[发明专利]一种分子标记辅助回交提高小麦抗赤霉病扩展的方法

说明书

一、技术领域

本发明一种分子标记辅助回交快速提高小麦抗赤霉病扩展性的方法，属于作物分子育种领域，专用于小麦抗赤霉病扩展种质的选育与鉴定。 

二、背景技术

小麦是世界上最重要的粮食作物之一，其产品对人类的食品安全不可或缺。由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schwabe)引起的赤霉病是小麦生产上的一种重要病害，广泛发生于温暖潮湿和半潮湿地区。其危害包括不育、种子饱满度降低，致使产量严重下降，一般减产10～15％，有时可高达50％。病麦粒中还含有毒素(主要是脱氧雪腐镰刀菌烯醇，DON)，食用后会直接危害人、畜的健康。由于全球气候变暖和耕作制度的改变，赤霉病正从传统的流行麦区如长江中下游麦区、南部沿海麦区、黑龙江东部麦区逐渐向其它麦区如华北的山东、山西、河南、河北，西南的四川，西北的宁夏、甘肃、青海等省份扩展。近十年来，即使加强了对赤霉病的防治，我国平均每年仍有30万吨以上的小麦因该病而受损。2003年，安徽省小麦赤霉病发病面积达1,500万亩，产量损失约6亿公斤，同年江苏省也发生赤霉病大流行。近五年来，在长江中下游麦区，赤霉病发生异常频繁，都达到了中等偏重的程度。鉴于小麦赤霉病对粮食安全和食品安全构成的严重威胁，提高小麦对赤霉病的抗性成为亟待解决的重大科学问题。 

小麦对赤霉病的抗性包含五种类型：抗扩展(type I)、抗扩展(type II)、降解毒素(type III)、降低籽粒病粒率(type IV)和减少产量损失或耐病性(type V)。其中抗扩展是到目前为止研究的最多的一种抗性类型，在降低赤霉病对小麦产量和品质的影响中起着重要的作用。但是，高抗赤霉病的小麦种质资源非常匮乏，目前许多抗扩展遗传研究都集中在苏麦3号及其衍生系上。望水白是我国特有的抗赤霉病种质，其抗赤霉病扩展表现甚至要优于苏麦3号。在望水白的3B染色体上存在1个主效抗扩展QTL Qfhs.nau-3B，在各次实验中均可以解释20％以上的表型变异(Ma et al.2005)。 

运用回交手段对一些优良小麦品系的个别缺点进行改良是一个十分有效的措施。但是对于小麦赤霉病抗性的改良来说存在很多困难：首先，小麦赤霉病抗性是一种非常复杂的数量性状，由多基因控制且受环境条件影响较大，表型鉴定非常困难。其次，小麦赤霉病是一种穗部病害，要等到开花后才能评价是否抗病，而此时已无法直接配置杂交组合。再次，有些抗赤霉病QTL属于隐性遗传，回 交一代后必须自交一代，鉴定出抗病单株后才能继续回交。因此，采用传统的回交育种方法改良小麦的赤霉病抗性费时费力，这严重阻碍了抗源在抗赤霉病育种中的有效利用。 

三、发明内容

本发明的目的在于针对背景技术提出的技术问题提供一种育种周期短、效率高的分子标记辅助选择培育抗赤霉病扩展小麦新品系的方法，该方法能快速有效地改良现有品系的赤霉病抗性。 

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下： 

一种分子标记辅助回交提高小麦抗赤霉病扩展的方法，包括以下步骤： 

1)以携带抗扩展QTL的重组自交家系为供体，以综合性状优良但感赤霉病的小麦品系为受体，进行常规有性杂交，所得的杂种F₁代再与轮回亲本回交，得到回交一代BC₁F₁分离群体，种植于田间； 

2)在苗期提取BC₁F₁分离群体中各单株的DNA，并利用与目标QTL紧密连锁的SSR标记进行PCR检测，选择含有目标QTL的杂合型单株继续与轮回亲本杂交获得BC₂F₁分离群体； 

3)在苗期提取BC₂F₁分离群体中各单株的DNA，继续利用与目标QTL紧密连锁的SSR标记进行PCR检测，筛选含有目标QTL的杂合型单株；再选择分布于整个小麦基因组的150对SSR标记对含有目标QTL的单株进行背景回复率分析，选择背景回复率最高的单株继续回交获得BC₃F₁分离群体； 

4)重复步骤3)，获得携带目标QTL且背景回复率最高的BC₃F₁目标单株后自交获得BC₃F₂分离群体，种植于田间；