(1.8.4)--簇毛麦3V染色体在不同小麦遗传背景下的传递.pdf

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1、簇毛麦 3V 染色体在不同小麦遗传背景下的传递摘要：本研究前期创制了一份高抗小麦条锈病的新型中国春（CS）-簇毛麦 3V（3D）代换系 CD-3，并将该条锈抗性初步定位于簇毛麦 3V 染色体上。为进一步探索簇毛麦 3V 染色体在不同小麦背景中的传递特性，对其育种利用提供依据，本研究将 CD-3 与地方小麦品种开县罗汉麦（KL）和推广小麦品种川麦 42（CM42）分别进行正反交，F1杂种自交后获得 F2群体。随后使用荧光原位杂交技术（FISH）研究了 F2群体 3V 的传递行为并调查了 F2植株的条锈抗性。结果显示：（1）4 个组合中（CD-3/KL、KL/CD-3、CD-3/CM42 和 CM

2、42/CD-3）F23V 传递率为 20.45%34.94%，都极显著低于理论值（75%），组合之间无显著性差异，表明 3V 传递率在 CM42 和 KL 背景中传递率较低，且二者遗传背景对其传递率无影响。（2）组合 CD-3/CM42 3V 的结构变异频率最高，与组合 CD-3/KL 和 CM42/CD-3 存在显著性差异，表明遗传背景对染色体结构稳定性有一定影响。（3）4 个组合中，携带 2 条 3V 的植株均有较好的条锈抗性，携带 1 条 3V 的植株则表现感病或中抗，与亲本 CM42 或KL 抗性一致，表明 3V 上的条锈抗性基因能在 CM42 和 KL 两种不同的遗传背景中能正常表达

3、。本研究为深入研究该条锈抗性基因提供了遗传信息，为小麦改良提供了材料基础。关键词：簇毛麦；3V 染色体；传递率；染色体结构变异；条锈抗性Transmission of 3V Chromosome from Dasypyrum villosum in Different Genetic Backgrounds of Common WheatZHANG Jie1，2，JIANG Yun1，GUO Yuan-lin1，WANG Ying1，YANG Yan4，LI Xiao-yan4，DENG Zi-yuan1，DENG Guang-bing3，XUAN Pu5，LONG Hai3（1Institu

4、te of Biotechnology and Nuclear Technology Research，Sichuan Academy of Agricultural Sciences，Chengdu 610061；2Ministry of Agriculture Key Laboratory of Wheat Biology and Genetic Improvement in Southwestern China，Chengdu 610066；3Chengdu Institute of Biology，Chinese Academy of Sciences，Chengdu 610041；4

5、College of Life Science，Sichuan Normal University，Chengdu 610066；5Institute of Agro-products Processing Science and Technology，Sichuan Academy of Agricultural Sciences，Chengdu 610066）Abstract：In our previous study，CD-3，a novel CS-Dasypyrum villosum（L.）P.Candargy 3V（3D）substitution line with high res

6、istance to wheat stripe rust，had been developed，and the stripe rust resistance had been mapped on the 3V chromosome.To explored the transmission character of the 3V chromosome and provide the theoretical basis for the utilization of stripe rust resistance from 3V in wheat breeding，CD-3 was directly

7、and reciprocally crossed with landrace Kaixian Luohan Mai wheat（KL）and commercial variety Chuan Mai 收稿日期：2021-04-27修回日期：2021-04-28网络出版日期：2021-05-10URL：http:/doi.org/10.13430/ki.jpgr.20210427003第一作者研究方向为小麦遗传育种，E-mail：通信作者：龙海，研究方向为小麦遗传育种，E-mail： 基金项目：国家自然科学基金（31801362）；四川省科技厅应用基础项目（重点）（2019YJ0605，2018

8、JY0629）；四川省财政厅创新能力提升工程（2019KXJJ-001）；四川省农业科学院优秀论文基金（2018LWJJ-017）；四川省农业科学院人才基金（2019LJRC020）Foundation projects：National Nature Science Foundation of China（31801362），Applied Basic Research Programs of Science and Technology Department，Sichuan Province（Key Project）（2019YJ0605，2018JY0629），Project of In

9、novation Ability Improvement，Sichuan Province（2019KXJJ-001），Foundation for Excellent Thesis of Sichuan Academy of Agricultural Sciences（2018LWJJ-017），Fund for Talents of Sichuan Academy of Agricultural Sciences（2019LJRC020）1356 植物遗传资源学报 22 卷42 wheat（CM42），respectively，in this study.The F1 hybrids we

10、re then selfed to obtain F2 plants for estimation of the transmission characters of the 3V chromosome using fluorescent in situ hybridization（FISH）.At last，the stripe rust resistance of the F2 plants was investigated.The results showed：（1）The transmission rates of 3V in the 4 crosses（CD-3/KL，KL/CD-3

11、，CD-3/CM42 and CM42/CD-3）ranged from 20.45%to 34.94%，which were significantly lower than the theoretical value（75%），and there was no significant difference among the 4 crosses，indicating that the genetic background had no influence on the transmission of 3V in this study.（2）The chromosomal structura

12、l aberration rate of 3V in CD-3/CM42 was significantly higher than that in CD-3/KL and CM42/CD-3，suggesting that the genetic background had influence on the chromosomal structural aberration rate of 3V.（3）The plants with two 3V chromosomes showed high resistance，and the plants carrying one 3V chromo

13、some were susceptible or moderately resistant to stripe rust，which was consistent with the infection type of their parents，CM42 and KL.The result showed that the resistant gene（s）of stripe rust located on the 3V chromosome could express in the genetic background of the landrace KL and the commercial

14、 variety CM42.This research provided theoretical foundation for further exploration of the resistant gene（s）of stripe rust originating from the 3V chromosome of D.villosum，as well as valuable genetic materials for wheat improvement.Key words：Dasypyrum villosum（L.）P.Candargy；3V chromosome；transmissio

15、n rate；chromosomal structural aberration；resistance to stripe rust小 麦（Triticum aestivum L.，2n=42，AABBDD）是人类最重要的主食之一，为人类提供了 19%的能量和 20%的蛋白质1，并在世界范围内广泛种植。但是基于品种间杂交和人工选育的传统小麦育种方式，使得近年来小麦品种的遗传背景愈来愈狭窄，减弱了小麦的抗病能力2。将普通小麦与其近缘物种进行远缘杂交，被认为是重要的拓宽小麦遗传背景策略。目前，来自黑麦的 1RS 和来自簇毛麦的6VS 两条染色体臂因其携带着许多优良抗性3-5，已被转移进了许多小麦栽

16、培种的遗传背景中。一年生二倍体簇毛麦（Dasypyrum villosum（L.）P.Candargy Borbs，2n=2x=14，VV），是 小 麦的重要近缘物种，起源于地中海地区6。因其携带多种小麦病害抗性，如抗小麦白粉病5，7、眼斑 病8-9、条锈病9，被育种家认为是小麦抗性育种的重要基因资源。自 20 世纪起，研究者已经开始了小麦-簇毛麦异源材料的创制工作。至今，已获得了小麦-簇毛麦双二倍体10、附加系11-12、代换 系11-12和易位系13-16。在这些异源材料中，小麦-簇毛麦 6VS.6AL 易位系具有来自簇毛麦的 Pm21基因，该基因具有持久的小麦白粉病抗性，目前已有了较深入

17、研究，如克隆17-18、结构功能分析19，并在小麦抗性改良中获得广泛应用2。但是，至今仅有少量关于簇毛条锈抗性挖掘的报道20-21，对于簇毛麦抗条锈病基因的应用也鲜有报道22。在前期研究中，我们自主创制并鉴定了一份高抗小麦条锈病的新型中国春（CS）-簇毛麦 3V（3D）二 体 代 换 系（2n=42，命名为 CD-3）。携带Yr18 的亲本 CS 在本课题前期研究中表现为中感9，但属于慢锈。通过对 CD-3 进行初步遗传分析可知，该条锈抗性由一对隐性基因控制，且该基因位于簇毛麦 3V 染色体上，暂命名为 YrCD-39。CM42是利用 CIMMYT 人工合成硬粒小麦与四川本地小麦杂交选育而成的

18、高产、抗病（含 Yr26）大穗型小麦突破性品种23-24。近几年已作为骨干亲本在四川小麦育种中被广泛使用，直接育成小麦新品种 16 个25。但由于 Yr26 的过度使用，使得 Yr26 致病小种类群 V26（条中 34）逐渐上升，导致其抗性逐步丧失24。为了改良 CM42 的条锈抗性，创制培育可用于小麦遗传改良的、具有栽培小麦遗传背景的小麦-3V 异源材料，同时探索簇毛麦 3V 染色体在不同小麦背景中的遗传特性，本研究通过正反交，将3V 染色体分别转入了本地感病品种 CM42 和地方品种 KL，并使用多色荧光原位杂交（mc-FISH）的手段，对其 F2植株进行精准的细胞学鉴定，最后对所有 F2

19、植株进行条锈抗性鉴定，以期为簇毛麦 3V染色体在小麦条锈改良中的深入应用提供理论基础和材料保障。1材料与方法1.1试验材料本研究使用的小麦栽培种川麦 42（CM42，系谱为 SynCD768/SW3243/川 6415）由四川省农业科学院作物研究所杨武云研究员提供；小麦地方种5 期 张洁等：簇毛麦 3V 染色体在不同小麦遗传背景下的传递 1357开县罗汉麦（KL）由四川农业大学小麦研究所刘登才教授提供；CS-簇毛麦 3V（3D）二体代换系（CD-3）由本实验室创制；簇毛麦 ZC6、地方小麦品种中国春（CS）、诱发材料 Sy95-71 由本实验室保存。F1所结种子（F2），共计 361 粒取根尖

20、用于 FISH分析，随后将苗子对应种于田间以用于分子标记分析和田间抗性调查。361 个种子分别来自组合 CD-3KL 单 株 83 个、组 合 KLCD-3 单 株 112 个、组合 CD-3CM42 单株 88 个、组合 CM42CD-3 单株 78 个。1.2多色荧光原位杂交（mc-FISH）分析所有供试种子进行发根。当根长至 12 cm时收集根尖，并按照 Zhang 等9报道步骤立即进行笑气预处理。中期染色体制备按照 Kato 等26所述方法进行。为了准确鉴定每一对小麦染色体身份和簇毛麦 3V 染色体，本研究选用寡聚 核 苷 酸 序 列 Oligo-pSc119.2、Oligo-pTa5

21、35 和Oligo-Hv62-1，并 在 其 5 端 分 别 连 上 荧 光 基 团 6-羧 基 荧 光 素（6-FAM，6-carboxyfluorescein）、6-羧基四甲基罗丹明琥珀酰亚胺酯（6-TAMRA，6-carboxytetramethylrhodamine）和 Cy5 制成探 针（上 海，捷 运 生 物）。其 中，Oligo-pSc119.2、Oligo-pTa535 用 于 识 别 小 麦 A、B、D 组 染 色 体身份27，Oligo-Hv62-1 用于识别簇毛麦 3V 染色 体28。mc-FISH 步骤按照 Fu 等29报道进行。4，6-二 脒 基-2-苯 基 吲 哚（

22、DAPI，4，6-diamidino-2-phenylindole）染色后使用莱卡 DM2500 荧光显微镜（莱卡，上海，中国）获取图片。每一单株调查 3 个中期分裂相以确定最终核型。1.33V 染色体传递率分析对 4 个组合（CD-3/KL 正反交、CD-3/CM42 正反交）F1所结种子（F2）进行 FISH 检测，以 3V 单体植株出现频率与 3V 二体植株出现频率之和记为 3V 染色体的自交传递率。使用 GraphPad Prism version 8.01（GraphPad 软件，美国）对数据进行统计分析并做图。使用方差分析和 t-检验的统计方法对数据进行显著性分析，P 值设为 0.

23、05。1.4Yr18 和 Yr26 的 PCR 鉴定取所有 F2材料及亲本（CS、ZC6、CD-3、CM42、KL）的幼嫩叶片，使用 CTAB 法提取总基因组DNA30。Yr18 特 异 引 物 csLV3431及 Yr26 特 异引物 WE17332交由生工生物工程公司（上海）合 成。PCR 体系为 25 L，含 Taq PCR mix 预混液17.5 L（生工生物工程公司，上海），上下游引物（50 mol/L）各 0.5 L，基 因 组DNA（50100 ng/L）2 L。配 制 好 的 PCR 体 系 于 Biometra PCR 仪（耶 拿，德 国）上 进 行 PCR 扩 增，反 应

24、程 序 为：94 预变性 5 min，94 变性 1 min、52（Yr18）/55（Yr26）退火 1 min、72 延伸 2 min、共 35 个循环，最后 72 延伸 10 min。扩增产物以 1%琼脂糖进行凝胶电泳，EtBr 染色后在 BIO-RAD 紫外凝胶成像系统（加利佛尼亚，美国）下获取电泳图像。1.5条锈病抗性调查将 3 个亲本（CD-3、KL 和 CM42）和取了根尖的所有 F2植株于 2019 年 11 月对应种植于四川省 农业科学院郫县农场。试验区块周围种上诱发行。2020 年 12 月，在植株三叶期时将含生理小种CYR32、CYR33 和 CYR34 的条锈混合菌种接种

25、于供试材料和诱发材料的心叶上，并适量喷上 0.01%的吐温 20 进行保湿。接种 1820 d 后观察植株抗性反应。2020 年 3 月，当诱发材料严重度达 80%以上时，对供试材料进行成株期抗病性调查。每隔 7 d 调查一次，一共调查 34 次。反应型按照McIntosh 等33报道分为 04 级，共 6 级，6 级分别为 0、0；、1、2、3、4。混合生理小种由甘肃省农业科学院植物保护研究所提供。2结果与分析 2.1亲本核型构建及比较使用寡聚核苷酸探针 Oligo-pSc119.2、Oligo-pTa535 和簇毛麦特异探针 Oligo-Hv62-1 构建了 3个亲本，KL、CM42 和

26、CD-3（CS 背景）的标准核型（图 1）。由 图 1 可 知，Oligo-pSc119.2 和 Oligo-pTa535 可有效区分 21 对小麦染色体（图 1ac），Oligo-Hv62 可在簇毛麦 3V 染色体长臂和短臂端部杂交出簇毛麦特异信号（图 1d）。另外，由图 1e 可知，普通小麦 KL、CM42 和 CS 的染色体之间存在丰富的 FISH 核型多态性。如：A 组的 4A、5A；B组的 3B、6B；D 组的 1D、2D、3D、6D 和 7D。2.22 种遗传背景下簇毛麦 3V 染色体的传递率分析对 4 个组合（CD-3/KL 正反交、CD-3/CM42 正反交）F2植株进行 FI

27、SH 检测，统计 3V 染色体自交 传 递 率。结 果 显 示，CD-3/KL 正 反 交、CD-3/CM42 正反交 4 个组合 3V 传递率分别为 34.94%、27.68%、20.45%和 26.92%，都极显著低于 75%的理论值（表 1）。另外，虽然在组合 CD-3/KL 中 3V染色体传递率高于其他 3 个组合，但组合之间并无显著性差异。1358 植物遗传资源学报 22 卷a：KL FISH 分析图；b：CM42 FISH 分析图；cd：CD-3 FISH 分析图；e：KL、CM42 及 CD-3 的标准核型，每一组 3 条染色体 从左到右依次为 KL、CM42 和 CD-3；f：

28、CS 中的 3D 染色体的标准核型。绿色为探针 Oligo-pSc119.2，红色为探针 Oligo-pTa535，白色为簇毛麦特异探针 Oligo-Hv62a：The FISH analysis of parents KL，b：The FISH analysis of parents CM42，c-d：The FISH analysis of parents CD-3，e：The standard karotype of KL，CM42 and CD-3，the three chromosomes in each group were KL，CM42 and CD-3 from right

29、to left，respectively，f：The standard karyotype of 3D chromosome originating from CS.Green signals，red signals and white signals were probes Oligo-pSc119.2，Oligo-pTa535 and Oligo-Hv62，respectively图 1亲本 KL、CM42 和 CD-3 的 FISH 分析图、标准核型及 CS 的 3D 标准核型Fig.1The FISH analysis of parents KL，CM42 and CD-3，and t

30、he standard karyotype，and the standard karyotypes of 3D chromosome originating from CS 表 13V 染色体在 2 种普通小麦遗传背景下的传递率Table 1The transmission rate of 3V chromosome in two genetic backgrounds of common wheat组合Combination检测种子粒数No.of seeds tested携带 3V 粒数No.of seeds carrying 3V chromosome3V 传递率（%）Transmissi

31、on rate of 3V chromosomeCD-3/KL832934.94*KL/CD-31123127.68*CD-3/CM42881820.45*CM42/CD-3782126.92*在 P0.01 水平上差异显著；*在 P0.001 水平上差异显著；*在P0.0001 水平上差异显著*means significant difference at P0.01，*means significant difference at P0.001，*means significant difference at P0.00012.3簇毛麦 3V 染色体结构稳定性分析4 个组合（CD-3/KL

32、、KL/CD-3、CD-3/CM42 和 CM42/CD-3）的 3V 染色体结构变异频率分别为10.67%、11.61%、16.25%和 4.83%。其中，组合 CD-3/CM42 中的 3V 结构变异频率最高，为 16.25%，与其反交组合 CM42/CD-3（4.83%）存在极显著差异、与组合 CD-3/KL（10.67%）存在显著差异（图 2）。图 22 种遗传背景中 3V 染色体结构变异频率Fig.2The chromosomal structural aberration rate of 3V chromosome in two genetic backgrounds of whe

33、at5 期 张洁等：簇毛麦 3V 染色体在不同小麦遗传背景下的传递 13593V 染色体出现的结构变异包含 2 种，即：断裂（主要类型为 3VS.3VL-、3VS.和 3VL.）和染色体易位。而 3V 染色体易位情形有 3 种，即：3V-小麦部分同源染色体易位（主要类型为 3DS.3VL、3VL.3DL 和 3BS.3VL）、3V-小麦非部分同源染色体易位（主要类型为 3VS.1AL、3VL.6BL、3VL.1BL和 3VS-4BL.4BS）和 3V-3V 易 位（主 要 类 型 为3VS.3VS 和 3VL.3VL）（图 3）。对于染色体组而言，D 组发生易位的频率最高，占所有小麦染色体易位

34、事件的 50%，皆为 3D 发生断裂重组；B 组发生易位事件频率次之，为 40%，分别是 4B、6B、3B 和1B 发生断裂重组；A 组发生易位事件频率最低，为10%，为 1A 发生断裂重组（图 3b、c）。a：3V 染色体断裂，1*为 3VS.3VL-，2*为 3VS.，3*为 3VL.；b：3V-小麦部分同源易位，4*为 3DS.3VL，5*为 3VL.3DL，6*为3BS.3VL；c：3V-小麦非部分同源易位，7*为 3VS.1AL，8*为3VL.6BL，9*为 3VL.1BL，10*为 3VS-4BL.4BS；d：3V-3V 易位，11*为 3VS.3VS，12*为 3VL.3VLa：

35、3V breakagse，1*：3VS.3VL-，2*：3VS.，3*：3VL.，b：3V-wheat homeologous chromosome translocations，4*：indicated 3DS.3VL，5*：3VL.3DL，6*：3BS.3VL，c：3V-wheat non-homeologous chromosome translocation，7*：3VS.1AL，8*：3VL.6BL，9*：3VL.1BL，10*：3VS-4BL.4BS，d：3V-3V translocations，11*：3VS.3VS，12*：3VL.3VL图 33V 染色体结构变异类型Fig.3

36、The chromosomal structural aberration types of 3V2.4F2群体的 Yr18 和 Yr26 基因检测对 4 个组合进行 Yr18 检测发现，由于亲本 KL和 CD-3 中 都 携 带 Yr18 基 因，因 此 KL 与 CD-3的 F2后代都携带 Yr18 基因（图 4a）；在 CM42 和CD-3 的组合中，由于只有亲本 CD-3 携带 Yr18，因此在其 F2后代中只有部分携带 Yr18 基因（图 4b）。对 CM42 与 CD-3 组合进行 Yr26 检测，同理，由于只有亲本 CM42 携带 Yr26，因此其 F2群体中只有部分植株携带 Y

37、r26（图 4c）。a：Yr18 特异引物 csLV34 在 KL 与 CD-3 杂交 F2中的扩增结果，泳道 4 为 KL；b：Yr18 特异引物 csLV34 在 CM42 与 CD-3 杂交 F2中的扩增结果，泳道 4 为 CM42；c：Yr26 特异引物 WE173 在 CM42 与 CD-3 杂交 F2中的扩增结果，泳道 4 为 CM42；M 为 DNA marker Trans2K plus，泳道 1 为 CS，泳道 2 为 CD-3，泳道 3 为 ZC6，517 为 F2部分检测植株；黑色箭头所示 为 Yr18 的特异条带；红色箭头所示为 Yr26 的特异条带a：The PCR

38、products amplified by Yr18-specific primers，csLV34 in F2 population derived from cross of KL and CD-3.Lane 4 was KL，b：The PCR products amplified by Yr18-specific primers，csLV34 in F2 population derived from cross of CM42 and CD-3.Lane 4 was CM42，c：The PCR products amplified by Yr26-specific primers，

39、WE173 in F2 population derived from cross of CM42 and CD-3.Lane 4 was CM42，M：DNA marker Trans2K plus，lane1：CS，lane2：CD-3，lane3：ZC6，and Lane 5-17 were part plants of F2 population，black arrows indicate the Yr18-specific and red arrow indicate the Yr26-specific bands图 4KL、CM42 各自与 CD-3 杂交 F2群体中的 抗性基因

40、Yr18 和 Yr26 的检测结果Fig.4The PCR tests of Yr18 and Yr26 in F2 plants derived from crosses of KL and CD-3，and CM42 and CD-3，respectively 2.5亲本及 F2植株的抗性鉴定对 3 个亲本 KL、CM42 和 CD-3 成株进行条锈 病抗性调查发现，KL 出现大面积坏死斑及明显新鲜孢子，病级记为 2，属于中抗条锈病；CM42 出现大量新鲜条锈病孢子，病级记为 4，属于高感小麦条锈病；CD-3 无孢子堆，仅出现少量病斑，且病斑并不扩展，病级记为 0；，属于近免疫小麦条锈病（

41、图 5）。对所有 F2植株进行 FISH 鉴定及条锈病图 5亲本 KL、CM42 和 CD-3 条锈病抗性调查结果Fig.5The leaf response to stripe rust of the three parents KL，CM42 and CD-31360 植物遗传资源学报 22 卷抗性调查，结合染色体分析及分子标记分析结果发现：凡携带 2 条 3V 染色体的植株，抗性反应皆属于 0；，为近免疫；而携带 1 条或不携带 3V 染色体的植株，其抗性反应与其本底抗性基因一致，即具有 Yr18 的植株表现为 2 级，属于中抗；不具有Yr18 的植株表现为 4 级，属于高感（表 2、图

42、 6、详见 http：/doi.org/10.13430/ki.jpgr.20210427003，附表 1）。表 2组合 CD-3/KL 正反交 F2植株分子细胞学及抗性鉴定结果Table 2The cytological and molecular characterization and the investigation of resistance to stripe rust on F2 plants derived from reciprocal crosses between CD-3 and KL项目 Item组合 CombinationCD-3/KLCD-3/CM42CD-3/

43、CM42CD-3/CM423V 染色体数No.of 3V chromosomes21022211110000抗性基因Resisrance gene（s）Yr18Yr18Yr18Yr18+Yr26Yr18-Yr18+Yr26 Yr18 Yr26-Yr18+Yr26Yr18Yr26-抗性反应Response to stripe rust0；220；0；0；22442244株数No.of plants65411352182111465453-表示不携带 Yr18 和 Yr26-：the plant did not carry Yr18 and Yr26ac：a、b 为 KL 与 CD-3 杂交背景下

44、携带 2 条 3V 染色体植株的 FISH 图，c 为该植株条锈病抗性鉴定结果；df：d、e 为 KL 与 CD-3 杂交背景下携带 1 条 3V 染色体植株的 FISH 图，f 为该植株条锈病抗性鉴定结果；gi：g、h 为 CM42 与 CD-3 杂交背景下携带 2 条 3V 染色体植株的FISH 图，i 为该植株条锈病抗性鉴定结果；j-l：j、k 为 CM42 与 CD-3 杂交背景下携带 1 条 3V 染色体植株的 FISH 图，l 为该植株条锈病抗性鉴定结果。黄色箭头所示为 3V 染色体a-c：a and b are FISH analyses of the offspring car

45、rying two 3V chromosomes of genetic background of cross of KL and CD-3，and c is its leaf response to stripe rust，d-f：d and e are FISH analyses of the offspring carrying one 3V chromosome of genetic background of cross of KL and CD-3，and f is its leaf response to stripe rust，g-i：g and h are FISH anal

46、yses of the offspring carrying two 3V chromosomes of genetic background of the cross of CM42 and CD-3，and i is its leaf response to stripe rust，j-l：j and k are FISH analyses of the offspring carrying one 3V chromosome of genetic background of the cross of CM42 and CD-3，and l is its leaf response to

47、stripe rust.Yellow arrows indicates the 3V chromosome图 62 种遗传背景下携带不同 3V 染色体条数植株的 FISH 鉴定图和条锈病抗性鉴定结果Fig.6FISH analyses of the plants with two genetic backgrounds carrying different number of 3V chromosomes and their leaf response to stripe rust5 期 张洁等：簇毛麦 3V 染色体在不同小麦遗传背景下的传递 13613讨论 探讨重复序列在染色体上的分布、构建

48、基于重复序列的染色体 FISH 核型有助于研究者理解植物染色体组的结构以及伴随着重组的基因组进化34。至今，前人已开发出了大量的基于重复序列的 FISH 探针27-29，35-37。这些探针已被广泛用于不同小麦族物种之间染色体组的比较38-40、小麦遗传背景内外源染色体的识别等研究41-43。为准确鉴定 F2植株的染色体身份，我们构建了基于寡聚核苷酸探针 Oligo-pSc119.2 和 Oligo-pTa535 的普通小麦KL、CM42 以及普通小麦-簇毛麦 3V（3D）代换系，CD-3（CS 背景）的 FISH 核型，并使用簇毛麦 V组特异探针 Oligo-Hv62 来特异追踪小麦背景中的

49、3V 染色体。由 FISH 核型图可知，2 种寡聚核苷酸探针 Oligo-pSc119.2 和 Oligo-pTa535 联合使用，可有效区分六倍体小麦 A、B、D 组的所有染色体，与Tang 等27 报道结果一致。Oligo-Hv62 可在 3V 染色体臂端部杂交出明显特异信号，与 Li 等28报道结果一致。目前，已有六倍体小麦之间的 FISH 核型存在丰富多态性的报道38，44，Ren 等38认为这些多态性的出现与小麦品种的杂交过程有关。本研究中，3 个亲本的 21 条染色体之间 FISH 核型基本一致，但也有一些染色体存在 FISH 核型的多态性。相较而言，KL 与 CD-3（CS）的

50、FISH 核型更相似而与 CM42 差异更大，如 5A、3B、6B、1D、3D、6D和 7D。这也许与这 3 个六倍体小麦品种的形成过程有关：KL 和 CS 都为四川地方种，在相同的生态环境下染色体结构也更为一致。而 CM42 为近年来通过 CMMITY 人工合成六倍体小麦与普通六倍体小麦杂交选育而来45。因此，CM42 与 KL、CS的染色体组 FISH 核型，特别是 D 组核型差异更大。外源染色体在小麦背景中的稳定性和传递率是影响其利用的关键因素之一。因此，本研究选择了地方品种 KL 及推广品种 CM42 作为亲本，与 CD-3进行正反交。对 F2进行 FISH 检测发现，在 CD-3/K