冬小麦种质矮孟牛及其衍生后代1BL/1RS的分子和生化标记鉴定

本研究以小麦骨干亲本矮孟牛及其33个衍生品种(系)为材料,利用低分子量(LMW)麦谷蛋白Glu-B3位点的STS-PCR标记、醇溶蛋白Gli-B1位点的SSR标记和黑麦碱SEC-1b位点的STS-PCR标记进行复合PCR,检测1BL/IRS易位.结果表明,矮孟牛Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ型含有1BL/1RS染色体,矮孟牛Ⅰ和Ⅲ型不含1BL/1RS;在矮孟牛的33个衍生后代中,25个含1BL/1RS,其余8个则不含1BL/1RS.利用A-PAGE技术对上述材料进行了黑麦碱蛋白的检测,结果与复合PCR一致,两种方法相结合能准确的检测1BL/1RS.     

1BL·1RS特异性分子标记的筛选及其对不同来源小麦品种1RS易位染色体的鉴定

1BL?1RS易位系在我国小麦育种和生产中占有重要地位,快速而准确地鉴定1BL?1RS易位系对小麦品质改良具有重要意义。本研究选用15个1BL?1RS特异性STS、SCAR和RAPD标记及22个1RS染色体上的SSR标记,检测不同来源的1BL?1RS易位系78份以及非1BL?1RS易位系品种10份和黑麦材料3份,其中1BL?1RS易位系包括周8425B及其衍生系36份、兰考906及其衍生系5份、矮孟牛及其衍生系8份和洛类1BL?1RS易位系品种29份。结果表明,7个STS标记、1个SCAR标记、3个RAPD标记和3个黑麦SSR标记可作为鉴别1BL?1RS易位系的可靠分子标记,其中ω-sec-p1/ω-sec-p2、ω-sec-p3/ω-sec-p4、H20和SECA2/SECA3标记最好,扩增效果稳定,重复性好,条带清晰,实验操作简单。周8425B及其衍生系、兰考906及其衍生系、矮孟牛及其衍生系与洛类1BL?1RS易位系的1RS染色体在分子标记检测中没有差异。     

冬小麦品种的HMW-GS组成和1BL/1RS易位分布及其与品质性状的关系研究

研究了我国代表性冬小麦品种(系)高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)以及1BL/1RS易位的分布和组成,探讨了其对揉面仪特性等小麦加工品质性状的影响,结果表明:在Glu-A1位点,我国小麦品种中1亚基的频率为64.0%,N亚基为32.5%,2*亚基频率低,为3.5%;在Glu-B1位点,7 9亚基占56.8%,7 8亚基为26.4%,14 15亚基为10.7%,而20,13 16,7亚基的材料极少(频率分别为3.6%,1.5%和1%);在Glu-D1位点,2 12和4 12亚基合计占63.0%,而5 10亚基的比例偏低,为37.0%.1BL/1RS易位系的比例仍然偏高,为50.8%.HMW-GS组成及1BL/1RS易位对小麦加工品质影响较大,其中5 10亚基对小麦绝大多数加工品质指标起正向作用,而1BL/1RS易位对大多数品质指标起负向作用.因此,我国小麦品种5 10亚基的频率仍然偏低,1BL/1RS易位系频率仍然偏高,可能正是目前我国小麦生产中优质品种面筋强度不够,品质稳定性差的原因所在.根据SDS-PAGE麦谷蛋白电泳结果或分子标记进行优质高、低分子量麦谷蛋白亚基选择,提高5 10等优质亚基的比例,并根据醇溶蛋白电泳结果进行1BL/1RS易位筛选,降低1BL/1RS频率,应成为今后我国优质小麦育种的重要目标和手段之一.     

1BL/1RS易位系对小麦高分子量谷蛋白亚基遗传的影响初析

以1BL/1RS易位系小麦川农18(1, 7+9, 2+12)分别作母本和父本与川农19(N, 7+8, 2+12)杂交, 统计正反交F₂单株后代中1BL/1RS易位染色体所占的比例及HMW-GS的遗传规律, 研究了1BL/1RS易位染色体对HMW-GS遗传的影响。结果表明, 1BL/1RS易位染色体在雌配子和雄配子中都不能完全传递至后代, 且雄配子的传递率低于雌配子。HMW-GS在正、反交F₁中呈共显性遗传。在F₂中, Glu-A1位点上亚基的分离正常; 而Glu-B1位点上亚基的分离以及Glu-A1与Glu-B1位点之间的组合都与理论值不符。在川农19×川农18杂交F1中发现了一粒变异, 其HMW-GS组成为(1, 7+8, x+9, 2+12)。分别检测了其F₂代HMW-GS和醇溶蛋白的组成, 并用SSR分子标记分析了F₁变异和非变异株, 结果证实该变异粒确系两个亲本的杂交后代, 变异的亚基在SDS-PAGE电泳图上位于1Dx5和1Bx7亚基之间, 迁移率与1Bx6相似。     

1BL/1RS易位对小麦加工品质的影响

分析了138份国内小麦品种和14份国外优质品种的1BL/1RS易位状况和高低分子量麦谷蛋白亚基组成，并将其中的78个品种连续两年在两地种植，研究了1BL/1RS易位对小麦籽粒品质和面条品质的影响。结果表明，1BL/1RS易位品种的优质高、低分子量麦谷蛋白亚基出现频率显著低于非1BL/1RS易位品种；1BL/1RS 易位主要影响面团稳定时间、     

小麦育种亲本材料Dx5、Bx14亚基及1BL/1RS易位的分子检测

为给小麦优质育种的亲本选配等研究提供参考,利用优质谷蛋白Dx5、Bx14亚基及1BL/1RS易位的特异性分子标记,对本课题组近年常用的38份杂交亲本材料进行了分子检测.结果表明,在引进品种和自育品种(系)中,含Dx5亚基的材料分别占16.0％和7.7％,含Bx14亚基的材料分别占16.0％和23.1％,1BL/1RS易位材料分别占24.0％和38.5％.与引进品种相比,自育品种(系)含Dx5亚基的材料很少,而含Bx14亚基和1BL/1RS易位的材料较多.总体来看,育种亲本含Dx5、Bx14亚基的材料较少,而含1BL/1RS易位的材料相对较多.因此,今后小麦优质育种中应重视含Dx5、Bx14亚基材料的引进和利用,合理使用1BL/1RS易位材料,并加强杂种后代的分子鉴定与选择.     

一个花粉辐射诱导的小麦-簇毛麦相互易位染色体系的分子细胞遗传学研究

利用⁶⁰Co-γ-射线处理小麦-簇毛麦6V单体添加系花粉，并给中国春授粉，在一个M1单株减数分裂中期Ⅰ检测到一个由2条小麦-簇毛麦易位染色体和一条完整小麦染色体构成的三价体，说明参与易位的2个小麦片段均来自同一条小麦染色体，推测两条易位染色体由相互易位产生。将其中涉及外源大片段的易位染色体称为外源大片段易位（large alien segment translocation, LAST），涉及外源小片段的称为外源小片段易位(small alien segment translocation, SAST)。对后代中两个易位染色体均纯合的植株（LAST’’+SAST’’, 2n = 44）进行顺次C-分带和GISH研究，结果表明外源大片段易位染色体为T7BS-6VS•6VL，外源小片段易位染色体为T6VS-7BS•7BL，易位断点分别位于7B染色体短臂约FL0.60处及6V染色体短臂约FL0.70处。在M2代群体中检测到7种染色体组成类型，比例为3(LAST’’+SAST’’)∶20(LAST’+SAST’)∶2(LAST’’+SAST’)∶1(LAST’+SAST’’)∶1LAST’∶2SAST’∶22(0型)，其中外源大片段和外源小片段易位染色体往往相伴出现。抗病鉴定结果显示抗白粉病基因位于外源大片段易位染色体T7BS-6VS•6VL上。对LAST’+SAST’型（2n = 43）M₂代单株花粉母细胞减数分裂的GISH研究结果显示，88.5%的后期Ｉ或末期Ｉ细胞中出现T6VS-7BS•7BL和T7BS-6VS•6VL的共分离。此外，在个别后期Ｉ细胞中观察到外源大片段易位染色体T7BS-6VS•6VL发生落后和着丝粒断裂现象，并在LAST’型单株（2n =42）的自交后代中筛选到一个通过着丝粒断裂-融合产生的外源小片段插入易位T7BL•6VS-7BS，这为利用外源大片段易位进一步创制携带抗病基因的小片段插入易位提供了新的思路。还分别获得了T7BS-6VS•6VL和T6VS-7BS•7BL的纯合易位系。     

利用六倍体小黑麦×普通小麦培育伴随易位的非整倍体

用核型和GiemsaC—带技术对六倍体小黑麦×普通小麦的杂种后代（F4）83C3796和83C3804混系今的非整倍体进行了分析。在74个随机抽样的细胞中，染色体数从35条到43条都有分布，比率分别是4．05％、5．40％、2．7O％、9．46％、9．46％、12．16％、12．16％、41．89％和2．70％．发生小麦染色体丢失的植株频率超过55．39％，2n－13植株出现的比率最低（占2．70％）．并从一般核型中观察到染色体游离片段和染色体“断裂一融合”过程．C一带分析观察到高频率的小麦一黑麦染色体易位，都属罗伯逊易位．易位包含了小麦的A、B、D组染色体和黑麦所有14条染色体臂，其中IRS易位频率最高（占48．3％），且全为纯合易位，其它易位染色体纯合的程度各自不同．研究中还观察到在一个细胞中有多个小麦一黑麦染色体易位共存的现象．文中还讨论了易位非整倍体在小麦育种上的利用问题。     

小麦-黑麦1RS/1BL新易位系的创制和分子细胞遗传学鉴定

利用普通小麦（Triticum aestivum L．）品种小偃6号与黑麦（Secale cereale L．）品种德国白粒杂交，选育出一批带有黑麦抗病性状的小偃6号类型种质材料。应用连续C-分带-基因组原位杂交（sequent C-banding-GISH）技术对上述材料进行染色体组成分析，筛选出2个小麦-黑麦1RS/1BL纯合易位系BC152-1-1和BC01-89-1。其中，BC152-1-1（2n=42）除含有1对1RS/1BL易位染色体外，未见其他染色体变异；BC01-89-1（2n=43）除含有1对1RS/1BL纯合易位染色体外，还附加1条两端缺失的3R染色体。高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成分析和品质分析结果表明，BC152-1-1和BC01-89-1不仅含有来自小偃6号的14＋15优质亚基，而且其蛋白质含量、湿面筋含量和SDS沉降值等品质性状都得到显著改良。     

HMW-GS和LMW-GS组成及1BL/1RS易位对春小麦品质性状的影响

分析了221份春小麦品种（系）的HMW-GS、LMW-GS组成和1BL/1RS易位状况,并用其中104份品种（系）研究了HMW-GS和LMW-GS等位变异及1BL/1RS易位对品质性状的影响。结果表明,1、7+9、5+10、GluA3a和GluB3j分布较广,频率分别为57.5%、45.2%、63.8%、29.0%和42.5%。1BL/1RS易位系相当普遍,西北春麦区和东北春麦区频率分别为44.3