双二倍体的合成及育性表现的研究

通过四倍体小麦(硬粒小麦)与粗山羊草杂交,利用幼胚拯救技术和套袋自交获得了3个双二倍体(AABBDD)。双二倍体染色体构型基本稳定,田间对小麦白粉病表现低于抗病亲本粗山羊草。人工合成双二倍体后,再与小麦杂交,其结实率为25%,种子发育正常。人工合成的双二倍体与小麦杂交,可能会获得遗传基础丰富、抗病较好的抗病品种,此方法在育种工作中是可以采用的。     

硬粒小麦-节节麦人工合成小麦的细胞遗传学及形态学研究

利用具有染色体自然加倍特性的硬粒小麦(Triticumdurum L.,2n=4x=28,AABB)与节节麦(Aegliops tauschii Cosson.,2n=4x=14,DD)杂交,得到杂种F1染色体自然加倍合成的4个六倍体小麦,SHW-Z1、SHW-Z2、SHW-Z3和SHW-Z4。对这4个合成小麦的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对行为及形态学进行了分析,结果表明:4个合成六倍体小麦的染色体数都是2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ中均出现了一定频率的单价体;4个人工合成小麦的C-值变化范围为0.70~0.77;SHW-Z4中具有21个二价体细胞的频率最高,为94%;SHW-Z1和SHW-Z3出现了一定频率的三价体和四价体。4个六倍体小麦在分蘖力、单株成穗数、穗长等性状方面表现优异,但高感条锈病,其遗传特性有待进一步改良。     

柱穗山羊草远缘杂交育性的探讨

选用柱穗山羊草分别与普通小麦、硬粒小麦和粗山羊草远缘杂交,发现结实率非常低。远缘杂交后代绝大部分有乳无胚或者有胚无乳;以普通小麦为母本与柱穗山羊草杂交,F1代分蘖率极高,植株性状出现中亲遗传或超亲遗传,杂交种回交或自交结实率非常低。     

人工合成双二倍体小麦白粉病抗性和农艺性状表现

【目的】人工合成圆锥小麦365与粗山羊草杂交后代双二倍体,观察其白粉病抗性和农艺性状,为筛选抗病育种种质材料提供参考。【方法】以感病圆锥小麦365为母本,与抗性优异的粗山羊草父本杂交,经单倍体加倍获得双二倍体人工合成小麦,再与普通小麦杂交,观察其抗病性。【结果】亲本间杂交组合均有成胚,平均成胚率17．6％～37．0％。父本Y201、Y215和Y219对12个白粉病菌株表现全抗,Y170仅对菌株E09感病,Y221仅对4个菌株感病,而5个人工合成小麦双二倍体对E09均感病。杂交组合365（♀）×Y221的人工合成二倍体株高、杂交组合365（♀）×Y170的人工合成二倍体穗数、自交结实穗率和结实率以及365（♀）×Y221人工合成二倍体的小穗数表现较好。人工合成双二倍体与偃展1号、豫麦18的杂交结实率明显高于自交结实率（4．6～80．8倍）。【结论】圆锥小麦365可能存在抗白粉病抑制基因,可抑制粗山羊草中抗白粉病基因在杂交后代中的表达。     

柱穗山羊草(Ae.cylindrica Host)Y127的远缘杂交研究

用柱穗山羊草分别与普通小麦、硬粒小麦和粗山羊草杂交,虽然可以获得一部分种子,但结实率非常低.远缘杂交后,有一部分可以正常获得种子,有一部分有乳无胚,有一部分有胚无乳;以普通小麦为母本与柱穗山羊草杂交,获得的杂交种F1代分蘖率极高,5株F1苗,分别有303、122、213、406和341个有效分蘖,还有8个无效分蘖,平均为277个有效分蘖;植株性状出现中亲遗传或超亲遗传,杂交种回交或自交,结实率非常低,只有1%和0.1%.     

人工合成新小麦的细胞学与农艺性状研究

人工合成小麦被广泛应用于小麦遗传育种及进化研究。本实验对四倍体野生二粒小麦、圆锥小麦、硬粒小麦与节节麦杂交,经染色体自动加倍形成的23个人工六倍体小麦第一代(S1代)的细胞学及农艺性状进行研究。结果表明,不同人工合成小麦的细胞学存在显著差异。四倍体供体母本对减数分裂影响很大。其中,由野生二粒小麦AS285合成的人工小麦的减数分裂很不正常,这可能由于控制减数分裂"二倍体"化的Ph1位点变异所致。减数分裂不正常,会导致其细胞学不稳定。因此,在用人工合成六倍体小麦构建遗传群体或作遗传研究之前,有必要先观察其减数分裂,选择出减数分裂正常的材料用于研究工作。根据本研究,单价体可作为判断减数分裂是否正常的依据。同时,不同人工合成小麦的农艺性状存在显著差异,它们为育种提供了新的资源。     

普通小麦与粗山羊草正反杂交研究

【目的】研究普通小麦与粗山羊草杂交后的成胚率、成苗率及F1代的田间表现,为提高小麦的杂交成功率提供参考。【方法】以小麦矮败不育系(RH/CS)、中国春、辽春10号3个春性小麦及济南17和济麦20 2个冬性小麦为供试小麦材料,Y122、Y212、Y215为3个粗山羊草材料,先以小麦为母本,粗山羊草为父本构建正交组合,并在去雄后1~5d连续授粉,分析授粉次数对授粉率的影响,再以粗山羊草为母本,普通小麦为父本构建反交组合,分析各组合下胚、胚乳的形成情况;对正交组合进行幼胚拯救后,统计各组合的成胚率和成苗率;并将幼苗移至大田中,观察F1代的田间表现。【结果】小麦反交组合的授粉率(70.32%)远高于正交组合(8.51%),但正交和反交组合均未能形成种子,需要幼胚拯救才能获得后代;重复授粉可以提高授粉率;正交时春麦或者冬麦做母本对胚的形成和成苗率没有影响;胚培养最佳时间为13~18d;组培苗移入大田后成活率极低,仅为5.20%;杂交F1代成活单株有效分蘖数平均为263个。【结论】普通小麦×粗山羊草杂交后授粉2~3次,并于13~18d进行胚培养,可以提高杂交成功率。     

利用SSR分子标记技术揭示"硬粒小麦-节节麦"人工合成六倍体小麦的遗传差异

为引入小麦近缘属种的优良基因和遗传变异、扩宽普通小麦的遗传基础,本文选用36对小麦A,B和D基因组的微卫星引物,对135份人工合成六倍体小麦的遗传多样性进行了评价。36对引物共检测到193个等位变异,每个位点等位变异数在2~14个之间,平均每个位点检测到5.36个等位变异;A,B和D 3个基因组检测到的等位变异数D>A>B,遗传多样性指数D>A>B。综合平均遗传丰富度和香浓指数两个指标分析结果表明,人工合成六倍体小麦第1和6同源群遗传多样性水平较高,第4和7同源群遗传多样性水平较低;21条染色体中,6D和2D染色体的遗传多样性最高,7D和4B染色体的遗传多样性最低。135份人工合成六倍体小麦遗传相似系数在0.36~0.85之间,平均遗传相似系数A>B>D基因组。人工合成六倍体小麦变异类型丰富,是改良普通小麦的重要基因资源。     

将外源染色体加速导入普通小麦的研究

用普通小麦-节节麦八倍体 (2n = 56, AABBDDDD) 作母本与3种由四倍体小麦和野生二倍体物种合成的异源六倍体, 即硬粒小麦-簇毛麦 (2n = 42, AABBVV), 硬粒小麦-单芒山羊草(2 n = 42, AABBMuMu ) 和波斯小麦-小伞山羊草 (2 n = 42, AABBCu Cu) 杂交, 其杂交结实率分别为39.0% , 23.1% 和10.0% 。对所获F1 杂种的根尖细胞染色体进行C-分带,从中选出添加有一套外源物种配子染色体的七倍体杂种, 对3 种七倍体杂种进行套袋自交,其自交结实率分别为4.2% , 3.7% 和3.6% 。在F2 代中具有45 条染色体的植株最多, 含43 和48 条染色体的植株最少, 并对杂种各类配子的传递规律和产生异附加系的方法进行了讨论。     

利用SSR标记分析19份山羊草属种D基因组遗传多样性

具有D染色体组的山羊草属种是六倍体普通小麦的二级基因源,蕴藏着丰富的抗性基因和遗传变异丰富,可供现代小麦改良利用。选用24对D染色体组特异性微卫星(SSR)标记引物,将19份山羊草属种的D染色体组与3个普通小麦的D染色体组的遗传多样性进行了比较分析。共检测出679个等位基因,每个SSR位点上能检测到1~44个等位基因,平均28.29个。聚类分析结果表明,同一属种的材料基本上聚为一类,19份山羊草属种的D染色体组与普通小麦的D染色体组之间存在较大的遗传差异,可供小麦远缘杂交以丰富栽培小麦遗传多样性。