综述:驯化野性:小麦遗传改良的进展与展望

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Genetics and Genomics 6.6

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  这篇综述系统总结了小麦野生近缘种在遗传改良中的应用进展,重点探讨了利用染色体工程(如1RS·1BL易位系)、基因组学(NLR、RLKs/RLPs等抗病基因克隆)和表型组学技术挖掘野生资源中抗病(Yr15、Sr60等)及非生物胁迫耐受基因的策略,为应对气候变化(产量损失达1°C/6%)下的小麦育种提供了创新思路。

  

野生近缘种与小麦进化
普通小麦(Triticum aestivum
L.)作为六倍体主粮作物,其驯化过程导致遗传多样性锐减。野生近缘种如Aegilops
属植物保留了抗逆性基因,通过天然杂交事件(如四倍体与二倍体杂交形成六倍体)为现代育种提供资源库。

基因引入的主要途径
染色体工程技术突破(如小麦-黑麦1RS·1BL易位系)显著提升了抗病性。然而远缘杂交存在三大障碍:杂交不亲和性、连锁累赘和基因沉默。基因组测序技术(如长读长测序)加速了复杂基因组中优异基因(如抗条锈病基因Yr15
)的挖掘。

野生近缘种新基因的启示
植物免疫系统研究揭示,细胞表面受体(RLKs/RLPs)与胞内受体(NLR)协同作用(如Sr60
抗秆锈病基因)。值得注意的是,非生物胁迫相关基因的挖掘仍滞后于抗病基因研究。

野生资源利用新策略
"优异染色体区块"(Superior chromosome block)概念提出,通过精准编辑特定基因组区域(如着丝粒附近片段)可打破连锁累赘。表型组-环境互作分析为高通量筛选耐旱、耐盐基因提供了新思路。

未来展望
整合多组学数据和基因编辑技术(如CRISPR-Cas9)将加速野生资源中气候适应性基因的开发利用。中国国家重大科技专项(2023ZD04071)等支持的项目正推动耐逆小麦新品种的选育。

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