小麦ph1b ph2a ph2b基因系研究初报

本世纪70年代,Wall和Sears分别用化学药剂EMS和X射线处理小麦品种中国春(以下简称C.S),先后获得了ph2b、ph1b和ph2a基因系。3个基因系问世以来,国内外就ph1b基因作用研究较多,并实现了ph1b基因品种间转育,而对ph2a、ph2b基因作用研究很少,至于在同等条件下比较研究这3个基因诱导小麦与特定近缘植物F_1杂种染     

ph1b、ph2a、ph2b基因在小麦与黑麦、粘果山羊草、易变山羊草F1杂种中的作用

自从小麦(Triticum aestivum,AABBDD,2n=42)ph1b、ph2a、ph2b基因系培育成功以来,国内外学者围绕ph1b做了大量工作,而ph2a、ph2b却研究很少,至于在相同环境条件下比较研究这三个基因系与特定近缘植物F₁杂种染色体配对作用,则未见报道。1982年Sears报道了这三个基因在不相同环境条件下诱导小麦与粘果山羊草     

ph1b、ph2a、ph2b基因在小麦与卵穗山羊草、小伞山羊草、离果山羊草F1杂种中的作用

迄今为止,仅Sharma等1986年研究报道了phlb基因诱导小麦与离果山羊草F₁杂种染色体配对作用,但没有在离果山羊草及其它山羊草中发现染色体配对促进基因或抑制基因,尚无phlb基因诱导小麦与卵穗山羊草F₁及ph2a、ph2b基因诱导小麦与这3个山羊草F₁染色体配对作用的报道。Farooq等1990年报道易变山羊草不同品系影响F₁染色体配对。     

phlb 基因对普通小麦×易变山羊草Ae.variabilis杂种F1、BC1、BC2、BC3及转移抗禾谷类根结线虫 M.naasi基因影响的研究

Courtot 4 phlb、Courtot 2 phlb、Courotot与 Ae.variabilis杂种F_1平均每PMC在MI染色体交叉数(Xta)分别为15.18、11.62、1.67。杂种F_1育性极差,自交不结实。Courtot 4phlb、Courtot 2 phlb与Ae.variabilis杂种F_1回交难,回交结实率仅分别为0.13％、1.66％;BC_1植株染色体少,93.1％的植株为2n=35-44,且减数分裂行为极不规则。在2phlb×Ae.variabilis×2phlb×Ph×Ph BC_3群体中可获遗传性较稳定、育性较正常、对 M.naasi抗性一致的重组系或易位系。而Courtot×Ae.variabilis杂种F_1回交较易成功（6.81％）。93.8％的BC_1植株染色体数变化在2n=47-56,BC_3中仅获抗M.naasi单体附加系。     

ph1b基因在普通小麦与Ae.ovata(T.ovatum)杂交中的作用

中国春 phlb 突变体、中国春与 Ae.ovata 杂种 F_1花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ每个细胞染色体交叉数分别为12.882和0.983个。说明,phlb 基因在普通小麦与 Ae.ovata 杂种中具有强的诱导部分同源配对的作用。在中国春 phlb 突变体×Ae.ovata 中有四价体、五价体及单价体少于14的细胞出现,说明 phlb 基因可以诱导普通小麦与 Ae.ova     

普通小麦品种中Ph基因突变体自然存在的可能性研究

本试验用50个日本普通小麦品种与兰州黑麦杂交，通过对杂种F1花粉母细胞减数分裂染色体行为进行观察，对36个组合F1的PMC染色体配对频率进行统计分析，发现农林20,沙丘小麦和农林9三个品种与黑麦杂种F1PMC染色体配对频率明显高于其它组合，分别为2.84、3.59、3.06。近似于对照组合“中国春×兰州黑麦”F1(为1.37)的两倍。认为     

小麦新材料Talkrph1bRht_3和krph1bRht_3综合体的创制及其遗传分析

以中国春Talkrph1b综合体为基础材料 ,进一步将显性矮秆基因Rht3引入其遗传背景中 ,创制出两个新型小麦工具材料中国春krph1bRht3和中国春Talkrph1bRht3综合体。它们的株高 5 0～ 6 0cm ,与黑麦具有较高的杂交亲和性 ;它们与黑麦杂交获得的杂种F1 与中国春 黑麦F1 相比 ,花粉母细胞减数分裂中期I,染色体联会频率相对较高 ,单价体数明显减少 ,二价体数明显增加 ,并出现三价体和四价体 ,平均染色体交叉结数显著提高 ,表明两种新的综合体材料诱导部分同源染色体配对的能力较强。它们在利用远缘杂交和染色体工程技术向小麦转移其亲缘物种的有益基因中具有重要利用价值。     

陆地棉86-1（G.hirsutum L.)与辣根棉（G.armourianum Kearn.)种间杂种及其利用的研究

陆地棉品种86-1 G.hirsutum L.×辣根棉C.armourianum Kearn.F_1染色体2n=3x=39,平均染色体构型为14.051 12.45Ⅱ 0.01Ⅲ。F_1直接与陆地棉回交,得到的BC_1F_1是一株混倍体(mixploid),其染色体为54—67个,其中2n=65的整倍体(euploid)只占15.7％,非整倍体(aneuploid)占82.8％,平均2n=61,平均染色体构型为7.741 25.83Ⅱ 0.45Ⅲ 0.06Ⅳ 0V 0.01Ⅵ。又以BC_1F_1为母本,与陆地棉二次回交,BC_2F_1苗期夭折;而以陆地棉为母本、BC_1F_1为父本回交的BC_2F_1生长健壮,有些辣根棉性状继续传递。通过多年选育已获得一些结铃性强、中长绒纤维高品质、高衣分的新材料。     

矮败小麦连锁特性的遗传转移

以中国春小麦和中国春ｐｈｌｂ突变体为轮回父本，分别与我国特有遗传种质矮败小麦杂交并连续回交５次，实现了矮败小麦连锁特性向中国春小麦和中国春ｐｈｌｂ突变体的遗传转移；育成了同时含有Ｋｒ、Ｍｓ２、Ｒｈｔ１０基因的矮败中国春小麦和将基因Ｍｓ２、Ｒｈｔ１０、ｋｒ、ｐｈｌｂ集合于一体的矮败中国春ｐｈｌｂ突变体。组合矮败／ＣＳ＾４／／黑麦、矮败／ｐｈｌｂ＾４／／黑麦的杂交结实率分别为６４．１％和６７．８％。经     

phlb基因在中国春Tal kr phlb基因综合体与Agropyron intermedium杂交中的作用

本文对中国春Tal kr phlb基因综合体,Tal中国春与Ag.intermedium杂种F_1花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对情况进行了比较研究。 证明phlb基因可以诱导普通小麦与Ag.intermdium间部分同源染色体配对、交换,从而有可能以染色体易位的方式把Ag.intermedium中的有益基因转移到普通小麦中。在Ag.intermedium(葡萄牙),Ag.intermedtam(伊朗)中都不含有Ph1基因。但在Ag.intermedium(伊朗)中可能存在Ph-like基因,其作用比Ph1小。     

普通小麦同源转化群3在染色体配对及可交配性方面的作用

米勒(Miller)等研究了中国春同源转化与群3黑麦(Secaleceral L)及球茎大麦(Hbulbosum)的杂种和普通小麦同源转化群3,非整倍单倍体的不同染色体配对水平。结果发现,普遍小麦同源转化群3染色体的长臂和短臂上都带有影响染色体配对的基因。     

小麦新材料Talkrph1bRht3和krph1bRht3综合体的创制及其遗传分析

以中国春Talkrph1b综合体为基础材料,进一步将显性矮秆基因Rht3引入其遗传背景中,创制出两个新型小麦工具材料中国春krph1bRht3和中国春Talkrph1bRht3综合体。它们的株高50～60 cm,与黑麦具有较高的杂交亲和性;它们与黑麦杂交获得的杂种F1与中国春/黑麦F1相比,花粉母细胞减数分裂中期I,染色体联会频率相对较高,单价体     

长穗偃麦草1E附加系与杀配子染色体2C附加系杂交后代的细胞学及形态学分析

长穗偃麦草是小麦的野生近缘种属,具有抗寒、抗旱、抗病等优异性状。为了利用长穗偃麦草的优异基因,将‘中国春’-长穗偃麦草1E二体附加系与‘中国春’-柱穗山羊草2C二体附加系杂交、自交和回交,观察其后代的细胞学和形态学特性。结果表明,在杂交后代有丝分裂和减数分裂中观察到了染色体畸变现象;统计F1代自交结实率,发现与亲本相比,这些杂种后代的结实率明显降低;杂种后代的穗型发生了分离,除正常穗型外还观察到了密穗型,说明杀配子染色体2C可以诱导染色体畸变并对结实率和穗型均有一定的影响。本研究为进一步创制小麦-长穗偃麦草1E染色体易位系和缺失系奠定了基础。     

1B/1R易位系——“84059-4-2”的细胞学鉴定

利用 C-分带和 N-分带对普通小麦选系“84059-4-2”的根尖细胞染色体进行分析,发现其中的1B 染色体发生了变异。经带型比较,确定该变异染色体由小麦的1B 和黑麦的1R 易位而来,它包括1B 长臂及其着丝粒和1R 短臂。在中国春双端二体1B 与“84059-4-2”的杂种 F_1植株中,发现95.83%的花粉母细胞出现一个异型二价体和一个游离的短     

小麦-长穗偃麦草3E二体附加系与小麦-杀配子染色体2C二体附加系杂交后代的细胞学鉴定

为了创造小麦-长穗偃麦草染色体易位系,本研究将“中国春”-长穗偃麦草3E二体附加系与“中国春”-柱穗山羊草2C二体附加系进行了正反交、F1代自交和回交,利用细胞遗传学等方法对杂种后代进行了鉴定。以“中国春”-长穗偃麦草3E二体附加系为母本的杂交组合,其杂交当代结实率平均为37.3%,而以“中国春”-杀配子染色体2C二体附加系为母本的杂交组合,其平均结实率为28.19%,二者差异显著（P<0.05）。杂种F1代自交结实率平均为31.45%,用“中国春”-长穗偃麦草3E二体附加系为父本的F1代回交结实率为38.82%,二者差异显著（P<0.05）。在杂交后代有丝分裂和减数分裂中观察到了染色体畸变现象,说明杀配子染色体2C在配子的形成过程中起作用。这些研究结果为进一步创制小麦-长穗偃麦草3E染色体易位系奠定了基础。     

农艺性状优良冬小麦ph1b系的创造及标记辅助选择的应用

利用改进的桥梁亲本法, 即以阿勃5B缺体为桥梁亲本, 分别与受体冬小麦推广品种(农大95、 京411和京冬8号)和中国春ph1b突变体杂交, 两个组合F1(即5BPh1和5Bph1b单体)再杂交, 后代选择5Bph1b单体与受体亲本5BPh1单体杂交, 仅3个世代就获得了3个冬小麦ph1b中间育种系, 在杂交转育过程中, 我们用先前获得的3个SCAR标记对5     

3E附加系与2C附加系杂交后代的细胞学鉴定

为了创造小麦-长穗偃麦草染色体易位系,将‘中国春’-长穗偃麦草3E二体附加系与‘中国春’-柱穗山羊草2C二体附加系进行了正反交、F1代自交和回交,利用细胞遗传学等方法对杂种后代进行了鉴定。以‘中国春’-长穗偃麦草3E二体附加系为母本的杂交组合,其杂交当代结实率平均为37.3%,而以‘中国春’-杀配子染色体2C二体附加系为母本的杂交组合,其平均结实率为28.19%,二者差异显著(P0.05)。杂种F1代自交结实率平均为31.45%,用"中国春"-长穗偃麦草3E二体附加系为父本的F1代回交结实率为38.82%,二者差异显著(P0.05)。在杂交后代有丝分裂和减数分裂中观察到了染色体畸变现象,说明杀配子染色体2C在配子的形成过程中起作用。这些研究结果为进一步创制小麦-长穗偃麦草3E染色体易位系奠定了基础。     

八倍体小黑麦(Triticale)与六倍体小黑麦杂交若干问题的探讨

本工作以改进八倍体小黑麦与六倍体小黑麦的经济性状为目的,对60个杂交组合 F_1的田间出苗率、结实率、杂种后代的性状分离、新类型的形成以及细胞遗传的若干问题进行了探讨,观察到 F_1田间出苗率、结实率以八倍体为母本的杂交组合显著好于以六倍体为母本的杂交组合。由于杂种是普通小麦、硬粒小麦、黑麦三个物种种质的再度组     

棉属三染色体组(A、D、G)杂种的细胞遗传学研究

对棉属 A、D、G三个染色体组合成的三元杂种 [陆地棉× (亚洲棉×比克氏棉 ) ]及反交和回交后代 ,四元杂种 [(亚洲棉×比克氏棉 )× (陆地棉×夏威夷棉 ) ]进行了细胞学研究。结果表明 ,三元杂种 F1以及回交后代 BC4 F1分离出的不育株、四元杂种 F1不育的主要原因是花粉母细胞减数分裂异常 ,主要表现为 :大部分染色体为单价体 ,仅有少量配对成二价体 ,后期 两极分配不均匀 ,出现多极分离现象 ,并有落后染色体出现。末期出现大量多分孢子和不正常的四分孢子 ,从而不能形成正常的花粉粒。三元杂种回交后代 BC4 F1中的部分可育型 ,花粉母细胞进行减数分裂时 ,大部分染色体都能联会配对 ,仅个别为单价体 ,因而形成的花粉粒仅部分正常。 BC4 F1的可育型花粉母细胞进行减数分裂时 ,染色体配对正常 ,表明育性恢复 ,结实正常。此外 ,四元杂种花粉母细胞进行减数分裂时 ,在后期 形成了染色体“桥”     

Ph1b基因在小麦品种间杂交中的利用及其转育(摘要)

实验结果从理论、细胞学和实践上表明,phlb基因在小麦品种间杂交通过诱导部分同源染色体配对形成多价体后产生染色体数目的增减和结构的变异(重组、易位和倒位等)增加性状遗传变异类型和幅度,从中能选育出一般品种间很难或不能得到的优异材料(品种)。但是phlb基因的遗传背景是农艺性状差的中国春,不利于phlb基因在育种上……