八倍体小偃麦的形成、减数分裂稳定性和染色体组型的分析

根据多年来对(普通小麦×长穗偃麦草)杂种 F₁—F₄及与小麦回交后的杂种 B₁F₁选株的细胞学观察和分析,讨论了八倍体小偃麦的形成途径。认为小麦和偃麦草杂交后,需要与小麦回交1—2次,在于使染色体组重新组合,形成 AABBDDEE 和 AABBDDFF 两种染色体组型的八倍体。类型基本稳定的八     

八倍体小偃麦与普通小麦杂种自交和回交后代染色体和性状分离的研究

以八倍体小偃麦小偃６９３和普通小麦烟农１５的六个不同杂种世代为材料，研究了自交和顺交对杂种后代染色体和性状分离的不同影响。结果表明，随自交和以烟农１５为轮回亲本回交世代的增加，染色体数目逐渐减少，但回交比自交能使后代中偃麦草染色体丢失更快；回交后代ＰＭＣＭＩ染色体构型较为简单，平均交叉结数减少，回交次数过多不利于偃麦草与普通小麦染色体发生遗传重组；自交和回交世代中小偃麦类型、中间类型和小麦类型出现     

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。     

抗白粉病小麦新种质的选育及细胞学鉴定

利用杂交、回交、自交相结合的方法从小麦烟农15与中问偃麦草（Thinopyrum intermedium（Host）Bark worth and Dewey,ElE1E2E2StSt,2n=6x=42）杂交后代（BC3F6）中选出抗白粉病种质系SN 996221。在对其白粉病抗性等主要农艺性状鉴定的基础上,进行了细胞学分析。结果表明：SN996221高抗小麦白粉病,其抗性可能来源于中问偃麦草;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（PMC MI）染色体构型为2n=21Ⅱ,与普通小麦的杂种F1PMC M I大多数细胞能观察到2个单价体,染色体构型为2n=1.02I＋20.49Ⅱ,SN 996221可能是一个小麦一中间偃麦草的异代换系。     

八倍体小偃麦与普通小麦杂种衍生后代HBOT 09035形态学、细胞学和白粉病抗性鉴定

八倍体小偃麦是由偃麦草与普通小麦远缘杂交后人工选育的新物种,它保留了偃麦草的许多优良性状,是小麦遗传改良和染色体工程研究的重要材料。本研究对八倍体小偃麦与普通小麦远缘杂种的衍生后代HBOT09035进行了形态学、细胞学和白粉病抗性鉴定。结果表明:种质材料HBOT09035整齐度好,株型紧凑,植株较矮,穗长较短,结实性稍低,分蘖能力较好;细胞学鉴定表明,根尖体细胞染色体数目为2 n=42,花粉母细胞减数分裂中期I(PMCM I)不存在单价体或多价体,基本为环状二价体,染色体构型为2 n=21Ⅱ,减数分裂后期I(PMCA I)不存在落后染色体、染色体桥等现象,分离正常;白粉病抗性鉴定表明,HBOT 09035对白粉病有较高的抗性。种质材料HBOT09035在遗传上已经稳定,并且高抗白粉病,可以作为抗小麦白粉病育种新的种质资源。     

抗白粉病小偃麦异代换系的细胞学鉴定和RAPD分析

对从长穗偃麦草与小麦杂种后代中选育的抗白粉病小麦种质系山农87074-551在进行白粉病抗性鉴定的基础上,进行了细胞学和RAPD鉴定.结果表明:山农87074-551根尖细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMC MⅠ)染色体构型为2n=21 Ⅱ, 它与小麦中国春的杂种F1PMC MⅠ染色体构型为2n=20Ⅱ+2Ⅰ,说明山农87074-551是一个双     

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。     

硬粒小麦-长穗偃麦草附加系、代换系和易位系的创制

通过小麦与长穗偃麦草远缘杂交创制附加系、代换系及易位系是小麦遗传改良中利用长穗偃麦草优良基因的重要途径。本研究将长穗偃麦草特异分子标记、染色体计数、基因组原位杂交(GISH)及非变性原位杂交(ND-FISH)等多种方法相结合,对硬粒小麦Langdon(AABB)与小偃麦8801(AABBEE)的杂交后代群体进行分子细胞学鉴定,创制出硬粒小麦-长穗偃麦草3E、6E染色体双体附加系Du-DA3E和Du-DA6E,硬粒小麦-长穗偃麦草1E(1B)染色体双体代换系Du-DS1E(1B)以及硬粒小麦-长穗偃麦草1AS-1EL染色体易位系Du-T1AS·1EL。创制的4个种质中长穗偃麦草染色体均能稳定遗传,这不仅增加了硬粒小麦-长穗偃麦草附加系和代换系的类型,还为后续利用长穂偃麦草优良基因改良小麦提供了特殊种质资源。     

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。     

小麦-十倍体长穗偃麦草抗白粉病新种质的鉴定与分析

十倍体长穗偃麦草是普通小麦遗传改良的重要材料。对从十倍体长穗偃麦草与普通小麦衍生后代中选育的2个株系(10-1-3-1和10-1-3-2)进行形态学和分子细胞学检测。结果表明:在田间自然发病条件下,10-1-3-1高抗白粉病,而10-1-3-2高感白粉病;二者根尖细胞染色体数均为2n=42,基因组原位杂交表明10-1-3-1的一对染色体短臂被长穗偃麦草遗传物质所替换,而10-1-3-2没有明显的杂交信号;利用长穗偃麦草E基因组的特异引物p Le UCD2对2个株系及其亲本进行PCR检测,发现10-1-3-1扩增出长穗偃麦草特异DNA条带,进一步证明其含有长穗偃麦草的遗传物质;269(96.1%)对SSR和EST-SSR引物在2个株系间表现单态扩增,表明这两个材料的遗传组成基本一致。以上结果表明,10-1-3-1是一个小麦-十倍体长穗偃麦草易位系,可以作为小麦抗病改良的亲本材料。本研究为小麦抗白粉病育种提供新的种质资源,有助于育种方面的深入探讨与利用。     

小麦—天蓝偃麦草—羊草三属杂种回交世代中几个主要性状的遗传表现

采用普通小麦与天蓝偃麦草属间远缘杂种后代八倍体小偃麦（ＡＡＢＢＤＤＥＥ）为母本，与羊草（滨麦草属）杂交，获得三属杂种后，再用普通小麦回交２￣３次，并对三属杂种以及回交世代中几个主要性状的遗传表现进行了研究，结果表明：①三属杂种Ｆ１的不育性，采用普通小麦通过回交可得到克服，并且随着回交次数的增加，结实率逐步提高；②回交后代有明显的超矮亲遗传现象；③天蓝偃麦草与羊草的抗病、大穗、多花多实等性状可直接传     

基于抑制消减杂交开发长穗偃麦草(Lophopyrum elongatum)特异分子标记

分别以二倍体长穗偃麦草和普通小麦中国春的基因组DNA作实验组和对照组,运用抑制消减杂交(SSH)技术去除2个基因组DNA之间的同源序列, 获得长穗偃麦草特异的DNA片段构建的单向抑制消减文库,并对随机克隆测序。根据测序结果设计引物,获得36个长穗偃麦草基因组特异分子标记,成功率高达69.2%。这些标记均能在具有长穗偃麦草E染色体的不同小麦背景和不同世代中稳定表现,可用于小麦背景中跟踪长穗偃麦草染色体或片段。     

普通小麦×中间偃麦草杂种配子及后代类型形成途径的细胞遗传学研究

配制了(普通小麦×中间偃麦草)杂交组合15个。在回交结实的 F₁植株 PMC中均观察到染色体完全呈单价体构型。单株染色体分析表明,获得的32个 BC₁单株基本上包括了2n=42至2n=63的各种过渡类型,其中2n=63植株占37.5%。而且81.25%的植株在2n=59～63的范围内。显然,F₁产生的可育雌配子主要是染色     

小麦-偃麦草杂种后代及小麦种质资源对纹枯病的抗性

为鉴定小麦-偃麦草杂种后代以及我国小麦品种和育种中间品系对纹枯病的抗性,并且解析偃麦草染色体与纹枯病抗性的关系,在徐州和南京两个试点,采用田间病圃法对321份普通小麦品种或品系和56份小麦-偃麦草杂种后代材料进行了纹枯病抗性鉴定。在徐州试点没有发现高抗纹枯病的种质,但是有52份材料表现中抗反应型,包括34份普通小麦材料,其中萧农8506-1、小偃81、冀植4001、农大195、徐州8913和京东3066A-3的相对抗病指数高于0.7。在南京试点,全部普通小麦材料都不抗纹枯病,只有5份小麦-偃麦草种质表现中抗反应型。部分小麦-偃麦草种质的病情指数不但显著低于感病对照品种苏麦3号和扬麦158,而且还低于抗病对照品种安农8455和宁麦9号,如小麦-中间偃麦草4Ai#2或4Ai#2S附加系、代换系和易位系材料TA3513、TA3516、TA3517和TA3519及小麦-长穗偃麦草第4部分同源群染色体代换系SS767,说明中间偃麦草4Ai#2染色体和长穗偃麦草4J染色体可能与纹枯病病情指数降低有关。基因组原位杂交分析结果表明,4Ai#2染色体属中间偃麦草的J^s基因组,而长穗偃麦草与纹枯病抗性相关的第4部分同源群染色体属J基因组。虽然纹枯病与眼斑病的发病部位和症状非常相似,但抗眼斑病基因Pch1 (Madsen)和Pch2 (Cappelle-Desprez)对纹枯病无效。     

中间偃麦草抗小麦白粉病基因导入及其抗性评价

为利用中间偃麦草对小麦白粉病的抗性,通过八倍体小偃麦TAI7045与普通小麦杂交、回交,育成一批兼抗我国黄淮麦区和西南麦区小麦白粉病、条锈病的新品系和新材料。抗性评价结果表明,无论苗期还是成株期,对小麦白粉病菌优势小种E09及强毒力小种E20、E21表现为免疫或高抗的有57份,占测试材料的67.9%;中抗的有10份,占11.9%,且对白粉病的抗性来自中间偃麦草。对随机选取的4份抗病品系及其与普通小麦的杂交F1进行了根尖细胞有丝分裂中期染色体计数和花粉母细胞减数分裂中期I(PMC MI)染色体构型分析,结果表明,它们的染色体数目均为2n=42,4个材料及其与中国春杂交F1的平均染色体配对构型分别为0.13Ⅰ+19.75Ⅱ+0.06Ⅲ和0.16Ⅰ+20.06Ⅱ+0.04Ⅲ,而且与中国春小麦的染色体配对构型无显著差异,说明它们的染色体组成与普通小麦基本一致,在遗传学和细胞学上已具有良好的稳定性。     

利用细胞学和RAPD技术鉴定抗病小偃麦易位系

本研究对从中间偃麦草与小麦杂种后代中选育的小偃麦种质系GP143,在进行白粉病和条锈病抗性鉴定的基础上,对其进行了细胞学和RAPD鉴定.结果证明GP143兼抗白粉病和条锈病,其根尖细胞染色体数为42,花粉母细胞减数分裂中期I(PMCMI)染色体构型为2n=21Ⅱ,在它与小麦的杂种F1PMCMI染色体构型中,常观察到四价体;对GP143及其双亲进行R     

基于SLAF-seq技术开发长穗偃麦草染色体特异分子标记

长穗偃麦草1E及7E染色体上带有重要的抗赤霉病基因, 开发大量相关染色体特异分子标记有助于准确定位抗性基因及获得可用于辅助育种紧密连锁的标记。基于SLAF-seq技术, 获得了368个长穗偃麦草1E染色体特异片段, 随机选取80个特异片段设计引物, 开发了20个长穗偃麦草1E染色体特异分子标记、2个长穗偃麦草基因组特异分子标记及26个其他特异分子标记, 效率达60%。用这些特异标记能稳定检测出不同小麦–长穗偃麦草衍生材料中的1E染色体或片段。通过标记与优良性状的共分离特性, 获得与相关基因紧密连锁的标记, 将为小麦抗性育种中的分子标记辅助选择提供依据。     

普通小麦背景中长穗偃麦草[Lophopyrum elongatum(Host) A. Lve]E染色体组的RGAP特异标记

利用已知植物抗病基因编码氨基酸保守区域NBS-LRR(核苷酸结合位点-富亮氨酸区域)设计了42个简并引物组合,运用抗病基因类似物多态性(resistance gene analog polymorphism,RGAP)分子标记技术,对中国春、中国春-长穗偃麦草双二倍体及其附加系和代换系基因组DNA进行PCR扩增。结果表明,共有38对引物组合获得扩增产物,其中35对在普通小麦中国春、中国春-长穗偃麦草双二倍体中能扩增出多态性,平均每个引物组合扩增出38.5个片段。在普通小麦背景下,共获得275条长穗偃麦草E基因组多态性谱带,占扩增总谱带数的17.44%,揭示出在普通小麦背景下E基因组和普通小麦A、B、D基因组间的高丰度遗传变异。另外,利用RGAP分子标记技术,构建了一套完整的长穗偃麦草1E~7E染色体的特异RGAP标记。为小麦背景中长穗偃麦草外源遗传物质的快速检测提供了新途径。     

长穗偃麦草（Agropyron elongatum,2n=14)与普通小麦间的多态性及E组染色体的特异RAPD标记

以普通小麦中国春、长穗偃麦草及其7个二体异附加系为材料,用26个10碱基随机引物进行随机扩增,以检测普通小麦与长穗偃麦草间的多态性并建立长穗偃麦草染色体特有的RAPD标记。实验结果表明:26个引物在中国春及长穗偃麦中共扩增出180条带,其中中国春121条,长穗偃麦草94条,二者相同的带只有35条,仅占19.44％,另外80.56％的带在二者间揭示了多态性,从分子水平揭示二者基因组间存在着较高水平的多态性。有三个引物OPE—05、OPF—03和OPF—15分别在两亲本间揭示了多态性,同时这一多态性带也分别出现于双二倍体及1E、3E染色体的附加系中,其片段大小分别为1300bp、700bp、400bp,因而OPE—05_(1300)、OPF—03_(700)和OPF—15_(400)分别是1E和3E染色体的特异RAPD标记,可以用来快速地跟踪鉴定1E和3E染色体并应用于偃麦草属的研究中。     

八倍体小偃麦与普通小麦杂交的细胞遗传学研究

本文研究了八倍体小偃麦与普通小麦杂交的细胞遗传学,讨论了杂种中各类配子的传递规律和产生异附加系的方法。主要结果如下:(1)(八倍体小偃麦×普通小麦)F_2,具有46条染色体的杂种类型最多,占19.09%,具有43条染色体的单体附加类型为3.01%。(2)以杂种 F_1作母本和父本,分别与小麦进行回交,B_1F_1具有44条染色体的双单体附加最