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各位小麦人，大家好！我是“一麦众承”第20组——“麦上希望”的李清峰（宁夏大学农学院），组长曹新有老师，组员有陈亮老师、陈建省老师、胡海燕老师、马玲玲老师、李红彬老师、李前荣老师、李豪圣老师、夏中华老师、杨永乐老师、杨秦栋老师和朱昌涛老师。感谢“一麦众承”学习交流平台，入群以来，受益匪浅。今天代表小组值日，针对个人工作在此做简单介绍。自参加工作以来主要围绕小麦野生近缘属的收集、鉴定、利用等方面开展工作，进展不大。在此分享进行分享，不到之处，多多包涵、多多指教。
小麦作为主要的粮食作物，在国民经济和粮食安全方面具有举足轻重的作用。作物种质资源是农业科学原始创新和核心竞争力的源泉，是支撑种业健康与打好种业翻身仗的重要物质基础，为实现作物种质资源国家新战略和保障国家粮食安全提供了重要动力。小麦与其野生近缘属间的远缘杂交可以为小麦创制大量遗传改良材料，小麦近缘属物种绝大部分均与小麦杂交获得了成功，并且创制出了大量含有外源优异性状基因的品种在生产上应用。本研究主要围绕分布于宁夏地区的小麦野生近缘属物种开展研究，为明确宁夏地区小麦野生近缘属中含有的优异性状基因以及如何利用好宁夏本地的种质资源奠定基础。
一、资源的收集
小麦野生近缘属物种也是小麦遗传育种改良的重要资源之一，宁夏小麦野生近缘植物物种丰富，含有小麦族中的6个属35个种，包括大麦属(Hordeum L.) 3种、披碱草属(Elymus L.)7种、赖草属(Leymus Hochst.)3种、黑麦属(Secale L．) 1种、鹅观草属(Roegneria C.Koch.)18种、冰草属(Agropyron Gaert.) 3种[1]。我们主要以宁夏境内贺兰山、罗山、六盘山等国家自然保护区及其周边开展采集工作，截止目前采集到的物种有大麦属、披碱草属、赖草属、黑麦属、鹅观草属、冰草属等。同一属内根据表型差异进行分类，以穗部性状差异为主，图1展示收集到的部分小麦野生近缘属物种的穗部性状特征，收集到的资源共有52份，其中大麦属3份、披碱草属39份、赖草属2份、黑麦属2份、鹅冠草属3份、冰草属2份、野生一粒小麦1份。以上资源的获取为我们建立小麦野生近缘属物种资源圃以及挖掘优异性状基因奠定基础。
二、远缘杂交的实施
1、实验材料
以宁夏大学小麦育种课题组保存的45份普通小麦（2n=6x=42，AABBDD）种质资源做母本，固原黑麦（2n=2x=14，RR）（采集于宁夏固原市原州区张易镇）做父本（表1），以上材料种植于宁夏大学教学实验农场（东经106.24，北纬N 38.28）。在小麦抽穗期至散粉前进行杂交，每个杂交组合做3个穗，灌浆后期观察杂交的成功率。
表1杂交试验所用材料编号、名称及来源 2、Kr基因分子标记
Kr基因是小麦远缘杂交不亲和的主效基因，Kr基因的存在抑制了小麦与其近缘属间杂交的成功。本研究利用小麦Kr基因紧密连锁的分子标记对宁夏小麦种质资源进行鉴定，依据分子标记扩增的结果判断小麦中Kr基因的分布情况。同时，利用普通小麦与黑麦进行远缘杂交，根据杂交后的结实情况进行统计分析。结合以上两种实验结果，判断分子标记的有效性。关于Kr基因分子标记的开发，首先查阅相关文献，根据文献中已报道的分子标记，同时结合NCBI网(http://www.ncbi.nlm./)上已公布的小麦Kr基因序列，利用Primer5.0软件设计引物，并交由上海生工公司进行合成。
表2小麦Kr基因相关分子标记引物序列及来源 三、分子标记检测与田间杂交结果
本研究利用与小麦Kr基因紧密连锁的10个分子标记对45份小麦进行检测。分子标记gene12，gene13，gwm234，cfb306，cfb309，cfb331和cfb341在45份小麦中有不同程度的多态性，而标记Kr1-1,Kr1-2和TGlc2没有多态性。与田间杂交结实性（图2）对比发现，分子标记cfb309检测结果与田间杂交结实性较一致（图3）。因此可以利用分子标记cfb309从更大的自然群体中筛选出能与黑麦杂交结实的小麦种质资源，为不同生态区的小麦开展远缘杂交提供分子基础。 图2小麦与黑麦间杂交结实性部分展示 图3标记cfb309对45份材料的检测结果
四、杂交F1的种植及性状调查
把从P69与黑麦杂交组合中收获的F1种子种植于宁夏大学温室中。为了在F1中收获种子，对亲本P69实行分期播种，共分5期播种，每期相隔2个星期。成株期对F1进行性状调查：抽穗期2月20日-4月27日，自交不结实，株高146cm，分蘖数最大为32，穗长平均18.3cm，穗长小穗数变异范围为30-34，平均32（图4）。为了从F1上收获种子，利用P69花粉对362个F1的小穗进行授粉，共收获2粒种子。 图4 F1植株、穗部形态及回交结实种子
五、后续工作
受疫情影响，后续工作进展缓慢。下一步计划对从F1收获的2粒种子进行分子细胞遗传学鉴定，以明确收获种子的染色体组成，为进一步开展研究提供分子细胞学支撑。同时利用宁夏小麦主栽品种与之继续回交，以期分离出以宁夏小麦为背景的染色体系材料。对于从F1上收获的2粒种子的活性存在一定的不确定性。为确保实验顺序进行，对小麦与黑麦杂交的F1进行细胞学鉴定，明确F1为染色体组成为28条染色体的真杂种后，用秋水仙素处理，实现F1染色体加倍，获得以宁夏小麦为背景含有黑麦染色体组数的八倍体材料，继续利用宁夏小麦主栽品种为轮回亲本，从回交和自交后代中鉴定出附加系、代换系、易位系及渐渗系等染色体工程材料，为宁夏小麦育种改良提供新种质。
参考文献
杨瑞全, 吴素琴, 杨星伟, 等．宁夏小麦野生近缘植物的种类、分布、生态类型及经济用途 [J]. 宁夏农林科技, 2010, 51 (1):49-50.
Alfares W, Bouguennec A, Balfourier F, et al. Fine mapping and marker development for the crossability gene SKr on chromosome 5BS of hexaploid wheat (Triticum aestivum L.) [J]. Genetics, 2009, 183:469-481.
Bouguennec A, Lesage VS, Gateau I, Sourdille P, Jahier J, Lonnet P.Transfer of recessive skr crossability trait into well-adapted French wheat cultivar Barok through marker-assisted backcrossing method [J]. Cereal Research Communications, 2018, 46 (4), pp.604-615.
蔡华, 赵维萍, 葛奇, 阮在浩. Kr1基因在小麦×玉米远缘杂交中的表达及甲基化变异 [J]. 麦类作物学报, 2016, 36 (07):825-832.
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作者简介：李清峰，副教授，现就职于宁夏大学农学院，主要开展小麦近缘属物种的收集、鉴定与利用以及普通小麦-冰草远缘杂交后代材料分子细胞遗传学鉴定方面的研究。
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