[发明专利]小麦未减数配子基因的分子标记及其应用

说明书

技术领域

本发明属于小麦分子标记辅助育种领域，具体涉及一种小麦未减数配子基因的分子标记，以及该小麦未减数配子基因的分子标记在培育小麦品种中的应用。

背景技术

许多重要的栽培作物是异源多倍体，例如普通小麦、油菜、棉花、咖啡、烟草等。异源多倍体的形成需经历两个关键步骤：远缘杂交(形成单倍体)和加倍(形成双二倍体)。加倍过程主要受未减数配子(unreduced gametes，简称UG)基因控制。远缘杂种产生的未减数配子在染色体组自然加倍过程中起了重要作用，因此，未减数配子在多倍体物种起源过程中发挥了重要作用。同时，未减数配子在创制加倍单倍体(Doubled Haploid，DH)和新双二倍体(amphi(di)ploid)的遗传育种方面有重要应用价值。未减数配子能够让单倍体自动加倍，从而克服了用秋水仙碱溶液等药品进行人工加倍存在的处理程序繁琐、成功率低、污染环境且导致加倍植株不正常等一些不利于大规模批量生产加倍单倍体的缺点。因而，通过未减数配子实现染色体自动加倍可克服“染色体人工加倍存在的技术瓶颈”，从而大大加快单倍体在小麦遗传育种中的应用步伐。

普通小麦(Triticum aestivum L.，染色体组为AABBDD，2n＝42)是典型的异源六倍体物种，它由四倍体小麦(T.turgidum，AABB，2n＝28)与节节麦(有的称粗山羊草，Aegilops tauschii Cosson或T.tauschii(Cosson)Schmalh，DD，2n＝14)天然杂交，然后通过染色体自动加倍形成的。一些四倍体小麦与节节麦杂交，其单倍体杂种F₁(染色体组为ABD，与普通小麦产生的单倍体染色体组一样)不经秋水仙素等人工加倍处理仍然有很好的育性，能够自交结实，这些结实的种子具有与正常普通小麦一样的AABBDD染色体组，表明单倍体杂种F₁的染色体发生了自动加倍(Zhang LQ等，J Genet Genomics.2008.35，617-623。Zhang LQ等，Euphytica.2010.172，285-294)。染色体自然加倍的细胞学机理是花粉母细胞发生了“类似有丝分裂的减数分裂”(类有丝分裂)，实质上只发生了单次分裂，产生了未减数的配子(unreduced gametes)，这样的雌雄配子结合实现了染色体自动加倍。类有丝分裂包括第一次分裂核再组(first-division restitution，简称为FDR)和单次减数分裂

(single-division meiosis，简称SDM)两种途径(Bretagnolle等.New Phytologist.1995.129.1-22)。

未减数配子不仅在小麦起源过程中起了重要作用，而且在通过双二倍体为“桥梁”的外源基因转移和加倍单倍体遗传育种等方面有非常大的应用价值。小麦未减数配子的产生受四倍体小麦(T.turgidum)的主效基因控制，而且不同四倍体小麦存在遗传变异(Zhang LQ等.Euphytica.2010.172，285-294)。用四倍体小麦Langdon的14个D染色体组代换系为材料定位该主效基因，但由于Langdon的2A，4A，5A，3B，5B，6B等染色体上分别有控制育性、染色体联会及染色体配对等基因，相应的D染色体代换并不能完全补偿相应基因的缺失作用，因此利用细胞学方法不能最终确定该主效基因到底在哪条染色体上(Xu等.Plant Breeding.2000.119，233-241。Zhang等.J Genet Genomics.2008.35，617-623)。