普通小麦—华山新麦草异代换系和附加系的C—分带鉴定

利用染色体C-分带技术,对普通小麦-华山新麦草异代换系和附加系进行了细胞学鉴定。鉴定结果表明,普通小麦-华山新麦草的3个异代换系H921-6-12为5A/Nh5代换、H922-9-12为3B/Nh4代换、H924-3-4为3D/Nh4代换,2个异附加系H8911-1-2-6为Nh4附加、H9014-154-2为Nh7附加。初步推断华山新麦草的Nh5和Nh4染色体分别能补偿普通小麦的5A和3B,3D的缺失。     

普通小麦-簇毛麦2V染色体端体异附加系的选育与鉴定

簇毛麦(Haynaldia villosa) 具有抗多种病害、耐旱、耐寒等优良性状,是可供小麦改良利用的优良遗传资源.本研究综合利用根尖细胞有丝分裂中期染色体Giemsa C-分带、花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体构型分析、荧光原位杂交(genomic in situ hybridization,GISH) 及分子标记等技术,从普通小麦-簇毛麦2V(2D) 异代换系与含有Ph抑制基因的中国春高配对材料(pairing homoeologous inhibitor,Ph1) CO4-13的杂交后代中选了出分别含有簇毛麦2V长臂和短臂的普通小麦-簇毛麦2V端体异附加系.含有簇毛麦2V短臂的附加系在护颖颖脊上有刚毛,而在含2V长臂的附加系的护颖颖脊上没有刚毛,可将控制护颖颖脊刚毛性状的基因进一步定位在簇毛麦2V染色体的短臂上.筛选出町以追踪2V染色体短臂的SSR标记wmc25.该分子标记和护颖颖脊刚毛形态标记可用来追踪导入小麦遗传背景中的簇毛麦2V染色体短臂.     

小麦－簇毛麦杂种染色体的DNA原位杂交研究

以生物素标记的簇毛麦基因组ＤＮＡ作探针与小麦－簇毛麦杂种双二倍体及异附加系染色体进行原位杂交，旨在探索一种鉴定小麦中簇毛麦染色质的分子细胞遗传学方法。首先试验了标记的簇毛麦ＤＮＡ与小麦ＤＮＡ之含量比对原位杂交效果的影响，发现探针混合液中不加未标记的小麦ＤＮＡ时，获得的原位杂交结果较理想。在八倍体小麦－簇毛麦双二倍体（２ｎ＝５６）中，１４对簇毛麦染色体出现明显的棕褐色原位杂交信号，而小麦染色体不显标记，使这２个物种的染色体很易相互区分开来。进一步用生物素标记的簇毛麦ＤＮＡ与小麦－簇毛麦６Ｖ染色体附加系体细胞杂交，也可检测出其中１对附加的６Ｖ染色体。由于该方法标记的簇毛麦ＤＮＡ覆盖各簇毛麦染色体的整个染色体臂，由此，用其鉴定小片段小麦－簇毛麦染色体易位是有效的。     

小麦—簇毛麦杂种染色体的DNA原位杂交研究

以生物素标记的族毛麦基因组ＤＮＡ作探针与小麦－簇毛麦杂种双二倍及异附加系染色体进行原位杂交，旨在探索一种鉴定小麦中簇毛麦染色质的分子细胞遗传学方法。首先试验了标记的簇毛麦ＤＮＡ与小麦ＤＮＡ之含量比对原位杂交效果的影响，发现探针混合液中不加未标记的小麦ＤＮＡ时，获得的原位杂交结果较理想。在八倍体小麦－簇毛麦双二倍体（２ｎ＝５６）中，１４对簇毛麦染色体出现明显的棕褐色原位杂交信号，而小麦染色体不显标记     

用染色体工程方法提高小麦耐盐性的研究

对天选15、天选15—4D缺体和天选15(4D)-黑麦(4R)异代换系在盐胁迫营养液培养后,植株高度、干重及地上部K⁺、Na⁺含量分析表明,普通小麦4D染色体对耐盐性有重要作用;黑麦4R染色体代换普通小麦4D染色体后能显著提高受体品种的耐盐性。     

组织培养诱导普通小麦--簇毛麦抗白粉病易位系研究

采用白粉病抗性鉴定、谷草转氨酶GOT-2同工酶及分子原位杂交相结合的方法, 从幼胚培养T240组合(普通小麦×小麦-簇毛麦6D/6V异代换系) 的32个SC2 代株系中,筛选出T240-7株系, 其所有的抗病单株均缺失簇毛麦6V染色体长臂的GOT-V2 位点, 而具有6V染色体短臂上的抗白粉病基因。细胞学观察表明, 该株系易位染色体与小麦染色体可正常配对。经原位杂交分析, T240-7为杂合的臂间易位。     

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。     

麦类作物DNA原位杂交及其在远缘杂种染色体分析中的应用

 应用生物素标记的物种基因组DNA探针和克隆的专化性探针，对六倍体小黑麦双二倍体及其杂种和八倍体小麦簇毛麦双二倍体及其杂种进行了染色体DNA原位杂交。结果表明，应用这两种探针均可以准确地检测出小麦远缘杂种中的异源染色体和染色体片段。先后对二个六倍体小黑麦双二倍体（Badger、M#-2A）、一个八倍体小簇麦双二倍体、三个小黑麦易位系（宁麦8026、Amigo、Apollo）、一个小黑麦代换系（84056）和二个小簇麦附加系（94009-5-4、94009-5-9）进行原位杂交和异源染色体的检测，均获得较好的结果。此外，还讨论了应用生物素标记的探针进行原位杂交可能出现的一些技术问题。     

普通小麦-簇毛麦6DL/6VS抗白粉病易位系的选育及鉴定

在硬粒小麦-簇毛麦双二倍体（TH3）/4×Wan7107的幼胚培养及花药培养后代中选育出普通小麦-簇毛麦抗白粉病易位系Pm97033等。利用白粉病抗性鉴定、细胞遗传学分析、生化标记、分子原位杂交等手段,鉴定出该材料为6DL/6VS臂间易位系。其根尖细胞染色体数为42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体构型均为21Ⅱ。它与农艺亲本Wan7107及6D/6V异代换系96N621-3-7-3测交F#-1的PMCsMⅠ染色体构型均为21Ⅱ,频率分别为92.5%和79.4%。与中国春6A、6B、6D重双端体测交F#-1的PMCsMⅠ染色体构型分别为21Ⅱ+1个异型二价体（tIt）,21Ⅱ+1个异型二价体（tIt）及20Ⅱ+1个异型二价体（It）+1个端体（t）,出现频率分别为89.4%、85.4%和94.3%。生化分析结果表明,它缺失簇毛麦6VL上的谷草转氨酶GOT-V#-2位点,而具有6VS上的醇溶蛋白Gli-V#-2位点。分子原位杂交结果表明,Pm97033、Pm97034和Pm97035均为纯合的臂间易位系。易位系及其测交F#-1均对白粉病表现免疫。     

杀配子染色体在小麦-黑麦异代换系中的作用研究

利用小麦-黑麦异代换系H-13(1R/1D), H-24(5R/5A),H-33(6R/6A)与中国春-杀配子染色体二体异附加系CS-DA2C(来自山羊草Ae. cylindrica),CS-DA3C(来自山羊草Ae. triuncialis)配置杂交组合,对杀配子染色体的作用进行了研究。结果表明,杀配子染色体3C对H-13和H-24都是致死的,即有着完全的杀配子作用,但对H-33的杀配子作用则是不完全的,有着接近正常的结实率,说明不同的小麦-黑麦异代换系遗传背景对杀配子作用有很大影响,可能在品系H-33中存在对2C染色体杀配子作用的抑制基因。在以品系H-33为母本时,2个杀配子附加系F1的自交结实率差异显著,说明在相同的小麦-黑麦异代换系遗传背景下,染色体2C与3C的杀配子作用是不同的,在这2个杀配子染色体上可能带有不同的杀配子基因?这些研究结果为进一步创制小麦-黑麦易位系奠定了基础。     

Identification and genetic analysis of multiple P chromosomes of Agropyron cristatum in the background of common wheat

Agropyron cristatum, a wild relative of common wheat (Triticum aestivum L.), provides many desirable genetic resources for wheat improvement, such as tolerance to cold, drought, and disease. To transfer and utilize these desirable genes, in this study, two wheat-A. cristatum derivatives II-13 and II-23 were identified and analyzed. We found that the number of root tip cell chromosomes was 44 in both II-13 and II-23, but there were four and six P genome chromosomes in II-13 and II-23, respectively, based on genomic in situ hybridization (GISH). The chromosome configurations of II-13 and II-23 were both 2n=22II by the meiotic analysis of pollen mother cells (PMCs) at metaphase I, indicating that there were two and three pairs of P chromosomes in II-13 and II-23, respectively. Notably, wheat chromosome 7D was absent in derivative line II-13 while II-23 lacked chromosomes 4B and 7A based on SSR analysis combining fluorescence in situ hybridization (FISH) analysis with pAs1 and pSc119.2 as probes. Chromosomes 2P and 7P were detected in both II-13 and II-23. Another pair of P genome chromosomes in II-23 was determined to be 4P based on expressed-sequences tags-sequence tagged sites (EST-STS) markers specific to A. cristatum and FISH with probes pAcTRT1 and pAcpCR2. Overall, these results suggest that II-13 was a 7P (7D) substitution line with one pair of additional 2P chromosomes and II-23 was a multiple 4P (4B), 7P (7A) substitution line with one pair of additional 2P chromosomes. Moreover, we obtained six alien disomic addition lines and five alien disomic substitution lines by backcrossing. These new materials will allow desirable genes from A. cristatum to be used in common wheat.     

干旱胁迫对小麦代换系叶绿素荧光参数的影响及染色体效应初步分析

[目的]研究干旱胁迫对小麦代换系旗叶叶绿素荧光诱导动力学的影响以及外源染色体对叶绿素荧光参数的调控效应.[方法]以中国春(Chinese Spring,CS)-人工合成六倍体小麦(Synthetic hexaploid wheat,Synthetic 6x)代换系及其亲本为材料,于2005-2007年测定不同水分处理条...     

人工合成的十个优良小麦种质系的细胞学和性状特点的研究

本试验对从八倍体小偃麦与普遍小麦的杂种后代中选出的10个优良小麦种质系,进行了细胞学和田间试验鉴定。结果表明,在这10个小麦种质系中,其中有2个品系为单体异附加系,1个品系为双单体异附加系,2个品系为双体异附加系。有5个品系染色体数目与普通小麦相同,但具有偃麦草的某些特点,细胞学上具有异常行为,它们可能为新的次生六倍体小麦。这些小麦种质系中,有的综合性状较好,具有较好的丰产性能,有希望在生产上直接加以利用;有的虽然综合表现欠佳,但具有突出特点,可作为种质材料在育种上利用。     

基于簇毛麦No.1026转录组的SSR序列分析及其PCR标记开发

【目的】 探究从前苏联引进的簇毛麦No.1026（Dv#4）的EST-SSR序列特征及其在染色体的分布,分析它们在不同簇毛麦间及与小麦间的多态性,为其进一步的研究与利用提供依据。【方法】通过Illumina HiSeq测序获得No.1026植株的转录组序列,利用MISA软件分析转录组SSR序列及特征,采用Primer 3设计SSR引物,随机合成238对引物,对小麦中国春与簇毛麦Dv#4和引自英国剑桥的簇毛麦Dv#2的基因组DNA进行扩增,在琼脂糖凝胶上分离评价扩增产物的多态性,并利用一套小麦-簇毛麦异染色体系进行扩增分析。【结果】 检测了No.1026总长62.76 Mb的转录组序列,发现10 497个SSR位点,它们分布于8 735条Unigene上。在1—6个核苷酸的重复单元中,单、双、三碱基的重复占95.85%,其中三核苷酸串联重复数量最多,占SSR总数的50.33%,而CCG/CGG基序的重复占三核苷酸串联重复的41.66%;单核苷酸重复是第二大类型,出现频率为27.13%,其中A/T重复占单核苷酸重复的74.58%。二核苷酸重复类型的数量位列第三,占SSR总数的18.39%。在238对EST-SSR引物中,88对在中国春与簇毛麦（包括Dv#2和Dv#4）之间的扩增产物显示多态性;8对只在簇毛麦和单一异染色体系扩增;4对可在簇毛麦和多个异染色体系中特异扩增;但多数可在簇毛麦中清晰扩增的引物不能在任何异染色体系中扩增,推测可能与簇毛麦基因组及染色体导入小麦过程中的变异有关;47对（19.74%）在2份不同来源的簇毛麦Dv#2和Dv#4之间的扩增产物呈现多态性。利用1对EST-SSR引物和1个EST-PCR标记检测48个簇毛麦植株,证明多态性的SSR引物可有效用于检测簇毛麦的异质性。【结果】 簇毛麦No.1026（Dv#4）的转录组中存在丰富的SSR序列,其中CCG/CGG、A/T和AG/CT等三核苷酸、单核苷酸和二核苷酸是其最主要的串联重复基序。部分EST-SSR的侧翼保守序列与单一或若干外源染色体特异相关联,据此开发特异的分子标记,可用于跟踪检测小麦背景中特异的簇毛麦染色体或染色体片段。Dv#4与Dv#2间的部分EST-SSR具有多态性,提示2份不同来源簇毛麦的表达序列间存在一定程度的遗传差异,因此,簇毛麦Dv#4值得进一步的发掘研究。     

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.     

大白菜-结球甘蓝5号二体异附加系的选育及鉴定

【目的】获得稳定遗传的大白菜-结球甘蓝二体异附加系。【方法】以大白菜-结球甘蓝5号单体异附加系为材料,对其自交后代进行细胞学及SSR鉴定。【结果】37株自交后代中2n=22植株的比率为10.81%,通过对4个2n=22的植株进行核型分析及SSR鉴定,确定其为大白菜-结球甘蓝5号二体异附加系。减数分裂观察发现,大白菜-结球甘蓝5号二体异附加系后期Ⅰ虽然出现染色体落后现象,但在后期Ⅱ中染色体的分裂方式以11-11-11-11为主,其比率为69.55%。【结论】获得了大白菜-结球甘蓝5号二体异附加系,其外源染色体与甘蓝07连锁群相对应;该二体异附加系减数分裂形成的四分体以附加1条的染色体为主(n=11),有较高的遗传稳定性。二体异附加系的获得为研究芸薹属A、C基因组的亲缘关系,以及向大白菜中导入结球甘蓝的优良基因具有重要意义。     

小麦果聚糖合成酶基因6-SFT-A单核苷酸多态性分析及其定位

 【目的】小麦果聚糖合成酶基因6-SFT是果聚糖合成过程中的关键酶基因,研究6-SFT-A的多态性,分析其与小麦苗期抗旱性的关系,并进行遗传定位。【方法】以苗期抗旱性不同的30份六倍体小麦和4份小麦A基因组供体种乌拉尔图小麦为材料,通过直接测序分析6-SFT-A的单核苷酸多态性（SNP）及其与抗旱性的关系;开发基因分子标记,利用RIL群体（偃展1号×内乡188）对该基因进行遗传定位。【结果】在30份六倍体小麦材料中检测到14个核苷酸多态性位点,包括13个SNP和1个InDel,平均234 bp检测到一个多态性位点,仅在1 727和1 781 bp 2个位点检测到非同义突变;在4份乌拉尔图小麦中检测到28个SNP和4个InDel,其频率明显高于普通小麦。该基因的内含子1、2、3和外显子3为变异富集区,其它区域变异较小,外显子2变异最小,π值为0。34份材料分为3种单倍型,HaplⅠ主要包括中等抗旱材料和水敏感材料,Hapl Ⅲ中主要包括强抗旱材料和中等抗旱材料。利用RIL群体将该基因定位于染色体4A的标记Xcwm-27与Xwpt688之间,遗传距离分别为5.3和7.9 cM。【结论】单倍型分析表明,小麦果聚糖合成酶基因6-SFT-A单倍型与小麦苗期抗旱性有一定的相关性。     

基于RNA-seq的百萨偃麦草染色体特异分子标记开发与应用

【目的】百萨偃麦草（Thinopyrum bessarabicum Löve, 2n = 2x = 14, JJ或E^bE^b）是小麦改良的重要亲缘物种,开发染色体特异分子标记对于加快其有利基因向小麦中的转移和应用有重要意义。【方法】利用百萨偃麦草分蘖期叶片RNA-seq获得的EST序列与节节麦D基因组序列进行比对,鉴定出4 957条没有相似性的序列作为筛选百萨偃麦草特异序列的基础序列。从这些基础序列中随机选择部分序列设计EST-PCR引物507对,通过在普通小麦中国春、百萨偃麦草和中国春-百萨偃麦草双二倍体中的扩增分析,筛选出百萨偃麦草基因组特异标记,然后在已经选育出的8个小麦-百萨偃麦草异染色体系中进行染色体定位,并探讨这些标记在小麦染色体工程中的应用潜力;根据谷类作物的共线性,以百萨偃麦草EST序列设计共线性引物100对,并比较这些引物的扩增和定位结果。【结果】在开发的507对引物中,204对（40.2%）在百萨偃麦草和中国春-百萨偃麦草双二倍体中具有特异扩增,多态率远高于利用小麦（12%）和百萨偃麦草（14%）EST设计的234对共线性引物产生的多态率,建立了高效开发小麦亲缘物种特异标记的新方法;利用8个中国春-百萨偃麦草异染色体系,共定位了198个百萨偃麦草特异标记,分别位于染色体1J（31）、2JS（15）、2JL（26）、3JS（20）、4JS（12）、4JL（12）、5J（27）、6JS（13）、6JL（22）和7JS（20）,其中189个是根据百萨偃麦草转录组序列设计;利用定位于1J和6J的特异标记确定了4个易位系的染色体身份,其中1个涉及1J的大片段易位,2个涉及6JS的不同区段易位,1个为小片段中间插入易位;利用这些易位系,将30个1J和12个6J特异标记分别定位于2个物理区段。【结论】通过RNA-seq结合与小麦基因组序列比对可以获得小麦亲缘物种相对特异的EST序列并据此开发引物,建立了开发外源染色体特异标记的新方法,开发的标记可应用于小麦异易位系鉴定和缺失物理图谱的绘制。