Sec-1位点缺失对1BL/1RS易位系籽粒品质的影响
2021-09-16昝香存李正玲常莹莹董海滨韩留鹏赵明忠许为钢
昝香存,李正玲,常莹莹,董海滨,高 崇,韩留鹏,郭 瑞,赵明忠,胡 琳,许为钢
(河南省农业科学院作物分子育种研究院/河南省小麦生物学重点实验室/河南省麦类种质资源创新与改良重点实验室,河南郑州 450002)
1BL/1RS易位系在中国小麦品种中分布广泛[1]。黑麦1R染色体短臂(1RS)上携带有很多抗病基因[2-4],同时具有很好的丰产性和适应性[5-6];然而,由于1RS上Sec-1位点编码的γ-黑麦碱、ω-黑麦碱会引起小麦面团耐揉性减弱、面团发黏、加工品质变劣等问题[7-9],在一定程度上限制了1BL/1RS易位系在小麦遗传改良中的广泛应用。
为提高1BL/1RS易位系在小麦育种中的应用价值,可通过三种途径来改良和提高1BL/1RS易位系的加工品质:一是通过优质高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)的导入、聚合,可在一定程度上弥补由Sec-1位点造成的不良影响[10-12],如HMW-GS 5+10对与1RS易位相关的面团强度损失有一定的补偿作用[13];二是通过染色体工程技术,在1RS染色体中去除引起面团发粘的Sec-1基因位点,引入有利品质的Glu-B3/Gli-B1基因位点,保留抗病基因和与丰产性连锁的基因。Koebner等[14]利用Ph1b突变体和5B染色体缺失体诱导1DL/1RS、1BL/1RS易位,使1RS、1DS发生重组产生二级重组体,获得1DS中Gli-D1和Tri-D1分离以及1BS中Sec-1和SrR分离的重组体,产生的新易位系中携带叶锈抗性基因,还具有GLi-D1位点,取代了1RS上的Sec-1位点,对面团质量产生正向效应。Lukaszewski[15]通过同源重组法,在Attila和Hahn小麦品种中成功导入与面团强度相关的Gli-B3/Gli-B1位点,并去除了引起面团发粘的Sec-1位点,获得了1RS/1RSWW(不含Sec-1,含Glu-B3/Gli-B1)近等基因系,又通过1RS与1RSWW杂交获得1RSWR(不含Sec-1和Glu-B3/Gli-B1)/1RSRW(含Sec-1和Glu-B3/Gli-B1)近等基因系,研究结果显示,在正常灌溉条件和水分胁迫条件下,1RS易位系的籽粒产量、冠层水分状况、光合能力、生物产量均高于或优于1RSWW、1RSRW,而与1RSWR易位系之间没有差异;……
