野生偃麦草遗传多样性研究及其保护和利用-国际生物多样性.pdfVIP

第18 章 野生偃麦草遗传多样性研究及其保护和利用 18．1 概述 小麦是我国的主要粮食作物。我国的小麦品种资源比较丰富，在中国国家作物种质库中 保存的小麦品种有35 635 份，居世界第4 位（董玉琛 1993 ），但生产上使用的品种遗传来源 较为单一。据统计，南大2419、欧柔、阿夫、阿勃4 个品种及其派生品种的种植面积占我国 小麦总面积的一半以上。我国目前生产上使用的小麦品种，其抗病源、丰产源和矮秆资源主 要来自这 4 个品种，说明我国小麦品种的遗传基础较为狭窄。我们知道，种内的遗传多样性 是物种适应外界环境变化的物质基础。农业生产上应用的作物品种类型愈丰富，就愈能抵御 变幻莫测的自然灾害。如果作物品种遗传来源较为单一，就会增加其遗传基础的脆弱性；一 旦自然环境变化（如出现新的病虫害生理小种）就会产生灾难性后果，这已为事实所证明。 为了解决这个问题，最有效的办法之一是把小麦不同遗传背景的优良性状基因组合到新品种 中去，不断增加新品种的遗传类型。要达到这一目的，就必须有足够多的小麦遗传资源（董 玉琛 1981 ）。一方面，我们要广泛收集、保护、研究和利用小麦栽培品种资源（包括农家品 种），使它们的一种或多种优良基因资源不会因优良品种的推广而消失。据国际植物遗传资源 局（IBPGR ）的不完全统计，各国共保存小麦品种资源41 万份（截止1985 年）。对这些材料 进行研究鉴定，可充分利用普通小麦品种内的各种有利性状。另一方面，小麦种内的遗传资 源毕竟有限，许多有益的基因资源在小麦种内缺少或甚至不存在，如抗（大麦）黄矮病和抗 白粉病等基因（Brown 1989 ）。因此，不少国家正大力收集和研究小麦的近缘种属植物，利 用它们来改善小麦品种的抗病、抗逆、抗虫、营养品质、加工品质甚至丰产特性。因此，把 小麦野生近缘属的有益基因导入普通栽培小麦已成为目前小麦品种改良的重要而有效的途径 之一。 偃麦草属（Elytrigia Desv ）是禾本科小麦族（Triticeae Dumort）多年生的野生植物，是小 麦的近缘属并能同小麦进行远缘杂交。此属中不少种具有普通栽培小麦所缺少的优良性状， 是小麦条锈病、叶锈病、秆锈病、白粉病、条纹花叶病、腥黑穗病及（大麦）黄矮病的重要 抗源（免疫和高抗），对蚜虫也有很强的抵抗力；它还具有很强的抗寒、抗旱和耐盐碱能力； 此外，还有长穗、多花、籽粒蛋白含量高等优良性状。这些基因有许多已经定位在染色体上 （陈漱阳，钟冠昌 1993 ；董玉琛 1981 ；Cauderon 1979 ）。因此，偃麦草是小麦远缘杂交 育种的重要亲本材料。 国外很早就开始利用偃麦草的遗传资源。最早开展小麦与偃麦草杂交育种的是前苏联的 H ．B ．齐津。1930 年，他在克拉斯诺达尔边区“巨人”国营农场首次用小麦与偃麦草属的 _________________________ 本章作者：唐顺学，贾旭，靳全文，李海健，庄家骏，陈永强 第18 章 野生偃麦草遗传多样性研究及其保护和利用 171 （蔓生）偃麦草〔E ．repens （L ）Nevski 〕、中间偃麦草〔E ．intermedium （Host ）Nevski 〕、 长穗偃麦草〔E ．elongata （Host ）Nevski 〕及毛偃麦草〔E ．trichophorum （Link ）Nevski 〕杂 交，经过十多年的选育，1948 年育成了一批小冰麦新品种，如小冰 559、小冰 186 及小冰 1 号等。这些品种在苏联非黑土地区15 个州里推广。后来，齐津在前苏联科学院总植物园和加 里宁农业试验站继续以小麦－偃麦草杂种新类型为原始材料与小麦杂交，又培育出涅姆齐诺 夫154、小冰260、雪麦373、雪麦374、加里宁27、涅姆齐诺夫121 等多个新品种。齐津在 选育小麦－偃麦草品种的同时，还选育出一些多年生小麦和再生型饲料小麦。多年生小麦一 次播种可收获几次，再生型饲料小麦收获籽粒后还能再生，长出的再生苗作为饲料草收获， 一年可收获2～3 次青草或干草（李振声 1985 ；齐津 1958 ；齐津 1978 ）。 美国和加拿大首先进行了将偃麦草抗病性向普通小麦转移的研究。较早的工作有 Larter 和Elliott 转移抗腥黑穗病（1956）；Caldwell 等（1956）、Knott 等（1961）、Smith 等（1960）、 Schlehuber 和Sebesta （