免费文献传递   相关文献

Progress report on the study of Psathyrostachys huashanica and its application to wheat improvement

华山新麦草在小麦遗传改良中的应用研究进展



全 文 :华山新麦草在小麦遗传改良中的应用研究进展
张文涛1,杜久元1,陈新宏2,武军2,赵继新2,杜万里2,张礼军1
(1.甘肃省农业科学院小麦研究所,甘肃 兰州730070;2.西北农林科技大学农学院,陕西 杨凌712100)
摘要:华山新麦草是仅分布于中国秦岭山脉华山段的特有农作物野生近缘物种,具有抗寒、耐旱、耐瘠薄、抗病、优
质等优异性状特点。因此,华山新麦草可作为小麦抗病、抗逆等性状遗传改良的重要种质资源,对拓宽小麦遗传基
础、创制新种质资源具有重要意义。本文围绕华山新麦草种群生态保护研究及其在小麦遗传改良中的应用现状,
阐述了华山新麦草分类及进化、种群生态和小麦遗传改良过程中的应用情况,并针对华山新麦草的生态保护及在
小麦育种中的应用前景进行了展望,以期对今后特异种质资源在小麦遗传育种实践中高效利用该种质资源有所启
发。
关键词:华山新麦草;小麦;种群生态;种质创新
中图分类号:S512.103;Q943.2  文献标识码:A  文章编号:10045759(2014)05033008
犇犗犐:10.11686/cyxb20140539  
  小麦野生近缘植物中蕴含着丰富的基因源[1]。目前,已从小麦近缘种属中发现了很多与抗病、抗虫、抗逆相
关的基因,多数已通过远缘杂交和染色体工程的方法导入到小麦背景中。这些新种质为进一步培育新品种(品
系)和育种中间材料奠定了坚实的基础。因此,加强小麦野生近缘植物的保护力度对野生种质资源研究、利用和
拓宽小麦遗传基础、创新种质资源具有重要意义。
华山新麦草(犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪,2狀=2狓=14,NsNs)是禾本科(Poaceae)小麦族(Triticeae)新麦草
属(犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊)多年生异花授粉植物。它是我国珍稀濒危植物和急需保护的农作物野生近缘种之一,仅分
布于我国秦岭山脉华山段,与同属的其他物种存在较大的形态差异和间断地理分布。多生长于路边、山坡及沟
谷,植株丛生,具有根茎、株高60~70cm,且具抗寒、抗旱、耐瘠薄、抗病、早熟、优质等优良特点[25]。自20世纪
90年代起,研究学者们对华山新麦草的保护、发掘和利用开展了大量的研究。国内外已先后对华山新麦草的染
色体组、属内属间亲缘关系、遗传多样性、生殖生态及濒危原因进行了研究。在普通小麦与华山新麦草成功杂交
的基础上,西北农林科技大学与四川农业大学研究课题组相继筛选、培育出一批抗病、抗逆新种质,并对其进行了
形态学、细胞学及优异性状鉴定分析。
随着植物遗传学及基因组学研究的逐步深入,小麦背景下华山新麦草遗传物质的作用效应研究成为了利用
这一小麦族野生农作物资源的一个重要方面,这为进一步挖掘和利用华山新麦草优良基因、丰富小麦遗传种质资
源、开发和利用华山新麦草这一珍稀濒危物种提供理论依据。本文从华山新麦草分类、进化、自然种群生态、抗性
性状发掘及鉴定以及其在小麦遗传改良中的应用方面,对其种群生态保护及其作为小麦遗传育种资源的利用研
究进展作一概述和分析。
1 华山新麦草系统进化研究
华山新麦草为二倍体物种,受所处特定生境及微环境变化的影响,其在生物学及细胞学特性上较其他新麦草
属物种存在明显的差异。Dewey[6]确认新麦草属的染色体组为NN,是赖草属(犔犲狔犿狌狊)中四倍体物种NN染色
体组的二倍体供体种,由此奠定了华山新麦草的遗传物质组成及其与新麦草属其他物种间的亲缘关系鉴定的研
究基础。大量的研究表明,在华山新麦草与新麦草之间进化关系上存在不同意见。Hsiao等[7]根据核型分析,认
330-337
2014年10月
   草 业 学 报   
   ACTAPRATACULTURAESINICA   
第23卷 第5期
Vol.23,No.5
收稿日期:20140114;改回日期:20140325
基金项目:国家引进国外智力成果示范推广(Y20136200001)资助。
作者简介:张文涛(1985),男,甘肃榆中人,研实员,硕士。Email:zhangwt105@126.com
为华山新麦草与脆轴新麦草(犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犳狉犪犵犻犾犻狊)和新麦草(犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犼狌狀犮犲犪)等新麦草属物种间具
有明显的核型差异,且因其特殊的地理起源及形态特点(宽而平的叶片),因此推测华山新麦草基因组可能是一个
不同于Ns基因组的新基因组。而LindeLaursen和vonBothmer[8]通过比较华山新麦草与新麦草、脆轴新麦草
的染色体带型后,认为华山新麦草基因组是由新麦草和脆轴新麦草基因组进一步分化而来,且与N染色体组具
有极为紧密的相似性。进一步通过与脆轴新麦草、假鹅观草(犘狊犲狌犱狅狉狅犲犵狀犲狉犻犪犮狅犵狀犪狋犪)、山黑麦(犛犲犮犪犾犲犿狅狀狋犪
狀狌犿)的属间杂交以及新麦草的属内杂交深入研究,表明华山新麦草与脆轴新麦草具有较其他新麦草更近的亲缘
关系,华山新麦草的Nh染色体组与假鹅观草的S染色体组基本无同源关系[9]。王秀娥等[10]经染色体C分带研
究证实,华山新麦草与新麦草间有较大的带型差异,且华山新麦草含有较少的中间带型、近端带型及着丝粒带型。
由此,对其分类学提出质疑,并建议用Nh和Nj来区分表示华山新麦草和新麦草染色体组。
孙根楼等[11]研究发现普通小麦(犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿,2狀=6狓=42,AABBDD)与华山新麦草亲缘关系较远。
通过与普通小麦、高加索鹅观草(犚狅犲犵狀犲狉犻犪犮犪狌犮犪狊犻犮犪)、鹅观草(犚狅犲犵狀犲狉犻犪犺犻狉狊狌狋犪)和糙毛仲彬草(犓犲狀犵狔犻犾犻犪)等
属间杂交,华山新麦草Nsh染色体组上可能存在控制细胞间遗传物质转移的基因系统,其染色体组同高加索鹅
观草的S和Y及糙毛仲彬草的染色体组间亲缘关系较远[12]。另有研究报道,长芒猬草(犎狔狊狋狉犻狓犱狌狋犺犻犲犻ssp.
犾狅狀犵犲犪狉犻狊狋犪狋犪)可能含有一组来自华山新麦草的Ns基因组[1314]。
2 华山新麦草自然种群生态学研究
华山新麦草属于我国特有珍稀濒危物种,仅在陕西省华山有分布,根据其所处地理分布及相对密度,调查研
究居群主要包括黄埔峪居群、仙峪居群与华山峪居群等[1516]。深入研究不同生态环境对其自然居群遗传多样性
水平、遗传结构和分化水平等所产生的影响,为进一步探讨其适应进化机制、有利保护和利用这一濒危植物提供
科学策略依据。
2.1 种群遗传多样性
濒危稀有物种往往表现遗传多样性的缺乏,有效居群大小降低、易受漂变影响和近交衰退等,而华山新麦草
具有高度的亚居群异质性,与同属广布种新麦草遗传变异比较表明,华山新麦草具有较高的遗传变异水平,表现
出自然居群内较高的遗传多样性[17]。进一步的调查研究发现,生长在黄埔峪的华山新麦草籽粒常常干瘪甚至空
壳,居群内的个体主要以营养繁殖为主,自然居群的遗传多样性水平下降,究其原因认为主要与地理隔离、海拔导
致遗传距离加大,与其他居群间基因交流的机会减少,以及人类活动圈的扩大破坏其原有居群的生境有关。分子
水平上研究分析自然居群的遗传结构表明,华山新麦草表现明显的黄埔峪居群、仙峪居群与华山峪居群间的分化
及华山峪高海拔亚居群与低海拔亚居群的分化[15]。
华山新麦草的自然种群基因流较一般风媒传粉植物低,这与其传粉高峰期受海拔影响有关。引起该物种濒
危的主要原因可能为生存竞争能力弱,最终被迫生长在其他物种所不能生存的环境;自然居群的遗传结构和种内
遗传多态性表明,华山新麦草居群内有较高的遗传多态性和克隆多样性,居群内有过多的杂合体,暗示华山新麦
草自然居群的基因流水平正处于一种临界状态,有进一步分化的潜能[18]。
2.2 华山新麦草生殖生态
华山新麦草主要通过种子进行繁殖更新。许多研究结果表明,华山新麦草自然环境条件下繁殖更新较差。
岳明等[19]认为华山新麦草生长在恶劣和不连续的生境中,每个居群个体数量都很少,极低的繁殖分配造成其有
性繁殖水平低,竞争力衰退和沉重的环境压力共同作用使华山新麦草在生殖生长过程中侧重选择了营养繁殖方
式。王丽和赵桂仿[20]研究报道了华山新麦草胚和胚乳的发育过程与一般禾本科植物的基本相同。张林静等[21]
发现华山新麦草小孢子母细胞减数分裂过程与小麦属特征一致,推断花粉发育后期的营养竞争是其花粉败育的
主要原因,花粉败育影响其有性生殖,但不能直接阻碍其有性繁殖,因此认为华山新麦草花粉败育不是导致其濒
危的主要原因。
赵利锋等[16]认为海拔差异是导致华山新麦草自然居群遗传分化的主要因素,海拔差异造成的有限基因流是
影响居群和亚居群遗传分化的主要因子,亚居群内遗传变异程度与亚居群所处特定生境有关。
133第23卷第5期 草业学报2014年
3 华山新麦草抗病、抗逆等特性研究
小麦野生近缘种属生活在特定的自然环境条件下,经长期自然驯化、选择,形成与群落生境和微环境变化相
适应的生物学特征,如抗旱、耐寒、分蘖力强、多小穗和籽粒高蛋白质含量等多种优异性状,而这些恰恰是小麦生
产中急需解决的重要问题。因此,华山新麦草、冰草(犃犵狉狅狆狔狉狅狀犮狉犻狊狋犪狋狌犿)和黑麦草(犔狅犾犻狌犿狆犲狉犲狀狀犲)等小麦野
生近缘植物都能成为小麦抗病、抗旱和耐寒等抗逆育种研究中优异外源基因的主要供体,是培育新品种的宝贵遗
传资源[2224]。通过对华山新麦草、冰草和黑麦草等小麦近缘植物的抗寒、抗旱等抗逆、抗病水平鉴定,为有效地利
用这些种质新材料,克服或弥补常规育种遗传资源不足的缺点提供理论依据。
经抗性水平鉴定表明,华山新麦草高抗小麦条锈病、全蚀病,中抗赤霉病、禾谷缢管蚜等病害[2528]。同时,华
山新麦草可作为高抗大麦黄矮病毒GAV株系的种质资源[29]。此外,Petersen等[30]定位出1个核基因(犇犕犆1)
和3个叶绿体基因(狉犫犮犔、狉狆狅犃、狉狆狅犆2)在华山新麦草及其近缘植物中的分布,并获得了在华山新麦草中相应的
基因序列。凡星等[31]获得了华山新麦草的细胞色素c成熟蛋白亚基(犮犮犿犉犖)基因序列。
4 利用华山新麦草进行小麦遗传改良研究
4.1 杂种新类型的创制
利用普通小麦和其近缘物种杂交选育的双二倍体、部分双二倍体、异附加系和异代换系等是利用外源基因改
良小麦的重要基础材料,同时也是一种保存小麦野生种质资源的特殊方法[32]。陈漱阳等[3334]首次报道利用华山
新麦草与普通小麦品种“7182”进行杂交,通过幼胚组织培养的方法成功获得了杂种F1,以普通小麦与杂种F1 回
交获得了普通小麦-华山新麦草的倍半二倍体材料。孙根楼等[35]、侯文胜等[36]、Kishi等[37]先后利用小麦-华
山新麦草杂交,获得了大量的小麦-华山新麦草异附加系、异代换系和易位系等中间材料。
近年来,四川农业大学小麦研究所也相继开展了大量的普通小麦与华山新麦草的杂交研究。利用中国春突
变体Ph2b与华山新麦草杂交,采用与幼胚组织培养不同的秋水仙碱处理F1,进行染色体加倍,首次人工合成了
双二倍体PHWSA,其对条锈病和白粉病都表现免疫[3844]。利用F1 杂种与普通小麦回交,获得了一批小麦-华
山新麦草1Ns、2Ns、3Ns、4Ns和5Ns单体附加系,3Ns和5Ns二体附加系,1Ns和3Ns、3Ns和4Ns、3Ns和5Ns
双二体附加系,以及小麦-华山新麦草部分双二倍体等中间材料[3840]。同时,研究组创制出小麦-华山新麦草-
黑麦(犛犲犮犪犾犲)、小麦-华山新麦草-中间偃麦草(犜犺犻狀狅狆狔狉狌犿)三属杂种,在其后代中创制并鉴定了一批高抗条
锈病、大粒新材料,并与主栽小麦品种进行了杂交,为华山新麦草在小麦育种实践中的利用奠定了物质基础[4546]。
4.2 小麦背景中华山新麦草外源遗传物质的鉴定
小麦-华山新麦草杂交后代中间材料的深入研究和利用,进行准确而有效地跟踪鉴定导入小麦背景中的外
源遗传物质,有利于外源优良基因的克隆及提高选择效率、加速小麦种质创新,为成功选育新品种(系)创造条件。
目前,运用于小麦遗传背景中外源遗传物质的鉴定技术主要包括细胞学鉴定、分子标记技术和分子杂交技
术。赵继新等[47]对普通小麦-华山新麦草异代换系进行了分子细胞学研究,认为异代换系 H921612可能发生
普通小麦5A与华山新麦草5Ns的染色体代换,异代换系H92434可能发生普通小麦3D与华山新麦草4Ns的
染色体代换。武军等[4849]根据普通小麦-华山新麦草二体异附加系的染色体行为及基因组原位杂交结果,从普
通小麦-华山新麦草衍生后代中鉴定出18个普通小麦-华山新麦草二体异附加系,并利用SSR分子标记技术
将其归为7个类群。Kang等[41,44]利用形态学、细胞学以及RAPD分子标记分析证实普通小麦-华山新麦草的
双二倍体PHWSA(2狀=56,AABBDDNsNs)为普通小麦和华山新麦草的属间杂种,其基因组中含有14条外源
华山新麦草染色体;通过贮藏蛋白电泳分析,认为双二倍体PHWSA表达了部分华山新麦草的醇溶蛋白和麦谷
蛋白。Kishi等[37]报道小麦背景中的华山新麦草B染色体携带表达外源高、低分子量谷蛋白和醇溶蛋白的相关
基因。
另外,Du等[50]开发出用于简单、快捷、高效地检测小麦背景中的华山新麦草外源遗传物质的特异性SCAR
标记,这将为提高华山新麦草外源优异基因的利用效率提供可靠的技术保障。
233 ACTAPRATACULTURAESINICA(2014) Vol.23,No.5
4.3 小麦背景中不同华山新麦草染色体遗传效应分析
性状遗传分析和基因定位是研究小麦背景下外源遗传物质遗传效应的主要手段,为深入解析小麦的遗传组
成及更好地利用优异基因资源提供理论依据。普通小麦-华山新麦草中间材料的创制成功为研究和利用华山新
麦草所蕴含的优异基因奠定了物质基础。
近年来对小麦背景中华山新麦草外源染色体定位研究取得了重大进展。由表1可见,不同的华山新麦草染
色体对提高小麦抗条锈病性、丰产潜力及优质具有较明显的促进作用。华山新麦草1Ns染色体对小麦籽粒重量
和粒径等部分农艺性状、面粉加工品质指标和矿物质元素含量具有正效应,可能与携带有华山新麦草麦谷蛋白和
醇溶蛋白基因有关[51]。利用PHWSA与高感条锈病和白粉病的小麦品种川麦107杂交,开展华山新麦草优异
基因向小麦中渗入的工作的同时,并进行了一系列分子细胞遗传学研究,并从后代株系中鉴定出了对条锈病高抗
或免疫的小麦-华山新麦草3Ns异附加系、异代换系和易位系,且定位抗条锈病基因位于华山新麦草3Ns染色
体上[5253]。
利用二体异附加系对小麦背景下的华山新麦草遗传效应研究发现,华山新麦草4Ns染色体上的基因对显著
增加小麦分蘖数成株期高抗条锈病起着重要作用[54];华山新麦草5Ns染色体上携带有抗条锈病的基因,并表现
高度免疫[55];华山新麦草6Ns与明显成对多小穗数、多花、多粒和籽粒饱满等遗传效应相关[56];华山新麦草7Ns
染色体上携带有成株期免疫叶锈病的基因,同时携带有与增加小麦小花数和穗粒数相关基因[57]。
表1 不同华山新麦草染色体在二体异附加系中的遗传效应
犜犪犫犾犲1 犌犲狀犲狋犻犮犲犳犳犲犮狋狊犮狅狀狋狉狅犾犲犱犫狔犱犻犳犳犲狉犲狀狋犮犺狉狅犿狅狊狅犿犲狊狅犳犘.犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪犻狀狑犺犲犪狋犘.犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪
犺狔犫狉犻犱犻狕犪狋犻狅狀犱犻狊狅犿犻犮犪犱犱犻狋犻狅狀犾犻狀犲
附加染色体
Additionalchromosomes
遗传效应
Geneticeffects
参考
References
1Ns 增加粒重和粒径、提高面粉加工品质指标和矿物质元素含量。Kernelsizeandmilingqualityimprovement,
highcontentofmineralelements.
[51]
3Ns 抗条锈病。Wheatstriperustresistance. [52-53]
4Ns 增加分蘖数、抗条锈病。Hightilering,wheatstriperustresistance. [54]
5Ns 抗条锈病。Wheatstriperustresistance. [55]
6Ns 提高小穗数、小花数、结实率;籽粒饱满。Superiornumbersofspikelets,fertileflorets,andmultikernelclusters. [56]
7Ns 抗叶锈,提高小花数、穗粒数。Wheatleafrustresistance,superiornumbersoffloretsandgrainsperspike. [57]
4.4 抗病材料选育及鉴定
在现有小麦条锈病、全蚀病抗原缺乏的情况下,华山新麦草作为抗条锈病、全蚀病和白粉病的特异种质资源,
对选育小麦抗病品种控制病害的发生具有重要意义。利用抗病品种控制小麦条锈病、全蚀病和白粉病等主要小
麦生产病害被认为是最经济有效的手段[58]。
将华山新麦草的抗全蚀病基因导入普通小麦的遗传背景后,能够显著提高抗病性,并从小麦-华山新麦草衍
生后代材料中筛选出具有全生育期抗性、高抗、免疫等良好抗性的异附加系、异代换系和易位系[5961]。魏芳勤
等[62]研究报道了华山新麦草的全蚀病抗性由2对主基因与微效多基因共同控制。
通过对普通小麦-华山新麦草杂交后代的抗条锈鉴定表明,多数材料均表现高抗[26,63]。通过分子标记技术
已从普通小麦-华山新麦草易位系中分离出具有抗条锈病的新基因(犢狉犎狌犪)和(犢狉犎狊),并将犢狉犎狊基因定位在
2DL上[64]。曹张军等[65]发现华山新麦草易位系H9020175免疫或高抗多种条锈生理小种,推断易位系H9020
175的抗条锈病基因来自其供体亲本华山新麦草,并利用AFLP分子标记技术构建了犢狉犎狌犪基因的遗传连锁
图。
333第23卷第5期 草业学报2014年
4.5 小麦-华山新麦草杂交障碍
小麦远缘杂交的主要障碍是由亲本杂交不亲和性引起受精困难、种子发育的不协调现象,最终导致杂交不
育、结实率低和杂种夭亡。华山新麦草与普通小麦杂交具有较高的受精率和成胚率,而杂交结实率极低,这主要
受胚乳的败育、缺乏或者其与胚生理不协调影响[66]。廖进秋等[67]研究报道了华山新麦草染色体导入普通小麦
背景中能够引起受体亲本的染色体重组,从而产生新的性状,认为华山新麦草的Ns基因组可导致普通小麦基因
组的一个或多个同源组发生联会消失或不联会。
5 总结及展望
华山新麦草不仅是我国一个特有种,也是世界珍稀濒危物种。通过系统研究其地理分布与生物生态学特性、
种群动态及预测、生殖生态特征,分析濒危过程和原因,为华山新麦草的资源评价、种质资源的保存及种群保护与
生态恢复提供科学依据。研究认为该物种濒危是由于所处特殊生境的限制,华山新麦草的扩散和繁衍能力受到
一定的影响,在生境出现变化的情况下,其自身的竞争力下降所导致[63]。目前,实现野外种质资源的有效保护主
要依靠生态环境治理和修复等措施来保障其生存环境的质量。在进一步开展华山新麦草种群生态学研究的基础
上,加强群落间的相互影响以及周围环境因子的互作效应研究将有助于全面、综合评价其野生种质资源,为科学
保护、挽救这一濒危物种提供理论依据。
华山新麦草作为我国农作物野生亲缘种之一,其具有多种可供改良小麦的优异性状,通过不同的技术手段将
优良基因导入普通小麦,可以提高小麦的抗病和抗逆性,丰富小麦遗传种质资源,为小麦特殊育种遗传材料的建
立提供了重要的基因资源。通过小麦与华山新麦草杂交,已创制出一批具有遗传改良潜力的中间特殊材料。由
于在创制中间材料的过程中,杂交后代遗传稳定周期长,采用常规育种技术进行新品种选育所需时间长、见效慢,
同时还存在杂合程度高和杂交不亲和等制约因素。在利用华山新麦草等特异种质资源的过程中,利用单倍体育
种技术或多表型特殊性状标记基因表达等手段的定向选择,以提高优异外源遗传物质的整合效率,加速异附加
系、异代换系、易位系等中间材料的创制进程,为有效利用特异小麦资源创制育种新材料及其遗传评价创造良好
条件。
华山新麦草基因组可作为优良外源基因的供体,对于丰富小麦遗传基础、突破现代育种中的抗病、抗逆等基
因资源缺乏瓶颈具有现实意义。随着染色体工程和现代生物技术的不断进步,遗传图谱的构建、高通量基因测序
及基因的染色体定位,为准确、高效地解析华山新麦草所蕴含的优异基因本质提供了良好的技术条件。同时,积
极发展牧草生产,将其野生近缘物种的保护与农业生产相结合,以促进华山新麦草种群保护的可持续发展。
参考文献:
[1] 李立会,杨欣明,李秀全,等.中国小麦野生近缘植物的研究与利用[J].中国农业科技导报,2000,6(2):7376.
[2] DeweyDR.Historicalandcurrenttaxonomicperspectivesof犃犵狉狅狆狔狉狅狀,犈犾狔犿狌狊andrelatedgenera[J].CropScience,1983,
23(4):637642.
[3] DeweyDR,HsiaoC.AcytogeneticbasisfortransferringRussianwildryefrom犈犾狔犿狌狊to犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊[J].CropSci
ence,1983,23(1):123126.
[4] BadenC.Ataxonomicrevisionof犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊(Poaceae)[J].NordicJournalofBotany,1991,11(1):326.
[5] 郭本兆.中国植物志(第九卷第三分册)[M].北京:科学出版社,1987.
[6] DeweyDR.ThegenomesystemofclassificationasaguidetointergenerichybridizationwiththeperennialTriticeae[A].In:
GustafsonJP.GeneManipulationinPlantImprovement[M].NewYork:PlenumPress,1984:209279.
[7] HsiaoC,RichardR,WangC,犲狋犪犾.Karyotypeanalysisandgenomerelationshipsof22diploidspeciesinthetribeTriticeae[J].
CanadianJournalofGeneticsandCytology,1986,28(1):109120.
[8] LindeLaursenI,vonBothmerR.Comparisonofthekaryotypeof犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犼狌狀犮犲犪and犘.犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪(Poaceae)stud
iedbybandingtechniques[J].PlantSystematicsandEvolution,1986,151(3):203213.
[9] WangRC.Syntheticandnaturalhybridsof犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪[J].Genome,1987,29(6):811816.
433 ACTAPRATACULTURAESINICA(2014) Vol.23,No.5
[10] 王秀娥,李万隆,刘大钧.新麦草属两物种的C分带研究[J].南京农业大学学报,1998,21(1):1013.
[11] 孙根楼,颜济,杨俊良.华山新麦草同高加索鹅观草和糙毛仲彬草间物种生物学研究[J].草业学报,1995,4(4):3945.
[12] 刘芳,孙根楼,颜济,等.普通小麦和华山新麦草及其属间杂种F1 同功酶分析[J].作物学报,1992,(3):169175.
[13] ZhangHQ,ZhouYH.Meioticpairingbehaviourrevealsdifferencesingenomicconstitutionbetween犎狔狊狋狉犻狓狆犪狋狌犾犪and
otherspeciesofthegenus犎狔狊狋狉犻狓Moench(Poaceae,Triticeae)[J].PlantSystematicsandEvolution,2006,258(3):129
136.
[14] ZhangHQ,YangRW,DouQW,犲狋犪犾.Genomeconstitutionsof犎狔狊狋狉犻狓狆犪狋狌犾犪,犎.犱狌狋犺犻犲犻ssp.犱狌狋犺犻犲犻and犎.犱狌狋犺犻犲犻
ssp.犾狅狀犵犲犪狉犻狊狋犪狋犪(Poaceae:Triticeae)revealedbymeioticpairingbehaviorandgenomicinsituhybridization[J].Chromo
someResearch,2006,14(6):595604.
[15] 王丽,杨娟,郭晶,等.用RAPD检测华山新麦草自然居群的遗传结构和居群分化[J].生态学报,2005,25(4):720727.
[16] 赵利锋,李珊,潘莹,等.华山新麦草自然居群沿海拔梯度的遗传分化[J].西北植物学报,2001,21(3):391400.
[17] 刘占林,李珊,阎桂琴,等.华山新麦草自然居群的遗传结构和种内遗传多态性研究[J].遗传学报,2001,28(8):769
777.
[18] 刘占林,宋颐,李珊,等.华山新麦草开花物候期观测和自然种群基因流的间接估测[J].植物生态学报,2001,25(4):
426430.
[19] 岳明,张林静,马凯,等.华山新麦草濒危原因及种群繁殖对策[J].生态学报,2001,21(8):13141320.
[20] 王丽,赵桂仿.华山新麦草胚和胚乳的发育研究[J].西北植物学报,2002,22(6):786790.
[21] 张林静,王丽,李智选,等.华山新麦草小孢子发生及雄配子体的形成[J].西北大学学报(自然科学版),2002,32(2):77
80.
[22] 曾亮,袁庆华,王方,等.冰草属植物种质资源遗传多样性的ISSR分析[J].草业学报,2013,22(1):260267.
[23] 李杰勤,王丽华,詹秋文,等.20个黑麦草品系的SRAP遗传多样性分析[J].草业学报,2013,22(2):158164.
[24] 黄晓辉,胡小文,徐宗海,等.羊草种子休眠和萌发的激素调控研究[J].草业学报,2013,22(5):183189.
[25] 王美南,商鸿生.华山新麦草对小麦全蚀病菌的抗病性研究[J].西北农业大学学报,2000,28(6):6971.
[26] 井金学,傅杰,袁红旭.三个小麦野生近缘种抗条锈性传递的初步研究[J].植物病理学报,1999,2(2):147150.
[27] 万永芳,颜济,杨俊良,等.小麦近缘野生植物的赤霉病抗性研究[J].植物病理学报,1997,27(2):107111.
[28] 李庆,叶华智.小麦近缘野生植物对禾谷缢管蚜的抗性研究[J].中国农业科学,2002,35(6):719723.
[29] SongS,TaoY,ZhangH W,犲狋犪犾.犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪,apotentialresourceforresistancetoBarleyyelowdwarf
virusGAV[J].EuropeanJournalofPlantPathology,2013,137:217221.
[30] PetersenG,SebergO,BadenC.Aphylogeneticanalysisofthegenus犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊(Poaceae)basedononenucleargene,
threeplastidgenes,andmorphology[J].PlantSystematicsandEvolution,2004,249:99110.
[31] 凡星,张颖,周永红.犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪和犘狊犲狌犱狅狉狅犲犵狀犲狉犻犪狊狋狉犻犵狅狊犪细胞色素c成熟蛋白亚基犮犮犿犉犖 基因的序
列分析[J].四川农业大学学报,2006,24(3):252255.
[32] 董玉琛.小麦远缘杂交育种[A].21世纪小麦遗传育种展望———小麦遗传育种国际学术讨论会文集[C].北京:中国农业科
技出版社,2001:1216.
[33] 陈漱阳,张安静,傅杰.普通小麦与华山新麦草的杂交[J].遗传学报,1991,18(6):508512.
[34] 陈漱阳,侯文胜,张安静,等.普通小麦-华山新麦草异附加系的选育及细胞遗传学研究[J].遗传学报,1996,23(6):447
452.
[35] 孙根楼,颜济,杨俊良.普通小麦和华山新麦草属间杂种的产生及细胞遗传学研究[J].遗传学报,1992,19(4):322326.
[36] 侯文胜,张安静,杨群慧,等.普通小麦-华山新麦草异代换系的选育及细胞遗传学研究[J].西北植物学报,1997,17(3):
368373.
[37] KishiM,DouQ,GargM,犲狋犪犾.Productionofwheat犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪chromosomeadditionlines[J].Genes&
GeneticSystems,2010,85(4):281286.
[38] WangY,XieQ,YuKF,犲狋犪犾.Developmentandcharacterizationofwheat犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪partialamphiploids
forresistancetostriperust[J].BiotechnologyLetters,2011,33(6):12331238.
[39] WangY,KangH Y,ZhangH Q,犲狋犪犾.DistributionofchromosomenumbersinBC2andBC1F1progeniesderivedfrom
533第23卷第5期 草业学报2014年
犜狉犻狋犻犮狌犿犪犲狊狋犻狏狌犿×犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪[J].Caryologia,2011,64(1):6774.
[40] WangY,YuKF,XieQ,犲狋犪犾.Cytogenetic,genomic犻狀狊犻狋狌hybridization(GISH)andagronomiccharacterizationofalien
additionlinesderivedfromwheat犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪[J].AfricanJournalofBiotechnology,2011,10(12):2201
2211.
[41] KangHY,ZhangHQ,FanX,犲狋犪犾.Morphologicalandcytogeneticstudiesonthehybridbetweenbreadwheatand犘狊犪狋犺狔
狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪KengexKuo[J].Euphytica,2008,162(3):441448.
[42] KangHY,ZhangHQ,WangY,犲狋犪犾.Comparativeanalysisofthehomoeologouspairingeffectsof狆犺犓犔geneincommon
wheat×犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪KengexKuo[J].CerealResearchCommunications,2008,36(3):429440.
[43] KangHY,WangY,SunGL,犲狋犪犾.Productionandcharacterizationofanamphiploidbetweencommonwheatand犘狊犪狋犺狔
狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪KengexKuo[J].PlantBreeding,2009,128(1):3640.
[44] KangHY,ChenQ,WangY,犲狋犪犾.Molecularcytogeneticcharacterizationoftheamphiploidbetweenbreadwheatand犘狊犪
狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪[J].GeneticResourcesandCropEvolution,2010,57(1):111118.
[45] KangHY,ZhongMY,XieQ,犲狋犪犾.Productionandcytogeneticsoftrigenerichybridinvolving犜狉犻狋犻犮狌犿,犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊
and犛犲犮犪犾犲[J].GeneticResourcesandCropEvolution,2012,59(3):445453.
[46] KangHY,ZengJ,XieQ,犲狋犪犾.Molecularcytogeneticcharacterizationandstriperustresponseofatrigenerichybridinvol
ving犜狉犻狋犻犮狌犿,犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊,and犜犺犻狀狅狆狔狉狌犿[J].Genome,2012,55(5):383390.
[47] 赵继新,陈新宏,王小利,等.普通小麦-华山新麦草异代换系的分子细胞遗传学研究[J].西北植物学报,2004,24(12):
22772281.
[48] 武军,赵继新,陈新宏,等.普通小麦-华山新麦草衍生后代的细胞学特点及GISH分析[J].麦类作物学报,2007,27(5):
772775.
[49] 武军,赵继新,陈新宏,等.普通小麦-华山新麦草异附加系的SSR分析[J].河北农业大学学报,2007,30(5):913.
[50] DuWL,WangJ,WangLM,犲狋犪犾.AnovelSCARmarkerfordetecting犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪Kengchromatinintro
ducedinwheat[J].GeneticsandMolecularResearch,2013,12(4):47974806.
[51] 赵继新,武军,程雪妮,等.普通小麦-华山新麦草1Ns二体异附加系的农艺性状和品质[J].作物学报,2010,36(9):
16101614.
[52] KangHY,WangY,FedakG,犲狋犪犾.Introgressionofchromosome3Nsfrom犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪intowheatspecif
yingresistancetostriperust[J].PLoSONE,2011,6(7):e21802.
[53] WangY,YuK,XieQ,犲狋犪犾.The3Nschromosomeof犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪carriesthegene(s)underlyingwheat
striperustresistance[J].CytogeneticandGenomeResearch,2011,134(2):136143.
[54] DuWL,WangJ,LuM,犲狋犪犾.Characterizationofawheat犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪Keng4Nsdisomicadditionlinefor
enhancedtilernumbersandstriperustresistance[J].Planta,2013,239(1):97105.
[55] DuWL,WangJ,LuM,犲狋犪犾.Molecularcytogeneticidentificationofawheat犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪Keng5Nsdi
somicadditionlinewithstriperustresistance[J].MolecularBreeding,2013,31(4):879888.
[56] DuWL,WangJ,PangYH,犲狋犪犾.Isolationandcharacterizationofa犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪Keng6Nschromosome
additionincommonwheat[J].PLoSOne,2013,8:e53921.
[57] DuWL,WangJ,WangLM,犲狋犪犾.Developmentandcharacterizationofa犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪Keng7Nschromo
someadditionlinewithleafrustresistance[J].PLoSOne,2013,8:e70879.
[58] 李振岐,曾士迈.中国小麦锈病[M].北京:中国农业出版社,2002:370373.
[59] 王殿波,王美南,井金学,等.小麦远缘杂交后代对小麦全蚀病抗病性研究[J].西北植物学报,2003,23(9):16171620.
[60] 傅杰,王美南,赵继新,等.抗全蚀病小麦-华山新麦草中间材料 H8911的细胞遗传学研究与利用[J].西北植物学报,
2003,23(12):21572162.
[61] 傅杰,赵继新,陈漱阳,等.小麦-华山新麦草抗全蚀病新种质的分子细胞遗传学研究[J].西北植物学报,2003,23(11):
19051909.
[62] 魏芳勤,武军,赵继新,等.普通小麦和华山新麦草衍生系 H9021对全蚀病抗性的遗传分析[J].麦类作物学报,2009,
29(1):153156.
633 ACTAPRATACULTURAESINICA(2014) Vol.23,No.5
[63] 杭焱,金燕,卢宝荣.濒危植物华山新麦草(犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪)的遗传多样性及其保护[J].复旦学报(自然科学
版),2004,43(2):260266.
[64] 刘佩,杨敏娜,周新力,等.普通小麦-华山新麦草易位系 H90201683抗条锈病基因的遗传分析和SSR标记[J].植物
病理学报,2008,38(1):104107.
[65] 曹张军,王献平,王美南,等.小麦背景中来自华山新麦草的抗条锈病基因的遗传学分析和分子标记[J].遗传学报,2005,
32(7):738743.
[66] 丁春邦,周永红.小麦与华山新麦草远缘杂交的受精和胚胎发育[J].四川农业大学学报,1997,15(1):1820.
[67] 廖进秋,康厚扬,杨瑞武,等.中国春狆犺2犫突变体×华山新麦草F1 自交和回交一代细胞遗传学研究[J].西北植物学报,
2007,27(3):442448.
犘狉狅犵狉犲狊狊狉犲狆狅狉狋狅狀狋犺犲狊狋狌犱狔狅犳犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪犪狀犱
犻狋狊犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狋狅狑犺犲犪狋犻犿狆狉狅狏犲犿犲狀狋
ZHANGWentao1,DUJiuyuan1,CHENXinhong2,WUJun2,
ZHAOJixin2,DU Wanli2,ZHANGLijun1
(1.InstituteofTriticeaeResearch,GansuAcademyofAgriculturalSciences,Lanzhou730070,China;
2.ColegeofAgronomy,NorthwestA&FUniversity,Yangling712100,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪isanendangeredwheatrelatedspeciesfoundonlyonMountHuaofthe
QinlingMountainsintheShaanxiProvinceofChina.Itisconsideredanimportantgermplasmresourcefor
broadeninggeneticdiversityandfordevelopingnewcultivarsduetoitsvaluableresistancetocold,droughtand
diseases.Thispaperreviewsexistingliteratureonthespecies.Moststudieshavefocusedonthetaxonomyof
thebiologicaltraitsof犘.犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪,itsevolutionandpopulationecology.Anumberofstudieshaveconsid
ereditsusefulnessasaresourceforgeneticimprovement,includinghowtoidentifyanddevelopnewintermedi
ateplantsthroughcrossingswithwheat.Thepaperconcludeswithageneraldiscussionoftheecologicalprotec
tionof犘.犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪andthespecies’applicationinplantbreedingsothatnewknowledgecanbediscovered
andutilizedeffectivelyinpractice.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犘狊犪狋犺狔狉狅狊狋犪犮犺狔狊犺狌犪狊犺犪狀犻犮犪;wheat;populationecology;germplasmenhancement
733第23卷第5期 草业学报2014年