很多，但實(shí)際育種利用的抗源卻很少。一方面是由于很多抗病基因來(lái)源于小麥近緣物種，攜帶不同程度的外源基因冗余，在導(dǎo)入小麥遺傳背景后往往帶來(lái)一些野生性狀，給育成小麥品種農(nóng)藝性狀和品質(zhì)造成不利影響。另一方面，大多數(shù)抗病基因是病原菌生理小種專(zhuān)化抗性，單一抗病基因的大面積利用會(huì)加速病原菌優(yōu)勢(shì)小種變異，導(dǎo)致抗性喪失，如抗病基因Pm8^[4]和Pm4a^[5]。

長(zhǎng)江中下游麥區(qū)春季多雨潮濕，具有白粉菌繁殖的天然有利條件，是中國(guó)白粉病發(fā)生程度最嚴(yán)重的麥區(qū)。20世紀(jì)90年代以來(lái)，由于Pm8基因喪失抗性，小麥白粉病發(fā)展成為中國(guó)第一大病害，嚴(yán)重威脅長(zhǎng)江中下游小麥生產(chǎn)安全。21世紀(jì)初以來(lái)，揚(yáng)麥11號(hào)（具有抗病基因Pm4a）、揚(yáng)麥13號(hào)（具有抗病基因Pm2+Mld）等抗白粉病小麥品種得到快速推廣應(yīng)用，有效緩解了生產(chǎn)上白粉病的危害。但2010年前后，隨著上述品種大范圍推廣種植，抗白粉病基因Pm2a、Pm4a的抗性逐漸被新出現(xiàn)的毒性菌株克服，導(dǎo)致一度無(wú)抗白粉病小麥品種可用。生產(chǎn)上僅有含簇毛麥抗白粉病基因Pm21的揚(yáng)麥18和鎮(zhèn)麥9號(hào)具有抗白粉病特性。

Pm21基因來(lái)源于小麥野生近緣種二倍體簇毛麥（Dasypyrum villosa，2n=14，VV），位于6V染色體短臂，幾乎對(duì)所有白粉菌菌株表現(xiàn)免疫或高抗^[6-7]。隨著Pm2a和Pm4a的抗性在長(zhǎng)江中下游麥區(qū)逐步喪失，Pm21躍升為該麥區(qū)最主要的抗白粉病基因源，相繼育成了“揚(yáng)麥”系列、“鎮(zhèn)麥”系列、“寧麥”系列及鹽麥1號(hào)等抗白粉病品種近50個(gè)。然而，由于缺乏具有育種價(jià)值的后備抗源，利用Pm21育成的品種及參試品系的數(shù)量急劇上升。本團(tuán)隊(duì)統(tǒng)計(jì)了過(guò)去5年長(zhǎng)江中下游麥區(qū)國(guó)家區(qū)試和江蘇省區(qū)試材料的白粉病抗性表型和基因型，結(jié)果顯示42.0%的參試品系表現(xiàn)為高抗白粉病，其中含Pm21基因的品系占比高達(dá)95.9%，Pm21基因存在過(guò)度利用風(fēng)險(xiǎn)^[8]。此外，現(xiàn)有的Pm21基因供體小麥-簇毛麥T6V#2S·6AL易位系會(huì)帶來(lái)株高增加、穗數(shù)減少、葉片增大等不利效應(yīng)^[9]，限制了該基因在黃淮等多穗型麥區(qū)的利用。

來(lái)自T6V#4S·6DL易位系的PmV是Pm21的等位基因，同樣具有廣譜抗白粉病特性。由于其親子代傳遞率低，目前僅育成揚(yáng)麥22、揚(yáng)輻麥19等幾個(gè)品種。本團(tuán)隊(duì)前期在揚(yáng)麥18（T6V#2S·6AL）和揚(yáng)麥22（T6V#4S·6DL）為雙親構(gòu)建的RIL群體中篩選出1個(gè)攜PmV基因的重組型易位系RIL12401（T6V#4S-6V#2S·6AL），一定程度上解決了PmV基因傳遞率低的問(wèn)題，但未能改善對(duì)穗數(shù)、株高等農(nóng)藝性狀的不良影響，與原始T6V#2S·6AL易位系類(lèi)似^[9]。為打破不良連鎖，利用自主培育的農(nóng)藝性狀優(yōu)良的新型ph1b突變系揚(yáng)麥23-ph1b誘導(dǎo)RIL12401中6VS重組易位染色體與小麥第6部分同源群染色體重組，創(chuàng)制了一系列含PmV基因的初級(jí)易位系，易位片段大小介于90～200 Mb^[8]。在此基礎(chǔ)上，本研究選取兩個(gè)含PmV基因的互補(bǔ)型初級(jí)易位系Dv6T25和Dv6T36為材料，通過(guò)外源片段重疊區(qū)的同源重組，創(chuàng)制外源片段更小的中間插入補(bǔ)償性抗白粉病易位系，為促進(jìn)PmV基因在小麥抗白粉病育種中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

Dv6T25和Dv6T36是本團(tuán)隊(duì)前期利用揚(yáng)麥23-ph1b與RIL12401為親本，通過(guò)ph1b基因誘導(dǎo)6VS與6AS部分同源重組得到的含PmV的互補(bǔ)型初級(jí)易位系^[8]。Dv6T25的易位形式為T(mén)6VS-6AS·6AL，易位斷點(diǎn)介于標(biāo)記MBH1（80.0 Mb）和CINAU2593（89.9 Mb）之間。Dv6T36的易位形式為T(mén)6AS-6VS·6AL，易位斷點(diǎn)介于標(biāo)記CINAU2710（35.1 Mb）和CINAU2713（56.1 Mb）之間。

1.2 雜交組合與標(biāo)記分析

以初級(jí)易位系Dv6T25和Dv6T36為雙親進(jìn)行雜交并構(gòu)建F₂群體。由于雙親在ph1b位點(diǎn)均為隱性純合，在雜交后代群體中不需要再檢測(cè)。6VS染色體頂端和近著絲粒區(qū)分別利用共顯性標(biāo)記6VS-GX4和6VS-GX17進(jìn)行檢測(cè)^[8]，抗白粉病基因PmV利用基因功能標(biāo)記MBH1檢測(cè)^[5]，標(biāo)記序列見(jiàn)表1。

小麥葉片DNA提取采用CTAB法。PCR反應(yīng)體系為10 μL，包括50 ng DNA模板，上、下游引物各0.2 μL（10 μmol/L），2×Taq Plus Master Mix試劑（諾唯贊公司產(chǎn)品）5.0 μL，剩余體積用ddH₂O補(bǔ)足。PCR程序：95 ℃預(yù)變性3 min；95 ℃變性30 s，根據(jù)引物要求55～58 ℃退火45 s，72 ℃延伸1 min，33個(gè)循環(huán)；72 ℃延伸5 min。PCR產(chǎn)物采用8%聚丙烯酰胺凝膠電泳分離，最終利用AgNO₃溶液顯色檢測(cè)PCR產(chǎn)物。

1.3 6VS特異分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)與鑒定

簇毛麥基因組序列的公布^[10]，為本研究6VS特異分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)提供了重要的參考序列。為明確中間插入小片段易位斷點(diǎn)，本研究基于內(nèi)含子大小差異開(kāi)發(fā)了IT（Intron-Targeting）標(biāo)記和SSR標(biāo)記。

IT標(biāo)記開(kāi)發(fā)：根據(jù)易位斷點(diǎn)側(cè)翼標(biāo)記在中國(guó)春參考基因組上的物理位置，提取區(qū)間內(nèi)注釋基因的編碼序列，將編碼序列與中國(guó)春參考基因組以及簇毛麥參考基因組進(jìn)行序列比對(duì)，計(jì)算區(qū)間內(nèi)所有注釋基因中內(nèi)含子的大小，篩選適合開(kāi)發(fā)標(biāo)記的內(nèi)含子作為靶點(diǎn)設(shè)計(jì)引物。具體靶點(diǎn)篩選以及引物設(shè)計(jì)參考Wang等^[11]方法。

SSR標(biāo)記開(kāi)發(fā)：根據(jù)易位斷點(diǎn)側(cè)翼標(biāo)記在簇毛麥參考基因組上的物理位置，提取區(qū)間內(nèi)基因組序列進(jìn)行重復(fù)序列分析。根據(jù)2個(gè)堿基重復(fù)次數(shù)≥6、3個(gè)堿基重復(fù)次數(shù)≥5、4個(gè)堿基重復(fù)次數(shù)≥4、5個(gè)堿基重復(fù)次數(shù)≥3為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)SSR標(biāo)記引物。重復(fù)序列的鑒定及引物的設(shè)計(jì)利用在線軟件BatchPrimer3（http：//wheat.pw.usda.gov/demos/BatchPrimer3/）完成。

標(biāo)記特異性驗(yàn)證以揚(yáng)麥23、揚(yáng)麥18和揚(yáng)麥22為對(duì)照，其第6群短臂染色體構(gòu)成分別為6AS/6BS/6DS、6V#2S/6BS/6DS和6AS/6BS/6V#4S。篩選在揚(yáng)麥18和揚(yáng)麥22中有特異性擴(kuò)增條帶同時(shí)在揚(yáng)麥23中無(wú)相同擴(kuò)增的標(biāo)記，用于中間插入小片段易位斷點(diǎn)的鑒定。

2 結(jié)果與分析

2.1 含PmV中間插入補(bǔ)償性易位系的創(chuàng)制

通過(guò)Dv6T25和Dv6T36雜交，獲得F₁代雜交種。利用背景標(biāo)記6VS-GX4、6VS-GX17和MBH1對(duì)5個(gè)F₁代植株進(jìn)行鑒定。結(jié)果表明，F(xiàn)₁代植株中6VS染色體頂端和近著絲粒區(qū)均為雜合，PmV基因?yàn)榧兒希▓D1）。Dv6T25和Dv6T36雜交F₁代雜交種在抗病區(qū)段上存在重疊區(qū)，為增進(jìn)同源重組率提供了有利條件。

利用6VS-GX4、MBH1和6VS-GX17 3個(gè)標(biāo)記繼續(xù)對(duì)F₂代群體進(jìn)行基因型鑒定，篩選3個(gè)標(biāo)記連鎖不平衡單株，即“6VS-GX4雜合-MBH1純合-無(wú)6VS-GX17”和“6VS-GX17雜合-MBH1純合-無(wú)6VS-GX4”，視為含有中間插入易位片段。結(jié)果在200個(gè)單株中鑒定出2個(gè)單株含有中間插入易位片段（圖2）。單株13基因型為“6VS-GX4雜合-MBH1純合-無(wú)6VS-GX17”，理論上為含有1個(gè)中間小片段易位和1個(gè)頂端易位染色體的雜合株。單株19基因型為“6VS-GX17雜合-MBH1純合-無(wú)6VS-GX4”，理論上為含有1個(gè)中間小片段易位和1個(gè)近著絲粒區(qū)易位染色體的雜合株。

利用標(biāo)記6VS-GX4、MBH1和6VS-GX17對(duì)單株13和單株19自交產(chǎn)生的F₃代群體進(jìn)行基因型鑒定，篩選出基因型為“MBH1純合-無(wú)6VS-GX4-無(wú)6VS-GX17”的目標(biāo)單株，顯示其保留了純合的PmV基因區(qū)段，外源頂端區(qū)段和外源著絲粒側(cè)區(qū)段均發(fā)生了缺失，被小麥6AS相應(yīng)染色體替代，為純合的中間插入易位系，命名為“Dv6-IT2”。標(biāo)記結(jié)果顯示，其后代不再分離（圖3）。

2.2 Dv6-IT2外源插入片段邊界位置鑒定

前期研究結(jié)果表明，Dv6T25外源頂端易位片段的斷裂重接點(diǎn)位于標(biāo)記MBH1和CINAU2593之間，對(duì)應(yīng)于簇毛麥6VS染色體的80.0 Mb至89.9 Mb區(qū)間，Dv6T36外源易位片段的斷裂重接點(diǎn)位于標(biāo)記CINAU2710和CINAU2713之間，對(duì)應(yīng)于簇毛麥6VS染色體的35.1 Mb至56.1 Mb區(qū)間。

根據(jù)簇毛麥參考基因組序列信息，分別提取兩個(gè)斷點(diǎn)側(cè)翼標(biāo)記間的序列開(kāi)發(fā)分子標(biāo)記。共設(shè)計(jì)了8對(duì)IT引物和78對(duì)SSR引物，經(jīng)多態(tài)性驗(yàn)證，共有4個(gè)IT標(biāo)記和13個(gè)SSR標(biāo)記能夠特異擴(kuò)增6VS條帶（表2）。利用新開(kāi)發(fā)的6VS特異標(biāo)記對(duì)中間插入易位系進(jìn)行標(biāo)記加密，結(jié)果表明，中間插入易位片段的上邊界位于6VS染色體的35.1 Mb至36.3 Mb區(qū)間，下邊界位于85.1 Mb至85.3 Mb區(qū)間，從而得出中間插入易位片段的大小約為50.0 Mb（圖4）。

2.3 PmV傳遞率分析

為分析PmV基因遺傳傳遞率，本研究利用中間插入易位系與揚(yáng)麥23雜交，構(gòu)建遺傳分離群體。對(duì)148個(gè)F₂代單株進(jìn)行基因型檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)119個(gè)單株攜帶PmV基因，29個(gè)單株不攜帶PmV基因，符合3∶1分離比（χ ²=0.62，P₁＞0.05），說(shuō)明攜帶PmV基因的中間插入片段能夠在后代正常傳遞。

3 討論

通過(guò)對(duì)近5年長(zhǎng)江中下游麥區(qū)國(guó)家區(qū)試的參試材料系譜和基因型進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)超過(guò)95%的抗白粉病小麥品系中攜帶Pm21基因。在育成的含有Pm21基因的品種中，僅揚(yáng)麥38的抗病基因供體為92R137，其他品種的抗病基因供體多為揚(yáng)麥18和鎮(zhèn)麥9號(hào)2個(gè)骨干親本^[12]。由于二者均具有多抗高產(chǎn)特征，育種家對(duì)其利用率較高，因此也帶來(lái)了抗病基因單一化和遺傳基礎(chǔ)同質(zhì)化的雙重問(wèn)題。不僅如此，根據(jù)對(duì)主栽小麥品種面積比例的估算，攜Pm21基因的抗白粉病品種年推廣面積已超過(guò)6.67×10⁵ hm²。單一抗源小麥品種的大面積推廣給白粉菌菌群帶來(lái)過(guò)高的選擇壓，加速了毒性菌株的出現(xiàn)。基因克隆研究結(jié)果表明，Pm21基因編碼的蛋白質(zhì)是典型的CC-NBS-LRR類(lèi)抗病蛋白質(zhì)，這類(lèi)抗病基因具有小種專(zhuān)化抗性特點(diǎn)，容易被新的毒性菌株克服造成抗性喪失。盡管目前尚沒(méi)有Pm21基因毒性株的報(bào)道，但后備抗源的改良與育種應(yīng)用已刻不容緩。同時(shí)，在省和國(guó)家各類(lèi)區(qū)域試驗(yàn)材料中，每年均出現(xiàn)數(shù)量較多的含Pm21基因的品種，一方面會(huì)因系統(tǒng)選擇造成指紋圖譜相似度高，另一方面現(xiàn)有骨干親本的過(guò)度利用造成育成品種遺傳基礎(chǔ)狹窄，突破性品種難出現(xiàn)。因此，加快對(duì)抗白粉病新基因資源的轉(zhuǎn)育利用，創(chuàng)制具有農(nóng)藝性狀優(yōu)良和較高產(chǎn)量水平且抗病基因多樣化的新型育種親本及抗病骨干親本對(duì)于解決當(dāng)前白粉病抗源單一化及品種同質(zhì)化問(wèn)題具有重要意義。

小麥近緣屬種蘊(yùn)藏大量?jī)?yōu)質(zhì)、抗病、抗逆等基因，是小麥遺傳改良的重要基因庫(kù)。通過(guò)遠(yuǎn)緣雜交，誘導(dǎo)小麥-外源染色體易位系是外源優(yōu)異基因利用的最重要途徑。常用的易位系誘導(dǎo)方法中，殺配子染色體和電離輻射誘導(dǎo)易位大多是非補(bǔ)償性易位，易導(dǎo)致背景混亂，難以直接進(jìn)行育種應(yīng)用。利用部分同源配對(duì)控制體系誘導(dǎo)易位，同源補(bǔ)償性好，遺傳穩(wěn)定性高，在育種中利用價(jià)值更大。但利用此方法創(chuàng)制的易位系在育種應(yīng)用上還存在兩個(gè)局限：一是常用誘導(dǎo)材料CSph1b農(nóng)藝性狀差，創(chuàng)制的易位系需要進(jìn)行連續(xù)多輪回交來(lái)改良其基本農(nóng)藝性狀，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；二是創(chuàng)制的易位系中外源染色體片段太大，往往攜帶一些育種連鎖累贅，并且這種不良性狀難以通過(guò)常規(guī)育種方法剔除。

針對(duì)CSph1b農(nóng)藝性狀差的問(wèn)題，目前已有報(bào)道稱(chēng)，可以通過(guò)回交轉(zhuǎn)育或利用輻射方法創(chuàng)制ph1b突變系，如蜀麥126 ph1b^[13]、Pavon ph1b^[14]、Mv9kr1 ph1b^[15] ，以及本研究所用的揚(yáng)麥23-ph1b^[8]，等等。這些材料的應(yīng)用，將有效促進(jìn)外源易位系的創(chuàng)制及遺傳效應(yīng)評(píng)價(jià)，加快外源優(yōu)異基因的育種利用。

針對(duì)外源染色體片段太大存在連鎖累贅的問(wèn)題，Sears^[16]創(chuàng)造性地提出外源小片段插入易位的創(chuàng)制策略，即利用具有目標(biāo)基因重疊區(qū)的遠(yuǎn)側(cè)端和近側(cè)端易位系的同源重組來(lái)獲得中間小片段易位。Lukaszewski^[17]展示了這一策略的經(jīng)典工作：以CSph1b和T1RS.1BL構(gòu)建大規(guī)模BC₁F₂群體，在獲得一級(jí)易位基礎(chǔ)上誘導(dǎo)二級(jí)和三級(jí)易位，將小麥1BS上的優(yōu)質(zhì)醇溶蛋白、谷蛋白位點(diǎn)Gli-1/Glu-3與黑小麥1RS上抗病基因簇Lr26/Sr31/Yr9和抗白粉病基因Pm8聚合，同時(shí)剔除了對(duì)小麥面粉品質(zhì)不利的黑小麥堿基因Sec-1，為黑小麥1RS上多抗基因的高效利用提供了優(yōu)異種質(zhì)。張藍(lán)月等^[18]利用兩個(gè)6VS初級(jí)易位系創(chuàng)制了含Pm21基因的中間插入小片段易位系，將6VS易位片段縮小至36.9 Mb至39.1 Mb之間。

PmV是Pm21同源基因，二者具有96%核苷酸相似性和92%氨基酸相似性，因其在子代的傳遞率低（F₂代分離比僅為1.61∶1.00），目前在育種中應(yīng)用較少。因此，解決PmV傳遞率問(wèn)題，對(duì)促進(jìn)PmV育種利用及緩解目前抗源單一化問(wèn)題具有重要意義。本團(tuán)隊(duì)前期在揚(yáng)麥18和揚(yáng)麥22的RIL群體中鑒定出1個(gè)攜帶PmV基因的重組型易位系RIL12401（T6V#4S-6V#2S.6AL），其在F₂代中的分離比為2.26∶1.00，較原始PmV基因傳遞率有所提高，但卻繼承了T6V#2S.6AL易位的不良農(nóng)藝性狀，亟須對(duì)其進(jìn)行改造。

本團(tuán)隊(duì)前期利用分子標(biāo)記輔助回交轉(zhuǎn)育方法，創(chuàng)制了以揚(yáng)麥23為遺傳背景的ph1b突變系揚(yáng)麥23-ph1b，綜合農(nóng)藝性狀較CSph1b有巨大提升，為外源易位/漸滲系的創(chuàng)制提供了優(yōu)異新材料^[8]。在此基礎(chǔ)上，利用揚(yáng)麥23-ph1b與RIL12401構(gòu)建誘導(dǎo)群體，創(chuàng)制了系列外源片段大小不同的攜帶PmV基因的初級(jí)易位系。以此為基礎(chǔ)，本研究利用2個(gè)含PmV重疊區(qū)的互補(bǔ)型初級(jí)易位系Dv6T25和Dv6T36，創(chuàng)制了外源染色體片段大幅度減少的補(bǔ)償性中間插入易位系，將抗病外源片段大小從約230 Mb縮小至約50 Mb，解決了PmV基因傳遞率低的問(wèn)題，為促進(jìn)PmV基因在抗白粉病育種中的利用提供重要的材料。

為破除親本同質(zhì)化問(wèn)題，本研究團(tuán)隊(duì)正在將該小片段易位導(dǎo)入到長(zhǎng)江中下游麥區(qū)具有代表性的優(yōu)異品種和親本中，培育可直接育種利用的新型抗白粉病骨干親本。一方面可以拓寬栽培小麥遺傳基礎(chǔ)，增加遺傳多樣性以及育種選擇性，緩解品種同質(zhì)化問(wèn)題；另一方面新抗源的利用可以緩解Pm21基因單一化利用問(wèn)題，保障小麥生產(chǎn)持久安全。

4 結(jié)論

創(chuàng)制小麥-外源染色體補(bǔ)償性小片段易位系對(duì)于打破連鎖累贅、促進(jìn)目的基因育種利用具有重要意義。本研究在創(chuàng)制兩個(gè)攜抗白粉病基因PmV的小麥-簇毛麥互補(bǔ)型初級(jí)易位基礎(chǔ)上，利用外源片段重疊區(qū)同源重組原理，創(chuàng)制了攜PmV基因的補(bǔ)償性中間插入型小片段易位系Dv6-IT2，解決了PmV基因傳遞率低的育種瓶頸，為促進(jìn)PmV基因在抗白粉病小麥育種中的利用提供了重要材料，同時(shí)為緩解長(zhǎng)江中下游麥區(qū)抗白粉病小麥基因Pm21單一化利用問(wèn)題提供了優(yōu)異的后備基因資源。

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（責(zé)任編輯：黃克玲）