单词 | 小麦的近缘植物 |
释义 | 【小麦的近缘植物】 拼译:relatives of wheat 小麦族内的所有植物均为小麦的近缘植物,它们与小麦的亲缘关系比较近。由于小麦族植物均为穗状花序,染色体基数为x=7,因此小麦族植物之间可以通过人工杂交合成新物种(双二倍体)。另外,它们的不同染色体组之间的部分同源染色体都有可能互换,这就使将小麦近缘植物的有益基因导入小麦有了可能性。小麦与山羊草核置换,可产生小麦细胞雄性不育材料。这些都为小麦品种改良拓宽了遗传基础。 小麦近缘植物有大麦属、披碱草属、赖草属、新麦草属、山羊草属、黑麦属、偃麦草属、冰草属、鹅观草属、簇毛麦属、旱麦草属等属的植物。其中黑麦属、偃麦草属、山羊草属的研究开展的较早,成效亦大。如1875年,威尔逊(A.S.Wilson)得到了普通小麦与栽培黑麦的杂种;1888年,伦波(W.Rimpau)获得普通小麦与黑麦杂种的种子,并能够繁殖后代,后来被称为伦波小黑麦;1921年,珀西瓦尔(I.Percival)就开始了用中间偃麦草与小麦杂交的试验;1928~1929年,齐津(Н.В.Цицин)开展了小麦与偃麦草属植物的杂交,1930年获得成功,利用的偃麦草主要是长穗偃麦草、中间偃麦草和中间偃麦与蔓生偃麦草的杂种;1944年,木原均在阐明小麦起源演化中指出,拟斯卑尔脱山羊草和粗山羊草分别是普通小麦(ABD)的B染色体组和D染色体组的供体;1947年西尔斯(M.F.Sears)用提莫菲维小麦与粗山羊草杂交,经染色体加倍育成了染色体组型AAGGDD的杂种。随之,大麦、披碱草、簇毛麦、冰草、赖草等属植物的研究也都展开。由于植物遗传学、细胞学和生物化学及组织培养技术的迅速发展,使小麦近缘植物的研究得以深入,并取得显著成效。山羊草属与小麦属的亲缘关系最近,各个种与小麦杂交都能结实。1956年,西尔斯(E.R.Sears)以野生二粒小麦与小伞山羊草合成了双二倍体(AABBVV),并用它与普通小麦杂交,将小伞山羊草的抗锈病基因转入普通小麦。西尔斯(1961)还用x射线照射的方法处理中国春与小伞山羊草杂种,获得具有小伞山羊草抗叶锈病基因的小麦易位系Transfer。1968年,赖利(R.Riley)通过部分同源染色体配对,将顶芒山羊草染色体片断易位于普通小麦,从而育成2D/2M抗条锈病易位系Compaiir。1972年,道斯巴(F.Dosba)用偏凸山羊草和波斯小麦的杂种与普通小麦品种Marne回交3次,育成著名抗眼斑病的小麦VPM系统,进而以VPM与Moisson杂交,育成抗眼斑病的推广品种Roazon,抗眼斑病基因来自偏凸山羊草。另外,三芒山羊草、直山羊草、小伞山羊草、欧山羊草、离果山羊草、顶芒山羊草、粗齿山羊草、东方山羊草和粘果山羊草与小麦核置换杂交,它们的细胞质可导致小麦雄性不育,从而选育小麦细胞质雄性不育系。偃麦草属(又称冰草属)植物有100个种,与小麦杂交成功的有长穗偃麦草、中间偃麦草、蔓生偃麦草、灯心偃麦草、平原偃麦草、茸毛偃麦草。1930年以来,齐津在用小麦与偃麦草杂交中取得卓著的成就。首先是创造一个小麦新物种——小偃麦,又称鹅观小麦,它是部分双二倍体,2n=8x=56。它有两个亚种:多年生小麦亚种和精饲料小麦亚种,共16个变种。多年生小麦品种(系)M2、M3、M115、M458、M470等,它们的生育年限为2~3年,异花授粉,根系发达,抗倒伏,抗真菌病害,抗寒,子粒玻璃质、蛋白质含量20%左右,千粒重23~33g。精饲料小麦品种(系)A1、A3、A5、A10和3п108、3п1343、3п1345、3п1336等,它们为冬性1年生类型,再生力强,1年可收割2~3次,抗寒,抗病,抗倒伏。利用多年生小麦与多年生黑麦杂交,育成三属植物双二倍体,它的2n=10x=70。另外,还用留切申329×中间偃麦草育成小偃杂种559;小黑麦杂种46/131×中间偃麦草育成小偃杂种186等。又以这些杂种进而育成许多推广的小麦品种,如小偃杂种44、小偃杂种71。威因赫斯(Wienhues,1960、1966、1971)将中间偃麦草染色体7Agi转到普通小麦中,具有抗3种锈病的基因。他同时报导,中间偃麦草的染色体分别代换了小麦的染色体1B、2D、3B、3D、4A、6B、7A、7B、7D,这些代换系多数保留了中间偃麦草的抗病性。郭德隆(Y.Cauderon)等人用普通小麦品种Vilmorin27与中间偃麦草杂交,选育出附加系和代换系,其中TAF1抗叶锈病,TAF2抗秆锈病和大麦黄矮病。孙善澄从1953年开始此项研究,用小麦与中间偃麦草杂交,先后育成八倍体小偃麦中1、中2、中3、中4、中5,它们为部分双二倍体,后者兼抗叶锈病、秆锈病和大麦黄矮病。同时选育出抗病、丰产的小麦推广品种龙麦系统、新曙光系统和4070、4079等。李振声用小麦与长穗偃麦草杂交,育成大面积推广的小麦品种小偃4号、小偃5号、小偃6号。与此同时,育成了部分双二倍体(小偃68、小偃693等)和附加系(小偃759、小偃7231)。在黑麦与小麦杂交研究中,利用的主要是栽培黑麦,所获的双二倍体——小黑麦可直按用于生产。用于生产的小黑麦有八倍体小黑麦(2n=56)和六倍体小黑麦(2n=42)。1964年,鲍文奎育成一批八倍体小黑麦,其中小黑麦3号在冷凉山区大面积推广。芒津(А.Мüntzing)也育成了一批八倍体小黑麦。舒雷金(А.Ф.Щулыдин)等育成的八倍体小黑麦АД206、АД196等品种在生产上种植,前者的产量超过了普通小麦品种。1969年,谢比斯基(L.H.Shebeski)等人育成了六倍体小黑麦品种Rosner。1968年,勃劳格(N.E.Borlaug)选育出结实正常的六倍体小黑麦品种Armadillo,它及其后代具有早熟、秆矮、抗倒伏、子粒蛋白质含量高等特点,这在小黑麦的改进上是一个空前的重大突破。黑麦与小麦杂交中还选育出具有黑麦血缘的小麦品种,如用小黑麦杂种(pпг)育成小麦品种留切申230,该品种高产,抗旱性、越冬性和子粒品质好。以冬小麦Criiewener104与冬黑麦Petkus杂交,然后与小麦不同品种(Marguis、Carsten V、Lemke等)反复杂交,获得小黑麦杂种牛朱特,其中有牛朱特14/14。以牛朱特14/14与普通小麦杂交,育成小麦著名品种高加索、阿芙乐尔、山前麦、洛夫林10、洛夫林13等。细胞学研究证明,牛朱特为IB/IR代换系,其衍生的上述品种均为IB/IR易位系。利用IB/IR代换系和易位系做抗病源,选育出一批又一批小麦新品种,在提高小麦产量中起到相当大的作用。其他植物的研究也取得了好成绩。簇毛麦与硬粒小麦的双二倍体已育成,它具有抗白粉病和子粒蛋白质含量高的特点,并且再以普通小麦回交多次,选出附加系。披碱草与小麦杂交也选出了双二倍体和代换系。大麦与小麦、冰草与小麦杂交均获得杂种。小麦近缘植物在小麦品种改良中的利用,主要通过附加系、代换系和易位系,这也是今后小麦近缘植物研究的重点。该领域的研究会引起更多小麦细胞学、遗传学、病理学、育种学家的重视,并将随着染色体工程、生物技术的迅速提高而向深广发展,将小麦近缘植物更多的有益基因导入小麦,有可能使小麦的产量和品质得到重大的改良。【参考文献】:1 董玉琛.作物品种资源,1982,1:18~262 李振声.小麦远缘杂交.北京:科学出版社,1985.52~833 李立会.中国科学B辑,1990,492~4964 张学勇.遗传,1991,13(5):39~445 鲍文奎.中国农业百科全书(农作物卷).北京:农业出版社,1991.606~609(中国农业科学院品种资源研究所郑殿升研究员撰) |
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