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小麦矮秆基因 Rht-B1b和 Rht-D1b的检测及其验证

2021-09-16范胜男冯玉梅李星岩

麦类作物学报 2021年7期
关键词:检测

刘 娟,张 凯,范胜男,韩 洋,冯玉梅,李星岩,韩 冰,杨 燕

(内蒙古农业大学生命科学学院植物生物技术功能实验室/内蒙古自治区植物逆境生理与分子生物学重点实验室,内蒙古呼和浩特 010018)

小麦作为全球主要的粮食作物之一[1],随着全球人口数量不断增加、气候不断恶化以及旱涝等自然灾害频发,使得小麦产量大幅度下降。因此,高产成为小麦育种的主要目标之一。株高作为谷类作物的重要农艺性状,对作物产量潜力和稳定性具有重要影响。研究表明,降低株高可提高植物的抗倒伏性[2-3]。

上世纪60年代,矮秆基因首次应用到小麦育种中,引发了第一次“绿色革命”[4],在小麦育种实践中利用的矮秆基因大体可分为三类:草丛型矮生基因(D)、单茎矮生基因(Us)[5-6]和降低株高的主效矮秆基因(Rht)。截止目前,已发现的小麦Rht矮秆基因共有25个,每个Rht基因对小麦株高产生的影响不同。其中,在小麦的矮化育种中,使用最广泛的矮秆基因是来自于农林10号的Rht-B1b(Rht1基因突变型)、Rht-D1b(Rht2基因突变型)和来自于日本赤小麦(Akakomugi)的Rht8[7-8]。Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8为隐性基因,分别位于小麦4B、4D和2D染色体上。研究发现,Rht-B1b和Rht-D1b基因单独存在时,降秆效应约24%,Rht-B1b和Rht-D1b同时存在时,会产生累加作用,降秆效应近60%[9-10]。而Rht8降秆效应为11%[11],相较于Rht-B1b和Rht-D1b,降秆能力较弱[12]。

分子标记的应用,使得更多的基因被准确定位,Ellis等[13]设计的STS分子标记可以准确地鉴定出Rht-B1b和Rht-D1b基因。本研究利用Ellis等[13]设计的STS分子标记引物对321份中国小麦材料Rht-B1b和Rht-D1b基因的分布情况进行检测,此外,对91份春小麦育种材料(具有株高表型数据)中Rht-B1b、Rht-D1b以及Rht-B1b+Rht-D1b的分布及各单倍型对小麦株高的影响进行分析,以期筛选出优良的矮秆基因资源,为合理利用小麦资源提供参考依据。……

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