全 文 ：乃一
第 卷第捕
1 9 9 6年 6月
生 态 农 业 研 究
ECO—AGRICULTURE RESEARCH
Vo1．4
June，
No．
1996
5 e ，{
矮化型八倍体小候麦的选育
畅志坚 胡河生
(山西省农业科学院作物遗传研究所 太原 、03003])
王 志 国 ，
(中国科学院石家庄农业现代化研究所 石家庄 050021)
；~ ：(Agropy
，
ron glaucum )
Abstract ch~ag=1 iaa Hesltealg(fmstltute of Crop Scenees Slumd Acadte6ty Agricul一
关键调
． ! 堕苎尘监 普
Ij ，Hu
偃麦草染色体组在增加六倍体小麦的遗传变异、扩充遗传资源上有极大潜力 。通
过有性杂交等遗传操作 ，偃麦草染色体能被引入小麦基因组。八倍体小偃麦是小麦远缘杂
交育种和染色体工程研究的基础_材料，用它和小麦杂交是引入偃麦草有用基因的重要手
段 。因此，近年来小偃麦的研究及在育种上的应用受到小麦育种学家和遗传学家的广
奉盘 于 1995年 1O月 31日收 鄯。
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74 生 态 农 业 研 究 第 4卷
泛重视，并取得很大进展，人工合成一批稳定的八倍体小偃麦 。但目前这些人工合成
的 僵爱毒现植株过高、成熟期晚、穗轴易断、籽粒饱满度差、脱粒难等缺点，并由于这些
不良基因与优良基因的连锁，常常给外源基因的导入和优 良品种的选育造成诸多困
难[． ]。为此，我们从 1985年开始甩普通小麦与天蓝偃麦草(AKropyron glaucum)进行杂
交，经过近 l0年的努力育成株高为 65～70cm、穗轴不易断裂、易脱粒的八倍体小偃麦
“TAI7O44 新矮潭。
1 材料和方法
1．1 矮化型八倍体小偃麦的选育
供试材料天蓝偃麦草(Agropyron glaucum)系1985年从广西玉米研究所引入在温室
育苗 ，翌春移栽大 田。杂交时选优株采集花粉授粉 I，J、麦选用春性品种 晋春 7号 。1986
年配置组合 ，采用人工补充光照、人工去雄、人工授粉，其属 间杂种 F 不育性的克服是选
用冬小麦品系。21124”的花粉对 F．进行回交 。
1．2 矮化型八倍体小僵麦掘胞学鉴定
染色体数目 取。TAI7O44”根尖，冰水处理，卡诺液固定，LNHCL58~C条件下解离，
铁矾一苏术精染色，压片法观察。
染色体行为 取。TAI7O44 幼穗，卡诺液固定，70 酒精中保存，醋酸洋红染色，常规
压片观察 。
1．3 警醴同工酶电诛
材料 "TAI7044 及其双亲“天蓝偃麦草 (Agropyron glaucum)和。晋春 7号 。种子
在培养皿中发芽，幼苗高 8em时取材液氮速冻，一70~C保存。 · ．
样品提取 取鲜重 lg的材料，加 lral预冷(0～4℃)的提取缓冲液，冰浴中研磨。1．3
万 r／rain离心 6min，取上清液一20℃保存备用。
电泳 采用不连续聚丙烯酰胺凝胶垂直平板电泳。分离胶缓冲系统为 0．22mol Tris—
HCL，pH8．9；浓 缩 胶缓 冲 系 统 为 0．037mol Tris—HCL，pH6．7；电极 缓 冲 系统 为
0．0049moi Tris~0．038mol甘氨酸，pH8．3，采用 l0 分离胶和 2．5 (交联剂 20 )的浓
缩胶 进棒量为 8or．1 10mA恒流电泳，进入分离胶后 20mA恒流电泳 2～3h，向阳极(+
极)泳动。
同工酶显色 电泳结束后，迅速取出胶板，剥离胶片于室温甩dH O漂洗后按下述方
法显色反应 。临用前配制下列反应液 ：A液(乙酸一q一萘酯 100rag、乙酸一 萘酯 i00mg、丙酮
lOm1)溶后，加 0．03tool磷酸缓 冲液(PBS，pH6．5)120ml；B液 (坚牢蓝 RR蓝 1。0～
150rag、丙酮 10m1)溶后，加 0．03molPBS(pH6．5)8oral。
显色程序 胶片浸入 A液中反应 10～2Omin(25～30℃)，然后将B液加入摇匀并不
断摇动，至酯带显色较深而胶片底色不太重为度。dH。O漂洗，7 乙酸保存。
2 结果与分析
2．1 选育经过
杂种第 1代 小麦一偃麦草杂种F (多年生)的野生性较强，不孕性很高，在太原地区
一 般不能 自然结实 。为克服其属问杂种 F。的不育性，我们用小麦的花粉对 F 植株进行大
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第 2期 畅意坚等：矮此型八倍体小僵麦的选育 75
量 回交 ，得到少量的 B F】种子，其中“晋春 7号 ×天蓝偃麦草 (Agropyron&laucum)／
21124(冬小麦)组合的 131F 种子为 7粒．且种子细小，冬天温室育苗，翌春移栽于大田，获
得 B F 5株。
B Ft B F 选择，淘汰不正常的矮化或感病株，选留穗大、抗病、秆强、株高不超过
100cm并具一定结实能力的植株，该组合当年获得 B F 种子 47粒。
B F s B F 种子较大 ，饱满度较好，分离类型丰富，变异幅度大，但有相当数量的植
株过高，茎秆细软，穗小码稀，结实性很差，白粉、叶枯病较重。严格淘汰病劣株和偏草类
型 ，着重选择农艺性状较好、茎秆粗壮、株高在 100cm 以下的抗病、可育的中间类型和小
麦类型。该组合的 B F 入选 4株，B F。入选 17株。
BtF． 经连续 3个世代的选择 B。F．在株高、育性 、类型等方面的分离幅度仍很大，从
17个株系中分离出 2株超矮亲植株，即“5050—1”和“5004一l ，其株高分 别为 67cm 和
64cm。植株生长繁茂 ，根系发达，茎秆粗壮，抗病、育性较好．单株收获后于秋天播种大田。
F 来源于“5004—1 的株系尚在分离 ，而来源于“5050—1”的株系性状整齐且长势
健壮，根系发达 ，穗大蘖多，对条锈病免疫、高抗白粉和叶枯病、育性恢复正常，从“5050一l
的株系中入选 15株。
BtFe B 的 l5个株系间没有太大分离，性抗基本稳定，抽穗期、株高等整齐 致
13,F 131Fi植株均表现生长健壮，矮秆、穗大、籽实、整齐 、抗病 ，各株系已基本稳定，
混收后暂定名为“TA17044 。
2．2 主要特征特性
矮化型小麦一偃麦草中间类型“TAI7044 的主要优良特性如下 抗病性好，经过连续 3
年鉴定，"TAI7044 不仅高抗自粉病，而且对条、叶、秆三种锈病的多个生理小种均表现免
疫至高抗 ；抗逆性强 ，。TAI7044 矮秆 ，株高 65～70em，株型紧凑，根系发达 ，根量多而粗
壮，抗旱、耐高温，抗干热风和抗倒伏。同父本天蓝偃麦草(Agropyron glaucum)-样先从
穗部开始成熟 ，且穗子成熟后而上部叶片仍保持绿色，落黄好f分蘖力强，成穗事高，成熟
花药为桔红色(双亲及其它八倍体小偃麦均为淡黄色)，穗轴节片不易断，“TA17044 的结
实穗数为 17~34个，保留了父本天蓝偃麦草(Agropyron glaucum)的多蘖性 丰产性好，
“TAI7044"为无芒、白壳、白粒，穗为纺锤形 ，穗长 16~20cm，小穗着生密度 中等 ，主穗结
实小穗 23~27个，多花，中部小穗可结实 5～6粒，最多可达 7粒，主穗粒数 55~90粒 ，多
者可达 103粒 ，千粒重 2O～28g，易脱粒。
2、3 细胞学鉴定
对“TAI7044”随机取样 22株进行了根尖细胞学观察，结果表明，染色体数 目的变化
范围是 2n一52~58，其中 2n=56的 17株，占 77．3 2n=52~54的 2株，占 8．2 ；2n
=58的 1株，占 4．5 ，这些非整倍体植株是 由于部分花粉母细胞减数分裂不稳定造成
的。从根尖细胞染色体数 2n~56的 17个植株中随机取样 4株，其花粉母细胞减数分裂 中
期 I染色体构型为28I的细胞占59．95 ，其余细胞含单价体l～10个不等。平均每细胞
有 1．43个单价体 ，27．48个二价体(其中环状二价体 22．16个)，0．09个三价体 ，0．04个
四价体(见表 1)。这种减数分裂异常现象在八倍体小黑麦 和八倍体小偃麦中也经常见
到，其原因可能与来自异属的染色体组在杂种细胞内不能相互协调有关。即使异源双二
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76 生 态 农 业 研 究 第 4卷
倍体经过多代选择特征特性已基本稳定，但要让受体种与供体种的染色体组相互适应达
到平衡状态，从而使双二倍体的减数分裂趋于正常，尚需更长的时间。
衰 1 八倍体小■麦 TAJ7044 檀橡花粉母细胞中期 I染色体构翟
Tab 1 Chromosome configuration of Octopliod Trititrigia TA17044 PM C at M I
2．4 簟奠伺工酶分析
按 1976年国际化学会(IUB)生化命名委员会(CBN)建议，按向阳极电泳速度的快慢
用数字依次给同工酶区带编号。泳动最快者为1，现将酶带进行初步编号，以便比较分析。
在此条件下，凝胶中部可资比较的可分辨到的酶带 14条。其中天蓝健麦草(Agrol~
ton glaucurn)有 6条，分别为 2，4，5，7，9，11；。晋春 7号 有 6条，分别为 2，3，4，5，6，10；
“TAI7044 有 11条，分别为 1，2，3，4，5，6，7．8，12，13，14．“TAI7044 有双亲均无的酶带
1，8，12，13，t4(觅图 1)。结果表明，酯酶比双亲多出 5条酶带(指双亲均无的5条酵带)，
但却步双亲分别具有的10，11，9三条，这说明“TAI7O44 与其亲本比较产生了一些包括
矮化特性在内的新性状，从而证明了利用外源种质与小麦遗传背景之间的相互作用创造
新性状的可能性 。
+ ～
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[]=]=口工[二] 艏戢
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耳瓯
3 讨 论
矮化型八倍体小僵麦。TAI7044
是人工合成的第一个小麦一僵麦草双
二倍体新矮源。供体亲本天蓝偃麦草
(Agropyron glaucum)株高在 130cm
以上，受体亲本普通小麦株高超过
90~m。但"TAI7044 的株高仅为 65～
圉1 TAI7o“ 殛亲本醵酶同工醇谱 70cm，并且这一矮化特性不仅杂交双
F ·l The egter enz e TAI7044 and parents亲中不存在，而且其他八倍体小偃麦
也不具备。因此，这一新性状的产生有两种可能，一是普通小麦与天蓝偃麦草 g恸 一
glaucum)之间染色体组相互作用的结果}二是该八倍体小偃麦中的偃麦草染色体组与其
他八倍体小偃麦的染色体组型(AABBDDEE或AABBDDFF)c 不同，所引入的这组僵麦
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第 2期 畅志坚等：矮化型八倍体小僵麦的选育
草染色体很可能携有致矮基因，并在特 、麦遗传背景中得到充分表达a其臻化特性的
成因属何种可能尚需进 研究 ·
致谢 本文承蒙中国科学院石家庄农业现代化研究所钟冠昌、穆素椿研究员指正，谨表谢
意。
参 考 文 献
1 李振声等．小麦远缘杂交，北京 科学出敝社，1985．
2 孙善澧．小僵麦新品种与中间类型的连育逮径、程序和方法．作橱学报，1981·7(1)，51~58．
3 钟冠昌等．八倍悻小僵麦与普通小麦杂交育种的研究．西北植物学报 ·1995，15(1)，6～9．
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5 都水等．小囊×天啬冰草后代五十中间类型的细胞遗传学研究．植物学报．1979，21(3)=259~262．
6 A．J．Lukhs~ewski．et a1．Cytogenetlcs of Tritic~1．plant m d_mg ReviewB，1987．Vo15：56~ 63．
1 995年 囊 圈 生 态 农 业 胃E设 司l果 J JL
生态农王是具有中国特 色耐农业持蝽蛊晨耐一隶成功之路．为推动生态农韭的直晨t1993丰 12月在多年氓肇示
范和研究椎广耐基础上，农生郜与国宰计羹、时破鄙等七郜委局担直 全茸生毒农曼是宴翟撕导止4，并喜全田实行
50个生i蠡袁王试点县建设-tl目．1995丰 6～9月，每导小虹成更单位畚阿有关省市*网对弗旁全 目生态农生试点县进
行了蟹圭和指导。尊姑所幢 圭耐 9个省 19个县生态农生建设晴况，啊日避晨峨利t取得寸玉著的芷济 、生态和社畚it
苴．主善表现喜，
1．5o个画家赶生态农业试点县蛊挥 了示范作用，带动 全国生态农业的盅晨。日竹席目家51个县 ，有省赶示
范县 1oo 个，有 lO多个地市开展 了生态农业建设 ，还有湖北省哥_．I定 省赶生态农王蛊晨蜩善。
2．嫁台it苴显著，展示 广问的曼晨前量。耱 l9个县耐相步戈计，蒜童尊产增长在 I5 以上t单产靖 长 1O 以
上 ．^ 均收入毫干当地平均术平耐 12 ．1994丰山东省耐 5个试点县^均收入是全省平均术平耐 1．7倍。生态环境明
显垃善．农业丰戈功能得到加强并悔调曼晨。1995丰西北地区蛀历 几十丰不逗耐太羊，担延安市、闻毒县，中阳县芋
生态农王试点县市的袁生生产和农村蛀济直晨仍燕较好 。
3．喜赶攮导高度重视，薹木 成了有it地菅理和推广件 隶。各省区(市)及试点县均成立生态农业的菅垃和推广机
构，有的．薯出台 一些推动生态农王曼展 政蕈措毫，如黑点江省毒将 太力推广生态农业 砟为实现农业强省的t善
措 施之一 ．山 末省 每年都 召开全 省生态农 生工作喜 证 ，布 王生 奄农 业工作 。
4．蒂动1地方叶生态农生的援入．加快 了生态农业建谴。奋地为搞好全国 50个生态农生县建设项 目，增加 了叶生
态农业耐援入．许多省耐时政郜门专门安排 了生态农业事业 t．湖北、云南哥省每年安|I生态农韭专 蛀 tlO0万元·
嘲步戈计．1994丰省区共安排生态农生事业t1000多万元。l7个县用于生态农业工程建证膏盘 3亿元。茸家的拉入
成 为导 向．带动 地方耐 援入 ．示范县 的农 业投 入明玉 高于其它 农业县 ．
5．通过生态农生示范县建设耐开展，瞢夏了科学知识．提高了农民和基层干郜耐环境保护意识，酋川省届山县将
生态#学知识作为生态农王建谴的重点内容之一．建立 县、多(镇)村赶培训肆丧·2丰内培训 4万^攻。
全国生态农王试点县建设也存在一些 问赶．主善是生态农王是棱采奇t高的亲戈工程，画家对生态农业耐培训不
謦，棱 末撞导耆斡加强r生态农王建设耐一些模式太 是牟焱掉索，需善#学的尊蛄和完善·建立示范并较， 健在￡
太范田推广}目前，一些地区在 自蛊地开展生态农业建设，国家应络干指导，善连一些地区进行示范建设，捣出样板在
全匮椎 广．
太t耐理砖研主和实战证明，生态农王县是。丧王发展的枉木、真正的后哥所在 ·。是方向性的措毫 ·是袁田袁生
斡续发展的必燕最异，长期 皋．目宰高度重视生态农生的发展，将母广生态农生砟 为中目环境与蛊晨耐十太对蕈之
一
，
并列入了t中目21世纪证桂)。竞耐十四层五中全鲁t关于．I定目民丘济和社击发展 九五 计爿和 2010+适．|目
标的建设中提出善实现蛀济盅晨由杠建型向集 萱々型甘转圭．善北理好蛀济直属与费舜和环境 的美袁，善实现可斡壤
发展．生态收土是宾崔农生由粗最型向it苴型转童的枉本所喜，是可特埃发展曲农业。园地·在五中全畚的建证中再班
提 出 。大力发展 生 态农业 ，保护 农 生生 态环 境 。
为切实贯枷五中全岳 大力发展生态农王 耐精神．推动我国生态丧王建设的盅晨，夸后·善重^t好以下工作t
1、加大 50个生态农王氓点县工作力度．主善是做好担氟协调工作．宣传培诩、完善示葛样较和苴蛄缸广生态袁王
棱 采 。
2．加大生态农业椎广度。主要是接区域和生态盎型，在现有全国2000多个不同屡次耐试点基础上，选择 50～100
个样板模式和技术进行 宅善与瞿高，作为培训和椎广基地。
5．开晨地区赶生态农王实验示范。在全国已作出发展生毒农生规划的 10 个地区的基础上，接。沮饱型 、 小章
型 和 富褡型 连 3～5个 地 (市 )进 扦 宴骚 示 范，探 索燕骚 t为 2l世 纪大 力椎 广微 堆喜 。
(原靛t科技 日报)闫威／文)
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