有效地利用甘蔗野生种质拓宽遗传基础对甘蔗育种获得新的突破具有重要意义。割手密和斑茅都是重要的甘蔗野生种质,各有不同的优良性状和不利性状。本项目利用斑茅与割手密杂交获得斑茅割手密复合体(AS或SA材料),再利用AS或SA材料与甘蔗杂交获得聚合斑茅、割手密双亲优良性状(基因)的杂种F1后代(ASF1或SAF1材料),采用GISH-dcFISH技术研究其杂交的染色体遗传行为;进一步利用甘蔗与ASF1或SAF1材料进行杂交或回交,研究在对ASF1或SAF1材料重要性状鉴定基础上结合对其遗传背景进行SSR标记技术辅助选择加快回交进程的效果。本研究可为聚合斑茅、割手密优良基因改良甘蔗品种及利用分子标记辅助选择加快野生资源利用的回交进程提供理论依据,获得含有斑茅、割手密有益基因的优良多抗甘蔗育种新种质,以期提高斑茅、割手密优异基因资源利用的成效,为甘蔗育种高效发掘野生基因资源开辟新的途径。
Erianthus arudinaceus;Saccharum spontaneum L.;GISH;dcFISH;Marker-assisted selection
本项目利用甘蔗野生种质斑茅、割手密杂交获得聚合两者优良基因的斑茅割手密复合体,再与甘蔗进行杂交或回交利用,通过分子标记及基因组原位杂交等技术手段对斑茅割手密复合体及其与甘蔗的杂交、回交后代进行杂种真伪鉴定和遗传分析,并研究分子标记辅助背景选择对加速回交进程的效果。项目主要研究进展如下(1)通过分子标记及基因组原位杂交等技术手段对斑茅、割手密杂交获得的杂种后代进行杂种鉴定,获得斑茅割手密复合体(简称斑割复合体)真杂种(AS 或SA材料)3份;(2)利用甘蔗与斑割复合体无性系GXAS07-6-1杂交,获得经分子鉴定及染色体鉴定的真杂种GXASF1后代材料34份,并对这些后代材料的重要工农艺性状进行调查分析及抗病鉴定,获得综合表现优良的多抗的GXASF1材料8份;(3)进一步对GXASF1后代材料进行分子标记遗传背景分析,与甘蔗进行回交,获得回交后代材料(GXASBC1)257份,其中部分材料(BC1)在产量相关性状、抗性上表现出较强优势,可进一步用于常规杂交育种程序以选育综合性状突出的多抗甘蔗新品种;(4)建立了GISH-dcFISH技术体系并对斑茅与割手密及甘蔗与斑割复合体杂交或回交的染色体行为进行研究,结果表明,斑茅与割手密杂交及甘蔗与斑割复合体杂交其亲子间的染色体遗传方式为“n + n”,并且在GXASF1后代材料中,显示出来自斑茅、割手密和不同甘蔗亲本的染色体;(5)研究了对GXASF1材料遗传背景进行AFLP标记辅助选择加快回交进程的效果,分析结果显示,与甘蔗遗传距离近的GXASF1材料的回交后代,与甘蔗亲本的遗传相似性反而低,这可能是由于GXASF1材料自身与其甘蔗亲本的相似系数变化范围极为相近,从而导致对回交亲本的遗传背景进行分子标记辅助选择对于加快甘蔗遗传性状的恢复效果不明显;(6)研究了斑茅、割手密特异野生基因在复合杂交利用过程中各世代间的传递动态,结果表明斑茅(母本)及割手密(父本)的特有位点均可稳定传递给后代,为进一步的杂交利用提供了分子遗传学的理论依据;(7)在中文核心期刊发表研究论文3篇(其中1篇在《作物学报》),3篇已投稿或在撰写当中。