异源细胞质对普通小麦种子发芽的影响(摘要)

为了揭示小麦属和山羊草属细胞质对普通小麦种子发芽的影响,Koichiro Tsunewaki等利用京都大学农学系遗传实验室1966年以来积累的资料,研究了240个异质系。结果表明,有些异系的种子发芽率降低了。这种降低可归因于提莫菲维小麦细胞质(G型)与T.aesti—     

异源细胞质小麦的抗旱性研究

以分别具有山羊草属、小麦属和簇毛麦属的15种普通小麦近缘种细胞质的异源细胞质小麦为材料．采用高渗溶液法、水培盆栽法和田间鉴定法研究了异源细胞质对小麦抗旱性的遗传效应。结果表明，波斯小麦（T.persicum）、柱穗山羊草（Ae．cylindrica）、簇毛麦（Hanaldia villosa）和粗厚山羊草（Ae．crassu 6x）细胞质对小麦的抗旱性具有明显的遗传效应。其效应值的性质、大小与核亲毒品种的基因型有关，在特定的核质组合中波斯小麦、柱穗山羊草、簇毛麦和粗厚山羊草细胞质可明显提高小麦的抗旱性。具波斯小麦细胞质的异质系（T．persicum）-s．c66种子发芽阶段和三叶期的抗旱性比相应核亲本明显增强．并且超过抗旱品种晋麦47。成熟期的鉴定结果表明．经核基因型改良的粗厚山羊草细胞质小麦新品系NC223、NC232和NC236等15个异质系具有较强的抗旱性。因此，进一步研究异源细胞质提高小麦抗旱性的遗传机制，有助于拓宽小麦抗旱育种途径。     

小麦属与山羊草属的细胞质变异

本文是关于小麦属和山羊草属细胞质变异最近研究的评述,包括引入异源细胞质对各种小麦性状的遗传效应和小麦与异源细胞质所分离的细胞器DNA之间的分子差异两方面的内容。虽然有关线粒体的变异还了解得很少,但这两个属细胞质变异的全貌、胞质基因组和质体基因组的进化途径,已在很大程度上得到了阐明。同时,本文还指出了具有异源细胞质的普通小麦对育种有用的一些性状。     

三种山羊草细胞质对普通小麦F1代穗部性状的效应

为了研究3种山羊草细胞质对普通小麦穗部性状的遗传效应,以普通小麦品系303,706及利用其曰交转育的粘果山羊草(Ae.kotschyif）、瓦维洛夫山羊草(Ae．vavilavii)和牡山羊草(Ae．juvenalis)细胞质雄性不育系为母本、13个普通小麦品系为父本,进行不完全双列杂交,研究了瓦维洛夫山羊草、粘果山羊草、牡山羊草三种细胞质对普通小麦F1代穗部性状的细胞质效应。试验结果表明,与普通小麦细胞质相比,三种山羊草细胞质对普通小麦有效小穗和无效小穗数不产生正向和负向的细胞质效应。     

异源细胞质小麦的赤霉病抗性研究

为了探索异源细胞质在小麦抗赤霉病育种中利用的可能性，用麦穗单花定位注射接种法、双层培养法、电导率法研究了小麦3个近缘属9个近缘种植物的细胞质对小麦赤霉病抗性的遗传效应。结果表明，9个近缘种的细胞质对小麦的赤霉现抗生存在明显的细胞质遗传效应和核质互作遗传效应，异质系的赤霉病抗性因核质组合的不同而有差异。具偏凸山羊草细胞质的小麦异质系（Ae.ventricosa)Pe1068-069和（Ae.ventricosa）鉴9的植株水平抗性的和细胞水平抗性比其核亲本增强，并且在不同年度的田间和室内鉴定中抗性表现稳定。穗轴及叶片细胞的质膜透性测定结果显示，小麦异质系的赤霉病抗性与植株在受到病菌毒素侵害时的质膜透性呈负相关。选择理想的核质组合和行为之有效的筛选、鉴定方法是培育抗赤霉病异源细胞质小麦材料的关键。     

山羊草属不同细胞质对小麦籽粒戊聚糖含量的影响

为了利用小麦近缘野生种属的细胞质资源改良小麦品质,以山羊草属(Aegilops)不同种异源细胞质的5种异质小麦品种Chris为材料,与生产上广泛推广种植的4个常规小麦品种进行正反杂交,研究了异源细胞质对其F1籽粒戊聚糖含量的影响.结果表明:(1)在以5种异源细胞质材料为母本的杂交组合中, 仅有50%的组合其总戊聚糖含量高于反交对照,粗山羊草和偏凸山羊草细胞质对总戊聚糖含量具有普遍的正效应;粘果山羊草细胞质对总戊聚糖含量表现出轻微的正效应;柱穗山羊草和二角山羊草细胞质则表现出明显的负效应;(2)在以5种异源细胞质材料为母本的杂交组合中, 80%的组合其水溶性戊聚糖含量高于反交对照, 除二角山羊草细胞质对水溶性戊聚糖含量表现出负效应外,其他4种细胞质对水溶性戊聚糖含量都有一定的正效应,但5种细胞质之间差异均不显著;(3)尽管5种异源细胞质对水溶性戊聚糖含量效应差异不显著,但是柱穗山羊草、偏凸山羊草、粘果山羊草和粗山羊草细胞质对水溶性戊聚糖含量有一定的正效应.因此,如果选择合适的核质组合同样可以达到改良戊聚糖含量的目的.     

粗厚山羊草细胞质对普通小麦耐盐性的遗传效应

以具有粗厚山羊草(Aegilops crassa 6x)细胞质的异源细胞质小麦为材料，采用加盐培养基进行幼穗愈伤组织诱导(生长)、盐溶液种子发芽、盐溶液幼苗培养和戍株模拟盐池生长等方法研究了粗厚山羊草细胞质对小麦耐盐性的遗传效应，旨在为小麦耐盐育种提供理论依据和种质资源材料。结果表明：粗厚山羊草细胞质对小麦的耐盐性具有明显的遗传效应，其效应值的性质、大小与核亲本品种的基因型有关，在特定的核质组合中粗厚山羊草细胞质可明显提高小麦的耐盐性。异质系Ae.crassa 6x-鉴26和Ae.crassa 6x-SMH1694在幼穗愈伤组织诱导、种子发芽阶段和三叶期的耐盐性比相应核亲本明显增强。返青期和成熟期的鉴定结果表明，一些经核基因型改良的粗厚山羊草细胞质小麦的耐盐性超过或接近抗盐对照品种科遗26。进一步研究粗厚山羊草细胞质提高小麦耐盐性的遗传机制，必将拓宽小麦耐盐育种途径。     

不同山羊草属细胞质对小麦淀粉粘度参数的影响

为了利用小麦亚族丰富的细胞质资源改良小麦淀粉品质，以具有山羊草属（Aegilops）6种不同异源细胞质的异质小麦品种Chris为材料，与生产上广泛种植的4个常规小麦品种进行正反杂交。研究了异源细胞质对其F1籽粒淀粉粘度参数（峰值粘度和稀懈值）的影响。结果表明．（1）在以6种异源细胞质材料为母本的杂交组合中，70％的组合其峰值粘度高于反交对照。78％的组合其稀懈值高于反交对照；偏凸山羊草、单芒山羊草、粗山羊草和二角山羊草细胞质对峰值粘度和稀懈值的影响具有普遍的正效应，其中尤以偏凸、粗山羊草的细胞质正效应最大；而粘果山羊草和柱穗山羊草对峰值粘度和稀懈值具有负效应。（2）在核背景相同而质背景不同，以及质背景相同而核背景不同的情况下，其峰值粘度和稀懈值差异显著，表明在峰值粘度和稀懈值方面存在着显著的核质互作关系。这些结果说明利用异源细胞质改良小麦淀粉品质性状是可行的，但应注意选择合适的核质组合。     

具有山羊草细胞质小麦的光敏型胞质雄性不育系研究

研究了具有粗厚山羊草（）、牡山羊草（）或瓦维洛夫山羊草（）细胞质（都是Ｄ２型）的普通小麦Ｎ２６雄性不育光周期反应和育性恢复模式，Ｄ２到细胞质Ｎ２６异质系在长日照条件（＞１５ｈ）下表现为几乎完全雄性不育。在短日照（≤１４．５ｈ）条件下雄性高度可育，温度对降低雄性育性没有明显影响，把这类雄性不育称为“光敏型细胞质雄性不育”（ＰＣＭＳ）。ＰＣＭＳ表现为雄蕊雌化，组织学研究表明，在雌化雄蕊内有不完全胚珠结构，而没有绒毡层细胞和花粉粒。植株的小花分化期是光敏感时期。ＰＣＭＳ可作为杂交小麦生产的一种新方法，称为“两系法”。光敏型胞质雄性不育系在短日照条件下通过自交保持和繁殖，在长日照条件下与父本杂交产生杂交种子。与利用提莫菲维细胞质不育的杂交小麦生产体系大不相同，这一方法仅需要光敏型胞质雄性不育系和父本品系。     

黄淮地区小麦品种（系）抗穗发芽性的研究

１９９７￣１９９８年度对黄淮地区的１４个小麦优良品种（系）进行了穗发芽抗性鉴定,结果表明,红皮品种小麦种子休眠期最长,抗穗发芽性最强,白皮品种之间种子休眠特性与抗穗发芽特性存在较大差异,其中豫麦５４、豫麦１８、矮多晚的穗发芽率均在２％以下,为抗穗发芽品种（系）,豫麦２１的穗发芽率为９２．８％,属对穗发芽敏感的品种。     

黄淮地区小麦品种(系)抗穗发芽性的研究

１９９７～１９９８年度对黄淮地区的１４个小麦优良品种（系）进行了穗发芽抗性鉴定,结果表明,红皮品种小麦种子休眠期最长、抗穗发芽性最强,白皮品种之间种子休眠特性与抗穗发芽特性存在较大差异,其中豫麦５４、豫麦１８、矮多晚的穗发芽率均在２％以下,为抗穗发芽品种（系）,豫麦２１的穗发芽率为９２．８％,属对穗发芽敏感的品种。     

斯卑尔脱细胞质对小麦种子长度、重量及杂种优势的遗传效应

为了筛选优良的新型小麦雄性不育系，对斯卑尔脱、云南铁壳麦、提莫非维小麦、拟斯卑尔脱山羊草等四种异源细胞质在同核异质条件下对不育系及其杂种一代的种子长度、重量及杂种优势的遗传效应作了比较研究。结果表明，斯卑尔脱细胞质对小麦种子大小、重量具有明显正效应，且筛选出了两个由其所配制的具明显杂种优势的杂交组合。这说明，斯卑尔脱细胞质不育系在栽培小麦中易于找到恢复源且恢复度高，其对种子大小和重量的稳定的正效应可能是产生较强杂种优势组合的重要原因之一。     

在低温和水分亏缺情况下小麦种子的发芽

种子的发芽与活力,是作物出苗好坏的前提。在干旱、半干旱地区,低温和水分亏缺常是种子发芽期间的限制因子。中东国家广大地区,大田作物常在晚秋初冬期间播种,由于低温、降雨量缺乏,致使作物出苗稀疏而使全部旱地小麦遭受损失。据报导:低温及低的有效水分会降低发芽率和麦苗的生长,这种下降可以遗传、并随作物种类和品种而不同。Read等发现低温和降低土壤含水量会明显地降低发芽速度。但对发芽总数影响不大。Tadmor等发现在4个大气压以上的渗透张力下,全部供试不同种的小麦种子萌发均被推迟,低温也加重干旱对种子发芽的影响。     

牡山羊草细胞质小麦核代换系酶活性及其与花粉败育的关系

对牡山羊草细胞质小麦核代换系在花药发育的不同时期的超氧化物歧化酶（SOD），过氧化氢酶（CAT）活性研究表明，牡山羊草细胞质小麦核代换系SOD、CAT的酶活在二核期之前与其核供体普通小麦差异很小，呈下降趋势，二核期以后核代换系SOD、CAT的酶活性急剧下降，到三核期均显著低于其核供体普通小麦；核代换系表现不同程度的雄性不育，其育性普遍低于其核供体普通小麦，核代换系的育性与其SOD、CAT的酶活性呈正相关关系；牡山羊草细胞质小麦核代换系花粉败育的关键时期是二核期至三核期；花粉败育的根本原因是异质系核质关系不协调，酶代谢失调，导致SOD和CAT活性下降，活性氧积累、膜系统损伤。     

粘类小麦细胞质雄性不育系恢复性能及其杂种优势和细胞质效应的研究

为更好地揭示粘类小麦细胞质雄性不育系(CMS)的恢复性能、杂种优势和细胞质效应,以推动三系杂交小麦的生产应用,以4类19种异质粘类小麦CMS为母本,与系列恢复系亲本进行不完全双列杂交,获得248个互为同核异质、同质异核、异质异核的杂种F1,对粘类小麦CMS的恢复规律等进行了研究。结果表明:(1)影响粘类CMS恢复性能的主要因素是恢复系、不育系核型、不育系胞质类型,三因素对恢复度的影响表现为:恢复系>不育系核型>不育系胞质类型;(2)粘类CMS与系列恢复系的杂种F1穗长、分蘖均值分别为其亲本的1.129倍和1.273倍,具有很强的杂种优势,株高为亲本的0.997倍,具有一定的负向优势;(3)对粘类小麦CMS产生单倍体的影响表现为:不育系核型>不育系胞质类型>恢复系,单倍体产生程度与不育系核型和不育系胞质类型相关,单倍体产生频率只和不育系核型直接相关,单倍体产生频率与单倍体产生的严重程度没有直接关系,利用特定不育系核型可有效避免产生单倍体。     

山蚂蝗属种子的硬实特性及催芽处理技术研究

采用不同方法对山蚂蝗属种子进行催芽处理,并对处理后种子的发芽率进行统计分析。结果表明：用物理方法热水浸种和化学方法赤霉素、萘乙酸溶液处理种子均可破坏种皮,提高种子发芽率;不同处理方式对山蚂蝗属不同种的发芽种子效果不同,整体上,30℃热水处理30 min效果最好,种子发芽率高达75%,而90℃热水处理30 min发芽效果最差。     

棉属异种细胞质对陆地棉光合性能的影响

棉属现有种40余个,但被栽培的棉花大都属于陆地棉类型,其细胞质来源单一,种内分化小。为了培育细胞质多样化的陆地棉品种,提高棉花产量、品质和抗逆性,国内外正在开展棉属种间远缘杂交,将外源细胞质转移到陆地棉中。据一些研究报道,异种胞质在陆地棉中表现了特定的胞质效应,如雄性不育、胚珠外露、花药减少、产量下降、抗感病虫、子指增加和种子抗老化性能降低等。     

五种山羊草细胞质对普通小麦几个主要性状的遗传效应

将五种山羊草细胞质导入普通小麦 ,研究其对普通小麦主要农艺性状的遗传效应。结果表明 ,沙伦山羊草、粗厚山羊草和瓦维洛夫山羊草细胞质使普通小麦育性降低 ,离果山羊草、沙伦山羊草细胞质对普通小麦的农艺性状存在不良效应 ,五个性状中 ,除穗下节间长和单株有效分蘖数差异不显著外 ,旗叶面积、株高、结实率均存在细胞质效应。这说明只有导入合适的异源细胞质 ,才可能创造出可为生产利用的核质杂种小麦     

新疆春小麦品种种子耐老化评价

为筛选出耐老化春小麦品种,采用高温高湿(41℃,95%RH)人工老化法对33份新疆春小麦品种进行种子老化处理,分析了老化对春小麦种子发芽势、发芽率、发芽指数及活力指数的影响,以耐老化系数为基础,运用加权隶属函数和聚类分析法对参试品种的种子耐老化性进行了综合评价及分类。结果表明,品种间种子耐老化能力差异显著。与对照相比,种子发芽势和发芽率分别下降41.16和30.96个百分点,发芽指数和活力指数分别降低50.29%和64.77%,差异均达极显著水平。通过加权隶属函数和聚类分析,将33份材料划分为4种耐老化类型,其中新春6号、新春30号、新春40号、新春41号、新春43号、新春47号等6份品种种子耐老化能力突出,可以作为小麦耐老化育种的亲本。     

大麦胞质小麦

本文报导了新近我们从栽培大麦×普通小麦属间回交后代中获得的自变可育异质小麦后代的细胞学和生化学分析结果,异质小麦F_1体细胞染色体数变动在41～43,其中整倍体(2n=42)的频率为93.95％,F_1植株花粉母细胞在减数分裂中期Ⅰ时染色体的构型为n=21Ⅱ和n=20Ⅱ+2Ⅰ,示遗传型稳定。2n=42植株的染色体N——分带,其带型类似普通小麦,采用叶绿体组分Ⅰ蛋白等电聚焦电泳分析表明,杂种细胞质的遗传主要来自母本大麦,证明该异质小麦,就是大麦胞质小麦。大麦胞质小麦的表型,为完全自交可育,植株生长正常,早熟、千粒重高,在小麦改良中,有直接应用价值。