八倍体节节麦—燕麦部分双二倍体的细胞遗传学鉴定

通过对节节麦、野燕麦、八倍体节节麦－燕麦部分双二倍体的Ｃ分带的研究,表明八倍体节节麦－燕麦部分双二倍体中含有小麦的Ｂ组和Ａ组染色体。通过对节节麦、野燕麦、八倍体节节麦－燕麦部分双二倍体与中国春小麦回交后代的花粉母细胞减数分裂过程中染色体配对行为的研究,表明回交一代中含有１４个左右的二价体,而不是预期的７个二价体;通过对八倍体节节麦－燕麦部分双二倍体与中国春小麦回交后代花粉母细胞中染色体的原位杂交研     

四倍体节节麦的染色体配对试验

节节麦是普通小麦D染色体组的供体,研究利用节节麦的优良遗传变异特性,对于改良现代普通小麦品种具有重要意义。试验以同源四倍体节节麦为材料,采用常规压片法观察了花粉母细胞的减数分裂染色体配对。结果表明,同源四倍体节节麦花粉母细胞的减数分裂中期Ⅰ染色体的配对构型比较复杂,有单价体、二价体及三价体、四价体等多价体,但仍以二价体为主。     

利用近缘种属创造小麦抗白粉病新种质（2）八倍体小簇麦与普通小麦杂交导入抗病基因

应用八倍体小麦－簇毛麦和普通小麦杂交、回交，试图将其抗白粉病基因导入普通小麦。通过细胞学分析和染色体分带分析证明双二倍体小簇麦含有５６条染色体，其染色体组为ＡＡＢＢＤＤＶＶ，其与普通小麦的杂种Ｆ＿１代减数分裂的中期Ｉ二价体数目常少于２１对，单价体数目常多于７个，并出现三价体、四价体和少量五价体。应用生物素标记的簇毛麦总ＤＮＡ探针对小簇麦杂种进行染色体原位杂交，能够清楚检测出簇毛麦的染色体，双二倍体小簇麦含有１４条簇毛麦染色体，９４００９—５—４含有Ｖ＿２，Ｖ＿３和Ｖ＿４３条簇毛麦染色体，９４００９－５－９含有１条簇毛麦的Ｖ＿６染色体。目前已选育了优良抗病品系，经温室和田间人工接种鉴定，表现高抗小产白粉病。     

节节麦-黑麦双二倍体及其子代的细胞遗传学研究

通过改良浸根法获得了节节麦(Triticumtauschii)和黑麦(Secalecereale)的双二倍体(C1)。通过对双二倍体及其后代的细胞遗传学和形态学分析,发现双二倍体的染色体配对较为混乱(平均二价体为9.04),并在所获的后代中出现了染色体数目变异,可能是在减数分裂末期的不均等分裂或落后染色体丢失而导致。双二倍体自交一代染色体数目变化范围为21~35,其中染色体数目为28的在减数分裂中期Ⅰ时出现的平均单价体最少(6.48),平均二价体最多(9.92),最高结实率(25.30%,平均结实率为5.68%)也出现在染色体数目为28的植株中。     

再生小麦—麦草9号的形态学与细胞遗传学研究

对普通小麦与中间偃麦草远缘杂交后代中选育的八倍体小偃麦—麦草9号进行了形态学和细胞学鉴定。结果表明:麦草9号植株高大,结实性较好,籽粒饱满,生长旺盛;根尖细胞染色体数目为2n=56,对其进行花粉母细胞减数分裂观察,中期Ⅰ具有一定数量的单价体、环状二价体、棒状二价体;后期Ⅰ、后期Ⅱ与四分体时期都出现不同数量的落后染色体、染色体桥、微核等现象。这些现象表明中间偃麦草的E组染色体进入了普通小麦的基因组,影响ABD组染色体配对。     

节-硬-偏八倍体的核型研究

通过核型研究,分析了节－硬－偏八倍体的遗传组成。结果表明,节－硬－偏八倍体中有Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｍ＾ｖ４个染色体组,说明节－硬－偏八倍体为节节麦、硬粒小麦与偏凸山羊草所合成的八倍体新物种。节－硬－偏八倍体的育成为创造新种质丰富小麦的遗传背景提供了效途径。     

利用PCR技术初步鉴定小麦-加州野大麦异染色体系

为快速鉴定普通小麦与普通小麦—加州野大麦双二倍体杂交、回交后代植株的染色体组成，研究小麦背景中添加的外源染色体与小麦染色体之间的部分同源关系，选用已被定位在小麦7个部分同源群21条染色体上的38个SSR引物对杂种回交后代植株进行PCR扩增。结果表明，其中27个小麦SSR引物在普通小麦与小麦—加州野大麦双二倍体间有多态性扩增，涉及4个部分同源群的11对引物，可在不同杂种回交植株中扩增出与双二倍体相同的多态带纹；根据PCR扩增和细胞遗传学分析的结果，在18个回交后代中初步鉴定出7个可能的异附加系，其中2个二体异附加系、1个端二体异附加系、2个单体异附加系和2个双单体异附加系。所选育的异附加系分别涉及第1、2、4和7部分同源群。     

抗条锈病小偃麦异附加系及其染色体稳定性的研究

以异源八倍体小偃麦中４作为抗条锈病染色体的供体亲本，以普通小麦品种铭贤１６９作为受体亲本，通过杂交、回交、自交、抗病性鉴定和花粉母细胞减数分裂染色体显微镜检查，选择出了含抗条锈病中间偃麦草染色体的二体附加系；对附加系花粉母细胞减数分裂观察发现，终变期有５．２％的细胞中出现了单价体，后期Ｉ中有７．４％的细胞中存在停留于赤道板上不分离的染色体，表明附加的染色体在一定程度上是不稳定的；所得到的３个附加系     

硬粒小麦-节节麦人工合成小麦的细胞遗传学及形态学研究

利用具有染色体自然加倍特性的硬粒小麦(Triticumdurum L.,2n=4x=28,AABB)与节节麦(Aegliops tauschii Cosson.,2n=4x=14,DD)杂交,得到杂种F1染色体自然加倍合成的4个六倍体小麦,SHW-Z1、SHW-Z2、SHW-Z3和SHW-Z4。对这4个合成小麦的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对行为及形态学进行了分析,结果表明:4个合成六倍体小麦的染色体数都是2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ中均出现了一定频率的单价体;4个人工合成小麦的C-值变化范围为0.70~0.77;SHW-Z4中具有21个二价体细胞的频率最高,为94%;SHW-Z1和SHW-Z3出现了一定频率的三价体和四价体。4个六倍体小麦在分蘖力、单株成穗数、穗长等性状方面表现优异,但高感条锈病,其遗传特性有待进一步改良。     

普通小麦-大麦杂交后代花粉母细胞减数分裂染色体行为的检测与分析

通过对普通小麦与大麦杂交后代的花粉母细胞减数分裂染色体行为进行检测及分析,表明小麦-大麦远缘杂交后代减数分裂行为存在一些异常现象.花粉母细胞减数分裂中期I(PMC MI)均具有一定数量的单价体,普遍存在多个棒状二价体和多价体;后期Ⅰ、后期Ⅱ和末期出现落后染色体、染色体桥、微核、四分孢子分裂异常等.这些异常现象可能是由远缘杂交的2个亲本间染色体组存在差异造成,导致了杂种后代中的大麦染色体的遗传不稳定性.     

中国四倍体地方小麦品种矮兰麦与中国产节节麦的双二倍体及其在育种上的利用

以四倍体的半矮秆小麦地方品种矮兰麦(Trilicum turgidum L., 2n=28,AABB)作母本与采自河南的抗穗发芽节节麦(Aegilops tauschii Cosson,2n=14,DD)杂交。杂种F_1植株经0.05％秋水仙碱处理后获得矮兰麦一节节麦双二倍体(2n=42,AABBDD)。本文报道了该双二倍体的形态、主要农艺特点、减数分裂等,并讨论了在育种上的利用问题。     

节节麦生育期基因定位分析

利用长休眠节节麦(Ae.tauschii)与四川的四倍体小麦地方品种矮兰麦(T.turgidum)杂交并加倍合成的新的抗穗发芽普通小麦"RSP"与"绵阳11"D染色体组的单体系列杂交,对来源于节节麦的晚生育期基因进行定位分析,以期在利用其穗发芽抗性时,克服其生育期较晚的特性。结果表明:该节节麦的2D和5D染色体上均存在晚生育期基因,2D的作用较5D更强。     

粗山羊草高分子量谷蛋白亚基分析

粗山羊草中含有丰富的高分子量谷蛋白亚基的变异类型,山羊草属中的山羊草组(2n=14,DD)是普通小麦(2n=42,AABBDD)D染色体组的供体。并且1D染色体上编码的HMW-GS与小麦烘烤品质最为密切。与普通小麦G lu-D1位点相似,粗山羊草1D染色体上也编码了迁移率不同的两个HMW-GS,但粗山羊草不同种间存在更丰富的HMW-GS变异类型。现在粗山羊草中所发现的HMW-GS远高于小麦,粗山羊草中的亚基类型除了2+12,5+10常见于普通小麦,5+12亚基仅存在于意大利个别小麦品种外,其余为粗山羊草所特有的亚基类型。对粗山羊草进行SDS-PAGE凝胶电泳,并对所提供的粗山羊草的HMW-GS进行鉴定分析,得到一些粗山羊草中所特有的优质亚基类型,其中有目前认为更为优秀的1.5+10亚基,为创造新的人工合成六倍体小麦提供了材料基础。     

人工合成双二倍体小麦白粉病抗性和农艺性状表现

【目的】人工合成圆锥小麦365与粗山羊草杂交后代双二倍体,观察其白粉病抗性和农艺性状,为筛选抗病育种种质材料提供参考。【方法】以感病圆锥小麦365为母本,与抗性优异的粗山羊草父本杂交,经单倍体加倍获得双二倍体人工合成小麦,再与普通小麦杂交,观察其抗病性。【结果】亲本间杂交组合均有成胚,平均成胚率17．6％～37．0％。父本Y201、Y215和Y219对12个白粉病菌株表现全抗,Y170仅对菌株E09感病,Y221仅对4个菌株感病,而5个人工合成小麦双二倍体对E09均感病。杂交组合365（♀）×Y221的人工合成二倍体株高、杂交组合365（♀）×Y170的人工合成二倍体穗数、自交结实穗率和结实率以及365（♀）×Y221人工合成二倍体的小穗数表现较好。人工合成双二倍体与偃展1号、豫麦18的杂交结实率明显高于自交结实率（4．6～80．8倍）。【结论】圆锥小麦365可能存在抗白粉病抑制基因,可抑制粗山羊草中抗白粉病基因在杂交后代中的表达。     

高抗白粉病小麦-山羊草新种质TA002的创制和遗传研究

【目的】小麦白粉病是世界范围内对小麦危害最严重的病害之一。培育和推广抗病品种是防治小麦白粉病最经济、有效、安全的途径。偏凸山羊草和柱穗山羊草是普通小麦的近缘物种,蕴藏着丰富的抗病、抗虫、抗逆和优质等优异基因。利用远缘杂交途径,将偏凸山羊草和柱穗山羊草的抗白粉病基因导入普通小麦,培育抗白粉病小麦新种质,为小麦白粉病抗性遗传改良提供新抗源。【方法】通过细胞学分析和结实率调查,明确TA002及其与普通小麦杂种的细胞学稳定性和育性特点。利用十二烷基磺酸钠聚丙烯酰氨凝胶电泳（odium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE）及酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（acid polyacrylamide gel electrophoresis,A-PAGE）方法,分析TA002的高分子量麦谷蛋白亚基（high molecular weight glutenin subunit,HMW-GS）、低分子量麦谷蛋白亚基（low molecular weight glutenin subunit,LMW-GS）及醇溶蛋白亚基组成;通过白粉病菌分小种接种鉴定,明确TA002对小麦白粉病的抗性及其遗传特点;利用基因组原位杂交（genomic in situ hybridization,GISH）、多色原位杂交（multicolor genomic in situ hybridization,mc-GISH）、多色荧光原位杂交（multicolor fluorescence in situ hybridization,mc-FISH）及分子标记技术,分析明确TA002的染色体组成特点。【结果】TA002染色体数目为42条,它及其与普通小麦的杂种F₁减数第一次分裂中期细胞（pollen mother cells at metaphase I,PMCs MI）均含有21个二价体,减数第一次分裂后期细胞（pollen mother cells at anaphase I,PMCs AI）中的染色体分离均衡,结实率正常。在成株期,TA002、SDAU18及其双亲偏凸山羊草和柱穗山羊草对白粉病均具有良好抗性,而烟农15对白粉病表现髙感。TA002/辉县红F₁、TA002/铭贤169F₁对白粉病菌种E09表现免疫,F₂单株对E09的抗感分离比例符合3﹕1。种子贮藏蛋白分析结果表明,在TA002的醇溶蛋白和谷蛋白中均含有SDAU18的特有亚基,其醇溶蛋白还含有双亲没有的新型亚基。分别以单芒山羊草和尾状山羊草的基因组总DNA为探针,烟农15的基因组总DNA为封阻,对TA002的根尖细胞染色体进行基因组原位杂交,均未检测到杂交信号。同时以不同荧光素标记的乌拉尔图小麦和粗山羊草基因组总DNA为探针,拟斯卑尔脱山羊草基因组总DNA为封阻,对TA002的根尖细胞染色体进行mc-GISH,并利用以不同荧光素标记的寡核苷酸pSc119.2和pTa535对TA002的根尖细胞染色体进行mc-FISH,发现TA002具有完整的A、B和D基因组,但其4A、5A、6B、7B和5D染色体在FISH带型上与亲本烟农15的对应染色体具有显著差异。分子标记检测结果表明,TA002含有来源于偏凸山羊草和柱穗山羊草的遗传物质。【结论】TA002是一个细胞学稳定、农艺性状和育性良好的小麦-山羊草渐渗系,它含有偏凸-柱穗山羊草双二倍体特有的贮藏蛋白亚基及其双亲没有的新亚基,且高抗小麦白粉病,其白粉病抗性受显性单基因控制,该基因可能是来自偏凸山羊草或柱穗山羊草的一个新的白粉病抗性基因。     

中国几个特有普通小麦起源研究

应用染色体组分析法,对几个中国特有普通小麦的起源问题作了初步探讨。结果表明:中国特有普通小麦与斯卑尔脱小麦有1—2对染体差异较大。中国特有普通小麦可分为新疆稻麦与云南铁壳麦、西藏半野生小麦、“四川白麦子”两个独立类群;类群间在B组有2对染体存在差异,其中1对可以确定为6B。两个类群可能起源于中国,分而于新疆及黄河中游地区的节节麦可能是D组供体。     

Association analysis of grain traits with SSR markers between Aegilops tauschii and hexaploid wheat(Triticum aestivum L.)

Seven important grain traits, including grain length(GL), grain width(GW), grain perimeter(GP), grain area(GA), grain length/width ratio(GLW), roundness(GR), and thousand-grain weight(TGW), were analyzed using a set of 139 simple sequence repeat(SSR) markers in 130 hexaploid wheat varieties and 193 Aegilops tauschii accessions worldwide. In total, 1 612 alleles in Ae. tauschii and 1 360 alleles in hexaploid wheat(Triticum aestivum L.) were detected throughout the D genome. 197 marker-trait associations in Ae. tauschii were identified with 58 different SSR loci in 3 environments, and the average phenotypic variation value(R2) ranged from 0.68 to 15.12%. In contrast, 208 marker-trait associations were identified in wheat with 66 different SSR markers in 4 environments and the average phenotypic R2 ranged from 0.90 to 19.92%. Further analysis indicated that there are 6 common SSR loci present in both Ae. tauschii and hexaploid wheat, which are significantly associated with the 5 investigated grain traits(i.e., GA, GP, GR, GL, and TGW) and in total, 16 alleles derived from the 6 aforementioned SSR loci were shared by Ae. tauschii and hexaploid wheat. These preliminary data suggest the existence of common alleles may explain the evolutionary process and the selection between Ae. tauschii and hexaploid wheat. Furthermore, the genetic differentiation of grain shape and thousand-grain weight were observed in the evolutionary developmental process from Ae. tauschii to hexaploid wheat.     

粗山羊草苗期抗叶锈性鉴定及抗叶锈基因推导

普通小麦D基因组的供体材料粗山羊草含有丰富的抗叶锈病基因资源,而且具有较好的农艺性状,在抗病育种中具有重要的应用价值。本研究旨在了解粗山羊草的抗叶锈性以及准确了解其中所含抗叶锈基因。选取25株小麦叶锈菌株对6个粗山羊草品系进行抗叶锈性离体鉴定,筛选出4个在苗期对22个和23个菌株表现中到高抗的品系。试验选用18个不同毒力类型的小麦叶锈菌株和44个已知的抗叶锈单基因品系对其进行了抗叶锈基因推导,推导出粗山羊草4254-Y206可能含有Lr1,Lr10和Lr29或其他未用于本次研究的抗叶锈基因;4255-Y212可能含有Lr10和Lr29抗叶锈基因或其他未用于本次研究的抗叶锈基因;Y192可能含有Lr41抗叶锈基因或其他未用于本次研究的抗叶锈基因;Y201可能含有其他未用于本次研究的抗叶锈基因。     

六倍体小麦（AABBDD）及其近缘种属野生二粒小麦和粗山羊草叶绿体SSR遗传差异研究

 【目的】系统分析不同小麦种的细胞质基因组遗传差异，用以发掘和利用新的小麦种质资源。【方法】采用24个叶绿体基因组微卫星分子标记，对普通小麦（Triticum aestivum L.）、斯卑尔脱小麦（Triticum spelta L.）、密穗小麦（Triticum compactum Host.）和中国特有小麦（新疆稻麦T. petropavlavskyi、西藏半野生小麦T. tibetanum和云南铁壳麦T. yunnanense）等不同类型六倍体小麦（AABBDD）叶绿体基因组的遗传多样性进行比较分析。【结果】与普通小麦相比，斯卑尔脱小麦和西藏半野生小麦等群体内的叶绿体遗传变异更丰富，可以作为普通小麦新的细胞质遗传变异来源；与粗山羊草相比，野生二粒小麦与六倍体小麦间存在更近的亲缘关系，这与前人关于二粒小麦是六倍体细胞质供体的研究结果相印证；研究还发现，新疆稻麦与普通小麦在叶绿体基因组上具有很近的亲缘关系，为新疆稻麦是由波兰小麦与普通小麦杂交再由普通小麦回交后产生的假说提供了分子水平上的证据。【结论】斯卑尔脱小麦和西藏半野生小麦等群体内的叶绿体遗传变异比普通小麦更丰富；野生二粒小麦与六倍体小麦以及新疆稻麦与普通小麦之间具有很近的亲缘关系，为不同小麦种的遗传差异提供依据。     

一个超六倍体小麦杂种(2n=46)的产生和细胞学研究

从 偏凸山羊 草硬 粒小麦双 二倍体后 代中选择 低染色体 数单株，然 后用系谱 法继续选择 ，获得了一个遗传上较稳定的 ２ｎ＝ ４６ 的抗病株系⒚回交分析和核型分析都证明，该株系的遗传组成 中保留了完整的硬粒小麦的 Ａ 和 Ｂ 染色体组，而偏凸山羊草的 Ｄ 和 Ｍ 组染色体仅得到部分保留⒚