12个优良小麦种质系的细胞学和性状特点的研究

本试验对从八倍体小偃麦与普通小麦杂交后代中选育的１２个小麦种质系的细胞学和主要性状特点进行了鉴定。结果表明，在１２个种质系中，有７个是在小麦中附加了一对偃麦草染色体的双体异附加系，５个为染色体数目与普通小麦相同的遗传重组体，它们具有抗病、优质、大穗、大粒、矮杆等优良特点，在小麦育种中具有重要利用价值。     

八倍体小偃麦与普通小麦杂交选育优质小麦新品种的研究

利用八倍体小偃麦与普通小麦杂交,经细胞学鉴定,创造异附加系和异代换系新种质。然后用这些新种质与普通小麦杂交,回交将八倍体小偃麦的优良基因导入小麦,培育出优质小麦品种早优504和小偃503。这2个小麦品种蛋白质含量分别为158和165g/kg,沉淀值分别为37.9和46.4mL,湿面筋含量分别为396和340g/kg,稳定时间分别为3.5和13.0min。综合抗病性好,成熟早,产量高。早优504平均产量5250kg/hm2,最高产量6225kg/hm2。小偃503生产试验平均产量6570kg/hm2。     

小麦-中间偃麦草异代换系的细胞学和SSR标记鉴定

中间偃麦草含有丰富的优良基因,在小麦的遗传改良中具有重要利用价值。对从八倍体小偃麦TAI-7045与普通小麦复合杂交后代中选育的小麦种质系CH-9916进行细胞学鉴定,其根尖细胞染色体数目为2n=42,为六倍体普通小麦,在苗期和成株期CH-9916对条锈病均表现免疫,中抗白粉病。通过SSR标记鉴定分析,其可能是由偃麦草的染色体代换了小麦的2D染色体。以上结果表明,种质系CH-9916可能是一个异代换系。     

早熟型小麦种质系山农0057的细胞学鉴定

中间偃麦草含有丰富的优良基因,在小麦的遗传改良中具有重要利用价值。对从中间偃麦草与小麦品种烟农15杂种后代(BC3F6)中选育的小麦种质系山农0057进行主要农艺性状调查和细胞学鉴定,结果表明:山农0057平均株高61cm,平均穗长6.7cm,挑旗期、抽穗期分别比亲本烟农15早4d,是一个具有早熟特点的种质系;其根尖细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)染色体构型为2n=21Ⅱ;与普通小麦的杂种F1PMCMⅠ染色体构型为2n=20Ⅱ+2Ⅰ。山农0057可能是一个具有早熟特点的小麦-中间偃麦草的二体异代换系。     

小麦×大麦杂种后代早熟衍生系的选择和鉴定

早熟是大麦的突出优良性状,通过普通小麦与栽培大麦杂交,可把大麦的早熟性状导入到普通小麦中。为了获得确定的小-大麦早熟新种质,以中早熟小麦品种小偃22作对照,对小-大麦杂种回交后代分离群体进行选择,筛选出比对照早熟3~5 d的2个遗传稳定衍生系:WB0528和WB0647。这2个早熟株系具有抽穗与大麦基本同期,灌浆快的特点。经过细胞学和染色体组原位杂交(GISH)鉴定,2个株系均为附加了两条能够相互配对,且携带有含早熟性状大麦染色体的二体异附加系。     

小麦异附加系种质资源的开发利用初探

为了开发利用小麦异附加系种质资源,笔者从利用小麦异附加系与相应的单、缺体杂交选育小麦异代换系;利用小麦异附加系与拟斯卑尔脱山羊草杂交,诱导部分同源染色体配对重组选育异代换系;利用小麦异附加系与Ph隐性突变体Ph1b杂交选育易位系;利用小麦异附加系进行组织培养选育异易位系;利用小麦异附加系进行辐射诱发异源易位;利用小麦异附加系可以选育小麦核不育系的XYZ系方面探讨了利用途径.     

矮秆小偃麦异附加系31504的遗传分析：Ⅰ鉴定与细胞遗传

本研究利用细胞学和同工酶电泳等方法对小偃麦二体异附加系３１５０４进行了鉴定；并在不同遗传背景下．分析了异附加染色体的传递特点。结果表明，３１５０４为３Ｆ２／７Ｆ２易位的二体异附加系，其单体异染色体通过胚囊和花粉传递的频率平均分别为２８．９％和２０．２％，且与遗传背景无关。     

小偃麦异附加系的细胞学及分子标记鉴定

利用形态学、细胞学、A—PAGE和RAPD方法，对5个小麦-中间偃麦草(Thinopyrum intermedium)双体异附加系Line5、Line6、Line11、Line12和Line13进行了鉴定。细胞学鉴定结果表明，它们根尖细胞染色体数目为2n=44，花粉母细胞减数分裂中期I(PMC MⅠ)染色体构型为2n=22Ⅱ，具有高度的细胞学稳定性；形态学鉴定和A—PAGE电泳分析证明，Line12和Line13可能附加了中间偃麦草第2部分同源群的染色体，Line5和Line6可能附加了中间偃麦草第1部分同源群的染色体；RAPD分析表明，在供试的80个随机引物中，有2个引物S20和S21能够在亲本中间偃麦草和双体异附加系中稳定扩增出特异带型，并可作为异附加系所附加染色体的特异RAPD标记。     

利用Sod同工酶和RAPD标记鉴定小麦-中间偃麦草双体异附加系

利用Sod同工酶标记和RAPD标记对DAL1、2、3、4、5、6、7、8、9、10和11等11个小麦-中间偃麦草双体异附加系进行了鉴定。通过Sod同工酶分析，将Sod-Agil基因定位于中间偃麦草第2部分同源群染色体上，同工酶标记Sod-1Rf=0．35为异附加系DAL1、3、5、6、8、9、10和11的特有生化际记。RAPD分析结果表明，引物OPF16是特异引物，为异附加系DAL4、5、9、10和11所共有。OPF16 560是DAL5、9、10、11的特异RAPD标记，OPF16 1200是DAL4的特异RAPD标记。综合鉴定结果表明：DAL1、3、5、6、8、9、1O和11等8个异附加系中附加的是中间偃麦草第2部分同源群的染色体。DAL5、9、10、11是同一种异附加系，附加的异源染色体属于八倍体中5所携带的中间偃麦草染色体组；DAL6和DAL8为同一种异附加系：DAL2和DAL4是不同的异附加系，DAL4中附加的是不同于中2、中5所携带的中间偃麦染色体组的另外一个染色体组的染色体。应用上述遗传标记．可以快速地鉴定异附加系DAL1、3、4、5、6、8、9、10、11。     

普通小麦-长穗偃麦草异附加系的分子标记鉴定

利用分布于小麦7个部分同源群的1 246对引物对15个可能的小麦-长穗偃麦草二体异附加系的4个亲本的基因组DNA进行扩增。结果表明,186对SSR、209对EST-SSR和22对STS引物能够在长穗偃麦草中扩增出不同于其他3个小麦亲本的特异条带,其中18对引物可以在14个附加系中的1~7个附加系扩增出长穗偃麦草的特异带,说明它们可能添加长穗偃麦草的遗传物质。5个附加系(1-3、1-8、1-27、2-6和2-22)可能含有长穗偃麦草第7同源群染色体,4个附加系(5-10、5-20、6-23和6-18)可能含有长穗偃麦草第6同源群染色体。附加系1-13可能附加2条不同同源群的长穗偃麦草染色体。同时发现,小麦与长穗偃麦草杂交及其后代衍生过程中长穗偃麦草染色体间可能发生遗传重组。     

利用PCR技术初步鉴定小麦-加州野大麦异染色体系

为快速鉴定普通小麦与普通小麦—加州野大麦双二倍体杂交、回交后代植株的染色体组成，研究小麦背景中添加的外源染色体与小麦染色体之间的部分同源关系，选用已被定位在小麦7个部分同源群21条染色体上的38个SSR引物对杂种回交后代植株进行PCR扩增。结果表明，其中27个小麦SSR引物在普通小麦与小麦—加州野大麦双二倍体间有多态性扩增，涉及4个部分同源群的11对引物，可在不同杂种回交植株中扩增出与双二倍体相同的多态带纹；根据PCR扩增和细胞遗传学分析的结果，在18个回交后代中初步鉴定出7个可能的异附加系，其中2个二体异附加系、1个端二体异附加系、2个单体异附加系和2个双单体异附加系。所选育的异附加系分别涉及第1、2、4和7部分同源群。     

大白菜-结球甘蓝5号二体异附加系的选育及鉴定

【目的】获得稳定遗传的大白菜-结球甘蓝二体异附加系。【方法】以大白菜-结球甘蓝5号单体异附加系为材料,对其自交后代进行细胞学及SSR鉴定。【结果】37株自交后代中2n=22植株的比率为10.81%,通过对4个2n=22的植株进行核型分析及SSR鉴定,确定其为大白菜-结球甘蓝5号二体异附加系。减数分裂观察发现,大白菜-结球甘蓝5号二体异附加系后期Ⅰ虽然出现染色体落后现象,但在后期Ⅱ中染色体的分裂方式以11-11-11-11为主,其比率为69.55%。【结论】获得了大白菜-结球甘蓝5号二体异附加系,其外源染色体与甘蓝07连锁群相对应;该二体异附加系减数分裂形成的四分体以附加1条的染色体为主(n=11),有较高的遗传稳定性。二体异附加系的获得为研究芸薹属A、C基因组的亲缘关系,以及向大白菜中导入结球甘蓝的优良基因具有重要意义。     

Monosomic Addition Lines of Flowering Chinese Cabbage (B. campestris L. ssp. chinensis var. parachinensis L. H. Bailey)-Chinese Kale (B. oleracea L. var. alboglabra L. H. Bailey)

Interspecific alien addition lines have played significant roles in gene mapping, intergenomic gene transfer and chromosomal homoeological identification between closely related species. Selection of alien addition lines was conducted by karyotype analysis and morphological observation with the reference of parents. Triploid interspecies hybrid (AAC, 2n=3x=29) was obtained from Brassica campestris ssp. chinensis var. parachinensis Qinglu 9601 (tetraploid, AAAA, 2n=4x=40)×B. oleracea vat. alboglabra Baihua 9705 (diploid, CC, 2n=2x=18) by immature hybrid embryo culture in vitro. Five different alien monosomic addition lines (AA C2, AA C3, AA C4, AA C6, AA C7) were obtained from the backcross progenies of AAC×AA. Each alien monosomic addition line has some specific morphological characters. It is feasible to obtain alien addition lines from the progenies of AAC×AA by karyotype analysis and morphological observation based on the reference of parents.     

Monosomic Addition Lines of Flowering Chinese Cabbage （B. campestris L. ssp. chinensis var. parachinensis L. H. Bailey）-Chinese Kale （B. oleracea L. var. alboglabra L. H. Bailey）

Interspecific alien addition lines have played significant roles in gene mapping, intergenomic gene transfer and chromosomal homoeological identification between closely related species. Selection of alien addition lines was conducted by karyotype analysis and morphological observation with the reference of parents. Triploid interspecies hybrid （AAC, 2n = 3x = 29） was obtained from Brassica campestris ssp. chinensis var. parachinensis Qinglu 9601 （tetraploid, AAAA, 2n = 4x = 40） x B. oleracea var. alboglabra Baihua 9705 （diploid, CC, 2n = 2x = 18） by immature hybrid embryo culture in vitro. Five different alien monosomic addition lines （AA ＋ C2, AA ＋ C3, AA ＋ C4, AA ＋ C6, AA ＋ C7） were obtained from the backcross progenies of AAC x AA. Each alien monosomic addition line has some specific morphological characters. It is feasible to obtain alien addition lines from the progenies of AAC × AA by karyotype analysis and morphological observation based on the reference of parents     

The Meiotic Behavior of an Alien Chromosome in Triticum aestivum-Haynaldia villosa Monosomic Addition Lines

By the combination of cytological analysis and using genomic in situ hybridization technique to identify an alien chromosome in wheat-Haynaldia villosa monosomic addition lines, we studied the meiotic behavior of the alien chromosome. The results indicated that the frequency of bivalent pairing was lower than the value expected in PMCs of two monosomic addition lines, the frequency of wheat chromosomes unpairing increased, and the wheat homologous chromosome pairing was interfered with by the added chromosome 6V at metaphase I. The chromosome 6V lagged in 20.3% -29.3% of PMCs, sister chromatids 6V early divided in 29.0% - 34.1% of PMCs, the single chromosome 6V in 18.2% - 26.1% of PMCs went to a pole randomly,the breakage frequency of chromosome 6V was 1.2% - 2.9%. Meanwhile, it was also found that several wheat chromosomes showed earlier division, lagging and breakage in a few PMCs. It revealed that the added chromosome 6V influenced the behavior of wheat chromosomes at anaphase. It was also found that the translocation was produced between 6V and wheat chromosomes in 1.2% of PMCs. It offered evidence for translocation between wheat and Haynaldia villosa 6V chromosomes.     

基于簇毛麦No.1026转录组的SSR序列分析及其PCR标记开发

【目的】 探究从前苏联引进的簇毛麦No.1026（Dv#4）的EST-SSR序列特征及其在染色体的分布,分析它们在不同簇毛麦间及与小麦间的多态性,为其进一步的研究与利用提供依据。【方法】通过Illumina HiSeq测序获得No.1026植株的转录组序列,利用MISA软件分析转录组SSR序列及特征,采用Primer 3设计SSR引物,随机合成238对引物,对小麦中国春与簇毛麦Dv#4和引自英国剑桥的簇毛麦Dv#2的基因组DNA进行扩增,在琼脂糖凝胶上分离评价扩增产物的多态性,并利用一套小麦-簇毛麦异染色体系进行扩增分析。【结果】 检测了No.1026总长62.76 Mb的转录组序列,发现10 497个SSR位点,它们分布于8 735条Unigene上。在1—6个核苷酸的重复单元中,单、双、三碱基的重复占95.85%,其中三核苷酸串联重复数量最多,占SSR总数的50.33%,而CCG/CGG基序的重复占三核苷酸串联重复的41.66%;单核苷酸重复是第二大类型,出现频率为27.13%,其中A/T重复占单核苷酸重复的74.58%。二核苷酸重复类型的数量位列第三,占SSR总数的18.39%。在238对EST-SSR引物中,88对在中国春与簇毛麦（包括Dv#2和Dv#4）之间的扩增产物显示多态性;8对只在簇毛麦和单一异染色体系扩增;4对可在簇毛麦和多个异染色体系中特异扩增;但多数可在簇毛麦中清晰扩增的引物不能在任何异染色体系中扩增,推测可能与簇毛麦基因组及染色体导入小麦过程中的变异有关;47对（19.74%）在2份不同来源的簇毛麦Dv#2和Dv#4之间的扩增产物呈现多态性。利用1对EST-SSR引物和1个EST-PCR标记检测48个簇毛麦植株,证明多态性的SSR引物可有效用于检测簇毛麦的异质性。【结果】 簇毛麦No.1026（Dv#4）的转录组中存在丰富的SSR序列,其中CCG/CGG、A/T和AG/CT等三核苷酸、单核苷酸和二核苷酸是其最主要的串联重复基序。部分EST-SSR的侧翼保守序列与单一或若干外源染色体特异相关联,据此开发特异的分子标记,可用于跟踪检测小麦背景中特异的簇毛麦染色体或染色体片段。Dv#4与Dv#2间的部分EST-SSR具有多态性,提示2份不同来源簇毛麦的表达序列间存在一定程度的遗传差异,因此,簇毛麦Dv#4值得进一步的发掘研究。     

陆×索棉异附加单体系的形态学及细胞学鉴定

索马里棉具有许多优良性状,是改善陆地棉品质的重要种植资源. 通过细胞学、形态学观察,从陆地棉×索马里棉异源六倍体的后代中,鉴定出2个异附加单体系. 其中异附加单体系I形态学表现为鸡脚形叶、叶色深绿、叶面有褶皱、叶枝张角小、铃小;异附加单体系II各单株形态学表现为黄花冠、花瓣内有黄色斑块、花器小、叶尖下垂、叶片厚、叶表面凹凸不平;异附加单体系异附加单体系II的分离株均表现为正常陆地棉型.     

小麦秆锈病新抗源及抗病基因所在染色体特异分子标记

【目的】小麦秆锈病是具潜在毁灭性的小麦病害之一,秆锈菌小种Ug99严重威胁全球小麦生产。本研究通过对165份小麦-近缘植物染色体系进行抗秆锈病鉴定,筛选小麦秆锈病新抗源并建立抗病基因所在染色体特异分子标记,以发掘小麦秆锈病新抗源,培育抗病品种,有效防御Ug99导致的秆锈病。【方法】将供试的165份小麦-近缘植物染色体系、3份六倍体小麦及感病对照小密穗分别播种于直径10 cm的瓦盆中,生长到一叶一心时,用中国小麦秆锈菌流行小种34MKGQM和21C3CTHSM进行接种,当感病品种小密穗充分发病时,按照0-4级标准调查记载侵染型,对供试材料的抗秆锈病级别进行统计。同时,提取免疫、近免疫、高抗秆锈病附加系/代换系及其对应的整套染色体系、中国春等材料的基因组DNA,利用101对PLUG引物进行PCR扩增,扩增产物经限制性内切酶酶切后进行电泳检测,筛选并建立抗秆锈基因所在染色体特异分子标记。【结果】在165份小麦-近缘植物染色体系中,中国春-卵穗山羊草7M^g#1附加系、中国春-卵穗山羊草7M^g#1(7A)和7M^g#1(7B)代换系、中国春-帝国黑麦1R附加系、中国春-中间偃麦草?Ai附加系（?表示外源染色体同源群未鉴定）、中国春-单芒山羊草6N附加系、中国春-易变山羊草6S^vS端体附加系和中国春-智利大麦6H^ch附加系9份材料对秆锈病表现为免疫或近免疫;ALCD-尾状山羊草7C#1附加系、中国春-卵穗山羊草7M^g#1(7D)代换系、中国春-帝国黑麦6R附加系、中国春-高大山羊草6S^l#3附加系、中国春-高大山羊草6S^l#2(6B)代换系、中国春-希尔斯山羊草3S#1附加系和中国春-拟斯卑尔脱山羊草2S^g#3附加系7份材料对秆锈病表现为高抗;其余材料均表现为中感或高感。抗秆锈性基因定位信息比较分析发现,高大山羊草6S^l#2和6S^l#3、帝国黑麦6R、智利大麦6H^ch、卵穗山羊草7M^g#1、尾状山羊草7C、中间偃麦草?Ai染色体上可能含有抗秆锈新基因。分子标记筛选、定位及特异性验证研究共获得8个新的多态性标记,其中5个（TNAC1715、TNAC1718、TNAC1737、TNAC1739和TNAC1753）和3个（TNAC1740、TNAC1751和TNAC1756）分别被定位在6R和6S^l染色体上。【结论】筛选得到8份可能含有抗秆锈新基因的材料,建立了抗秆锈基因所在染色体特异新标记8个。     

大白菜-结球甘蓝双单体异附加系的SSR鉴定及其特性

 【目的】筛选大白菜-结球甘蓝异附加系,利用SSR标记鉴定附加的外源染色体,并对异附加系特性进行研究。【方法】以大白菜-结球甘蓝异源三倍体（AAC）与二倍体大白菜（AA）回交一代的自交后代为试材,利用根尖染色体计数、甘蓝连锁群特异SSR标记等方法,筛选、鉴定大白菜-结球甘蓝异附加系。【结果】在BC1F2中筛选到2n=22的植株;该植株对位于甘蓝01连锁群的3对SSR引物和08连锁群的2对SSR引物的扩增结果与异源三倍体杂交种是一致的,而对位于其它7个连锁群的20对特异引物的扩增结果与大白菜一致,表明该植株附加的外源染色体与甘蓝的01、08连锁群相对应,为双单体异附加系;该双单体异附加系绝大多数花粉母细胞减数分裂终变期染色体构型为10Ⅱ+2Ⅰ,后期Ⅰ以11-11、10-12分离方式为主,后期Ⅱ产生了n=11配子。【结论】利用甘蓝连锁群相对于大白菜特异的SSR标记可以准确鉴定大白菜-结球甘蓝异附加系;获得了附加甘蓝01、08连锁群的大白菜双单体异附加系,为进一步合成附加甘蓝01或08连锁群大白菜-结球甘蓝单体和双体异附加系奠定基础。