小麦育种方法及原理步骤（小麦的远缘杂交育种）

小麦育种方法及原理步骤（小麦的远缘杂交育种）为此目的，除要做常规的杂交、回交、选择工作外，还要做幼胚离体培养、辐射诱变以及大量的细胞学鉴定与分析工作。要能辨认和验证携带有外源抗赤霉病基因的染色体或其片段，需要熟练的染色分带特别是C-分带技术、同工酶谱分析技术和核酸分子探针检测技术，以判断外源染色质是否被导入以及导入的位置、大小与染色体组或部分同源群归属，需要花费大量的时间和精力。属间的基因转移较种间要复杂得多，因为携带抗性基因的异属染色体大多与小麦的3个染色体组间只有部分同源，很难正常配对，因而难以实现基因的交流。即使在特定的条件下能够实现外源抗性基因的转移，其转移机率也很小，而且往往不能稳定遗传。此外，还伴随一些不良性状，难以在生产上直接应用。为达到外源抗性转移并稳定遗传的目的，不是简单地通过杂交产生双二倍体然后进行选择即可，而必须通过冗长而且繁琐的染色体操作程序。在这一过程中，追踪被转移目标基因的同时还必须追踪其载体—染色体或片

我们在栽培小麦的时候，关于小麦的远缘杂交育种，主要有哪些要点和难点，今天我们来了解一下。

小麦远缘杂交是扩大抗赤霉病基因来源，培育高抗赤霉病品种的重要途径。我国已通过小麦与黑麦杂交，育成荆州1号、荆州2号、荆州矮21等一批抗赤霉病品种应用于生产，并通过小麦与大赖草、纤毛鹅观草、华山新麦草等近缘属植物杂交，获得一批抗赤霉的异附加系、异代换系、易位系以及农艺性状较好、抗赤霉病性较强的株系，为进一步改良小麦的抗赤霉病性创造了抗源材料。但远缘杂交具有物种间的遗传隔离，杂交不易结实，加之性状差异大，遗传复杂，难以育成能直接应用于生产的品种，需要长期不懈的努力，才能成功转移外源抗病基因，使小麦抗赤霉病性提高到一个新水平。

二、远缘杂交育种的难点

（一）杂交结实率和幼胚成苗率很低由于物种间在花器结构、生理生化及遗传特性上的差异悬殊，造成生殖隔离，致使远缘杂交往往不能成功或结实率很低；有的即使杂交成功，也往往因幼胚或胚乳发育不正常而导致幼胚早期天亡或种子瘦瘪，不能发芽。据王耀南等（1986）试验，1984-1985年共进行普通小麦一大赖草12个正反交组合的杂交，杂交花朵数合计2405朵，其中仅中国春大赖草一个组合结实4粒，其结实率为0.37%，其余组合均不结实。

即使结实的种子发育也不完全，一般都没有胚乳，幼胚发育程度也各不相同，如不进行胚拯救，不能成苗。

纤毛鹅观草与小麦中国春杂交虽然成胚率可高达67.74%，但所有膨大的子房都没有胚乳，必须进行幼胚离体培养，其成苗率仅5.41%。由于杂交结实率和成苗率低，群体小，获得优良变异的机会少，育种成功的可能性也少。

（二）育种过程复杂而且困难

属间的基因转移较种间要复杂得多，因为携带抗性基因的异属染色体大多与小麦的3个染色体组间只有部分同源，很难正常配对，因而难以实现基因的交流。即使在特定的条件下能够实现外源抗性基因的转移，其转移机率也很小，而且往往不能稳定遗传。此外，还伴随一些不良性状，难以在生产上直接应用。为达到外源抗性转移并稳定遗传的目的，不是简单地通过杂交产生双二倍体然后进行选择即可，而必须通过冗长而且繁琐的染色体操作程序。在这一过程中，追踪被转移目标基因的同时还必须追踪其载体—染色体或片段。

为此目的，除要做常规的杂交、回交、选择工作外，还要做幼胚离体培养、辐射诱变以及大量的细胞学鉴定与分析工作。要能辨认和验证携带有外源抗赤霉病基因的染色体或其片段，需要熟练的染色分带特别是C-分带技术、同工酶谱分析技术和核酸分子探针检测技术，以判断外源染色质是否被导入以及导入的位置、大小与染色体组或部分同源群归属，需要花费大量的时间和精力。

（三）抗病性与农艺性状的矛盾更突出

远缘杂交不是双二倍体的简单生产，为了达到育种目的，将含有抗赤霉病基因的异源染色体转移到小麦染色体群中形成异源结构，然后选择代换系和易位系。但抗赤霉病性是由多基因控制的，涉及多个染色体。如大赖草中至少也有3对染色体（第2、第7、第14染色体）以及一些修饰基因与赤霉病抗性有关。此外，还有一个抗赤霉病性与农艺性状、尤其是与穗粒性状相关的问题。大赖草、鹅观草、纤毛鹅观草等小麦近缘属植物的穗轴和小穗轴都是细长的，其小穗、小花和籽粒也比普通小麦小得多，有利于抵抗赤霉菌的侵染和扩展，但与普通小麦杂交后，其抗赤霉病基因被转移到大穗、大粒和粗穗轴、粗小穗轴的普通小麦品种的遗传背景上，抗病性就不一定那么强了。

三、远缘杂交育种的要点

远缘杂交的特征相对应，在育种上必须特别注意以下：提高杂交结实率和成苗率，扩大杂交群体。一般克服受精前障碍的主要方法有：通过调整杂交亲本、播种期或控制其生长的温度与光照条件，使之花期相遇；改变授粉方法，如采用重复授粉、柱头嫩龄授粉、混合少量母本正常花粉或失活花粉授粉；用化学的（如使用GA；等生长调节物质）或物理的（如低剂量的射线等）的方法处理花粉或者柱头；选用多种品种或变种进行测交（正交或反交），筛选杂交成功率最高的用作亲本。克服受精后障碍的主要方法有：施用GA；等生长调节剂以延长胚的寿命；将杂交幼胚进行离体培养成苗等。

南京农业大学细胞研究所在小麦与大赖草、鹅观草的杂交和胚培养方面积累了许多经验。研究表明，小麦品种间与大赖草的可交配性是有差异的。中国春具有Kr1、Kr，和Kr；的可交配基因，用其做亲本杂交获得成功，而用其他品种杂交均未结实。具体做法是，中国春季为母本，大草为父本，雄性三日受粉，次日又重复一次。授粉后第5天，子房明显膨大，授粉后第16天，已膨大到完整籽粒的23长、4/5宽时，即进行幼胚离体培养。培养4天后幼胚分化出芽，17天后该幼芽成苗，到第38天将试管苗移植盆栽。以纤毛鹅观草为母本，中国春小麦为父本，采用常规人工去雄授粉法，授粉后13天左右解剖出幼胚进行培养。培养基为改良Gyorfy氏培养基。培养方法采用改良的Kruse氏活体/离体培养法。试管苗在简易人工气候室内越夏，温度为14~25℃，光周期为10/14h（日/夜）。

好了，这次的分享就到这里结束了，希望可以能帮助到大家，那我们下次见！