全 文 ：歹
第 4卷 第 1期
1 9 9 6年 3月
生 态 农 业 研 究
ECO—AGRICULTURE RESEARCH
V01．4 No．1
March． 1996
利用缺体回交法选育小黑麦异代换系的研究
穆素梅 钟冠 昌
(中国科学院石家庄农业现代化砸究所 石家庄
李振声L／／李 滨
● - — _ — — ～
(中国科学院遗传研究所 北京 100101)
㈣ 段- 歹，
—
／
抽 耍 穆素梅，神冠昌，李振声，李 演．利用缺俸回交法选育小黑麦异代换系的研究．生态
农业研究 ，1996，4(1)；33~36．
默4D缺体为母本．黑麦为父本进行杂交，授粉后 16～18,t进行坊胚培养，培养的试警苗用
0．05 赦木仙素处理 ，加倍后的植株再月j缺体回麦 1～2欢，就可获得小黑麦异代换系。在第二
次 回麦的 F (B]Ft)代里，单体代挠植株 占 18．5 ；溉单体代换 占24 ．这两种类型经 自麦后都
获得 了 4D／4R异代换系，有的异代换系已直接用于生产。
erILT~flom·ChineseAcademy ofSciences，Shl|lazhunag 050021),LI Zhenskeag andLI Bin(In-
sfltute of GeBe4J~ ，Chinese Academy of Sciences·~ ljiq l00lO1){A r~mrch on nullsomlc
backcm暑B method for breeding-llea substitution lln曙 ，EAR，1996，4(1)：33～ 36．
The embryoes of Fl hybrids between 4D nulisomic wheat．as female，and rye，as male，
were euhured after fertilizing 16 to 18 days，and the F】plantlets were doubled under the treat—
ment of 0．05 colchieine．The doubled p]ant]ets were then beekcrossed with nullisomics one
to two times．thus wheat rye alien substitution lines could be obtained．There were about
18．5 of monosomic substitution plants and about 24．0 of double monosomic substitution
in the B]F】．Aline substitution lines 4D／4R were produced by their seling．Now some of the
aline substitution lines have been applied directly to production．
Key words Nullisomie backcross．W beat rye substitution line
代换系是指小麦中某一对染色体被近缘种属的一对染色体所取代而形成的新种质。
最早 Katterman在 1938年发现 了小麦 5A染色体被黑麦毛颈染色体 5R所代换 ；后来
O’121ara和 Jenkins提出了人工创造异代换系的方法 ，这个方法经过 Unrau、Sears等的充
实和完善，形成了一个系统的选择异代换系的方案，该方案必须在受体单体和供体异附系
的基础上进行，周期长而复杂。为了简化和缩短选育异代换系的过程和时间，1983年李振
声等 提出了用缺体直接与小麦近缘种属杂交选育小麦异代换系的方法，定名为“缺体回
交法 ”。
本文于 1995年 1月 13日收到．1995年 2月 9日改日
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f 态 农 业 研 究 第4卷
1 供试材料和研究方法
1．1 供试材料
供试亲本是黑麦(Secale)的不同品种，其中有德国白粒、固源黑麦 、奥地利黑麦。受体
亲本是 白花结实的缺体小麦与蓝粒单体小麦 。
1．2 研究方法
缺体与黑麦杂交 同时进行幼胚培养；F 用秋水仙素进行染色体加倍处理 ；对加倍的
F。再用缺体回交或 自交；在选育过程中从 F 就进行细胞学鉴定．对选育出的小黑麦异代
换系进行系统的抗锈鉴定和生产试验。
2 结果与分析
2．1 代换系的产生过程
以缺体为母本 ，不同品种的黑麦为父本 ，经过人工去雄后的第三天进行授粉，第四天
重复授粉一次。幼胚生长 l6～18d进行人工培养 ，培养成的试管苗在 9月底 10月初移至
装有营养土的花盆中，待苗长至 5～7十分蘖时用 0．05 的秋水仙素进行加倍处理。加倍
后的 F 经过细胞学观察，选择 54条染色体的檀株进行回交或自交 ，对一次回交的植株选
择 47条染色体以下的、外型像小麦的植株，再用缺体回交或 自交。一般回交两次，自交一
次便可选育出小黑麦异代换系。
2．2 加倍后的 F．代农艺性状
杂种 F 雌雄都不育，必须进行加倍处理才能保存后代。加倍的 F 代穗部性状倾向于
黑麦 ，表现大穗、多花，株高接近于普通小麦，抗病性与黑麦相似 。回交结实率 0～l3 ，回
交所结种子瘦小，部分种子无胚乳，出苗率较低，需采取营养钵育苗的方法(见表 1)。
表 1 (4D缺体 ×黑麦)F 加倍后植株的性状
Tab．1 Plant traits after Fl(4D nultisomies rye)doubled
2．3 稳定的小黑麦异代换系的农艺性状
BF。出苗率虽低，但成活的植株多数为中间偏小麦类型 檀株染色体数在 47条 下 ，
生长正常，抗病性和株高都分离很大 ，自交和回交结实率大大提高，因此 BF 进行第二次
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第 l期 穆索梅等 ：利用缺体回交法选育小黑麦异代换系的研究 35
回交或自交都可获碍单体或二体小黑麦异代换系。小黑麦异代换系无论是细胞或是形态
都很稳定，基本上像普通小麦，但叶子颜色像黑麦，呈灰绿色，条锈免疫，对叶枯和赤霉都
有一定的抗性；株高 80era，大穗多花 ．子粒饱满，千粒重 38~41g，个别的系千粒重较低。
经过多代选择，有的代换系已用于小麦育种的种质材料 ，有的已直接用于生产(见表 2)。
表 2 小黑麦异代换系的农艺性状
Tab．2 Agronomic traits of wheat—rye alien substitution lines
2．4 细胞学观察结果
缺体与黑麦杂交 F一代，体细胞染色体数是 27条，用秋水仙素加倍后的植株染色体数
为 54条。回交两次后的植株染色体数为 38~46条，但以 40条、41条、42条居多数。相对
应的花粉母细胞染色体构型，20”+1 的单体代换植株占 18．5 ，双单体代换占 z4X，这
两种植株自交后都可产生二体代换系(见表 3)。
3 讨 论
用“缺体 回交法”可缩短育种时间 用常规双二倍体一二体附加系一异代换系的方法
获得异代换系，最少要 8～9年。用“缺体 回交法”不经过染色体的重组分离，只要出现 42
条染色体的植株，就一定是异代换系。它比常规方法可大大缩短育种时间，一般需要 3～5
年 。
可以有计划有 目的地引入异源染色体或代换其它小麦品种的同源染色体。自然代换
最大的缺点是不能有计划有 目的地进行染色体代换，利用“缺体回交法”进行代换 ，所用缺
体是已知缺少那对染色体，这样可以有计划有目的地引入异源染色体 。例如用 4D缺体和
黑麦杂交、回交，所获碍的代换系为 4D／4R，用 5A缺体与黑麦杂交后所得代换系为 5A／
5R。用此方法，可很快获得全套黑麦异代换系。
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36 生 态 农 业 研 究 第 4卷
参 考 文 献
1 李振声等．蓝粒单体小麦研究(一)．遗传学报 ，1983．19(6) 431～439．
2 Barber H N et a1．1968．Enzymic n~ kers for wheat rye chi~glo$ome$．Proe 3td．1nt W heat Cenet．Symp
116～ 122．
3 B l L M aⅡd~ iscaLL C J，1970．Substitution of rye chrorl&o$ome 5R for its three wheat homceologues．Ge一
Ⅱetk Research。16l 317～ 303．
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