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为解决小麦早熟育种基因资源狭窄问题，研究人员开展小麦 - 华山新麦草 7NsS 小片段易位系研究。开发出 4 个易位系，定位 Ehd-7Ns 基因，T7NsS-1AS?1AL#2 系农艺性状优。为早熟育种提供新资源，意义重大。
在广袤的农业领域，小麦作为全球重要的粮食作物，其早熟性对于适应不同环境、提升种植效益至关重要。然而，目前小麦早熟相关基因的研究面临诸多挑战。一方面，虽然已明确抽穗期（Heading date）受春化需求（Vernalization requirement，如 Vrn 基因家族调控）、光周期敏感性（Photoperiod sensitivity，主要由 Ppd 基因控制）和自身早熟性（Earliness per se，Eps 相关基因参与）等因素影响，但已克隆的 Eps 基因数量较少，这限制了早熟育种的进展。另一方面，小麦遗传多样性有待进一步拓宽，野生近缘种虽蕴含丰富优良基因，可用于小麦遗传改良，但将其有益基因精准导入小麦并高效利用仍困难重重。
在此背景下，四川农业大学的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们旨在开发小麦 - 华山新麦草（Psathyrostachys huashanica）7NsS 小片段易位系，挖掘其中的早熟基因，并评估其在育种中的应用价值。该研究成果发表在《The Crop Journal》上，为小麦早熟育种开辟了新路径。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是辐射诱变技术，对小麦 - 华山新麦草 7Ns 二体附加系 18 - 1 - 5 进行 60Co-γ 射线辐照处理，诱导染色体易位。其次，利用基因组原位杂交（Genomic in situ hybridization，GISH）、荧光原位杂交（Fluorescence in situ hybridization，FISH）和液相芯片阵列分析等染色体鉴定技术，精确识别易位系的染色体组成和结构变化。再者，基于转录组数据开发竞争性等位基因特异性 PCR（Kompetitive Allele Specific PCR，KASP）标记，用于追踪外源染色体片段和基因定位。
3.1 开发与细胞遗传学鉴定易位系
通过辐射诱变处理后的附加系与小麦品种川麦 42（CM42）杂交、回交，在不同 BC3F2 群体中筛选出 4 个纯合易位系（PB2 - 46、PM1 - 20、PI4 - 57 和 PO3 - 8）。经 GISH 和 FISH 分析确定其染色体易位类型，如 PB2 - 46 为 T7NsS - 2BL?2BS，且这些易位系的外源易位染色体能稳定遗传。
3.2 利用小麦 120K SNP 阵列对易位系进行基因分型
借助 GenoBaits?WheatSNP120K 阵列，分析易位系、CM42 和华山新麦草的 SNP，确定了各易位系中缺失和易位片段的位置及断点，与细胞遗传学结果相符，进一步验证了易位系的准确性。
3.3 分析易位系中的外源染色体片段
利用 GenoBaits?WheatplusPh 阵列，发现 4 个易位系中外源染色体片段均对应华山新麦草 7Ns 染色体短臂末端区域，但片段大小不同，再次确认易位系类型。
3.4 开发外源染色体片段的特异性 KASP 标记
基于华山新麦草转录组数据，开发出 21 个特异性 KASP 标记，可有效追踪外源 7NsS 染色体片段，其中部分标记能在多个易位系中检测该片段，为后续育种应用提供有力工具。
3.5 抽穗和成熟时间的调查及 Ehd-7Ns 的定位
通过对分离群体进行 KASP 标记基因分型，调查不同基因型植株的抽穗和成熟时间。发现在温室和田间条件下，含 7Ns 染色质的阳性植株比不含该染色质的阴性植株及 CM42 抽穗和成熟时间显著提前，从而定位到 Ehd-7Ns 基因，初步将其定位于小麦 7A 染色体短臂约 31.45Mb 区域。
3.6 易位系的农艺性能
统计分析 4 个易位系及其亲本的产量相关性状，发现 T7NsS - 2BL?2BS 和 T7NsS - 1AS?1AL#2 系对产量相关性状无负面影响，且 T7NsS - 1AS?1AL#2 系综合农艺性状优异，在千粒重和粒长方面表现突出，可作为高产早熟小麦育种的遗传资源。
研究结论表明，成功开发了 4 个小麦 - 华山新麦草 7NsS 小片段易位系，定位了早熟基因 Ehd-7Ns，明确其位于小麦 7A 染色体短臂特定区域。同时，T7NsS - 1AS?1AL#2 系在早熟的基础上，农艺性状表现优异，具备应用于小麦早熟育种的潜力。
在讨论部分，研究人员指出辐射诱变产生的易位系有助于挖掘野生近缘种的有利基因，Ehd-7Ns 是一个新的早熟基因。携带 Ehd-7Ns 的易位系为小麦育种提供了宝贵的种质资源，T7NsS - 1AS?1AL#2 系虽为非补偿性易位，但可能因染色体共线性具有部分补偿效应，遗传稳定性和农艺性状良好。此外，开发的特异性 KASP 标记可加速华山新麦草染色质追踪和优良基因克隆，为后续精细定位 Ehd-7Ns 基因奠定基础。
该研究不仅丰富了小麦的遗传多样性，为早熟育种提供了新的种质资源和基因靶点，还为野生近缘种基因挖掘和利用提供了新思路与方法，在小麦遗传改良和育种领域具有重要的理论和实践意义。
