矮秆基因的作用的制作方法

矮秆基因的作用的制作方法专利名称：矮秆基因的作用的制作方法技术领域：矮秆基因的作用，属于小麦种质资源研究的重要领域。背景技术：矮秆基因的主要作用是降低小麦株高。降秆能力的大小用矮秆基因的降秆强度表示，即引入矮秆基因后株高降低的百分比表示。多数研究表明，Rht3(Rht-Blc)属于强降秆基因，降秆强度为46%;Rhtl(Rht-Blb)和Rht2(Rht-Dlb)属于中等强度的矮秆基因，降秆强度为23%左右；Rhtls(Rht-Bld)为弱降秆基因，仅减少株高11%(王山荭，2001;B5rner,1993;Kertesz，1991)。RhtlO(Rht-Dlc)降秆强度为69%，为已知矮秆基因中降秆能力最强的基因(刘秉华，1999);Rhtl2是一个表现显性的矮秆基因，降秆强度为46X，仅次于Rht-Blc和Rht-Dlc(Worland，1994)。Flintham等(1983)的研究表明，降低株高的能力由强到弱依次为Rht-Blc+Rht-Dlb>Rht-Blc>Rht_Blb+Rht_Dlb>Rht-Dlb>Rht-Blb，分别为59%、50%、42%、17%和14%，Rht8属于弱降秆基因。发明内容矮秆基因的主要作用是降低小麦株高。降秆能力的大小用矮秆基因的降秆强度表示，即引入矮秆基因后株高降低的百分比表示。多数研究表明，Rht3(Rht-Blc)属于强降秆基因，降秆强度为46%;Rhtl(Rht-Blb)和Rht2(Rht-Dlb)属于中等强度的矮秆基因，降秆强度为23%左右；Rhtls(Rht-Bld)为弱降秆基因，仅减少株高11%(王山荭，2001;B6rner，1993;Kertesz，1991)。RhtlO(Rht-Dlc)降秆强度为69%，为已知矮秆基因中降秆能力最强的基因(刘秉华，1999);Rhtl2是一个表现显性的矮秆基因，降秆强度为46X，仅次于Rht-Blc和Rht-Dlc(Worland，1994)。Flintham等(1983)的研究表明，降低株高的能力由强到弱依次为Rht-Blc+Rht-Dlb>Rht-Blc>Rht_Blb+Rht_Dlb>Rht-Dlb>Rht-Blb，分别为59%、50%、42%、17%和14%，Rht8属于弱降秆基因。株高与小麦其它农艺性状，特别与产量性状的关系是遗传育种工作者研究的重要课题之一。20世纪80年代以来国内外学者采用近等基因系、加倍单倍体、染色体代换、单体分析和重组自交系等不同方法，对不同单个矮秆基因和矮秆基因组合类型在不同环境下的冬、春小麦株高与产量和穗部性状的关系等方面进行了大量研究。结果表明，冬性小麦中双基因矮秆基因型(Rht-Blb+Rht-Dlb)的产量高于相同遗传背景的高秆基因型(Rht-BlbRht-Blb+Rht-DlbRht-Dlb)2%，但低于单基因的矮秆基因型(Rht-BlbRht-Blb或Rht-DlbRht-Dlb)14%;具有单个矮秆基因的矮秆系与同背景的高秆系相比，分蘖数增加，小穗育性提高，穗粒数增加20%，籽粒大小降低，但籽粒变小不能完全抵消粒数增加的效应，总体对产量提高有利(Allan，1989)。但在春麦中，高秆系的产量显著高于单基因半矮秆系(14.5%)，单基因半矮秆系产量高于双基因矮秆系(37.3%)，主要原因是高秆品系的穗粒数多，分别较半矮秆系和矮秆系多12.7%和57.5%(Korzun，1998)。Rht-Blb、Rht-Dlb、Rht-Blc三个矮秆基因都使春小麦生物产量降低，Rht-Blb和Rht-Dlb减少分蘖，Rht-Blc3不但减少分蘖，同时还减少穗粒数和降低千粒重。Worland等(1980)认为，普通小麦中多数矮秆基因与产量存在不同程度的负相关，如Rht4、Rht5、Rht6和Rht7等既强烈降低株高(24-50%)，又降低籽粒产量。通过上述分析可以看出，矮秆基因与株高降低以及其它性状有密切关系。不同的主效矮秆基因所影响的性状不尽相同，程度也有所差别。1.1.3.2主要矮秆基因的利用—般来讲，小麦的矮化育种包括两个方面。一是将矮秆基因用于常规育种，通常利用显性或隐性矮秆基因；二是利用显性矮秆基因控制杂种小麦的株高，即降低杂种F1的株高，使杂交种在生产上大面积种植时不易倒伏，从而达到高产、稳产的目的。研究表明，小麦株高的降低与产量的降低有很强的遗传关联性(Law，1973)，一个小麦矮秆基因若有商业价值，它必须能够打破株高与产量间的负向关联性，并使降低株高和增加产量组合在一起，或者至少也应在降低株高的同时对产量无影响。但到现在为止，只有少数几个矮秆基因能够打破这种不利的关联性，它们主要位于普通小麦的第四同源群染色体上。特别是来源于农林10号的Rhtl(Rht-Blb)、Rht2(Rht-Dlb)和来源于Saitama27的Rhtls(Rht-Bld)。Rhtl(Rht-Blb)、Rht2(Rht-Dlb)在降低株高达16%的同时能够增加产量最高达20%。Sn即e(1984)等报道收获指数的增加在很大程度上受Rhtl(Rht-Blb)、Rht2(Rht-Dlb)基因的影响。这几个基因存在于世界上约90%的半矮秆小麦品种中，为小麦矮化育种作出了巨大的贡献。但含Rhtl(Rht-Blb)、Rht2(Rht-Dlb)的小麦若在减数分裂期遭遇高温，这时矮秆基因Rhtl(Rht-Blb)、Rht2(Rht-Dlb)会与高温环境发生相互作用从而导致小穗育性降低，产量下降(Law，1986;Milach，1997)。因此限制了这些基因在西欧，尤其是地中海国家的应用。后来发现来自赤小麦的矮秆基因Rht8、Rht9在减数分裂期遭遇高温环境不会导致育性降低，从而使得Rht8、Rht9基因在该地区得到较广泛的应用。除了Rhtl(Rht-Blb)、Rht2(Rht-Dlb)、Rht8和Rht9夕卜，Rht3(Rht-Blc)、RhtlO(Rht-Dlc)和Rhtl2由于它们具有强烈的降秆能力，一般不能够直接在常规育种上应用，但可以作为一种形态标记。矮败小麦就是具有矮秆基因控制的矮秆性状标记的显性核不育材料(刘秉华，1994)。在矮败小麦中，显性雄性不育基因Ms2太谷核不育基因与显性矮秆基因RhtlO(Rht-Dlc)紧密连锁，其连锁交换值仅为0.18(刘秉华，1994)。利用矮秆性状在后代中可以很方便的检测出不育株和可育株，在轮回选择和矮化育种中有着重要的应用价值。傅大雄等(2001，1998)研究指出，就致矮能力而论，无论Rht3(Rht-Blc)还是RhtlO(Rht-Dlc)都适用于杂交小麦育种，且极度矮化的大拇指矮、矮变1号仅是Rht3(Rht-Blc)和RhtlO(Rht-Dlc)基因在自然界的特殊形式，核遗传背景可以大量的影响含Rht3(Rht-Blc)和RhtlO(Rht-Dlc)基因矮源的株高表型，并提出小麦显性矮秆基因"成长"的概念，从而说明Rht3(Rht-Blc)和RhtlO(Rht-Dlc)基因也可在小麦常规育种中得到利用。周文春等(1998)研究指出，小麦Rht3(Rht-Blc)矮秆系杂种Fl粒重具有较强的优势。Rht4、Rht5、Rht6、Rht7由于没有打破降秆与产量间的不利连锁，在降低株高24-50%的同时也同样地降低了产量，从而使之缺少实际利用价值(HUML，1980;Woo，1969)。权利要求矮秆基因的主要作用是降低小麦株高，降秆能力的大小用矮秆基因的降秆强度表示，即引入矮秆基因后株高降低的百分比表示，多数研究表明，Rht3(Rht-B1c)属于强降秆基因，降秆强度为46％；Rht1(Rht-B1b)和Rht2(Rht-D1b)属于中等强度的矮秆基因，降秆强度为23％左右；Rht1s(Rht-B1d)为弱降秆基因，仅减少株高11％(王山荭，2001；，1993；Kertesz，1991)。Rht10(Rht-D1c)降秆强度为69％，为已知矮秆基因中降秆能力最强的基因(刘秉华，1999)；Rht12是一个表现显性的矮秆基因，降秆强度为46％，仅次于Rht-B1c和Rht-D1c(Worland，1994)，Flintham等(1983)的研究表明，降低株高的能力由强到弱依次为Rht-B1c+Rht-D1b＞Rht-B1c＞Rht-B1b+Rht-D1b＞Rht-D1b＞Rht-B1b，分别为59％、50％、42％、17％和14％，Rht8属于弱降秆基因。F2008102386519C0000011.tif2.小麦的矮化育种包括两个方面，一是将矮秆基因用于常规育种，通常利用显性或隐性矮秆基因；二是利用显性矮秆基因控制杂种小麦的株高，即降低杂种F1的株高，使杂交种在生产上大面积种植时不易倒伏，从而达到高产、稳产的目的。全文摘要矮秆基因的主要作用是降低小麦株高。降秆能力的大小用矮秆基因的降秆强度表示，即引入矮秆基因后株高降低的百分比表示。多数研究表明，Rht3(Rht-B1c)属于强降秆基因，降秆强度为46％；Rht1(Rht-B1b)和Rht2(Rht-D1b)属于中等强度的矮秆基因，降秆强度为23％左右；Rht1s(Rht-B1d)为弱降秆基因，仅减少株高11％(王山荭，2001；1993；Kertesz，1991)。Rht10(Rht-D1c)降秆强度为69％，为已知