球茎大麦抗白粉病显性基因和DNA向栽培大麦的导入

为了将四倍体球茎大麦(H.bulbosum)的有用性状导入二倍体栽培大麦(H.rulgare),将二者进行杂交,并通过胚培养技术获得了11个有生活能力的三倍体F_1植株。杂种减数分裂染色体配对中形成三价体的平均频率为1.3/每花粉母细胞,最多为5/每花粉母细胞。三倍体F_1与二倍体亲本大麦回交,获得了9个BC_1植株。其中3株具有H.bulbosum的DNA或抗病性。用BamHIDNA水解的基因组进行Southern印迹时,种的特异性611-bpDNA探针pSc119.2(位于H.bulbosum染色体组的端粒上)清晰地检测出在BC_1-5植株中有5个H.bulbosum的DNA片段,其长度分别为2.1、2.4、3.4、4.0和4.8kb。通过N-带染色发现BC_1-5植株亦含有染色体3与染色体4的异源染色体交换。用pSc119.2进行原位杂交检测到两条易位染色体之一的端粒区具有H.bulbosum序列。另外两个BC_1植株(BC_1-1和BC_1-2)抗两个白粉病菌系,而栽培大麦亲本对这些菌系则为感染。由BC_1-2所得的79株BC_2中有32株抗病,47株感病,符合1:1的分离比例,表明抗性是由1个显性基因控制的。正反交结果表明,与抗病性有关的配子选择具有倾向性。通过DNA多聚酶链式反应(PCR)以10碱基随机引物对抗白粉病植株BC_1-2加以鉴别时,发现其中亦具有长短为1kb的H.bulbosumDNA片段。从79个BC_2植株中随机取样43株,其中有/无1kbH.bulbosumDNA片段的植株分别为23株和20株,符合1:1的分离比例,表明PCR产物来源于1个单基因位点。对17个抗病植株和17个感病植株各自的混合DNA的PCR分析以及43个单株的特性分离结果,都表明1kbDNA片段及抗病性是彼此独立遗传的。所获后代在作物育种上可供作重要的抗源。