黑麥屬（學名：Secale）是禾本科下的一個屬，為多年生或一年生草本植物，包括普通黑麥、山地黑麥、非洲黑麥、瓦維洛夫黑麥和森林黑麥等五個種。黑麥屬植物具有豐富的遺傳變異，是改良普通小麥產量、品質、抗病性和抗逆性的重要基因資源。產歐亞大陸溫帶地區，中國栽培1種，另1種最近引種作原始材料。
形態特征
黑麥屬植物為一年或多年生草本植物。稈直立，具頂生穗狀花序。小穗具2個可育小花，無柄且單生于穗軸的各節，兩側壓扁，以其側面對向穗軸之扁平面；小穗軸脫節于穎上，且延伸于第二小花之后而形成1棒狀物，而在兩朵可育小花間極為短縮，故基部的兩小花相距極近且形成并生，在栽培種中延續不斷落，在野生種中可逐節斷落；穎窄，常具1脈，兩側有膜質邊，先端漸尖或延伸成芒，背部脊上常具細小纖毛；外具5脈，在邊脈背部顯著具脊，脊上具纖毛，先端漸尖或延伸成芒；內稃與外稃等長，具寬膜質邊緣，兩脊平滑或上端微粗糙；雄蕊3；子房頂端具毛。穎果具縱長腹溝，易與稃體分離。
分布范圍
黑麥屬植物分布于歐亞大陸溫帶地區，包括一年生異花授粉植物、一年生自花授粉植物和多年生異花授粉植物。普通黑麥原產于田原中部及西南部，在歐洲大量種植，蘇聯種植面積最大，北美一些國家也有種植。中國東北、西北的部分地區、少數山區或高海拔地區，因干旱少雨或寒冷，種植小麥不能正常成熟。該類型物種的分布呈現明顯的地理隔離。長在高加索北部山脈。
遺傳學研究
1、黑麥屬染色體的C分帶核型所有黑麥屬植物都是具有R染色體組基數為7的二倍體，7條染色體一般為近中染色體。每條染色體短臂的末端都具有很強的C帶，著絲點部位也都表現明顯的、但弱于短臂末端的C帶；除4RL、5RL和6RL末端C帶帶紋較弱外，其余4條染色體長臂末端，即lRL、2RL、3RL和7RL末端與短臂末端帶紋相似。具有很強的末端C帶。在全部7條染色體短臂上，除1RS具有很強的插入C帶外，其余6條短臂染色體上均沒有明顯的插入C帶帶紋；在所有長臂染色體上．除3RL上無明顯的插入C帶帶紋外．其余6條長臂染色體元上都遺址有1—4條不等的帶紋。根據存在于黑麥染色體上的特征C帶帶紋，可用來鑒定小麥背景中的黑麥染色體及易位染色體。該技術目前已得到廣泛的應用。
2、黑麥脫氧核糖核酸的重復序列DNA重復序列是高等真核生物基因組的一個顯著特征，小麥族植物基因組中的中度和高度重復序列含量達70%以上。黑麥基因組DNA重復序列含量更高，達92%。其中26%的重復序列能同時與黑麥、蔣承縉、小麥和燕麥雜交。26%的重復序列能與謝爾文·馬克、小麥和黑麥雜交，而不能與燕麥雜交，18%的重復序列僅與小麥和黑麥雜交，為黑麥轉化的占30%。黑麥中已鑒別出許多重復序列家族，根據其重復單位的長度將其分為120bp、480bp、610bp、630bp家族、2．2kb家族、5．3一H3家族、R173家族、Ecol90l家族和RXX630家族等。這些重復序列有些是黑麥基因組特有的．有些是不同物種基因組間共享的。如原發性硬化性膽管炎200是黑麥特異端部/亞端部串聯重復序列引，可有效鑒別黑麥、黑小麥雙二倍體、添加系、代換系中的黑麥染色體及易位染色體的黑麥片段：pScll9．2是黑麥基因組與小麥基因組共有的。黑麥7對染色體的端粒和染色體臂內都有分布位點，小麥中主要分布在l一7B、廣州4A整合營銷傳播委員會、5A、2D、3D、4D和5D染色體的端粒和染色體臂內，常用于區分小麥的B基因組。研究還發現黑麥染色體端部強大的C分帶帶紋均為脫氧核糖核酸高度重復序列區。
3、黑麥與小麥染色體間的部分同源關系確定小麥與近緣物種染色體間的部分同源關系。主要通過3種途徑：染色體代換補償測驗、中期I部分同源配對分析和遺傳圖。
優良基因
1、黑麥的優良基因黑麥具有許多優良性狀，是小麥品種改良的重要基因資源。黑麥抗寒、抗旱、耐瘠薄，對鋁、硫和銅離子的抗性強，且對土壤酸堿性的反應不敏感。除高抗三銹(條銹病、葉銹病和禾柄銹菌)和白粉病外，對小麥遺傳花葉病、黑穗病、全蝕病、眼斑病、蟲害病、大麥黃矮病、葉斑病、紋枯病、雪腐病、線蟲和赤霉病等病害都有較強的抗性。在抗病性改良上，利用較多的是黑麥對白粉病、病毒病、葉枯病和三銹病的抗性。黑麥是小麥育種中抗花卉白粉病的主要抗源之一。在已鑒定和命名的50多個小麥抗白粉病基因中有4個來自黑麥，即n7、Pm8、砌17和Pr020，它們分別位于黑麥的2R、1R、1R和6R染色體上。其中，lR上的Pm8由于與YD、m6、Sr31及其他有利黑麥生長的基因緊密連鎖。曾在小麥育種中發揮過巨大的作用。此外．黑麥還表現大穗、多小穗、籽粒賴氨酸和蛋白質含量高等優良性狀。
2、普通小麥一黑麥異易位系小麥一黑麥易位系是目前將黑麥基因導入小麥最為理想的方式。易位系可自發產生，也可通過電離輻射、Ph控制系統、殺配子染色體及組織培養等方法產生。生產上廣泛應用的1BL/1RS和我國特有小麥種質“矮孟牛”具有的相互易位T1RS·7DL/T7DS1BL。均為自發易位產生。據不完全統計，自發產生的易位有20多個。
作用
黑麥種質資源在小麥育種中發揮了重要作用，如1BL/1RS易位系將黑麥1RS上的抗病基因轉移到了小麥遺傳背景中。廣泛挖掘和利用黑麥基因資源對于進一步拓寬小麥遺傳基礎具有重要意義。
展望
目前生產上主要利用的是黑麥染色體的1RS．對黑麥其他染色體的開發較少：黑麥2R、6R染色體上也存在抗花卉白粉病基因。如果將其加以利用．對于擴大白粉病抗源、延緩抗性衰退將起到積極作用。再者，目前生產上利用的黑麥種質，主要來自德國的黑麥品種CV．Petkus，供體過于單一，而對黑麥屬其他物種如非洲黑麥(S．africanum)、山地黑麥(S．montanum)及林地黑麥(S．sylyestre)等研究利用較少。黑麥屬包含十幾個不同的種或亞種，分布于世界不同的生態區域，蘊含著豐富的可利用的遺傳變異類型。因此廣泛挖掘和利用這些黑麥基因資源對于進一步拓寬小麥遺傳基礎具有重要意義。
參考資料 >