全 文 ：第26卷 第3期 作　物　学　报 V ol. 26, N o. 3
2000 年5月 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA M ay, 2000
一个普通小麦-大赖草易位系 T01的选育与鉴定X
刘文轩　陈佩度　刘大钧
(南京农业大学细胞遗传研究所, 江苏南京, 210095)
提　要　将抗赤霉病的普通小麦2大赖草L r. 2染色体单体异附加系花粉经过60Co2C射线处理, 然后给
感赤霉病的普通小麦品种“扬麦5号”授粉, 杂交后代连续2年进行赤霉病抗性单株接种鉴定, 从中选育
出一个普通小麦2大赖草异易位系。经过染色体荧光原位杂交和 Giem sa C2分带鉴定, 易位发生在普通
小麦4B 染色体长臂和大赖草第2条染色体 (L r. 2) 的短臂之间, 易位断点在4B 染色体C2带带型的L 2. 2
区, 在 FL 0. 42和 FL 0. 61二条带纹之间, 为 T 4BS. 4BL 2L r. 2S 易位染色体, 含该易位染色体的个体称
为 T 01易位系。
关键词　普通小麦; 大赖草; Giem sa C2分带; 荧光原位杂交; T 01易位系
Selection , Breeding and Iden tif ica tion of T01-a Trit icum aest ivum -L ey-
m us racem osus Tran sloca tion L ine
L IU W en2Xuan　CH EN Pei2D u　L IU D a2Jun
(Cy togenetics Institu te, N anj iang A g ricultural U niversity , N anj ing , 210095)
Abstract　A fter po llinating a scab suscep tible T. aestivum cultivar Yangm ai 5 w ith the60 Co2C
irradiated po llens of a scab2resistan t T. aestivum 2L . racem osus L r. 2 addition line, an alien
translocation line w as developed th rough two con tinuous years′scab2resistance iden tification. O n
the basis of Giem sa C2banding and fluo rescen t in situ hybridization of bo th PM C M I and R TC
ch romosom es, the translocation ch romosom e w as p roved to be composed of 4BL of common
w heat and L r. 2S of L eym us racem osus, w ith the breakage po in t at L 2. 2 region of C2banded 4B,
betw een the two bands of FL 0. 42 and FL 0. 61. T he translocation ch romosom e w as nam ed by
T 4BS. 4BL 2L r. 2S, and the alien translocation line con tain ing the ch romosom e w as nam ed by
T 01. T he genetic stability and the scab resistance of the line are now being further tested.
Key words　T. aestivum ; L . racem osus; T 4BS. 4BL 2L r. 2S; A lien translocation line
小麦赤霉病是世界上温暖湿润地区小麦的重要病害, 给小麦生产造成了严重损失。由于
普通小麦种内抗赤霉基因资源贫乏, 现有抗源抗性还不够理想, 迫切需要从小麦亲缘种属中
寻找新的赤霉病抗源。目前, 已经从小麦亲缘种属中鉴定出大赖草 (L eym us racem osus) [ 1 ]、鹅
观草 (R oeg neria kam oj i) [ 2 ]、纤毛鹅观草 (R oegneria cilliaris) [ 3 ]等至少3个对赤霉病有较好抗性的
X 本研究得到国家自然科学基金项目, 国家科委攻关项目和M cKnight Foundation 作物研究计划项目资助。
Supported by State N atural Science Foundation, State Science and Technology Comm ission, and M cKnight Foundation of
U SA.
3 3 由于大赖草染色体同源群归属尚无确定, 故暂按染色体从大到小编号。
收稿日期: 1998201224, 接收日期: 1999206- 11

物种。
大赖草 (L eym us racem osus) , 又称巨大冰麦草 (E lym us g ig anteus)、大穗滨麦草 (E lym us
racem osus, L eym us g ig anteus) , 属于禾本科、小麦族、赖草属。从80年代初开始, 南京农大细
胞遗传所一直致力于将大赖草的抗赤霉病基因转入普通小麦[ 4～ 5 ], 并已选育出3个分别添加
有大赖草第2 (L r. 2) 3 3 、第7 (L r. 7) 和第14 (L r. 14) 染色体的抗赤霉病异附加系[ 6 ]。为了在导
入大赖草抗赤霉病基因的同时尽可能减少其它不利基因引入小麦, 我们在上述工作基础上,
开展了利用辐射诱发异源易位的研究。通过小麦2大赖草单体异附加系花粉辐射及辐射、辐射
后代赤霉病抗性接种鉴定, 并结合染色体 Gim esa C2分带和原位杂交 (F ISH ) 技术, 选育并鉴
定出了1个含有涉及小麦4BL 和大赖草L r. 2S 的易位染色体的易位系 T 01。
1　材料与方法
1. 1　试验材料
中感赤霉病普通小麦品种“扬麦5号”、抗赤霉病小麦品种“苏麦3号”以及普通小麦2大赖
草抗赤霉病L r. 2异附加系“92G169”等。
1. 2　花粉辐射及辐射后代处理
取 (扬麦5号×92G169) F 1将要大量开花的穗子进行60Co2C射线辐射, 辐射剂量率为75. 2
R ö m in, 总剂量为1000 R。辐射处理后立即从处理麦穗上取新鲜花粉给预先已去雄3～ 4天的
扬麦5号授粉, 并套袋。杂交种子当年10月下旬点播, 翌年5月在大田活体和室内离体二种条
件下分单株进行赤霉病抗性接种鉴定。每株至少鉴定2个穗子。抗病株所结种子种成株行, 次
年挑取花粉母细胞进行减数分裂中期 I(PM C M I)染色体构型分析, 并继续分单株接种鉴定赤
霉病抗性, 从中选择既抗赤霉病, PM C M I又无整条L r. 2染色体的单株。将其种子进行根尖
细胞 (R TC)染色体 Giem sa C2分带和荧光原位杂交分析, 挑选、鉴定纯合易位系。
1. 3　根尖细胞 (RTC)染色体制片
待鉴定种子在垫有二层湿润滤纸的培养皿内发芽 (25 ℃) , 当根长至1 cm 时剪取根尖,
冰水中处理22～ 24 h, 然后用卡诺氏固定液 (3份95% 乙醇: 1份冰醋酸)固定。2～ 5d 后用45%
醋酸压片, 制片贮存在- 70 ℃冰箱内。
1. 4　花粉母细胞 (PM C)减数分裂中期 I(M I)染色体制片
挑取具有中期分裂相花粉母细胞的花药, 直接于卡诺氏固定液中固定。制片方法同根尖
细胞染色体制片。
1. 5　染色体 Giem sa C-分带和荧光原位杂交 (F ISH)
根尖细胞或 PM C M I染色体制片于- 70 ℃冰箱中冷冻后揭片。Giem sa C2分带参照Gill[ 7 ]
方法进行。荧光原位杂交程序基本同陈佩度[ 8 ] , 所用探针为经缺口转移法标记的大赖草基因
组DNA , 探针与封阻DNA 用量比例为1 ÷ 100～ 200。探针杂交信号用荧光生物素 (F ITC) 检
测。在450～ 490 nm 波长下, 杂交信号呈黄绿色, 未杂交染色体部分呈红棕色。
1. 6　赤霉病抗性鉴定
采用单花滴注法接种鉴定。接种用菌液为 F4、F15、F17和 F34四种强毒菌株的分生孢子
混合悬浮液, 由江苏省农业科学院王裕中研究员提供。发病分级标准参照徐雍皋[ 9 ]方法, 将
穗子从不感病到完全感病分为0～ 5级。一般0～ 2级为抗, 3～ 5级为感病。
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2　试验结果
2. 1　普通小麦-大赖草 T4BSı 4BL -L r. 2S 易位系的选育过程
1994年我们用经过1000R 剂量60Co2C射线处理的 (扬麦5号×92G169) F 1花粉给扬麦5号授
表1　　1995年94L 13-4-3单株的赤霉病抗性
Table 1　　Scab resistance of 94L 13-4-3 plant (1995)
材料
M aterial
大　田　　 In fields
接种穗数
No. of inoculated ears
平均病级
A verage level
离　体　　 In vitro
接种穗数
No. of inoculated ears
平均病级
A verage level
92G169 6 1. 3 - -
Yangm ai 5 12 3. 2 4 3. 9
94L 132423 2 1. 0 1 3. 0
Sum ai 3 7 1. 3 5 2. 8
粉, 得到杂交种子
103粒, 种到大田
后, 只有 34 粒出
苗, 长 成 植 株。
1995年5月, 在大
田活体和室内离体
二种条件下对这34
株进行赤霉病抗性
接种鉴定, 从中选
出在大田和离体条件下均表现抗赤霉病的94L 132423等8个单株 (表1)。
表2　　1996年94L 13-4-3株系后代的赤霉病抗性
Table 2　　Scab resistance of the progen ies of 94L 13-4-3 (1996)
材料
M aterial
接种穗数
No. of inoculated ears
平均病级
A verage level
92G169 22 1. 5
Yangm ai 5 30 2. 9
L 13242321 4 1. 0
L 13242323 1 1. 0
L 13242327 3 1. 0
L 132423210 2 2. 0
L 132423211 4 1. 0
　　第2年春季, 对上述8个单株的自交
M 2进行了 PM C M I 染色体构型分析和赤
霉病抗性大田分单株接种鉴定, 从94L 132
423单株自交后代中选出了5株既无明显整
条L r. 2染色体, 又较抗赤霉病的单株 (表
2)。初步推测这些单株发生了小麦与大赖
草的染色体易位。
2. 2　普通小麦-大赖草 T01易位系的鉴定
2. 2. 1　荧光原位杂交鉴定　　对上述5株
可能发生染色体易位单株的自交种子根尖
染色体进行了荧光原位杂交分析, 结果肯定这5株的确发生了小麦与大赖草染色体间的易位。
图1　　94L 2132423 RTC 染色体荧光原位杂交
(箭头示小麦2大赖草易位染色体)
F ig. 1　　RTC chromosom e F ISH of 94L 132423 ( the
arrow s show two alien translocation chromosom es)
从R TC 染色体原位杂交结果看, 易位到小麦
染色体末端的大赖草染色体片段约占整条易
位染色体总长的41. 7% , 占长臂的75% 左右
(图1)。
2. 2. 2　染色体 Giem sa C2分带鉴定　　荧光
原位杂交结果虽然肯定普通小麦与大赖草染
色体发生了易位, 而且属于末端易位, 但易位
发生在小麦哪一条染色体与大赖草的长臂还
是短臂之间尚不清楚。因此, 我们又对这5株
易位系自交种子根尖染色体进行了 Giem sa C2
分带。C2分带结果表明, 易位发生在大赖草
L r. 2染色体的短臂与小麦4B 染色体的长臂之
间, 易位断点在4B 染色体 C 带带纹的L 2. 2
区, FL 0. 42和 FL 0. 61带纹之间 (Gill, 1991) , 属于顶端易位。我们将其定名为4BS. 4BL 2L r.
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2S 易位染色体 (图2、图3) , 含该易位染色体的个体称为 T 01易位系。
图2　94L 132423 RTC 染色体C2分带 (箭头示易位染色体)
F ig. 2　RTC chromosom e C2banding of 94L 132423 ( the arrow s show two translocation chromosom es)
图3　T 4BSı 4BL 2L r. 2S 易位染色体
F ig. 3　T ranslocation chromosom e of
T 4BSı 4BL 2L r. 2S
2. 3　T01易位系的农艺性状及抗赤霉病性
根据对 T 01易位系的30多个单株进行考种的结
果, T 01易位系平均株高85. 8 cm , 穗长10. 1 cm , 小穗
数21. 5个, 单株分蘖数9. 4个, 结实率5%～ 95. 3% ,
穗型为长方形, 具顶芒或长芒。但不同单株之间农艺
性状有较大差异。例如有的单株株高只有64 cm , 而有
的单株株高可达117 cm ; 有些单株的结实率只有5% ,
而有些单株的结实率达到98% 以上。
　　我们对 T 01易位系的赤霉病抗性进行了大量田间
接种鉴定, 由于接种菌量过大, 赤霉病发病普遍偏重,
但 T 01 易位系的赤霉病发病程度仍明显较中感赤霉
病的对照扬麦5号要轻, 和抗赤霉病对照苏麦3号的发病等级接近 (表3)。
表3　　T01易位系的赤霉病抗性 (1997)
Table 3　　Scab resistance of T01 (1997)
材料
M aterial
接种穗数
No. of inoculated ears
平均病级
A verage level
T 01 84 2. 95
92G169 25 2. 85
Sum ai 3 25 2. 41
Yangm ai 5 25 4. 43
3　讨论
从小麦2亲缘物种易位系选育与鉴定的
有关报道来看, 易位基本集中在小麦与山羊
草属、黑麦属、偃麦草属以及小麦属四倍体
种之间, 簇毛麦属、大麦属、薄冰草属与小
麦之间的易位也有报道。但迄今还未见到有
关小麦2大赖草易位系的其它报道。我们选育的 T 01易位系在大赖草抗赤霉病基因定位、抗性
转移方面都有一定利用价值。
J. W. Snape[ 10 ]曾用X2射线将Hobbit2斯卑尔脱小麦5 A 单体异代换系花粉进行辐射, 然
后给中国春授粉, 在M 1和M 2均发现有染色体数目和结构的变异。我们将小麦2大赖草L r. 2单
体异附加系的花粉进行辐射, 处理后代结合赤霉病抗性鉴定选择, 在辐射后代选到了含小麦2
大赖草易位染色体的易位系 T 01。由此可见, 采用花粉辐射处理的确是创造易位系行之有效
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的方法。
通过常规遗传学方法, 如染色体臂比、染色体配对分析等来鉴定易位系既耗时费力, 效
果也较差。近年来出现的几种新技术, 如染色体分带、原位杂交、同工酶分析以及核酸分子
标记 (R FL P、RA PD 等) 为易位系的选育与鉴定提供了十分有用的手段。F riebe 等[ 11 ]利用
Giem sa C2分带和基因组荧光原位杂交技术, 从小麦2中间偃麦草染色体添加系辐射后代中鉴
定出5个易位系。我们结合 Giem sa C2分带和荧光原位杂交技术, 从花粉辐射到 T 01易位系被
确定只用了不足四年的时间。因此, 新兴技术的结合使用能大大提高易位系选育与鉴定的效
果。
尽管 T 01易位系是经过连续三年严格的赤霉病抗性鉴定选育而成的, 但由于M 1和M 2代
群体过小, 再加之赤霉病发病受接种用菌源、接种后气候等诸多因素的影响, 因此, T 01易位
系的赤霉病抗性尚待进一步鉴定。目前, 我们正对 T 01的赤霉病抗性进行多点多年鉴定, 并
对 T 01的抗赤霉病性状与被转移大赖草染色体片段的相关性进行多种途径的分析。另外, 在
试验过程中, 我们发现不同单株间 T 4BSı 4BL 2L r. 2S 易位染色体的传递能力以及赤霉病抗性
和其它农艺性状存在着较大的差异。因此, 尚需对该易位系自交后代进行赤霉病抗性以及其
它农艺性状方面进行综合选择, 从中选育出更适宜于育种需要的易位系。
参　考　文　献
1　M ujeeb2Kazi, A. P roc 6 th Int W heat Genet S ym p (Kyoto, Japan) , 1983, 223～ 231
2　翁益群, 刘大钧. 中国农业科学, 1989, 22: 1～ 7
3　颜阳, 刘大钧. 中国农业科学, 1987, 20: 17～ 21
4　王耀南, 陈佩度, 刘大钧. 南京农学院学报, 1986, 1: 10～ 14
5　王耀南, 陈佩度, 王招娣等. 南京农学院学报, 1991, 14: 1～ 5
6　陈佩度, 王招娣, 王苏玲等. 遗传学报, 1995, 22: 206～ 210
7　Gill B S, B F riebe, T R Endo. Genom e, 1991, 34: 830～ 839
8　陈佩度, 周波, 齐莉莉等. 遗传学报, 1995, 22: 380～ 386
9　徐雍皋. 小麦赤霉病防治理论与实践. 南京: 江苏科技出版社, 1993.
10　Snape J. W. T heor A pp l Genet, 1983, 65: 103～ 111
11　F riebe B, J M J iang, B S Gill, et al. T heor A pp l Genet, 1883, 86: 141～ 149
9033期　　　　　　　　刘文轩等: 一个普通小麦2大赖草易位系 T 01的选育与鉴定