小麥抗病育種研究進(jìn)展

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1、小麥抗病育種最新研究進(jìn)展TILLING技術(shù)的形成和發(fā)展及其在麥類作物屮的應(yīng)川TILLING(Targetinginducedlocallesionsingenomes,定向誘導(dǎo)基因組局部突變技術(shù))是一種高通量的等位變異創(chuàng)制和突變體快速鑒定技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是將傳統(tǒng)的化學(xué)誘變方法和突變的高效篩選有效結(jié)合的反向遺傳學(xué)研究方法?其技術(shù)原理是將傳統(tǒng)的酶切技術(shù)與PCR技術(shù)和結(jié)合后采用紅外雙色熒光系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)果鑒左，從而篩選出相應(yīng)的突變體?傳統(tǒng)的TILLING技術(shù)主要用于篩選由人工誘導(dǎo)產(chǎn)生的突變體.Ecotilling技術(shù)由TILLING技術(shù)延

2、伸而來(lái)，主要用于鑒定自然界中已經(jīng)存在的突變體，其與傳統(tǒng)的TILLING技術(shù)的區(qū)別主要為構(gòu)建DXA池時(shí)略冇差牙.隨著該項(xiàng)技術(shù)在擬南芥等模式植物中的成功應(yīng)用，越來(lái)越多的人開始將其用于基因組較大的植物Z中.本文對(duì)近年來(lái)TILLING技術(shù)在麥類作物中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，并通過(guò)比較不同植物突變體庫(kù)中的突變頻率發(fā)現(xiàn)，經(jīng)EMS處理的小麥等麥類作物突變體庫(kù)中的突變頻率顯著高丁?其他植物，因此和信,TILLING技術(shù)將會(huì)作為一種常規(guī)手段在麥類作物尤?其是普通小麥改良屮得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用.4小麥抗赤霉病轉(zhuǎn)基因研究?jī)星皥?bào)道的抗赤霉病轉(zhuǎn)基因研究多集

3、中在對(duì)一些病程相關(guān)蛋白的研究上。如Chen等利用共轉(zhuǎn)化技術(shù)將來(lái)源于水稻的類甜蛋口基因轉(zhuǎn)入感赤霉病的小麥品種Bobwhite中，轉(zhuǎn)基因植株的抗性鑒定結(jié)果表明，與非轉(zhuǎn)基因植株和比，轉(zhuǎn)基因植株可以延遲赤需病的發(fā)生。Anand等從受赤霉病菌侵染的蘇麥3號(hào)cDNA文庫(kù)中獲得了編碼窗聚糖酶、幾丁質(zhì)酶及類甜蛋白的基因，將這些基因轉(zhuǎn)入到感病品種Bobwhite中，并對(duì)轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行了溫室及大IH的抗性鑒定。在溫室條件下，一個(gè)共表達(dá)兒丁質(zhì)酶及葡聚糖酶基因的株系可以延緩病菌侵染的擴(kuò)散(TypeIIresistance),但在大出條件下，沒發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)

4、基因株系對(duì)病菌?的最初侵染(TypeIresistance)冇明顯作用。Rs-AFP2是一種來(lái)源于蘿卜的抗菌肽，體外試驗(yàn)表明該抗菌肽叮以強(qiáng)烈地抑制小麥赤得病菌的菌素生長(zhǎng)。廖勇等通過(guò)基因槍介導(dǎo)的方法將該基因轉(zhuǎn)入小麥揚(yáng)麥12中，口前己經(jīng)獲得轉(zhuǎn)基因植株，進(jìn)一步的抗性鑒定工作還在進(jìn)行小。除了轉(zhuǎn)一些抗菌蛋白外，一些與抗性相關(guān)的基因也被用來(lái)進(jìn)行抗赤霉病轉(zhuǎn)基因研究。如擬南芥的NPR1基因(NonexpresserofPRgenes)可以調(diào)節(jié)植物的系統(tǒng)獲得抗性(Systemicacquiredresistance),Makandar等將此基

5、因轉(zhuǎn)入了小麥Bobwhite中,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，NPR1基因在轉(zhuǎn)基因小麥中的表達(dá)可以加快小麥在病原菌侵染時(shí)的內(nèi)源防衛(wèi)反應(yīng)。在進(jìn)行植物源抗性基因研究的同時(shí)，研究者還對(duì)一些來(lái)門于微生物的基因進(jìn)行了植物轉(zhuǎn)基因研究，期望能夠獲得可提高赤每病抗性的轉(zhuǎn)基因植株。TrilOl基因是單端抱每烯族毒素中T-2毒素的弱毒基因，該基因編碼3-0-乙酰轉(zhuǎn)移酶可將單端砲霧烯族類毒素(如T-2)的軽基氧化為撥-乙?；褂⒒钚詼p弱。Okubara等將TrilOl基因轉(zhuǎn)入感病的小麥品種屮，共獲得四個(gè)轉(zhuǎn)基因株系，這些株系的胚乳和穎殼里都檢測(cè)到Tr訂01轉(zhuǎn)錄物

6、的積累，溫室的抗性鑒定表明轉(zhuǎn)基因植株可在一定程度上減輕病癥。5展望小麥與赤叢病菌的互作是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，雖然有關(guān)具分子機(jī)理的研究已經(jīng)取得了不少成杲，但目前還無(wú)法完全詮釋這一過(guò)程，還有很多問題在等待著去探索，如對(duì)抗性起主要作用的基因是哪些，抗病基因Z間的互作如何及轉(zhuǎn)基因后基因的表達(dá)沉默等。相信隨著科學(xué)技術(shù)的H益發(fā)展，這些問題都將迎刃而解。小麥己知抗口粉病基因在河南的抗性評(píng)價(jià)及Pm2基因的標(biāo)記追蹤小麥Mio基因的克隆及白粉病菌誘導(dǎo)下的表達(dá)模式分析RXA干擾技術(shù)在小麥中的應(yīng)用研究進(jìn)展小麥EST-SSRs分子標(biāo)記的特性及其遺傳作圖為

7、了解普通小麥EST來(lái)源的微衛(wèi)星的多樣性,從大約1000個(gè)包含微衛(wèi)星的ESTs中設(shè)計(jì)T300對(duì)引物，研究和評(píng)估了它們的多態(tài)性水平，并H將多態(tài)性標(biāo)記加入到現(xiàn)有的遺傳圖譜中.在五種不同類型的重復(fù)單元中，三個(gè)堿基的重復(fù)單元出現(xiàn)最多，占到77%.幾乎所有的ESTSSRs標(biāo)記(99.3%)的重復(fù)單元都含有G-C堿基對(duì).37.4%的微衛(wèi)星都是四次重復(fù).對(duì)于擴(kuò)增和多態(tài)性,300對(duì)引物小有60對(duì)沒有擴(kuò)增,21.3%的擴(kuò)增引物沒能產(chǎn)生預(yù)期的擴(kuò)增片斷.58%的標(biāo)記至少在所用8個(gè)材料的一個(gè)中顯示出多態(tài)性.W7984和Opata組合表現(xiàn)出最高的多態(tài)性

8、水平.大多數(shù)普通小麥EST-SSRs標(biāo)記的重復(fù)次數(shù)小于10,并且4次重復(fù)是最為普遍的.81個(gè)新的EST-SSR位點(diǎn)被添加到兩個(gè)已有的參照遺傳圖譜中(62個(gè)加到TTMT,19個(gè)加到CTCS).研究結(jié)果表明小麥EST-SSRs標(biāo)記展示了一些不同于基因組微衛(wèi)星的特異特征,在標(biāo)記發(fā)展和其他遺傳應(yīng)用