ph_(1b)基因在小麦-黑麦八倍体杂种中的表达

Ph基因突变系(ph_(1b))及中国春小麦(作为对照)与春黑麦杂交。F_1幼苗经秋水仙素处理,诱导一些小穗的染色体数加倍并结实。由F_1加倍成功株所结种子生长发育而成的F_2植株是自交可育的。对F_1和F_2花粉母细胞(PMC)的部分同源染色体配对进行了观察。结果表明ph_(1b)基因促进了八倍体小黑麦形成多价体。在F_1加倍成功株中,平均每个PMC形成2.4个多价体,其F_2平均每个PMC形成3.5个多价体。因此,可以利用ph_(1b)基因来诱导近缘属(如黑麦)的外源基因,组合到小麦染色体组上。     

ph1b,ph2a,ph2b基因在普通小麦与T.timopheevii杂交中的作用及应用前景

首次利用ph1b,ph2a,ph2b 3个突变体及中国春分别与T.timopheevii进行了杂交,对其杂种F#-1花粉母细胞减数分裂中期I染色体配对观察表明,3个基因都能诱导普通小麦与T.timopheevii部分同源或远的同源染色体的配对,其作用顺序是ph1b > ph2a > ph2b。其中ph1b基因可以诱导普通小麦与T.timopheevii G 染色体组间的部分同源染色体配对。在笔者所研究的T.timopheevii 中不存在Ph1（Ph1-like）和Ph2（Ph2-like）基因。由于这3个突变体与T.timopheevii 杂种F#-1用中国春回交都获得了成功,第一次证明了利用ph1b、ph2a从T.timopheevii 中“直接遗传转移”有益基因到普通小麦的可能性。特别利用ph1b基因可以从T.timopheevii 染色体组中“直接遗传转移”有益基因到普通小麦中。     

普通小麦中两个ph系杂种对部分同源染色体配对的影响

为了揭示开县罗汉麦(KL)和中国春(CS)ph2a两个ph系的遗传差异,比较了32株KL/CSph2a//rye杂种的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ部分同源染色体配对。按交叉结数将F1植株分成4种配对类型:①与KL×rye处于同一水平4株;②与CSph2a×rye处于同一水平14株;③介于CSph2a×rye和KL×rye之间7株;④低配对7株。未发现配对比KL×rye高的植株。F1群体分离比表明:小麦KL不止一个控制部分同源染色体配对的基因位点,但都与ph2a基因位点不同。该研究结果对小麦远缘杂交与染色体工程研究具有一定参考价值。     

小麦与黑麦杂种减数分裂非同源配对的研究

Giemsa 显带表明,小麦 ph_b(ph 基因突变系)×春黑麦杂种 F_1减数分裂所形成的二价体,包括三种类型的配对结构;(1)小麦染色体组内部分同源染色体配对约占72%;(2)黑麦染色体组内异源配对约占2%;(3)小麦染色体与黑麦染色体属间非同源配对,约占26%.三种配对类型的形成不是随机的,联会频率的大小以及联会紧密程度取决于染色体结构和遗传功能相似程度。根据显带证明,确有属间异型二价体存在,这便表明非同源染色体的异染色质,在ph 基因的作用下,是能发生联会的。     

中国春ph1b、ph2a、ph2b突变体与黑麦(Secale cereale)的杂交及回交

自从phlb、ph2a、ph2b基因突变体问世以来,国内外就phlb作用研究较多,而比较研究这三个突变体在诱导小麦与近缘种属的染色体配对水平及利用它们直接遗传转移外源有益基因的可能性方面研究很少。仅E.R Sears(1979、1982)先后比较研究了phlb、ph2a、ph2b在诱导小麦与粘果山羊草(Ae. kotschyi)、易变山羊草(Ae.varia-bills)染色体配对方面的作用,其顺序是phlb>ph2a>ph2b,而比较研究这三个突变体诱导小麦与黑麦间染色体配对水平还未曾见诸报道。H.C.     

ph#-(1b)基因在小麦–黑麦八倍体杂种中的表达

 Ph基因突变系[ph#-(1b)]及中国春小麦（作为对照）与春黑麦杂交。F#-1幼苗经秋水仙素处理，诱导一些小穗的染色体数加倍并结实。由F#-1加倍成功株所结种子生长发育而成的F#-2植株是自交可育的。对F#-1和F#-2花粉母细胞（PMC）的部分同源染色体配对进行了观察。结果表明ph#-(1b)基因促进了八倍体小黑麦形成多价体。在F#-1加倍成功株中，平均每个PMC形成2.4个多价体，其F#-2平均每个PMC形成3.5个多价体。因此，可以利用ph#-(1b)基因来诱导近缘属（如黑麦）的外源基因，组合到小麦染色体组上。     

在硬粒小麦-簇毛麦双二倍体与普通小麦杂种F1中的染色体配对及传递

对初级六倍性硬粒小麦－簇毛麦双二倍体与来源于四川的三个地方品种（系）和一个栽培普通小麦品种（包括ｐｈ１ｂ中国春小麦）所形成的杂种Ｆ１在减数分裂中期Ｉ的配对行为进行了研究。结果表明,小麦亲本不同,杂种Ｆ１之间的染色体配对存在明显的差异。四川的地方品种群体中可能存在ｐＨ或类似于ｐｈ的基因,促进染色体的配对,另外,在杂种Ｆ１（ＡＡＢＢＤＶ）中,单倍性染色体组Ｄ和Ｖ的存在部分地扰乱了Ａ和Ｂ染色体组的同源配     

普通小麦（T. aestivum）Kr1基因和Ph1基因不是同一个位点的一个证据

通过研究中国春ph1b突变体、中国春缺体5B-四体5D、中国春-Cheyenne5B二体代换系、中国春与兰州黑麦的杂交结实率,证明了在小麦中Kr1（kr1）基因和Ph1基因属于不同的位点。由第五部分同源群染色体5B控制的可交配性和部分同源配对不是同一个位点的多效性。中国春ph1b突变体染色体5B缺失部分断裂点在Kr1基因位点和Ph1基因位点之间。     

中国春ph1b突变体的分子鉴定

利用大麦第5染色体组上19个STS-PCR引物对中国春小麦（CS）及其突变体ph1b基因组总DNA进行PCR扩增,结果发现有一对引物能有效地鉴定Ph1基因的缺失片段,其扩增特异片段大小约920bp,经中国春第5组同源群缺体-四体及5BL染色体双端体证明,该特异片段位于5B染色体长臂上。利用这个特异引物可以有效、方便、快速地鉴定CS×ph1b组合的F#-2群体及BC#-1（F#-1×ph1b）群体中的ph1bph1b基因型,并从分子水平上初步证明ph1b基因可能呈简单的孟德尔式遗传。     

小麦PH基因系的研究及应用

小麦中存在着抑制部分同源染色体配对的两个主效基因ＰＨ１和ＰＨ２。此外,还携带有许多微效的抑制或促进配对基因。小麦染色体配对过程是受一个多基因系统控制,相当复杂。ＰＨ基因制约减数分裂前当染色体的联会。     

小麦异种属基因库建拓的研究

以普通小麦显性核不育材料(Tal 小麦)和 Tal.Kr.phlb 综合体为基础材料,用天蓝偃麦草、八倍体小偃麦和八倍体小黑麦为异种属优良基因的供体进行研究,结果表明,Tal 小麦和 Tal.Kr.Phlb 综合体与天蓝偃麦草杂交,当代结实率分别可达26.4%和31.7%。八倍体小偃麦是普通小麦与天蓝偃麦草杂交良好的桥梁材料。Tal 小麦和 Tal.kr.phlb 综合体与八倍体小黑麦杂交,当代结实率分别可达36.95%和41.76%。显性核不育基因在以上杂交组合的 F_1中可以正常表达。     

PAIRING AND TRANSMISSION OF CHROMOSOMES OF THE HYBRIDS BETWEEN AMPHIDIPLOID OF TRITICUM DURUM DESF.-DASYPYRUM VILLOSUM(L.)CANDARGY AND TRITICUM AESTIVUM(L.)

对初级六倍性硬粒小麦－簇毛麦双二倍体与来源于四川的三个地方品种（系）和一个栽培普通小麦品种（包括ｐｈ１ｂ中国春小麦）所形成的杂种Ｆ１在减数分裂中期Ⅰ的配对行为进行了研究。结果表明，小麦亲本不同，杂种Ｆ１之间的染色体配对存在明显的差异。四川的地方品种群体中可能存在ｐｈ或类似干ｐｈ的基因，促进染色体的配对。另外，在杂种Ｆ１（ＡＡＢＢＤＶ）中，单倍性染色体组Ｄ和Ｖ的存在部分地扰乱了Ａ和Ｂ染色体组的同源配对。末期Ⅱ中，除了正常的四分体外，还存在二分体、三分体、五分体及六分体。对杂种Ｆ２和ＢＣ１Ｆ１的染色体计数研究表明，其染色体数目的变化范围为２ｎ＝２９至２ｎ＝６５，有的植株的染色体数目超过了预期的染色体数目，说明染色体通过杂种Ｆ１的传递偏离了随机模式。部分二、三、五或六分体所形成的配子参与了受精结实。因而在硬粒小麦－簇毛麦双二倍体与普通小麦的杂种后代中，不仅可望获得混合有Ｄ、Ｖ染色体结构的２ｎ＝４２的植株，而且还可能获得其它高倍性（８ｘ）和低倍性（４ｘ）的植株，从而为物种的进化指出了一种可能的途径。     

小麦核不育的遗传研究和雄性不育遗传模式的建立

综述了多年对小麦雄性不育研究的进展。太谷核不育小麦是显性雄性不育材料,它的显性不育基因Ms2位于4D染色体短臂上,距离着丝点31.16cM。以矮变1号小麦为标记性状供体,经大群体筛选和细胞学研究,研制出具有矮秆基因标记的显性核不育材料—矮败小麦。在矮败小麦中,矮秆基因Rht10与雄性不育基因Ms2在4D染色体短臂上连锁十分紧密,交换率仅为0.18%。该两基因的连锁片段已转移到中国春小麦ph1b突变体和八倍体小黑麦中。发现一套基因控制的雌雄性都不育的小麦遗传种质和双隐性基因控制的小麦核不育材料。综合分析已发现的核不育材料,提出植物基因互作型显性核不育材料起源假说;经遗传分析和数学推导,建立植物隐性核不育材料姊妹交后代育性遗传模式。     

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.     

小麦、黑麦未成熟胚乳植株的诱导

本试验以 MS 培养基为基础,调节生长素与细胞分裂素的不同浓度,诱导了小麦及黑麦未成熟胚乳长成了植株。