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小麦是世界三大重要粮食作物之一,小麦产业在农业生产中举足轻重,小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌引起的全球性真菌病害,发病范围广,不仅可造成不可估量的经济损失,还影响小麦品质,人畜摄食残留毒素积累的麦粒,严重危害健康。利用基因工程技术,辅助传统赤霉病抗性育种,可拓宽抗赤霉病种质资源,有效加速育种进程。本研究利用基因枪介导的转基因技术,将外源抗赤霉病基因转入小麦品种中,为小麦赤霉病抗性改良提供材料,并为开展相关抗性机理研究奠定基础。本研究通过基因枪介导法,将来自禾谷镰刀菌的RNAi构建体转入小麦品种襄麦76中,包括几丁质合成酶基因(Chs3b、Chs7)、葡聚糖合成酶基因(gls2、gls3、gls5)、甾醇14α-去甲基化酶基因(CYP51)的RNAi构建体。经鉴定获得不同基因组合的材料,同时繁殖与鉴定实验室前期研究所获得的抗赤霉病转基因小麦材料,主要结果如下:1.转几丁质合成酶基因7RNA1(dubiubi-Chs7As3As4)小麦株系的获得与赤霉病抗性鉴定。以PMI/甘露糖为筛选体系,获得来自不同愈伤的阳性转基因植株2株,编号JA7、JA8,To代植株自交子代的PCR鉴定表明,2个单株所含目的基因均能稳定遗传,至T3代趋于纯合;T3代植株温室单花接种赤霉病菌的鉴定结果表明,JA7转基因株系与未转化的襄麦76对照相比赤霉病抗性显著提高;T4代JA7转基因株系温室及大田单花接种结果与T3代结果基本一致,JA8株系部分植株的株高、穗长、穗粒数与非转基因植株相比均有所增加,但穗粒重没有显著差异。2.转几丁质合成酶基因 3 RNAi(dubicmps-chs3b-As2-chs3b-As3、dubi35s-chs3b-As5-chs3b-Asl)、甾醇14a-去甲基化酶基因的RNAi构建体(dubi35ss-CYP51BAC-DONS)小麦株系的筛选与鉴定,获得T0代植株1株,鉴定含有所有转化的基因,对其自交形成的T1、T2代植株的PCR鉴定表明,该株系的dubi35ss-CYP51BAC-DONS基因在T2代丢失,转基因仍处在分离比较大的状态,目前没有出现目的基因与筛选标记基因分离的植株。3.转几丁质合成酶基因RNAi构建体(Chs3b)、葡聚糖合成酶基因的RNAi构建体(gls)小麦株系的筛选与鉴定,共获得2个不同组合的转基因株系,1)RNAi构建体 dubicmps-chs3b-As2-chs3b-As3、dubi35s-chs3b-As5-As1、和 dubiubi-gls3-gls6共转化襄麦76,经PMI/甘露糖筛选体系和PCR鉴定,获得4株T0代转基因植株,编号为LA1至LA4,它们分别来自3个愈伤,对其自交形成T1代的PCR检测结果显示:所有株系只含有转化基因dubicmps-chs3b-As2-chs3b-As3,T2代PCR鉴定结果表明,转基因已经纯合。2)RNAi构建体dubi35s-6*chs3b5-2和dubiubi-gls3-gls6共转化襄麦76,获得1株阳性转基因植株,编号为:PG1,PCR鉴定表明含有2个转化基因,目前世代数为T0代。4.转葡聚糖合成酶基因的 RNAi 构建体(dubiubi-gls2-gls6、dubiubi-gls3-gls6)小麦株系的筛选与鉴定,同上方法筛选与鉴定,获得来自2个不同愈伤的2株转基因单株,编号为LG1、LG2,均含有所有转化基因,现为T1代,T1代株系目的基因PCR鉴定结果分析,所含目的基因没有发生分离,在T1代已趋于纯合,且同时含有2个目的基因,与非转基因植株相比,转基因株系长势优良,分蘖较多,籽粒饱满,农艺性状优良。5.转抗病相关基因材料的繁殖和赤霉病抗性鉴定。1)转蛋白激酶基因RNAi构建体(dubiubi-PkcAs3-Chs7As4)、乳铁蛋白基因Amt-Blf小麦株系的繁殖与鉴定,转化受体为襄麦76,T4代温室单花接种赤霉病菌及T5代大田单花接种结果均显示,与非转基因植株相比,RA1、RA3b转基因株系的赤霉病抗性显著提高,抗性表现稳定。2)转几丁质酶基因Lem2-UEch42、抗菌肽基因Ubi-AFP2小麦株系的繁殖与赤霉病抗性鉴定,转化受体为小麦品种扬麦158,T4代温室单花接种结果表明,WB22株系与对照相比抗性显著提高,与上一代抗性鉴定结果一致,说明转入的基因赋予的赤霉病抗性能稳定遗传。3)转几丁质合成酶RNAi构建体(dubiubi-Chs7As3As4)小麦株系的繁殖与鉴定,对其自交形成T4代温室单花接种赤霉菌结果表明,DA3、DA4转基因株系与非转基因对照相比赤霉病抗性显著提高。