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。     

利用离果山羊草3C染色体诱导簇毛麦2V染色体结构变异

【目的】簇毛麦是普通小麦的一个近缘物种,它具有许多抗病基因,在小麦育种中起重要作用。抗白粉病基因Pm21已被南京农业大学细胞遗传所成功地转移到小麦背景中,并被广泛地用于小麦育种实践。为了进一步转移和利用定位于簇毛麦2V染色体上的有用基因,如抗眼斑病基因、抗条锈基因和护颖颖脊刚毛基因,为小麦育种创造新种质。【方法】通过普通小麦农林26-离果山羊草3C二体异附加系与小麦-簇毛麦2V（2D）二体代换系杂交,综合运用染色体C-分带、基因组原位杂交、染色体构型分析和分子标记分析。【结果】从杂种F２和F３中鉴定出涉及簇毛麦2V结构变异的异染色体系7份,包括纯合缺失系1份（Del 2VS•2VL-）,易位系4份,其中纯合易位2份（初步推断为T3DS•2VL,T2VS•7DL）、小片段易位1份（T6BS•6BL-2VS）和中间插入易位1份（T2VS•2VL-W-2VL）,等臂染色体1份（2VS•2VS）和单端体1份（Mt2VS）。利用可分别追踪2VS 和2VL的分子标记Xwmc25-120和NAU/STSBCD135-1进行PCR分析,进一步证明这7份异染色体系中涉及簇毛麦2V染色体片段。【结论】涉及2V短臂的单端体Mt2VS,等臂染色体2VS•2VS和易位系T2VS•7DL在护颖颖脊上有簇状分布的刚毛,而涉及2V长臂的易位系T3DS•2VL无刚毛,进一步证实簇毛麦护颖颖脊刚毛基因位于2VS。离果山羊草3C染色体可有效诱发簇毛麦2V染色体结构变异。     

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.     

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。     

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.     

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。     

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     

小麦-簇毛麦端体附加系中6VS的细胞遗传学行为及其抗性遗传研究

小麦 -簇毛麦 6VS端体附加系AD134抗白粉病特性受 6VS上基因的控制 ,在不同小麦背景下都能充分表达。单体附加的 6VS抑制小麦染色体正常配对 ,造成单价体数量增加 ,但其影响程度还与小麦遗传背景的互作有关。观察到多种减数分裂异常现象 ,但染色体断裂的频率较低 ,表明使用端体附加系选育易位系应增大杂交后代的群体。AD134细胞学稳定性较差。在杂合状态下 ,6VS通过雌、雄配子的传递率均显著下降 ,但其通过雌配子的传递率 (平均 2 3 8% )仍显著高于通过雄配子的传递率 (平均 7 4% ) ,也高于 6V通过雌配子的传递率 ,文中对这一结果可能的原因进行了讨论     

小麦-簇毛麦易位系中贮藏蛋白的鉴定及分析

为探讨簇毛麦染色体对小麦品质的影响,利用A-PAGE、SDS-PAGE和高效毛细管电泳(High-performance capillary electrophoresis,HPCE)技术对12个易位系及7个附加系的贮藏蛋白进行鉴定。将簇毛麦的一条ω-醇溶蛋白基因定位于1VL。结果表明:易位系T1DL·1VS可用来改良小麦品质;定位于簇毛麦1VS染色体上的高分子谷蛋白在小麦中表达不稳定;其他材料醇溶蛋白组成发生改变较小,可能对面筋相关品质影响不大,在育种工作中不会引起面筋相关品质下降;易位系材料中的小麦醇溶蛋白的质量分数有所增加。     

涉及簇毛麦6V染色体结构变异体的筛选与鉴定

簇毛麦是小麦的一个野生近缘种,抗病性、抗逆性强,蛋白质和赖氨酸含量高,是小麦遗传改良的重要基因源.为定位、转移和利用簇毛麦有益基因,南京农业大学细胞遗传所通过花粉辐射,获得了一批涉及簇毛麦不同染色体且不同区段的结构变异体.该研究从这些结构变异体中筛选鉴定涉及簇毛麦6V染色体的结构变异体,共筛选鉴定出13种涉及簇毛麦6V染色体的结构变异体,包括2个整臂易位、5个小片段易位、4个大片段易位、1个缺失和1个中间插入易位,这些结构变异体的筛选鉴定将为进一步定位和利用簇毛麦6V染色体上的优异基因奠定基础.     

普通小麦-簇毛麦T6VS·6AL易位染色体的品质效应分析

[目的]了解小麦-簇毛麦T6VS·6AL易位染色体对衍生高代品系的品质效应,为山西中部麦区培育含抗白粉病基因Pm21的优质、高产小麦新品种提供科学依据。[方法]采用MPA傅里叶变换近红外光谱仪分析了70个含纯合6VS·6AL易位染色体的小麦高代品系及8个相应亲本的蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值。[结果]绝大多数高代品系的蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值低于双亲,说明T6VS·6AL易位染色体对上述3个品质性状有一定的负向效应。参试T6VS·6AL高代品系的蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值在不同组合间表现趋势不一致,而且同一组合的不同品系之间存在着显著差别。[结论]在组合配置时要考虑亲本的影响,同时注重对品质性状的早代选择。     

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。     

原位杂交鉴定导入小麦的多年生簇毛麦染色质

多年生簇毛麦（Dasypyrum breviaristatum）是一个小麦育种中尚未广泛应用的新种质。为跟踪多年生簇毛麦优异基因向小麦中导入，用基因组原位杂交方法对获得的含多年生簇毛麦染色体组的材料和衍生后代进行了鉴定。结果表明TDH-2是一个小麦一多年生簇毛麦的部分双二倍体，在TDH-2与小麦的杂交回交后代中观察到了多年生簇毛麦染色体以多种形式导入，为进一步分离和鉴定小麦一多年生簇毛麦附加系和易位系打下了基础。     

小麦-簇毛麦易位系V832抗条锈性遗传分析及细胞学鉴定

【目的】通过对簇毛麦与7182杂交获得的抗条锈病新种质V832进行抗条锈病鉴定和遗传分析,明确V832含有的抗病基因以及细胞学特性.【方法】以V832、感病对照铭贤169及其杂交后代F_1、F_2、F_3和BC_1群体为材料,采用当前流行的条锈菌生理小种(菌系)Su11-4、Su11-7、CYR23、CYR29、CYR32、CYR33和CYR34对供试群体进行苗期抗条锈性鉴定,分析抗病基因的遗传规律,并利用基因组原位杂交技术对V832含有的外源染色体片段进行鉴定.【结果】V832在苗期对7个条锈菌生理小种均表现免疫或近免疫,其抗性可能来源于簇毛麦.V832对Su11-7和CYR32的抗病性都是由一对显性基因控制.GISH分析表明V832含有来自簇毛麦的染色体片段,是一个普通小麦-簇毛麦易位系.【结论】簇毛麦易位系V832对我国目前流行的小麦条锈菌生理小种具有良好的抗病性,可以作为抗源在我国小麦抗条锈育种中应用.     

导入Rht10基因的八倍体小偃麦的农艺性状遗传分析

将矮秆基因Rht10导入八倍体小偃麦中获得了染色体数为2n=56的矮秆稳定材料攀89074-1-1-1，其中Rht10基因表现了极强的降秆能力，同时攀89074-1-1-1的幼苗对赤霉酸反应不敏感，表明Rht10基因能在八倍体小偃麦遗传背景中正常表达，用该矮秆小偃品系与含有小麦-簇毛麦6VA/6AL易位系92R137杂交，对F2群体的植株株高及其它农艺性状的遗体分析表明，Rht10基因在杂交后代中呈显性遗传，从该群体中能够获得一批半矮秆、分蘖力强、抗锈病和白粉病的株系，可望从中培育结合中间偃麦草和簇毛麦优良基因的中间材料。     

簇毛麦染色体通过硬粒小麦-簇毛麦双二倍体与普通小麦杂种F1的雌雄配子传递的研究

利用“单株植物C-带技术”,对6x小簇麦与普通小麦的杂种F2和回交BC1 世代的染色体结构进行观察,研究了簇毛麦染色体在杂种后代中的传递行为.结果表明,在大多数杂种组合中,簇毛麦染色体通过雌配子的传递行为是随机的,并显著高于通过雄配子的概率,但在含有小麦亲本‘J-11'的杂种组合中情况不同,簇毛麦染色体在这个杂种组合中通过雌、雄配子的传递率都是随机的.说明簇毛麦染色体的传递受杂种F1中小麦亲本的影响,推测在小麦亲本‘J-11'中可能存在一个影响簇毛麦染色体通过雄配子传递的基因.单个簇毛麦染色体的传递与6x小簇麦作为父本或母本有关.通过雌雄配子传递中,以4V 和7V染色体的传递频率最高,而3V的传递频率最低.本研究结果表明,在用6x小簇麦作为桥梁转移簇毛麦有利基因,创制杂种F1时,最好以普通小麦为父本,并且F3和BC1F2 是关键的选择世代.     

普通小麦-簇毛麦T5VS·5DL易位染色体对小麦主要农艺性状、品质和白粉病抗性的遗传效应分析

【目的】分析普通小麦-簇毛麦T5VS·5DL易位染色体对主要农艺性状、品质性状及白粉病抗性的遗传效应,了解T5VS·5DL易位染色体通过雌雄配子的传递情况,筛选便于育种利用的共显性分子标记,进一步明确T5VS·5DL易位系的高代回交品系在育种改良中的利用价值。【方法】分别以扬麦13、扬麦15为轮回亲本的高代T5VS·5DL易位系回交品系(BC4F4)及其分离群体(BC5F2)为材料,利用GISH及5VS特异分子标记对这些材料进行了鉴定;在大棚及大田2种环境下调查了这些材料的株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重等主要农艺性状,并对这些材料的水溶剂保持力、碳酸钠溶剂保持力、蔗糖溶剂保持力、乳酸溶剂保持力、蛋白和籽粒硬度等品质性状进行了分析;还利用白粉菌混合生理小种对这些材料的苗期(二叶期)和成株期(抽穗期)进行了接种鉴定。【结果】含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系的株高、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重等主要农艺性状与其轮回亲本相比,2种环境下的差异均不显著,表明簇毛麦5VS染色体臂代替普通小麦5DS染色体臂后,对产量性状的补偿性较好,没有显著的不利影响。品质性状的分析结果表明,含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系的籽粒硬度值(SKCS)均显著低于其轮回亲本,表明簇毛麦Dina/Dinb基因型比普通小麦的Pina/Pinb基因型具有更软质胚乳特性;另外,含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系的水溶剂保持力与碳酸钠溶剂保持力也显著低于轮回亲本,而蔗糖溶剂保持力、乳酸溶剂保持力及蛋白质含量的差异不显著,表明T5VS·5DL易位染色体对弱筋小麦品质指标可能有一定的正向效应。白粉菌混合生理小种接种鉴定的结果表明,在二叶期,含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系及其轮回亲本均高感白粉病,但在成株期含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系高抗白粉病,而其轮回亲本仍高感白粉病,表明含有T5VS·5DL易位染色体高代回交品系携带白粉病成株抗性基因。对BC5F2群体单株的白粉病及T5VS·5DL易位染色体鉴定的结果表明,所有含有T5VS·5DL易位染色体的单株均高抗白粉病,无T5VS·5DL易位染色体的单株均高感白粉病,推测一个显性的白粉病成株抗性基因与T5VS·5DL易位染色体共分离。同时在分离群体中,纯合易位染色体单株数、杂合单株数及无易位染色体单株数之比,经χ2测验符合1﹕2﹕1分离比例,表明T5VS·5DL易位染色体在小麦背景中遗传传递正常。通过对5VS特异分子标记的扩增条件及带型分析发现,共显性EST分子标记5EST-237、Pinb-1,扩增条件简单,特异带型易于识别,可以利用这些标记对T5VS·5DL易位染色体进行分子标记辅助选择。【结论】鉴于T5VS·5DL易位系良好的品质及抗病特性,建议在弱筋小麦的育种项目中加以利用。     

簇毛麦染色体通过硬粒小麦—簇毛麦双二倍体与普通小麦杂种F1的雌雄配子传递的研究

利用“单株植物C－带技术”,对6x小簇麦与普通小麦的杂种F2和回交BC1世代的染色体结构进行观察，研究了簇毛麦染色体在杂种后代中 的传递行为。结果表明，在大多数杂种组合中，簇毛麦染色体通过雌配子的传递行为是随机的，并显著高于通过雄配子的概率，但在含有小麦亲本‘J－11‘的杂种组合中情况不同，簇毛麦染色体在这个杂种组合中通过雌、雄配子的传递率都是随机的。说明簇毛麦染色体的传递受杂种F1中小麦亲本的影响，推测在小麦亲本‘J－11‘中可能存在一个影响簇毛麦染色本通过雄配子传递的基因。单个簇毛麦染色体的传递与6x小簇麦作为父本或母本有关。通过雌雄配子传递中，以4V和7V染色体的传递频率最高，而3V的传递频率最低。本研究结果表明，在用6x小簇麦作为桥梁转移簇毛麦有利基因，创制杂种F1时，最好以普通小麦为父本，并且F3和BC1F2是关键的选择世代。     

簇毛麦易位系V9125-2抗条锈基因YrWV的遗传分析和SSR分子标记

[目的]对高抗条锈病的簇毛麦易位系V9125-2进行研究,明确其抗病性遗传特点,并对其抗条锈病基因定位,为选育优质抗源材料提供依据.[方法]采用中国当前流行的7个条锈菌生理小种CYR29、CYR30、CYR31、CYR32、CYR33以及Su11-4、Su11-11对簇毛麦易位系V9125-2和铭贤169的杂交后代进行...     

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。