普通小麦大赖草易位系T3AS·3AL-7Lr#1S的分子细胞遗传学鉴定

大赖草对赤霉病具有较好的抗性,将大赖草赤霉病抗性基因转入普通小麦,对拓宽小麦赤霉病抗性基础有重要意义。本研究在获得抗赤霉病普通小麦-大赖草异附加系基础上,采用1 200 R ~(60)Co-γ射线处理小麦-大赖草二体附加系DA7Lr花粉,授予已去雄的普通小麦中国春,对其后代(M_1)种子根尖细胞有丝分裂中期染色体进行GISH分析,获得了1株具有1条普通小麦-大赖草易位染色体的植株,让其自交,对自交后代中具有2条易位染色体植株的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ进行观察,发现2条易位染色体形成了稳定的环状二价体,表明该植株为纯合体。利用顺序GISH-双色FISH分析,结合C-分带、小麦D基因组专化探针Oligo-pAs1-2和B基因组专化探针Oligo-pSc119.2-2,进一步鉴定出该普通小麦-大赖草易位系为T3AS·3AL-7Lr#1S,且筛选出了可追踪该易位系的3个EST-STS分子标记BE591127、BQ168298和BE591737。该易位系的育成为小麦赤霉病遗传改良提供了新种质。     

小麦-长穗偃麦草7E抗赤霉病易位系培育

【目的】将二倍体长穗偃麦草7E染色体导入主栽小麦背景,培育小麦-长穗偃麦草7E染色体抗赤霉病易位系,为小麦抗赤霉病遗传改良利用外源优良基因提供新种质。【方法】利用中国春-长穗偃麦草7E代换系DS7E(7B)与扬麦16杂交的F_2种子进行~(60)Co辐射(30 000 rad)和种植,表现型选择收获存活M_1植株的种子,从M_2连续通过表型农艺性状选择、单花滴注法进行赤霉病抗性鉴定和长穗偃麦草7E染色体或染色体臂特异分子标记PCR扩增筛选,最后在M_4代对中选材料以长穗偃麦草基因组DNA为探针进行基因组原位杂交(genomic in situ hybridization,GISH)证实。【结果】M_1选择了赤霉病发病率不同的13个单株进行繁殖。利用前期开发的长穗偃麦草7E染色体和7EL、7ES特异标记检测13株的后代M_2单株,获得含有长穗偃麦草7EL片段7株和7ES片段14株;对21株M_2衍生的222个M_3植株进行特异标记检测,共选择含有长穗偃麦草7EL片段13株和7ES片段3株;利用来自12株M_3的后代(M_4)进行GISH,共9株M_3的后代具有小麦-长穗偃麦草易位染色体,体细胞染色体2n=42。2株M_3的后代显示附加2条长穗偃麦草染色体短臂,体细胞染色体2n=44。连续多年多途径的筛选,获得4份材料,3份材料均为长穗偃麦草7E染色体长臂易位系,命名为TW-7EL1、TW-7EL2和TW-7EL3。1份为7E染色体短臂附加系,命名为W-DA7ES,最后所获得的材料是源自M_1代2个单株。连续3年赤霉病抗性鉴定结果表明长穗偃麦草7EL易位系抗性高,发病率明显低于中国春和扬麦16,与苏麦3号相当,而7ES附加系的赤霉病抗性明显较低,发病率明显高于7EL易位系。【结论】通过赤霉病抗性鉴定、染色体特异分子标记筛选和GISH证实相结合培育了小麦-长穗偃麦草7EL抗赤霉病易位系,长穗偃麦草易位片段鉴定快速和准确。二倍体长穗偃麦草7E染色体长臂中含有抗小麦赤霉病的基因。     

普通小麦-簇毛麦易位系T4VS·6AL的选育

在小麦背景中离果山羊草3C染色体具有优先传递的作用.当离果山羊草3C染色体处于单体状态时会导致后代不含有杀配子染色体的配子中产生包括缺失和易位等染色体结构变异.簇毛麦4V染色体携有抗小麦眼斑病和全蚀病基因.为进一步利用簇毛麦4V染色体上的有益基因.利用染色体C-分带和基因组原位杂交分析,从普通小麦-簇毛麦4V染色体二体异附加系(DA4V)与普通小麦农林26-离果山羊草3C染色体二体异附加系(DA3C)杂种后代中选育出小麦-簇毛麦纯合易住系T4VS·6AL.该易位系为杀配子染色体诱发形成的非补偿型易位;易位系T4VS·6AL高抗梭条花叶病.是小麦抗病育种的新种质.     

应用基因组原位杂交技术鉴定抗黄矮病小麦新种质

利用生物素（biotin-16-dUTP）标记的中间偃麦草（Thinopyrum intermedium）基因组DNA作探针,以未标记的普通小麦中国春基因组DNA作封阻DNA（blocking DNA）,对3个抗黄矮病小麦新种质的体细胞染色体进行分子原位杂交。结果表明：抗性源于L1的抗黄矮病小麦新种质Yw642为小片段易位系,含40条小麦染色体和2条小麦-中间偃麦草易位染色体,易位的中间偃麦草染色体片段位于小麦染色体的端部;染色体配对和抗性分析表明该种质为纯合易位系。抗性源于无芒中4的小麦新种质Hw240和Yw060遗传构成不同：Yw060为易位系,含40条小麦染色体和2条小麦-中间偃麦草易位染色体;Hw240为代换易位系,含38条小麦染色体、2条中间偃麦草染色体和2条小麦-中间偃麦草易位染色体。在这2个种质中,易位的中间偃麦草染色体片段均位于小麦染色体端部。     

普通小麦-簇毛麦易位系T4VS·6AL的选育

在小麦背景中离果山羊草3C染色体具有优先传递的作用。当离果山羊草3C染色体处于单体状态时会导致后代不含有杀配子染色体的配子中产生包括缺失和易位等染色体结构变异。簇毛麦4V染色体携有抗小麦眼斑病和全蚀病基因。为进一步利用簇毛麦4V染色体上的有益基因,利用染色体C-分带和基因组原位杂交分析,从普通小麦-簇毛麦4V染色体二体异附加系（DA4V）与普通小麦农林26-离果山羊草3C染色体二体异附加系（DA3C）杂种后代中选育出小麦-簇毛麦纯合易位系T4VS·6AL。该易住系为杀配子染色体诱发形成的非补偿型易位;易位系T4VS·6AL高抗梭条花叶病。是小麦抗病育种的新种质。     

寡聚核苷酸FISH在鉴定小麦-单芒山羊草种质中的应用

在小麦-单芒山羊草杂交种质鉴定研究中,尚缺乏可同时鉴定小麦和单芒山羊草染色体的细胞遗传学方法。本研究用寡聚核苷酸Oligo-p Sc119.2-1和Oligo-p Ta-535-1为探针的双色FISH和以(GAA)8为探针的单色FISH分别对小麦-单芒山羊草双二倍体、中国春-单芒山羊草附加系进行分析,建立了可以同时鉴定小麦和单芒山羊草全部染色体的FISH标准核型。同时,利用建立的FISH标准核型在1N附加系自交后代材料中发现了5BS.3BS和5BL.3BL易位,在5N附加系自交后代中发现5NL端部寡聚核苷酸序列删除现象,这为研究染色体结构变异与表型变化的关系等提供了研究材料。此外,还在4N附加系自交后代中发现4B染色体丢失现象,造成该附加系自发形成4N(4B)代换系,为诱导产生涉及4N染色体的小麦-单芒山羊草罗伯逊易位系奠定了基础。     

将大赖草种质转移给普通小麦的研究Ⅳ．通过花药培养选育双重二体异附加系和代换-附加系

通过普通小麦“中国春”与抗赤霉病的亲缘物种大赖草杂种回交后代ＢＣ２Ｆ３和自交Ｆ４代的花药培养,获得了７２株花培植株,其中２８株结实。这些株系的株高、穗形和成熟期等性状在Ｈ２系间差异明显,但株系内整齐一致。对２８个Ｈ２代株系进行根尖细胞染色体计数,２５个２ｎ＝４２,１个２ｎ＝４４,２个２ｎ＝４６。通过花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对分析和染色体Ｃ－分带,在Ｈ２代中选育出一个异代换－附加系（２ｎ＝４４）Ｌ０７,两个双重二体异附加系（２ｎ＝４６）Ｌ０３－０５和Ｌ０６。     

普通小麦-簇毛麦易位系T6BS·6BL-2VS的选育

[目的]为进一步利用簇毛麦2V染色体上的有益基因,为小麦育种提供新种质。[方法]通过普通小麦-簇毛麦2V(2D)二体代换系(DS2V)与普通小麦农林26-离果山羊草3C染色体二体异附加系(DA3C)杂交,综合运用染色体C-分带、基因组原位杂交和分子标记分析,并结合性状调查。[结果]从杂种后代中选育出小麦-簇毛麦纯合易位系T6BS.6BL-2VS,性状调查发现该易位系植株护颖颖脊上有刚毛。[结论]该易位系为杀配子染色体诱发的小片段易位;簇毛麦护颖颖脊刚毛基因定位于2VS的中部至端部。     

普通小麦-簇毛麦易位系T6BS·6BL-2VS的选育

[目的]为进一步利用簇毛麦2V染色体上的有益基因,为小麦育种提供新种质。[方法]通过普通小麦-簇毛麦2V（ZD）二体代换系（DS2V）与普通小麦农林26-离果山羊草3c染色体二体异附加系（DA3C）杂交,综合运用染色体C-分带、基因组原位杂交和分子标记分析,并结合性状调查。[结果]从杂种后代中选育出小麦-簇毛麦纯合易位系T6BS·6BL-2VS,性状调查发现该易位系植株护颖颖脊上有刚毛。[结论]该易位系为杀配子染色体诱发的小片段易位;簇毛麦护颖颖脊刚毛基因定位于2VS的中部至端部。     

普通小麦-华山新麦草二体附加植株减数分裂中期染色体行为及形态学分析

为了进一步建立一套完整的普通小麦-华山新麦草异附加系,对普通小麦-华山新麦草衍生后代中,染色体数目2n=44的39个附加2条华山新麦草染色体植株的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMC MⅠ)染色体行为进行了GISH检测,获得了2条华山新麦草染色体能够配对的18个小麦-华山新麦草二体附加植株;并对这18个二体附加植株进行形态学比较,将其划分为7类。说明这7类二体附加植株所附加的华山新麦草染色体是不同的,初步推测在这7类二体附加植株附加的华山新麦草染色体应是华山新麦草7个同源群的不同染色体。     

小麦赤霉病生防菌DZSG23的抗病机制

课题组前期从健康杜仲叶片中分离得到1株内生细菌枯草芽孢杆菌DZSG23,此菌可以较好地防控小麦赤霉病。为明确芽孢杆菌DZSG23在小麦中的定殖与强化抗病机制研究,利用抗生素标记法分析了DZSG23菌体在小麦组织中的定殖情况,采用荧光定量PCR技术检测不同生育期小麦穗部PR-1、AOS、ACOI等基因的表达水平变化。结果表明,DZSG23可在苗期小麦植株和小麦穗表面稳定定殖;DZSG23浇灌接种苗期小麦后的第34天,DZSG23在苗期小麦植株的根、茎和叶中的定殖量分别达到1.437×10⁶ CFU·g^-1、3.285×10³ CFU·g^-1和2.377×10³ CFU·g^-1;DZSG23喷施小麦穗表面15 d后,穗表面菌群密度仍可达7.146×10³ CFU·g^-1。此外,诱导系统抗性(ISR)信号通路研究表明,拮抗菌DZSG23可以诱导PR-1和AOS基因的上调表达,表明拮抗菌DZSG23引入小麦后可诱导小麦的水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)信号通路,增强其抗病性。     

小麦秆锈病新抗源及抗病基因所在染色体特异分子标记

【目的】小麦秆锈病是具潜在毁灭性的小麦病害之一,秆锈菌小种Ug99严重威胁全球小麦生产。本研究通过对165份小麦-近缘植物染色体系进行抗秆锈病鉴定,筛选小麦秆锈病新抗源并建立抗病基因所在染色体特异分子标记,以发掘小麦秆锈病新抗源,培育抗病品种,有效防御Ug99导致的秆锈病。【方法】将供试的165份小麦-近缘植物染色体系、3份六倍体小麦及感病对照小密穗分别播种于直径10 cm的瓦盆中,生长到一叶一心时,用中国小麦秆锈菌流行小种34MKGQM和21C3CTHSM进行接种,当感病品种小密穗充分发病时,按照0-4级标准调查记载侵染型,对供试材料的抗秆锈病级别进行统计。同时,提取免疫、近免疫、高抗秆锈病附加系/代换系及其对应的整套染色体系、中国春等材料的基因组DNA,利用101对PLUG引物进行PCR扩增,扩增产物经限制性内切酶酶切后进行电泳检测,筛选并建立抗秆锈基因所在染色体特异分子标记。【结果】在165份小麦-近缘植物染色体系中,中国春-卵穗山羊草7M^g#1附加系、中国春-卵穗山羊草7M^g#1(7A)和7M^g#1(7B)代换系、中国春-帝国黑麦1R附加系、中国春-中间偃麦草?Ai附加系（?表示外源染色体同源群未鉴定）、中国春-单芒山羊草6N附加系、中国春-易变山羊草6S^vS端体附加系和中国春-智利大麦6H^ch附加系9份材料对秆锈病表现为免疫或近免疫;ALCD-尾状山羊草7C#1附加系、中国春-卵穗山羊草7M^g#1(7D)代换系、中国春-帝国黑麦6R附加系、中国春-高大山羊草6S^l#3附加系、中国春-高大山羊草6S^l#2(6B)代换系、中国春-希尔斯山羊草3S#1附加系和中国春-拟斯卑尔脱山羊草2S^g#3附加系7份材料对秆锈病表现为高抗;其余材料均表现为中感或高感。抗秆锈性基因定位信息比较分析发现,高大山羊草6S^l#2和6S^l#3、帝国黑麦6R、智利大麦6H^ch、卵穗山羊草7M^g#1、尾状山羊草7C、中间偃麦草?Ai染色体上可能含有抗秆锈新基因。分子标记筛选、定位及特异性验证研究共获得8个新的多态性标记,其中5个（TNAC1715、TNAC1718、TNAC1737、TNAC1739和TNAC1753）和3个（TNAC1740、TNAC1751和TNAC1756）分别被定位在6R和6S^l染色体上。【结论】筛选得到8份可能含有抗秆锈新基因的材料,建立了抗秆锈基因所在染色体特异新标记8个。     

两个品种人参菜形态、解剖结构比较与核型分析

以2个品种人参菜为材料,采用石蜡切片结合荧光显微法,以及根尖压片法观察分析了2个品种人参菜形态结构和核型差异,以期为人参菜品种鉴别提供理论参考依据。结果表明:形态上,品种2的株高、茎粗、叶片厚度、单叶面积、花直径均显著大品种1,2个品种人参菜的花色、种子千粒重均无显著差异。显微结构上,品种1上表皮单位面积气孔数量显著小于品种2,而下表皮单位面积气孔数量显著大于品种2;花柱均呈三瓣羽毛状;品种1茎横截面近似圆形,品种2茎横截面呈不规则形状;品种1染色体数目为2n=2x=40,核型公式为2n=2x=38m+2M,染色体相对长度组成为8L+14M₂+12M₁+6S,核型类别属1B型,核型不对称系数为54.50%;品种2染色体数目为2n=2x=24,核型公式为2n=2x=18m+6sm,染色体相对长度组成为6L+4M₂+8M₁+6S,核型类别属2B型,核型不对称系数为59.37%。2个品种上下表皮单位面积气孔数量、茎横截面形状和核型差异较大,可以作为鉴别人参菜品种的参考指标。     

抗黄矮病小麦新品系YW243的鉴定

对小麦新品系ＹＷ２４３黄矮病毒田间接种鉴定、细胞遗传学分析和分子原位杂交（ＧＩＳＨ）的结果表明：ＹＷ２４３高抗黄矮病毒ＧＰＶ、ＧＡＶ株系,体细胞染色体数目为２ｎ＝４２,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体构型为２１Ⅱ,为小麦－中间偃麦草Ｔ７ＤＳ·７ＤＬ－７ＸＬ易位系,含有一对来自中间偃麦草的抗黄矮病基因;ＹＷ２４３抗性和农艺性状遗传稳定,可作为抗黄矮病育种的亲本材料．     

高温强光下外源褪黑素对栝楼雌花生理生化特性的影响

为探讨高温强光下外源物质对栝楼雌花生理生化变化的影响,以2年生皖蒌9号为试验材料,研究叶面喷施200 μmol·L^-1褪黑素对高温强光下栝楼雌花的抗氧化酶活性、渗透调节物质、H₂O₂、相对电导率、花粉萌发率、坐果率和单果鲜质量的影响。结果表明,在高温强光下,外源物质褪黑素不仅能显著提高栝楼雌花SOD、POD、CAT和APX等抗氧化酶的活性,有效清除体内H₂O₂(与对照相比降低了34.5%),还能促进渗透调节物质合成和积累,与对照相比,外源褪黑素处理的雌花可溶性糖和脯氨酸含量分别增加了25.8%和45.5%。高温强光条件下,外源物质褪黑素还可有效提高栝楼花粉萌发率,促进栝楼坐果和果实膨大,栝楼坐果率提高了9.1百分点。综上,在高温强光下外源褪黑素能通过提高栝楼雌花抗氧化酶活性和渗透调节能力等,缓解高温危害,提高其坐果率。     

小麦抗条锈病染色体异源易位系的选育

利用小麦品种Jubilar作为受体 ,黑麦自交系L15 5为供体 ,培育了 1个抗条锈病 ,叶锈病和白粉病的小麦异源易位系A1882。使用C -带技术证明 ,这个易位系含有 1RS/ 1BL易位染色体。研究表明 ,与其它的 1RS/ 1BL易位系相比 ,本研究创制的这个 1RS/ 1BL易位染色体含有不同抗病基因。用这个异源易位系与高产品种杂交 ,并利用易位染色体作标记辅助选择 ,培育了抗小麦条锈病兼抗白粉病材料R14- 12、R14- 2 2和R16 5 - 2。经接种鉴定 ,这些品系对小麦条锈菌条中 30号和 31号生理小种免疫 ,抗叶锈病并中抗白粉病。这 3份材料的农艺性状较好 ,抗病性稳定 ,容易在小麦育种中应用。本研究证明 ,通过初级易位系与优良品系的杂交和选择 ,把异源易位染色体放在协调的小麦遗传背景上 ,是在小麦育种中克服易位染色体不良作用的有效方法     

簇毛麦抗白粉病基因向四川小麦转移的分子标记育种研究

利用小麦 6VS/6AL易位系的抗白粉病基因Pm2 1的SCAR标记 ,对不同簇毛麦来源的小麦抗白粉病材料及其杂交后代进行了分子鉴定和标记辅助选择研究 ,结果表明利用该标记可以鉴定小麦遗传背景下的簇毛麦 6VS染色体臂 ,而且引物对小麦背景中的多年生簇毛麦也同样得到扩增。对簇毛麦染色体易位系 6VS/6DL与四川小麦品种杂交的后代群体 ,可以利用SCAR标记进行辅助抗性选择。本文还对四川小麦分子标记辅助育种的策略进行了讨论     

Structural Changes of 2V Chromosome of Haynaldia villosa Induced by Gametocidal Chromosome 3C of Aegilops triuncialis

Haynaldia villosa (2n =2X = 14, VV), a relative of wheat, plays important roles in wheat improvement mainly owing to its disease resistance. Powdery mildew resistance gene Pm21 has been successfully transferred into wheat by Cytogenetie Institute, Nanjing Agricultural University, China, and is widely used in the current wheat breeding programs. In this research, our objective is to further transfer and utilize the beneficial genes such as eye-spot resistance, yellow rust resistance, and gene of the tufted bristles on the glume ridge (a remarkable morphology) mapped on 2V of Haynaldia villosa. A disomic addition line with gametocidal chromosome 3C ofAegilops triuncialis added in Norin-26 was crossed to the wheat-H, villosa disomic substitution 2V(2D) and the hybrid F1 was then self-crossed. Chromosome C-banding, genomie in situ hybridization (GISH), and meiotic analysis in combination with molecular markers were applied to detect the chromosome variations derived from hybrids F2 and F3. To date, four translocations including one small segmental translocation T6BS.6BL-2VS, two whole arm translocations (preliminarily designed as T3DS·2VL and T2VS·7DL) and one intercalary translocation T2VS·2VL-W-2VL, one deletion Del. 2VS·2VL-, one monotelosomic Mt2VS, and one iso- chromosome 2VS·2VS line have been developed and characterized. One wheat SSR marker Xwmc25-120 tagging 2VS and one wheat STS marker NAU/STSBCD135-1 (2BL) tagging 2VL were successfully used to confirm the alien chromosome segments involved in the seven lines. The tufted bristles on the glume ridge appeared in lines T2VS·7DL, Mt2VS, 2VS·2VS as well as the parent DS2V(2D), whereas in T3DS·2VL, this trait did not appear. The gene controlling the tufted bristles was located on 2VS. Gametocidal chromosome 3C of Aegilops triuncialis could successfully induce chromosome 2V structural changes.     

Spore production in the solid-state fermentation of stevia residue by Trichoderma guizhouense and its effects on corn growth

Trichoderma is an important and widely used plant growth-promoting fungus(PGPF). In this study, stevia residue amended with amino acids hydrolyzed from animal carcasses was used for the production of Trichoderma guizhouense NJAU 4742 by solid-state fermentation, and then its potential to promote corn plant growth was evaluated in combination with chemical fertilizer(CF) or organic fertilizer(OF). The highest spore number of 7×10~9 CFU g~(–1) fresh weight was obtained under the following optimal parameters: material ratio of 50%(stevia residue:rice bran=1:1), pH value of 3.0(amended with 6.67% amino acids), initial moisture content of 60%, inoculum size of 10%, material thickness of 3 cm and an incubation time of 4 days. The aboveground corn plant biomass obtained with T. guizhouense applied alone and with CF treatments were slightly higher than those of no fertilizer control and CF treatments, respectively. However, T. guizhouense applied with OF significantly(P0.05) increased aboveground biomass compared to OF and yielded the highest aboveground biomass among all the treatments. Moreover, T. guizhouense applications primarily influenced the fungal bulk soil community composition, among which three OTUs(OTU_2 and OTU_9 classified as Chaetomium, and OTU_4 classified as Trichoderma) were stimulated in both bulk and rhizosphere soil. Notably, a specific OTU_3(Phymatotrichopsis) was only stimulated by T. guizhouense applied with OF, possibly leading to high soil productivity. These results show that it is feasible to employ stevia residue in the eco-friendly fermentation of T. guizhouense, which is strongly suggested for enhancing OF applications.