全 文 ：西北农业学报　 2000, 9( 4): 1～ 4
Acta Agricultur ae Bo rea li-occidentalis Sinica
新疆大赖草的性状鉴定及与普通小麦有性杂交*

张茂银 , 王子霞 , 海热古力 , 杨克锐 , 杨松杰 , 顾爱星
(新疆农科院核技术生物技术研究所 ,农业部西北农作物细胞工程重点开放实验室 ,乌鲁木齐　 830000)
摘　要: 对普通小麦近缘野生种新疆大赖草 ( Leymus racemosus ( Lam. ) T zvel. )的农艺性状、品质性状和抗
性进行的鉴定观察 ,以及与普通小麦 ( T. Aestivum L. )进行的杂交试验表明 ,新疆大赖草表现为茎粗抗倒 ,穗
大 ,粒多 ,植株高大 ,叶片蜡质化 ;蛋白质含量为 18. 3% , 17种氨基酸平均比普通小麦品种高出 28. 96%。 它
对干旱、盐碱、寒冷、瘠薄等非生物胁迫具较高耐性 ,并对白粉病、锈病、根腐病、黄矮病、赤霉病等真菌、细菌
和病毒病害抗性良好 ;新疆大赖草与普通小麦杂交难以获得杂种后代。
关键词: 大赖草 ; 种质鉴定 ; 普通小麦 ; 有性杂交
中图分类号: S322. 3 文献标识码: A　　　文章编号: 1004-1389( 2000) 04-0001-04
Character Identif ication of Xinjiang Leymus racemosus (Lam. )
and Its Sexual Crossing withTriticum aestivum L.
ZHANG Mao-yin, WANG Zi-x ia, HAIRE GU-li, Y AN G Ke-rui , YAN G Song-jie, GU Ai-xing
( Nuclear and Biotech In sti tute, Xinjiang Acad emy of Agricultural Sciences , Northw est Key Lab for Crop
Cell Engin eering, th e Minis t ry of Ag ricul tu re, Urumqi　 830000)
Abstract: The ag ronomical cha racters, quali ty and resistances of w hea t [wild relativ e species-Leymus
racemosus ( Lam. ) ] had been studied and crossed wi th Triticum aestivum L. The resul ts show ed that
Leymus racemosus ( Lam. ) w as resistant to lodging wi th stif f in st raw , and wi th large spike, mo re
g rains, high-strong plant and cutin w axiza tional leaves. Its seeds pro tein content w as 18. 3% , and the
average o f 17 amino acids contents was 28. 96% higher than tha t of common whea t. It w as highly
tolerant to abiotic force such as drought , salt , low-temperature and ba rren etc. , a nd w ell resistant to
fungi , bacteria and vi rus diseases such as powdery mildew , rust , root rot , y el low dwa rf and
gibberel lic disease etc. and never bee pa rasi ti zed wi th aphis. It was the most di fficult to g et hybrid by
crossing Leymus racemosus ( Lam. ) wi th Trit icum aestivum L.
Key words: Leymus racemosus ( Lam. ) Tzvel. ; Germplasm identification; Triticum aestivum L. ;
Sexual crossing
　　新疆毗邻小麦及其近缘属种多样性中心西南亚和中亚 [1 ] ,新疆大赖草 ( Leymus racemosus Lam. =
Elymus giganteus L. )是在中国仅分布于新疆的稀有种 [ 2]。新疆大赖草属禾本科小麦族大麦亚族赖草
属 ,染色体组成为 2n= 4x= 28,具穗大、花多和秆强等特点 ,而且对干旱、寒冷和盐碱等具有高度适应
性 [3 ] ,是改良小麦的优异野生资源 [4 ]。Mujeeb和 R. Rodriguez获得了小麦与大赖草的杂种 ,并得到其小
麦回交后代 [5 ] ; 1983年又得到小麦的大赖草代换系和附加系 [6 ]。中国南京农业大学陈佩度等自 1983年
起进行大赖草与普通小麦杂交 ,获得了分别添加有大赖草第 2条 ( Lr. 2)、第 7条 ( L r. 7)和第 14条
收稿日期: 2000-07-20
基金项目:国家自然科学基金资助项目 ( 39660040)。
作者简介:张茂银 ( 1962— ) ,男 ,副研究员 ,主要从事小麦生物技术研究工作。 电话: ( 0991) 4545701或 4520311转 2186。
( L r. 14)染色体的异附加系 [7～ 9 ]。
但从 Mujeeb-Kazi和陈佩度等报道的结果看 ,都是用大赖草和普通小麦品种中国春杂交 ,没有获得
与其它普通小麦远缘杂交的杂种后代 ,这就限制了大赖草的利用。笔者自 1985年开始研究新疆大赖草 ,
并通过花粉管通道法等把新疆大赖草 DN A导入普通小麦创造新种质和培育新品系。现已获得转化后
代大穗自交纯系 110份 ,花培纯系 100份 ,并进行了分子验证 [ 10]。本文将介绍对新疆大赖草的一些研究
结果。
1　材料与方法
供试材料为新疆大赖草 (Leymus racemosus Lam. ) ,又名巨大冰麦草 ( Elymus giganteus L. ) ,采自
新疆额尔齐斯河谷地 , 1985年移栽至资源圃和网室内。另选新疆杂草型黑麦 39份和普通小麦材料 36
份作对照。
在资源圃和网室内人工栽培条件下 ,对新疆大赖草及对照材料的生长、开花、农艺性状和籽粒品质
进行连续观察、考种和测定。
在人工栽培条件下 ,于新疆大赖草周围种植感病虫材料 ,并结合部分人工接种 ,对其进行小麦白粉
病、叶锈、条锈、赤霉病、黄矮病、根腐病、雪腐病和蚜虫的抗性观察。并用新疆大赖草与新疆春小麦品种
新春 2号、 3号及转化后代大穗品系 ( 95S-624、 95S-630)进行远缘杂交。
2　结果与讨论
2. 1　新疆大赖草生长发育和农艺性状观察鉴定
在人工栽培条件下 ,由于水肥条件好 ,新疆大赖草生长旺盛 ,株高、叶片、穗长和分蘖等较野生条件
下明显改变。 在乌鲁木齐老满城试验站 ,一般于 5月 30日开始抽穗 , 6月 11日开花 , 7月中旬才陆续成
熟 ,并严重落粒。对新疆大赖草株高、穗长等 6个农艺性状进行了田间室内考种。结果 (表 1)表明 ,新疆
大赖草茎秆粗壮 ,穗大粒多分蘖力强。在人工栽培条件下 ,农艺性状有很大改善 ,植株高大等缺陷明显。
但其穗部性状表现优良 ,可用于改良普通小麦。
表 1　新疆大赖草农艺性状鉴定结果
Table 1　 The identif ication results of agronomical characters of Leymus racemosus ( Lam. )
材 料
Material
株高
Plant Heigh t
( cm)
分蘖数
Number of
till ering
穗长
Spike length
(cm)
每株穗数
Ears per
plan t
每穗粒数
Grains per
spik e
千粒重
TGW
( g)
新疆大赖草
Leymus racemosus Lam.
120. 3 7. 4 30. 2 4. 6 300. 3 8. 3
普通小麦
Trit icum aestivum L. 90. 1 3. 7 8. 9 2. 4 32. 2 42. 6
杂草型黑麦
Weed-type rye
151. 9 22. 7 12. 8 18. 4 57. 6 24. 1
　　注:新疆大赖草、普通小麦和杂草型黑麦为 2 a统计结果
　　 Note: Tw o years statis tical result s f rom Leymus racemosus( Lam. ) Tzvel , Tr iticum aest ivum L. and w eed-type rye.
2. 2　新疆大赖草籽粒的品质性状表现
新疆大赖草籽粒为褐色长桶型 ,半角质 ,平均长度 0. 61 cm ,宽 0. 2 cm。在中国农业部品质测试中心
(新疆 )对其蛋白质和氨基酸进行了测定。结果表明 (表 2) ,新疆大赖草籽粒蛋白质 (干基 )含量较普通小
麦和杂草型黑麦分别高 28. 96%和 23. 08% ,属高蛋白材料。 17种主要氨基酸与普通小麦相比 ,除蛋氨
酸和丙氨酸低于小麦外 ,其余均高于小麦 ,其中脯氨酸、半胱氨酸和酪氨酸较明显 ,特别是与抗逆性有关
的脯氨酸比普通小麦和黑麦高出 127. 22%和 58. 90%。 除天门冬氨酸、蛋氨酸、赖氨酸和丙氨酸低于黑
麦外 ,余者均明显高于黑麦。可见新疆大赖草是改良小麦蛋白质和氨基酸组成的优异野生种质。
2. 3　新疆大赖草的抗性鉴定
1989～ 1998年间 ,在网室永久圃人工栽培条件下 ,在新疆大赖草周围种植了感病虫材料 ,并对其进
行了部分植株人工接种 ,对其在小麦白粉病、条锈、秆锈、叶锈、赤霉、黄矮、根腐、雪腐、全蚀、黑穗病和蚜
·2· 西　北　农　业　学　报 9卷
虫的抗性等方面连续进行了近 10 a的鉴定 ,从未在新疆大赖草整个生育期植株上发现任何病虫害。 与
以往报道的新疆大赖草能抵抗小麦赤霉病、黄矮病、白粉病、锈病、根腐 [6, 11 ]等多种真菌、细菌性和病毒
病害及蚜虫 [12 ]结果一致。
表 2　新疆大赖草蛋白质、氨基酸含量及与普通小麦和新疆杂草型黑麦的差异
Table 2　 The dif ference of protein and amino acids contents of Leymus racemosus ( lam. ) ,
　　　　　　　　　　　　　　　Triticum aest ivum L. and weed-type rye　　　　　　　　　　　　　　　%
材 料
M aterial
新疆大赖草
Leymus
racemosus
Lam.含量
Contents
普通小麦
Trit icum
aest ivum L.
含量
Con tents
差异
Dif ference
杂草型黑麦
Weed-type rye
含量
Conten ts
差异
Dif ference
蛋白质
Protein
18. 30 13. 0 + 28. 96 14. 10 + 23. 08
天门冬氨酸　 Asp. 0. 815 0. 691 + 17. 95 0. 913 - 12. 03
苏氨酸
Th r.
0. 597 0. 402 + 48. 51 0. 460 + 29. 78
丝氨酸
Ser.
0. 848 0. 601 + 41. 10 0. 619 + 37. 00
谷氨酸
Glu.
5. 960 4. 541 + 31. 13 4. 461 + 33. 60
甘氨酸
Gly.
1. 378 0. 565 + 27. 48 0. 576 + 60. 61
丙氨酸
Ala.
0. 452 0. 516 - 14. 16 0. 544 - 20. 35
半胱氨酸
Gys.
0. 334 0. 182 + 83. 52 0. 314 + 6. 37
缬氨酸
V al.
0. 692 0. 661 + 4. 69 0. 618 + 11. 97
材 料
Material
新疆大赖草
Leymus
racemosus
Lam.含量
Con tents
普通小麦
Tr iticum
aestivum L.
含量
Contents
差异
Dif ference
杂草型黑麦
Weed-type rye
含量
Contents
差异
Difference
蛋氨酸
M el t.
0. 166 0. 236 - 29. 66 0. 193 - 13. 99
异氨酸
Ile.
0. 611 0. 534 + 14. . 42 0. 43 + 42. 09
亮氨酸
Len.
1. 235 0. 997 + 23. 39 0. 919 + 34. 39
酪氨酸
Tyr.
0. 599 0. 362 + 65. 47 0. 323 + 85. 45
苯丙氨酸
Ph e.
0. 834 0. 685 + 21. 18 0. 749 + 11. 35
赖氨酸
Lys.
0. 474 0. 380 + 24. 47 0. 511 - 7. 24
组氨酸
His.
0. 500 0. 317 + 57. 77 0. 278 + 79. 86
精氨酸
Arg.
1. 007 0. 766 + 31. 46 0. 799 + 29. 27
脯氨酸
Pro.
2. 258 0. 992 + 127. 72 1. 4206 58. 94
　　注:新疆大赖草、普通小麦和杂草型黑麦为 2 a统计结果
　　 Note: Tw o years statis tical result s f rom Xinjiang Leymus racemosus ( Lam. ) Tzvel. , Trit icum aestivum L. and w eed-type rye.
2. 4　新疆大赖草与普通小麦有性杂交分析
在 1992～ 1995年间 ,连续将新疆大赖草与春小麦新春 2号、新春 3号和新疆大赖草转化后代作杂
交。结果表明 (表 3) ,新疆大赖草与春小麦新疆主栽品种和新疆大赖草转化后代都无法获得杂种 ,且仅
表 3　新疆大赖草与普通小麦有性杂交表现
Table 3　 The results of Xinj iang Leymus racemosus′sexual crossing with Triticum aest ivum L.
材料
Material
杂交穗数
Num ber of
cros sing spikes
杂交小花数
Number of
crossing f loret s
结实小花数
Number of
s eed f lo ret s
结实率
Seed rate
大赖草×新春 2号
Leymus racemosus L.× Xinch un No. 2 10 200 0 0
新春 2号×大赖草
Xinch un No. 2×Leymus racemosus L. 10 200 0 0
大赖草×新春 3号
Leymus racemosus L.× Xinch un No. 3 10 200 0 0
新春 3号×大赖草
Xinch un No. 3×Leymus racemosus L. 10 200 0 0
大赖草× 95S- 624
Leymus racemosus L.× 95S- 624 10 200 0 0
95S- 624×大赖草
95S- 624×Leymus racemosus L. 10 200 0 0
大赖草× 95S- 630
Leymus racemosus L.× 95S- 630 10 200 0 0
95S- 630×大赖草
95S- 630×Leymus racemosus L. 10 200 0 0
·3·4期 张茂银等: 新疆大赖草的性状鉴定及与普通小麦有性杂交
有子房膨大 ,不能实施幼胚拯救。从已有研究看 ,新疆大赖草与二粒小麦、中国春杂交都获得了杂种后
代 [6, 7, 12 ]。而与其它小麦 ,特别是推广品种的远缘杂交仍需进一步探索 ,或许通过总 DNA导入实施片段
杂交不失为利用小麦近缘野生种的新途径。
参 考 文 献:
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