小麦回交导入系创建

1、 学号： 01105045 2009 届本科生毕业论文（设计）题 目： 小麦回交导入系创建学院(系)： 农 学 院专业年级： 农学2005级学生姓名： 指导教师： 合作指导教师：完成日期： 二九年六月目 录1.文献综述11.1小麦加代的概念和意义11.1.1小麦加代的概念11.1.2小麦加代的现实意义11.2小麦加代的历史概况21.3 小麦加代的技术特点21.3.1加代种子的休眠破除21.3.2小麦温光互作效应31.3.3 小麦加代温度控制31.3.4 加代情况下小麦主要性状的相关性51.4小麦加代在育种中的应用51.5回交育种法在小麦育种方面的应用61.5.1 滚动回交法61.5.2 转移不

2、同目标性状的回交育种法异同71.6回交导入系的来历81.7回交导入系与QTL定位82材料与方法102.1材料：102.1.1母本材料102.1.2父本材料102.2实验方法112.2.1材料处理112.2.2.春化处理112.2.3.加代室管理113结果与分析133.1 加代图片133.1.1 父本材料133.1.2 母本材料143.2开花时间统计163.3 结实率统计164结论与讨论174.1结论174.1.1加代种子的休眠破除174.1.2小麦低温春化处理174.1.3 花期不遇问题174.2讨论17参考文献18附录20致 谢33小麦回交导入系创建作者： 指导教师： （西北农林科技大学农学

3、院，陕西 杨凌 712100）摘要：利用回交导入结合严格选择的方法进行目标性状有利基因发掘进而改良目标性状已经成为现代作物分子育种的主要趋势之一。常规育种的目的是要从杂种后代中分离出优良纯系，并使之成为品种，这个过程在不进行加代的情况下需要810年左右的时间，育种年限过长。小麦加代作为加速小麦新品种选育的重要途径，在加快育种进程，缩短育种年限方面有显著的作用。本文综合讨论了通过室内加代，快速建立小麦回交导入系的方法。关键词：小麦；回交导入系；加代；春化The creation of Wheat Introgression linesAuthor ：Ma Liang The instr

4、uctor ：Min Donghong(College of Agriculture of the Northwest A&F University Yangling of Shanxi Province 712100)Abstract：Backcross into the use of stringent selection method combined with the target traits conducive to further improvement of the target gene to explore traits has become a mode

5、rn molecular breeding of crops, one of the main trends. The purpose of conventional breeding is isolated from the hybrid offspring of pure good, and become a species, this process does not increase in the case on behalf of the needs of 8 to 10 years, breeding period is too long. Canada on behalf of

6、wheat as to accelerate the breeding of new varieties of wheat an important way of accelerating the breeding process and shorten the breeding period have a significant role. In this paper, discussed the increase in generation through the indoor and quickly set up to import wheat backcross line method

7、.Key words : Wheat ; Introgression lines ; increase generation; vernalization小麦回交导入系创建1.文献综述1.1小麦加代的概念和意义1.1.1小麦加代的概念小麦是自花授粉作物，杂种一代的优势利用目前还存在一些问题1，杂种优势在生产上还未能成规模应用。在加快小麦育种进程研究方面，国内外采用了遗传工程、组织培养、辐射诱变等高新技术2，但常规杂交育种仍是目前培育小麦新品种最重要、最有效的途径3。常规育种的目的是要从杂种后代中分离出优良纯系，并使之成为品种，这个过程在不进行加代的情况下需要810年左右的时间3，育种年限过长。

8、为了解决这一问题，缩短育种年限，育种家们利用小麦生育期具有一定遗传幅度，同时受环境条件的影响较大的品种特性4，以及各自可利用的自然条件和设备进行了许多研究和探索，并取得了一些加速世代进程的成就。概括起来主要有以下方法：一是选择利用在地理上较适宜育种地小麦生态类型的自然环境和季节进行异地加代；二是利用自然条件和人工气候室相结合的就地或异地加代；三是完全模拟自然条件利用人工气候室进行加代。小麦加代是指在小麦育种过程中，根据小麦的生理、生态特性，充分利用自然温光等资源或通过人工调节温光等措施，改变栽培条件，使营养生长迅速向生殖生长转变，缩短从播种到成熟的生长发育时期，加速世代进程，缩短育种年限的技术

9、4, 5。小麦加代是加速小麦新品种选育的重要途径6。1.1.2小麦加代的现实意义1.1.2.1 加快育种进程，缩短育种年限，可缓解由于生产水平的不断提高，病原微生物生理小种的频繁变异对育成品种的侵染，为生产上提供优良新品种；1.1.2.2 便于小麦育种基础理论的研究，加速小麦基因源的利用；1.1.2.3 各世代在不同环境下进行加代繁殖，有利于品种抗病性的鉴定和广适性的培育；1.1.2.4 可利用加代基地每年都汇集各地优良小麦材料组配杂交组合，扩大小麦基因库。1.2小麦加代的历史概况日本是进行小麦加代研究较早的国家，在20世纪20年代末，加代育种就引起了育种家们的重视，并开始了有关的加代试验，先

10、后有吉田、百足等一年内成功完成3-6代的报道5, 7，以铃木和百足为代表的一批日本研究者到80年代初已形成一套比较完整的加代理论和技术体系5。其它国家如前苏联、加拿大等也有一年多代加代成功的类似报道8。我国自20世纪50年代末开展小麦加代技术的研究6，小麦育种家们根据我国幅员辽阔，地跨热带、温带和寒带的优越自然地理条件和各自麦区的小麦生态类型，总结出了不少异地或就地加代方法，如北方春麦区在南方等地秋冬繁、华南地区在北方春繁、长江流域麦区在高山高原的温凉地区夏繁，70年代初取得了春麦一年三代，冬麦一年两代的成果6，70年代末实现了冬小麦一年三代的繁殖9, 10，80年代使春小麦的繁殖达到四代4，

11、90年代成功实现了冬小麦就地一年三代的加代技术4，利用青海高原昼夜温差大的气候特点，实现了半冬性、冬性及冬春麦间杂交后代一年繁育4代2。春性小麦一年三代、四代的加代方式多样，技术上的问题不大，主要加代攻关技术是冬性及半冬性材料的应用。1.3 小麦加代的技术特点1.3.1加代种子的休眠破除为了缩短加代的世代周期，小麦育种家们进行了不少的研究11，总结出了一些具体可供利用的破眠技术，归纳起来大致有药剂法(双氧水和“920”浸种)和物理法(干湿交替、高低温交替、自然曝晒、刺破种皮等)。以上方法在本实验中得到了综合应用。周良华等(1991)研究认为小麦开花后2125d收获的种子先在45下不完全干燥2h

12、，再经1%H2O2处理打破休眠，7d后其发芽率可达86.88%；郭文秀(1993)将收获后的穗子置于黑布上于45以上高温晒种5d后脱粒，再置于黑布上晒种1d，然后用0.4%H2O2浸种24h，其出苗率可明显提高，出苗期也提早且苗齐；郑必理(1981)将开花后20d的麦穗在40的温箱中经24h烘干，用1%双氧水变温催芽，结果以251125的变温和采穗后第6天的发芽率最高；陆维忠等是将授粉后2530d的种子烘干，于1%H2O2浸泡24h；孙兰珍等用0.1%HgCl溶液消毒20min、1% H2O2浸泡24h，然后催芽；沈秋泉等在以往H2O2法和低温处理法的基础上总结出了H2O2低温法，即1% H2

13、O2、室温下浸种(16h)1% H2O2、6(30h)清水冲洗后播种，该方法显著优于传统的H2O2法和低温处理法。1.3.2小麦温光互作效应温光互作特性是作物的基本生长发育规律，与作物育种及其在生产上的合理布局密切相关，在小麦繁殖加代中为较适自然环境条件的选择和人工温光调控提供了重要的理论依据。小麦品种间生育期差异主要表现在抽穗前，冬性及半冬性小麦的生长初期，一定的低温诱导可大大加快其成花速率，春麦不需春化即可抽穗，但低温不是小麦的唯一春化条件。春性品种对低温春化基本无反应，发育速度主要受长日照和12以上的正积温的影响，即在高温长日照下可加速抽穗；冬性品种对低温要求严格，无低温春化时，长日照延

14、迟发育，短日照可代替低温春化作用，长日照只有在一定春化日数的基础上才能起加速抽穗的作用；半冬性品种温光兼敏，即低温长日可加速抽穗，属真正意义上的低温长日照类型。无论冬春性品种甚至强冬性品种在高温(20)全日照(24h)条件下经较长时间量的积累均可抽穗，但冬春性品种之间的苗穗期由长到短差异很大。此外，光温效应还对通过春化后的小麦穗分化过程有影响:长日照对缩短穗分化期起主要作用；温度对光周期反应有很大的调节作用，长日照下高温加快生育进程，短日下高温导致幼穗中途死亡，而低温在短日照下虽延缓生育进程，却可促进小麦穗分化的完成。冬性小麦在不完全春化后即可获得抽穗潜力，但长时间(5d)、高温(33

15、7;2)的脱春化处理抽穗能力丧失，若长时间(70d)的超期(完全)春化，则脱春化无效。根据以上论述，小麦春化处理措施多样，从理论上讲可对冬春性小麦采取高温长日处理措施完成世代周期，但从加代的目的来看对半冬性、冬性材料显然是不利的，对春性品种则可采取上述措施，前者只能采取低温春化促进抽穗。1.3.3 小麦加代温度控制抽穗前选择(15±1) 和(20±1) 确定植株生长温度；抽穗后选择(24±1) 和(28±1) 确定适宜授粉结实的温度。培养时适量浇水，光照时间13h/d，温室湿度70%11。幼苗在春化期间温度控制在48 ，移栽入温室后，如果温度过高，温差过

16、大，会造成植株徒长，细弱，结实率低。据观察，抽穗前(15±1) 的温度条件下，植株生长缓慢，分蘖发生率高，营养生长期长，大大延长了每代的生育周期；而(20±1) 的条件下，植株生长较快，很少分蘖，孕穗早。所以抽穗前温室温度宜控制在(20±1) 。抽穗后的控制标准是按照授粉的适宜温度来确定的，(24±1) 条件下，植株生长旺盛，花粉活力高，授粉正常，结实率可以达到85%以上。(28±1) 过高，造成大量植株由于花粉败育而导致的温敏不育，结实率仅为45%左右11。小麦低温春化反应可以在种子萌动时期进行，也可以在幼苗状态通过。有关小麦春化技术的报道已

17、有不少，但在一些技术指标方面不尽一致。传统的小麦加代春化处理措施是在黑暗的低温(02)条件下进行种子萌动处理。Gott(1957)提出在光照条件下进行绿体春化处理，之后有关的研究结果均肯定了这一技术的效果；Purvis等(1952)和Gott(1957)指出，小麦春化期间较强的生长过程有利于提高和稳定春化效果；Friend(1963)认为，光照对稳定春化效果有重要作用；Chujo(1969)进一步研究认为光照长度的增加可以提高春化效果，上述结论得到国内一些研究结果的认同。日本石源(1960)、桥本(1961)报道，田间栽培的冬小麦在126或157的气温条件下可加速春化过程，Chujo(1966

18、)进一步证实811比1要好，百足幸一郎以811恒温24h光照对冬性及半冬性品种的春化效果与传统方法相比，春化时间可缩短12周；沈秋泉等(1985)研究结果，较高的低温(810)具有较好的春化效果。苗果园等认为大约12是小麦进行春化的上限温度，在此基础上(以12为零积温值)温度越低(0以上)越有利于春化发育，1负积温相当于几摄氏度正积温的春化作用。在加代材料的春化处理生育年龄方面，Mukade等(1973)认为用发芽种子进行处理比一叶期幼苗处理效果好，Gotoh(1975)的观点则相反，沈秋泉等研究认为两者效果接近，但综合考虑其它因素，一般以发芽种子进入春化为宜，百足幸一郎(1975)研究认为，

19、一叶期绿体在8、萤光灯照射下和发芽种子在02无光照条件下春化相比，前者缩短了到剑叶展开日的天数，然而种子绿体(播种未发芽种子)春化法效果又明显优于一叶期绿体春化，陆维忠等研究认为绿体春化的效果优于种子春化。日本为了进一步提高一叶期绿体春化效果，曾使用赤霉素和尿苷酸进行处理，但没有取得预期的效果。关于春化处理时间，许多研究认为小麦的感温性不能简单划分为春性或冬性，它们的生长习性从强春性到强冬性是一个连续性的变异过程。一些研究者把它分成个等级，并为各个级别小麦品种的春化处理时间提供了相应的量化指标。但在加代的实际操作中，没有必要把各类材料分类进行春化处理而且客观上也对杂种后代的性状分离情况无法预料

20、现实的做法就是根据育种地的小麦生长习性进行大致的春化处理。笔者在以往昆明、威宁夏繁中，总出了在自然条件下春性亲本和春性到半冬性亲本的杂种后代都可正常抽穗，半冬性亲本间杂种后代只能部分抽穗，半冬性以上亲本之间的杂种后代则很难抽穗。1.3.4 加代情况下小麦主要性状的相关性在温室栽培条件下，小麦株高与穗长呈显著正相关，小麦株高与穗长的回归方程为：y =3.64x +19.70 ，即穗长每增加 1cm，小麦株高增加 3.64cm。小麦株高与千粒重呈极显著正相关，小麦株高与千粒重的回归方程为：y = 0.41x +22.62，即小麦千粒重每增加1g 株高增加0.41cm12。在温室内的栽培条件下，冬小

21、麦穗长与芒长之间、穗长与小穗数之间、穗长与穗粒数之间均呈极显著正相关，小麦穗长与芒长的回归方程为：y = 0.77x+ 0.76 ，即芒长每增加1cm ，小麦穗长增加0.77cm；小麦穗长与小穗数的回归方程为：y = 0.26x + 1.57 ，即小穗数每增加1 个，穗长增加0126 cm；小麦穗长与穗粒数的回归方程为：y =0.15x + 3.09 ，即穗粒数每增加1个，穗长增加0.15cm12。在温室栽培的条件下，冬小麦穗下节间长与叶片数呈显著负相关，穗下节间长与千粒重呈极显著正相关。小麦穗下节间长与叶片数的回归方程为：y = -3.64x + 30.57 ，即叶片数每增加1个，穗下节间长

22、度减少3.64 cm。小麦穗下节间长与千粒重的回归方程为：y = 0.21x +6.59 ，即千粒重每增加1g ，小麦穗下节间长增加0.21cm12。在温室栽培的条件下，冬小麦小穗数与穗粒数呈显著正相关，麦穗的小穗数与穗粒数的回归方程为：y = 0.39x + 7.81 ，即小麦穗粒数每增加1个，小穗数增加0.39个12。1.4小麦加代在育种中的应用不同生态环境下选育和栽培的小麦品种的生长发育特性不完全一样，对环境条件适应能力有相同之处但也存在差异，适合当地环境因素的品种在当地种植更能发挥增产潜力13。由于外界环境条件对加代杂种后代的性状形成有一定的影响，因此对杂种后代的处理必须慎重考虑。首先

23、当地正季播种的代数不宜太少，关键世代最好在当地正季播种，单株选择，加代材料以增代和繁殖为主，以集团选择法进行选育；第二，由于加代条件的限制，一般应采取重点材料或有苗头的材料进行加代；第三，必须考虑上下代之间的衔接，因地制宜地将各个加代环节密切配合，一年加代次数的多少要根据实际需要和技术可行性而定。另外还可利用小麦“光钝对光敏显性”遗传规律对加代世代进行不同的选择方法14。由于半冬性及冬性小麦在夏季加代中，必需要有一定的室内制冷和光照设备，因此打破种子休眠和室内春化的夏繁技术在国内一般小麦育种单位未能普遍使用6。目前多数育种单位均采用异地异季完全靠自然温光加代的育种方法，确实为生产上提供优良品种

24、发挥了一定作用，然而这种方法一年也就是两代，且加代材料多为偏春性材料，除费用高、管理麻烦等弊端外4, 15，更重要的是由于自然选择的结果，那些对当地有重要生态适应性的冬性及半冬性材料易丢失，必然导致育种材料的普遍春性化2, 4, 10。应用室内人工低温处理，提高了春化效果，防止一些具有重要生态适应性的半冬性及冬性材料丢失，避免了育种材料的春性化。此外，小麦加代技术可应用于异种属间基因的导入、遗传育种中染色体的转育等5。幼苗春化的加代育种技术可以应用于远缘杂交、回交和抗病育种中10。1.5回交育种法在小麦育种方面的应用1.5.1 滚动回交法回交育种对改良某个品种（系）的个别性状具有很好效果。然而

25、在回交育种实践中经常出现这种情况，即经过连续多年多代回交，目标性状转进去了，其他性状也与轮回亲本相仿。但由于用作轮回亲本的推广品种已经或即将被其他更新、更优的品种替代，因此回交育种所获得的新品系仍赶不上生产发展的步伐。由扬作民提出的“滚动回交法”16在回交过程中不拘泥于始终采用同一轮回亲本，而是根据当时情况，随时加入更新、更优异的新品系作回交亲本。 抗病性鉴定结果不仅受病原菌菌系组成的影响，还受发病条件的影响，在自然发病条件下很难准确鉴定。对抗病回交育种来说，选取具有目标抗病性的单株进行回交是回交育种成败的关键。高德荣等16在温室诱发鉴定的同时，采用与抗白粉病基因Pm4a紧密连锁的分子标记加以

26、鉴定，保证了抗性鉴定的可靠性。 在回交育种过程中，除了紧盯目标性状外，还要兼顾其他性状。在回交后代中尽可能选取综合农艺性状优良，甚至比轮回亲本更好的株系和单株进行新一轮回交。在选择轮回亲本时，有意识地选用能兼顾其他性状的品系。采用这种方法，使得最后获得的新品种不仅可达到轮回亲本的总体水平。在某些方面还优于轮回亲本。1.5.2 转移不同目标性状的回交育种法异同回交在作物育种上有其特殊功用，已成为主要育种方法之一，被认为是改良优良品种个别重要不良性状的好方法，是实现基因转移的重要途径。回交育种法主要有下述方面的应用17：1.5.4.1改良现有作物优良品种个别缺点性状，使其继续推广种植，延长品种使用

27、年限；1.5.4.2在作物远缘杂交育种中，反复回交可克服杂种的不孕性，有效提高杂种结实率。1.5.4.3转移雄性不育基因育成新的雄性不育系。1.5.4.4转移不同显隐性性状回交育种法的异同若抗病的小麦优良品种甲丧失了抗病性，以其作轮回亲本，选用抗病的小麦材料作非轮回亲本，通过回交4-6代可使小麦品种甲恢复抗病性；如果品种甲的抗病性由显性单基因A控制，则采用图1的回交方式；如果品种甲的抗病性由隐性单基因a控制，则采用图2的回交方式在回交后代中，选择具有抗病且其它性状倾向轮回亲本的个体与轮回亲本回交。在自交后代中，选择具有抗病(as)且其它性状倾向轮回亲本的个体与轮回亲本回交。相同点：(1)：以非

28、轮回亲本作父本，轮回亲本作母本杂交，使母本细胞质基因所控制的性状得到完全遗传；(2)：在回交后代中选择具有抗病的且其它性状倾向轮回亲本的个体与轮回亲本回交；(3)：应选用综合性状良好的优良品种作轮回亲本，而非轮回亲本只要求具有抗病的目标性状。相异点：(1)：在图1的回交方式中，被转移的抗病性由显性基因A控制，因此，在杂种F1及回交后代中其抗病性都能明显表现，选择抗病的个体与轮回亲本回交，采用逐代连续回交的方式即可达到转移性状的目的。在图2的回交方式中，由于抗病性由隐性基因a控制，在杂种F1及回交后代中不能直接表现，因此，从回交一代开始每一回交后代必须进行自交，分离出隐性纯合体(aa)表现抗病性

29、。选择这样的个体与轮回亲本回交，应采取回交自交隔代交替进行的方式才能获得转移的目标性状。(2)：在图1方式中，假如BC6为回交饱和世代，此时回交后代个体基因型均为Aa，为获得抗病性稳定系统，选择抗病个体连续自交2代，凡自交后代抗性不分离的自交后代系统即为恢复抗病性的品种甲。 图1 图2在图2方式中，假如回交到B几代，此代个体基因型均为Aa，自交一代即可分离出携带aa抗病基因的纯合体，即为恢复抗病性的品种甲。1.6回交导入系的来历自1994年Eshed和Zamir18 提出回交导入系的概念以来，人们已在番茄、水稻19、油菜、大豆、大麦等主要农作物中建立了供体染色体片段的导入系(Int rogre

30、ssion lines, ILs)。回交的主要目的是重建受体背景，导入系群体表现高比率的轮回亲本基因型，同时保留少量供体亲本染色体片段(基因)，因此ILs群体具有与轮回亲本相似的遗传背景。ILs与轮回亲本的表型差异是供体染色体片段(基因)引起的，最大限度排除了不同遗传背景对导入基因的干扰，是检测目标性状QTL、进行基因精细定位与克隆的理想遗传材料。Liu等20利用普通小麦莱州953和以四倍体波斯小麦与粗山羊草人工合成的六倍体小麦Am3杂交并连续回交，建立了一套小麦导入系，并初步检测到一些农艺性状的QTL位点。在番茄和水稻上也有利用导入系成功检测QTL的报道。干旱缺水抑制作物生长发育，作物通过一

31、系列生理生化代谢及农艺性状的改变应答干旱胁迫21。小麦株高、穗粒数等都是影响产量的重要农艺性状，保证一定的植株高度及穗粒数是获得高产的前提，也是选育抗旱品种的重要形态指标。比较干旱胁迫和水分充足环境中抗旱相关性状的表现是评价抗旱性的重要方法22。然而，小麦农艺性状属于复杂的数量性状，陈稳良等23通过分子标记对ILs 群体进行遗传选择，分析目标性状的相互关系，为小麦抗旱性的遗传改良提供理论和方法参考。1.7回交导入系与QTL定位复杂性状的QTL定位研究已成为过去十多年分子生物学研究的热点之一24，但至今通过标记辅助选择改良复杂性状成功的报道还是寥寥无几。造成这种局面的原因是多方面的，以往绝大多数

32、QTL定位都是以来自2个亲本组合的分离群体为基础的，其结果只是对来源于每一QTL位点上的2个等位基因进行比较，无法肯定这些位点的等位基因是分子育种中最佳的有利等位基因，也无法获悉这些QTL 在其他遗传背景下的效应大小。尤其是当育种家所用的育种亲本与QTL研究群体的亲本不同时，QTL定位的结果就很难直接用于指导分子标记辅助育种。Tanksley 和 Nelson（1996)提出AB-QTL策略为解决QTL定位与育种实践相脱节指明了方向，但要真正大规模采用分子标记辅助改良复杂性状，还需充分挖掘种质资源中存在的各种有利基因，建立起优良品种背景的育种材料平台和基因标记的技术平台。本研究证明，将众多供体

33、大规模回交导入到少数优良品种背景培育遗传背景相似的近等基因导入群体，结合严格的表型鉴定筛选，就可以充分有效地发掘种质资源蕴藏的各种有利基因尤其是有利“隐蔽”基因。对经严格筛选为数不多的近等基因导入系进行目标性状的分子标记定位，鉴定与各种有利基因紧密连锁的分子标记，结合标记辅助选择进行同一性状的不同供体来源的有利基因累加，或不同性状有利基因的聚合，完全有可能培育出高产、广适性的优良品种。同时，对携有优良有利基因的近等基因导入系进一步标记辅助回交，培育目标性状基因的近等基因系，可以为基因克隆和功能基因组研究提供宝贵的遗传材料。作为分子育种的主要应用技术之一，国内外对分子标记辅助选择育种做了不少有益

34、的尝试27。分子标记辅助选择（MAS）的核心是把常规育种中的表型选择转化为基因型选择。其原理在于，一旦发现与目标性状基因/QTL紧密连锁的分子标记，就可在亲本确定的分离育种群体中根据连锁分子标记基因型选择带有目标基因/QTL理想基因型的个体，进而培育优良品种。国内外MAS至今在实际育种中的应用仅限于少数影响主要农作物重要性状的主效基因的转移和聚合。由于QTL在遗传上的复杂性、背景依赖性以及与环境的复杂互作，现有的QTL定位成果很难直接用于指导分子标记辅助选择育种。利用回交导入结合严格选择的方法进行目标性状有利基因发掘进而改良目标性状已经成为现代作物分子育种的主要趋势之一25，但目前在应用上尚有

35、诸多问题有待完善。利用选择导入系进行目标性状QTL定位已经有应用报道26。能在不同群体中相互验证的QTL，往往更容易获得育种家的认可，例如王利锋等在利用选择回交导入群体进行粳稻优良恢复系抗旱性改良与QTL定位研究发现的QDt9a27。从定位结果看，经目标性状严格筛选获得的优良群体，导入的供体QTL并不都是具有正向效应的，遗传累赘或抽样误差都可能产生这种现象。但毫无疑问，那些具有正向加性效应的QTL才会用于进一步改良抗旱性的育种程序中去。在大多数导入系群体中，杂合类型极为缺乏26，这显然不利于研究相关QTL的显性效应，而显性效应对于杂交水稻育种来说更有应用价值，特别是具有正向显性效应的QTL。供

36、体基因组向轮回亲本大规模的回交导入：这一阶段的具体操作是各参加单位以本地推广品种为亲本，其余的所有材料为供体亲本进行连续回交2-3次。要保证挖掘到供体所有的有利目标性状基因/QTL，就必须确保回交导入系群体中的供体导入片段覆盖整个供体基因组，这对一些受多位点控制的复杂的数量性状尤其重要。为此，回交后代群体需要一定的容量。当回交进行到预期的世代（通常为BCnF1或BC3F1）时，所有回交F1家系需自交一代。将来自每个组合的BCnF2或BC3F2单株的自交种子混收，形成各个杂交组合高代回交群体的混合集团。以有足够多的回交后代群体种子进行不同目标性状鉴定与筛选（图3）。图3近等基因导入系的构建，基因

37、（QTL）鉴定与标记辅助选择培育新品种的回交育种程序2材料与方法2.1材料：2.1.1母本材料：母本种子为闵东红老师所提供：回交导入周18BC2F1，回交导入PM4bBC1F1，回交导9871BC1F1，回交导入西农429005BC1F1，回交导入陕7859BC2F1，回交导入小偃22BC1F1，回交导入陕229BC1F1，回交导入碧蚂1号BC2F1，回交导入小偃6号BC2F1，回交导入偃展4110BC2F12.1.2父本材料：周18，碧蚂1号，PM4b，西农9871，西农429005，小偃22号，陕229，陕7859，小偃6号，偃展4110。2.2实验方法2.2.1材料处理：2.2.1.1.

38、在室温下，用1% H2O2浸种24小时；2.2.1.2.清水冲洗若干次后，种子转入培养皿中，在25条件下发芽。培养皿中覆纸保湿；2.2.1.3.间隔1周以后，同样方法处理父本材料。2.2.2.春化处理：2.2.2.1.2-3天后，待培养皿中材料发芽，移栽入盆。2.2.2.2.出苗后生长至二叶期，转入冰箱，在4条件下进行春化处理25天左右。自然光照、通风和低温不但可满足小麦春化对低温的需求，同时有利于茎杆形成木质素和角质层、培育壮苗，抵抗倒伏和病害，也是加代成败的重要时期。2.2.2.3.春化结束后，春化结束后，经过12天的室内缓苗，即可移栽到加代室中2.2.3.加代室管理：2.2.3.1施肥以

39、底肥为主，生育期中一般不追施化肥。在前期给予适当的水分补充，后期控制灌水；2.2.3.2苗期控制小麦长势，苗以稳健为主，3天为一周期观察，定时补充水分；2.2.3.3最初710d温度控制在1618,光照10h，温度不宜过高，浇水不宜过勤，灌水后适当松土，保持水分，有利于分蘖及根系生长28；2.2.3.4 然后710d温度控制在2022，光照12h，适时适量浇水，待苗长到一定高度时，不再松土，注意调节光照和盆的位置，保证受光均匀；2.2.3.5拔节后一直保持23-24小时连续光照，生物灯距植株保持在4060cm；2.2.3.6抽穗后每天用生物灯人为增加34h光照，促使小麦早熟，提高籽粒饱满度，促

40、进灌浆速度，缩短生育期；2.2.3.7母本开花以后，选雄性不育穗，剪去小穗上部越三分之一部分，进行套袋；2.2.3.8后期温度调至25,光照15h。移栽1个月左右即可去雄授粉，杂交一般在710d，授粉后期温度为2830持续25d左右即可按组合收获,注意防治蚜虫和白粉病；表1：加代小麦授粉方案 父本母本碧蚂1号小偃6号陕7859偃展4110周麦18陕229小偃22PM4b西农429005西农9871碧蚂1号BC2F1小偃6号BC2F1陕7859BC2F1偃展4110BC2F1周麦18BC2F1陕229BC1F1小偃22BC1F1PM4bBC1F1西农429005BC1F1西农9871BC1F12

41、.2.3.9授粉结束后，将加代室温度提高至25，加速小麦成熟；2.2.3.10从抽穗到成熟期仍需自然光照和人工光照相结合进行连续光照，光源与植株距离特别重要，防止高温、高湿杀死花药。过低的温度，通风和光照不足均影响花药发育，导致形成不孕穗。3结果与分析3.1 加代图片：3.1.1 父本材料 碧蚂1号 小偃6号 陕7859 偃展4110 周麦18 陕229 小偃22号 PM4b 429005 西农98713.1.2 母本材料 碧蚂1号BC2F1 小偃6号BC2F1 陕7859BC2F1 偃展4110BC2F1 周18BC2F1 陕229BC1F1 小偃22BC1F1 PM4b BC1F1 西农4

42、29005 BC1F1西农9871 BC1F13.2开花时间统计：表2：母本开花时间统计表碧蚂1号BC2F1小偃6号BC2F1陕7859BC2F1偃4110BC2F1周麦18BC2F1陕229BC1F1小偃22BC1F1PM4bBC1F1西农429005BC1F1西农9871BC1F19.2910.49.309.2710.610.110.110.89.269.27表3：父本开花时间统计表碧蚂1号小偃6号陕7859偃4110周麦陕229小偃22PM4b西农429005西农987110.110.410.29.2910.710.310.410.109.289.30 根据表2、表3对照可以发现，在父本

43、材料晚处理一周的情况下，父本与母本开花相差时长最大为3天，有效的防止了由于花期不遇造成授粉无法完成的情况。3.3 结实率统计调查结果如表4所示，调查时间为2008年11月20日表4：回交结实率调查表平均应结粒数平均实结粒数结实率碧蚂1号BC2F166480.7272727小偃6号BC2F154420.7777778陕7859BC2F160370.6166667偃4110BC2F148370.7708333周麦18BC2F163480.7619048陕229BC1F160530.8833333小偃22BC1F168580.8529412PM4bBC1F157430.7543860西农429005

44、BC1F161430.7049180西农9871BC1F162500.8064516以上结果为人工授粉所得，在授粉过程中采用饱和授粉，故结实率较高。结实率计算的公式为：结实率=4结论与讨论4.1结论4.1.1加代种子的休眠破除本实验综合前人的方法，先用1% H2O2浸种24h，然后清水清洗若干次以后，转入覆纸保湿的培养皿中发芽，保证发芽率在90%以上。4.1.2小麦低温春化处理采用可透光冰箱进行春化处理，保证了小麦苗期对光照的需求，温度可以稳定控制，不可控因素大大减少。4.1.3 花期不遇问题 父本材料比母本材料处理晚1周时间，成功解决了部分品种因为花期不遇造成无法完成授粉的问题。4.2讨论

45、在小麦室内加代技术日益完善的今天，一年多代的繁育速度，大大加快了小麦新品种培育的速度。是快速培育新品种的一种重要方法。参考文献1张爱民,刘冬成,聂秀玲等.杂种小麦育种的战略J.中国农业科技导报,2002,4(5):42-482王志伟,胡冬梅.青海小麦一年四代繁育技术指标研究J.麦类作物,1999,(19)4:24-263叶兴国,徐惠君,赵乐莲等.组织培养途径改良定型小麦品种的研究J.作物学报,1998,(24)3:310-3134郭文秀.春小麦青春533的简易加代技术研究J.中国农学通报,1993,(9)2:35-385铃木茂.作物育种技术新进展J,科学技术文献出版社重庆分社,1980,1-5

46、56孙兰珍,高庆荣,张延传.冬小麦就地夏播加代育种技术的研究J.山东农业大学学报,1989,4:23-287百足幸一郎.加速农作物世代的育种.国外农业科技资料J,1975,(2),9-148候学增.冬小麦加速世代育种技术研究.廊坊地区科研所鉴定书,19829郑必理.武功地区小麦就地加代试验简结J.陕西农业科学,1981,2:42-4410沈秋泉,陈桂玲.小麦幼苗春化一年三代育种技术的研究J.作物学报,1985,(11)1:59-6711景继海,杜艳平,苏改凤冬季日光温室种植春小麦加代技术研究J宁夏农林科技2000.412焦浈,闻捷,秦广雍,霍裕平快速筛选小麦转化后代高蛋白突变株的加代技术研究J

47、河南农业科学2004.313吴姝,张树源,沈允钢.昼夜温差对小麦生长特性的影响J.作物报,1998,(24)3:333-33714赵海滨.春小麦不同光温型品种(系)南北两地生育期的变化规律与育种关系J.黑龙江农业科学,1998,3:36-3815任长忠,邓路光,沙莉等.春小麦夏繁加代试验研究初探J.吉林农业科学,1995,3:20-2116高德荣等 抗病小麦新品种的回交选育J 江苏农业科学2001,2:23-2617冯俊才 转移不同目标性状的回交育种法异同J 生物学教学2001,(26)4:43-4418 Eshed Y, Zamir D.A genomic library of Lycope

48、rsicon peuuellii in L. esculentum : a tool for mapping of genesJ.Emphatic1994,79:175-17919 Tian F, Li D J, Fu Q, et al. Construction of introgression lines carrying wild rice(Oryza rufipogon Griff)segments in cultivated rice(Oryza sativa L.)background and characterization of introgressed segments as

49、sociated with yield related tra- itsJ.Theoretical and Applied Genetics,2006,112:570-580. 20 Liu S B, Zhou R Z, Dong Y C, et al. Development, utilization of Introgression lines using a synthetic wheat as donorJ.Theoretical and Applied Genetics，2006,112：1360-1373. 21Brown L R, Halweil B. China water s

50、hortage could shake world food security J.World Watch,1998,7:3-4.22 Xu J L, Lafitte HR, Gao Y M, et al. QTLs for drought escape and tolerance identified in a set of random introgression lines of rice J.Theoretical and Applied Gen- etics,2005,111:1642-1650.23陈稳良，景蕊莲，刘惠民等晋麦47背景回交导入系列的遗传选择与性状分析J.麦类作物学报

51、，2009，29(2):206-21124 徐建龙，高用明等 回交导入后代水稻种质有利基因的鉴定与筛选研究J.分子植物育种。2005,3(5):619-62825徐志康. 我国水稻分子育种计划的策略J. 分子植物育种， 2005，3(5): 603-60826Li Z. K. ,Fu B. Y. ,Gao Y. M. ,et. al. Genomewide introgression lines and a forward genetics strategy for functional genomic research of complex phenotypes in rice (Oryza

52、 sativa L.)J. Plant Molecular Biology，2005，59:33-5227王利锋等利用选择回交导入群体进行粳稻优良恢复系抗旱性改良与QTL定位J.安徽农业大学学报， 2007,34 (3) : 311-31928李学军. 小麦HMW2GS 近等基因系的创建及亚基组合品质效应研究D.西北农林科技大学,2004 :39-41.附录：关于小麦雄性不育基因和植物雄性不育遗传模式的基遗传学研究刘秉华王山荭杨丽(中国农业科学院作物育种栽培研究所, 国家农业部作物遗传育种重点实验室， 北京100081)摘要：本文回顾了多年来对小麦雄性不育遗传研究的进展。太谷核不育小麦是显性雄

53、性不育材料, 它的显性不育基因M s2位于4D 染色体短臂上, 距离着丝点31. 16cM。矮败小麦是有矮杆标记的雄性核不育材料，它带有控制雄性核不育的Ms2基因和控制矮杆的Rht10基因。在矮败小麦中, 矮秆基因Rht10与雄性不育基因Ms2在4D 染色体短臂上连锁十分紧密, 交换率仅为0. 18%。这两个基因的连锁片段已转移到中国春小麦ph1b突变体和八倍体小黑麦中。我们发现一套基因控制的雌雄性都不育的小麦遗传种质和双隐性基因控制的小麦核不育材料。由此, 提出了植物基因互作型显性核不育材料起源假说; 并经遗传分析和数学推导, 建立了植物隐性核不育材料姊妹交后代育性遗传模式。关键词：雄性不育

54、; 遗传研究; 遗传模式雄性不育, 特别是细胞核雄性不育, 是一种常见的自然现象, 几乎在所有的两性花植物中都能见到。在核不育材料中, 多数由隐性基因控制, 只有极少数受控于显性基因。太谷核不育小麦是一个显性核不育材料, 雄性败育彻底, 不育性稳定, 异交结实率高, 在遗传育种研究中有重要价值。本文综述这个材料遗传研究的进展, 报道两例新发现核不育材料遗传鉴定结果, 提出植物雄性不育的有关遗传模式。1 太谷核不育小麦基因定位定位小麦雄性不育基因非常困难，因为不能采用常规的单体分析方法, 我们利用染色体组定位、端体测验和端体分析一套方法和程序, 成功地进行了太谷核不育小麦Ms2 (Tal) 基因的定位研究。1. 1染色体组定位小麦属内有二倍体种、四倍体种和六倍体种。在不同倍性的种间杂交后代(F1) 中, 有的染色体组的染色体在减数分裂中期 配成二价体, 有的染色体组的染色体则呈单价体状态。在减数分裂后期, 二价体均等地分向两极, 单价体随机地分向两极, 并且有很大一部分由于落后而在末期不能到达两极而被遗弃在细胞质中。如果目标基因位于处于单价体的染色体上, 它将