六号部分同源染色体组有关。6VS/6AL易位系已经被创建,并且它具有抗白粉病的基因Pm21。Du等人验证了wheat-Ps. HuashanicaKeng6Ns双体异附加系拥有成对的小穗、多个小花以及籽粒。Xie等人报道过抗白粉病基因PmG3 M被定位在野生二粒小麦的6BL染色体上。我们的研究结果表明6p染色体片段也拥有让人惊喜的农艺性状,更大的千粒重和更长的穗长 ,而且Pubing3035是一个有价值的小的片段易位系。我们研究的结论对更进一步研究基因挖掘方面奠定了基础。
6p染色体片段的渐渗能够提高小麦的千粒重:千粒重在一些粮食作物中是一
个重要的指标。然而许多不利的气候原因给千粒重带来了不良影响,近些年明显影响了小麦的产量。因此,寻找能够提高产量的新的遗传资源库已迫在眉睫。水稻中,许多基因包括GS3,GW2和GIF1已经被验证同产量相关。在小麦中水稻OsGW2基因的直系同源基因TaGW2也被视作为同产量相关的候选基因。单体型Hap-6A-A在TaGW2-6A启动子区域形成,并且很大程度上同更高的千粒重相关。Hou等人报道过在小麦高产育种中与千粒重相关的胚乳淀粉的合成路径是一个间接选择的主要的目标。在小麦近缘物种中,带有与千粒重相关的QTL1RS染色体能够显著的提高千粒重,穗长和穗宽。而且,已经证明6VS/6AL易位系在增加千粒重和穗长方面有着积极的作用。本研究中包含冰草6p片段的中间插入型易位系Pubing3035拥有比普通小麦更高的千粒重。此外,从F2和BC1F1群体中进行的遗传分析表明Pubing3035对于提高穗重方面有着显著的积极作用。增加的千粒重意味着Pubing3035能够成为一个提高小麦产量重要的材料。
中间型易位系展现出潜在的提高麦穗产量的应用价值:像其他作物一样,
麦穗是小麦谷物的产出部位,因此他们同产量相关。而且在出头后,麦穗参与了光合作用,他们显著的促进了灌浆的进行,尤其是在干旱条件下。因此有许多研究都把注意力集中在穗形态上,它主要由长度,小穗密度和小花发育决定。许多研究表明穗长同地上部分生物量,单株生物量,收获指数以及产量呈正相关。穗长也同穗密度表现出显著相关。研究表明易位系Pubing3035具有延长穗和降低穗密度的特征。同时,更长的穗经常同更小的穗密度相关;这对于减少赤霉病的危害有利,而且还能减轻病害所造成的产量损失和品质恶化。同许多农艺性状一样,穗长由多基因控制,而且受到环境条件的影响。目前在不同的地点进行了田间试验,发现在相同的基因型中,穗长方面存在一些差异(表1)。穗长的QTL峰值不明显,这表明这个QTL可能参与了基因的表达和环境的相互作用。据报道穗长取决于遗传和环境因素;然而,遗传因素对麦穗长度的影响要大于环境因素的影响。同样,Pubing3035相比于轮回亲本Gaocheng8901有更长的穗,冰草6p在穗长上的遗传影响能够解释在F2和BC1F1群体中观察到的穗长(表2,3)。类似的结果也出现在小麦-冰草6p小的片段易位系中(Dai 2012)。同样的现象也出现在具有宽松穗密度的冰草中(Li)。因此,有可能来源于冰草6p染色体中对穗长起作用的有价值的基因能够转移到小麦中,从而改良穗子的性状。总之,我们能够通过观察染色体的组成结构、行为以及小麦冰草中间型易位系的农艺性状来确定能够正向调控千粒重和穗长的冰草6p染色体片段的位置。这个项目不仅为更进一步研究小麦穗的特征奠定了基础,而且给小麦高产育种提供了重要的材料。