【综述】小麦族的基因组显性及其育种学意义
作物学报, 2020, 46(10): 1465-1473
小麦族的基因组显性及其育种学意义
摘要和图
小麦族包含大量由不同基因组组成的异源多倍体物种。同一个异源多倍体物种的不同基因组可能对表型性状产生非对称性贡献, 例如小麦属多倍体物种的形态分类特性, 更像其A基因组供体物种, 这种现象称为A基因组显性。由于基因组显性, 小麦族形成了以A、D、U、St为轴心(显性)基因组的异源多倍体物种簇。异源多倍体物种的基因组显性可能与其进化适应优势的形成有关。在育种方面, 基因组显性影响多倍体新作物开发及小麦-外源染色体易位设计。
图1 四倍体小麦、节节麦和普通小麦
Fig. 1 Triticum turgidum, Aegilops tauschii, and common wheat
普通小麦的株型穗型与它的AB基因组供体物种四倍体小麦相像, 而与它的D基因组供体物种节节麦差异很大。
The plant and spike morphologies of common wheat are like those from T. turgidum, distinct from Ae. tauschii.
图2 以A、D、U、St基因组形成的异源多倍体物种簇
Fig. 2 Allopolyploid species clusters with A, D, U, or St as the pivotal genome
图3 人工合成新多倍体及其亲本物种的穗型
Fig. 3 Spikes of nascent allopolyplods and the parent species
a: 新合成的六倍体(AABBUU、AABBMM、AABBCC)及其亲本四倍体小麦(AABB)、小伞山羊草(Ae. umbellulata, UU)、顶芒山羊草(Ae. comosa, MM)、尾状山羊草(Ae. caudata, CC)。b: 新合成的六倍体(AABBAuAu、AABBAmAm、AAGGDD)、八倍体(AABBDDAmAm、AABBDDDD)及其二倍体乌拉尔图小麦(AuAu)、栽培一粒小麦(AmAm)、节节麦(DD)、四倍体小麦(AABB)、提莫菲维小麦(AAGG)。
a: Nascent hexaploids (AABBUU, AABBMM, AABBCC) and T. trugidum (AABB), Ae. umbellulata (UU), Ae. comosa (MM), Ae. caudata (CC). b: Nascent hexaploids (AABBAuAu, AABBAmAm, AAGGDD), octaploids (AABBDDAmAm, AABBDDDD) and T. urartu (AuAu), T. monococcum (AmAm), Ae. tauschii (DD), T. trugidum (AABB), and T. timopheevii (AAGG).
同行评议意见
该文章基于小麦族不同天然多倍体物种和人工合成多倍体物种与其相应亲本的比较，结合早期前人经典研究结果，提出了小麦族基因组显性的概念，并探讨其对于未来人工合成多倍体和外源染色质导入的影响，很有新意。
审稿专家2
该文形式是综述，却提出很有启发性的小麦族多倍体化过程中基因组显性概念，并综述大量文献证实基因组显性作用的存在规律和应用前景，是一篇很有意思的文稿。
作者简介
刘登才，四川农业大学教授、博士生导师、四川省学术带头人、《作物学报》编委。自1995年工作以来，从事小麦族种质资源研究。近年来，聚焦于远缘杂交和异源多倍化及其在小麦育种中的应用研究。已在国内外刊物发表研究论文200余篇，主持或主研选育小麦新品种20个，主持获省科技进步一等奖1项，主研获国家自然科学二等奖1项、省科技进步一等奖2项。指导的1篇论文入选全国优秀博士论文提名论文。
小麦族多组学网站：http://202.194.139.32