本研究聚焦小麥遺傳改良，創新性地運用異源二體代換系雜交手段生成易位系。闡述了代換系與易位系特性，詳述雜交流程及細胞遺傳學鑒定方法。旨在精準轉移外源優良基因，拓寬小麥遺傳基礎，助力培育高產、優質、抗逆新品系，為小麥育種提供關鍵技術支撐。
小麥作為全球主要糧食作物，保障其產量與品質對糧食安全至關重要。伴隨人口增長、氣候變化及耕地縮減，傳統小麥品種愈發難以契合多元種植需求。病害肆虐、環境脅迫頻發，迫切呼喚具更強適應性、更高產優質特性的小麥新品系。然而，小麥栽培種遺傳基礎狹窄，經長期馴化選育，有利基因挖掘殆盡，常規育種漸入瓶頸。
野生近緣種蘊藏大量栽培小麥缺失的優良基因，如抗病、抗逆及特殊品質基因。異源二體代換系是整合外源基因的重要橋梁，它將外源一對染色體完整替換小麥對應染色體，一定程度導入外源優異性狀，卻因染色體非整倍性存遺傳不穩定局限；易位系則可精準將外源片段嵌入小麥染色體，平衡穩定性與外源基因利用效率，成為小麥改良理想載體。
本研究意在攻克小麥遺傳改良困境，開創性以異源二體代換系雜交驅動易位系生成。相較于既有方法，精準聚焦雜交組合篩選、胚胎拯救輔助受精及細胞遺傳學精準鑒定，確保高效、定向獲取功能性易位系，為小麥育種引入外源優異基因開拓新徑。
異源二體代換系篩選
從國際小麥基因庫及國內合作單位廣泛征集涵蓋不同野生種血緣的異源二體代換系，依目標性狀（抗病性、耐旱性等）、細胞學穩定性、農藝性狀表現初篩，確保入選材料外源染色體代換明晰、遺傳背景相對純合，為后續雜交提供穩定供體。
受體小麥品種抉擇
選取本地主推、綜合性狀優良但具特定短板（如易感病、逆境適應性弱）的高產品種作受體，考量其與代換系花期同步、親和性，經多季田間預試，鎖定花粉活力強、柱頭接受率高的適配組合，夯實雜交成功基石。
花期調控與人工授粉
鑒于部分代換系與受體花期差異，提前或延遲播種、控溫、補光精準調節花期；盛花期清晨，采集新鮮花粉，去雄后即刻人工授粉，重復 2 - 3 次，提升受精成功率，全程嚴控操作流程，防花粉混雜與污染。
胚胎拯救輔助
為克服遠緣雜交胚胎敗育難題，授粉后特定天數（依組合而異，約 10 - 15 天）摘取幼胚，無菌操作置于改良 MS 培養基，添加適量植物生長調節劑，調控胚發育環境，促幼胚萌發、成苗，大幅提升雜交后胚胎成活率。
細胞遺傳學分析
取小麥 F?及后續世代幼苗根尖，卡諾固定、解離、染色后，顯微鏡下精準觀測染色體數目、形態，借染色體核型分析、熒光原位雜交（FISH）鎖定外源染色體片段易位蹤跡；以特異探針標記外源 DNA，與染色體雜交顯色，直觀呈現易位染色體結構，精準判定易位類型、位點。
分子標記輔助甄別
運用 SSR、SNP 等多態性豐富分子標記，掃描小麥基因組，比對親本帶型差異，從 DNA 水平確證易位片段導入；依標記連鎖圖譜精確定位易位片段攜帶基因，關聯農藝性狀表現，篩選具潛在育種價值的功能性易位系。
經多組合雜交嘗試，統計顯示不同代換系與受體配對結實率差異顯著，變幅 5% - 30%。花期契合度高、親和性佳組合結實率超 20%，表明精準花期調控、適配親本篩選是提升雜交效率關鍵；胚胎拯救使幼胚成苗率從自然雜交近乎零提升至 10% - 15%，有力保障后續遺傳分析材料供給。
染色體觀察揭示復雜易位現象，FISH 結果直觀呈現紅（外源）、綠（小麥）熒光交織的易位染色體圖像。初代小麥多含完整外源染色體，隨世代遞增，染色體片段交換頻繁，漸現小片段易位；精準定位多例涉及抗病、抗逆關鍵基因的易位，如 4DL - 5VS 易位關聯抗條銹病性狀，為功能驗證鋪墊。
分子標記分析契合細胞遺傳學結論，特異標記在小麥呈雙親雜合帶型，部分新品系目標位點純合；關聯分析鎖定易位片段與產量、抗病等性狀 QTL，解釋超 30% 表型變異，凸顯易位系改良小麥性狀的顯著遺傳效應，為品種選育錨定優質基因資源。
花期不遇、胚胎敗育曾是異源雜交 “攔路虎"，本研究花期調控與胚胎拯救協同發力，化解難題；染色體易位隨機性、復雜性制約易位系高效獲取，多世代連續觀測、精準細胞遺傳學手段助力捕捉稀有有益易位，為后續定向育種積累經驗。
生成易位系富集外源優良基因，田間抗性鑒定顯示抗多種病害且農藝性狀改良，產量較受體增 10% - 20%，品質指標優化；打破小麥遺傳壁壘，拓寬基因庫，為持久抗逆、高產優質育種注入活力，加速品種更新換代。
深化功能基因組研究，解析易位片段基因互作網絡，挖掘更多 QTL；優化雜交流程，借基因編輯定點誘導易位，提升精準度；構建易位系共享平臺，全球協作加速成果轉化，共筑小麥遺傳改良新生態，全方面夯實小麥產業根基。
本研究成功借異源二體代換系雜交催生小麥易位系，經嚴謹實驗流程明確關鍵技術節點，收獲具應用潛力新品系。突破傳統育種局限，為小麥遺傳資源拓展、品種升級提供范例；未來隨技術迭代、協作拓展，有望重塑小麥育種格局，穩固全球糧食安全防線。
