圆锥小麦四排穗性状基因的遗传及分子标记分析

四排穗(four-rowed spike, FRS)性状是超数小穗(supernumerary spikelets, SS)性状的一种类型,表现为在一个穗轴节片上近垂直地着生2个无柄小穗,从而增加了小穗数和穗粒数,对提高产量有一定的潜力。为了解圆锥小麦0880 FRS性状的遗传特征,将0880与正常穗(normal spike, NS)圆锥小麦0879杂交,构建了遗传群体,并对0880 (FRS) × 0879 (NS)与0879 (NS) × 0880 (FRS) F₁、F₂及F_2:3植株的穗部性状进行了调查。结果显示,正反交组合的F₁植株均表现为正常穗,F₂群体中正常穗与四排穗符合3∶1的分离比例,表明0880的四排穗性状由隐性单基因控制,将该基因定名为frs1;细胞质对frs1无显著影响。采用已定位于普通小麦A组与B组的SSR分子标记并结合混合分组分析法(BSA), 筛选出32个在双亲及F₂单株构建的四排穗型池和正常穗型池都具有多态性的SSR分子标记,利用JoinMap4.0软件构建了与frs1连锁的2A染色体11个SSR分子标记遗传图谱,其中SSR标记Xwmc598和Xwmc522位于frs1基因两侧,与该基因的遗传距离分别为4.0 cM和2.4 cM。利用2A染色体缺失系对这11个SSR进行物理定位,Xwmc598和Xwmc522均被定位在2A染色体短臂FL0.00~0.78区域。本研究的结果为frs1基因的精细定位及分子标记辅助选择奠定了基础。     

二穗短柄草幼胚再生体系及农杆菌介导转化的初步研究

以二穗短柄草3个品系BDR018,BD21,BD21-3的幼胚为外植体,研究了幼胚大小对胚性愈伤组织诱导和再生的影响。采用携带gus和bar基因双元表达载体(pDM805)的根癌农杆菌菌株AGL1对BDR018品系的幼胚愈伤组织进行了遗传转化。本实验探讨了影响幼胚愈伤组织诱导再生及遗传转化的几个因素。结果发现,幼胚大小介于0.5～1.0mm之间的愈伤组织诱导率最高。随愈伤组织年龄的增加,BDR018,BD21,BD21-3愈伤组织的再生率下降,白化率上升。愈伤组织年龄在5～8周范围内转化效率较高,平均转化效率为38.5%。真空处理5min和0.01%的SilwetL-77处理均可提高转化效率。对转化植株进行GUS基因化学组织检测和PCR鉴定,初步证明外源基因已整合再生植株基因组中。     

携带抗白粉病基因Pm21的小麦–簇毛麦小片段易位染色体在不同小麦背景中的传递率及遗传稳定性

抗白粉病基因Pm21来自小麦近缘种簇毛麦。小麦一簇毛麦小片段顶端易位系NAU418(T1AS·1AL-6VS)和小片段中间插入易位系NAU419(T4BS·4BL-6VS-4BL)携带Pm21,高抗白粉病,是小麦抗病育种新种质。为了对其育种利用提供依据,以NAU418和NAU419为亲本分别与来源于不同生态区的郑麦9023等12个小麦品种杂交,杂种F_1再分别与来源于不同生态区的农艺亲本进行正、反回交,研究两种易位染色体在不同小麦背景中的遗传稳定性及其通过雌雄配子的传递规律。DNA分子原位杂交结果表明,在杂种F_1花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(Pollen Mother Cell,PMC MI),两种易位染色体分别可以与对应的小麦染色体配对形成棒状二价体。正、反交结果分析表明,NAU418中的小片段顶端易位染色体T1AS·1AL-6VS通过雌配子和雄配子的传递率分别为8.00%~50.98%和7.89%~45.07%,NAU419中的小片段中间插入易位染色体T4BS·4BL-6VS-4BL通过雌配子和雄配子的传递率分别为29.17%~52.38%和7.69%~47.06%。表明2个易位系中的易位染色体都可以通过雌、雄配子传递,但是其通过雄配子的传递率均显著低于通过雌配子的传递率。     

将大赖草种质转移给普通小麦的研究 Ⅴ.三个普通小麦-大赖草二体异附加系的选育与鉴定

利用形态特征的观察、根尖细胞有丝分裂中期染色体计数、花粉母细胞减数分裂中期Ｉ（ＰＭＣＭⅠ）染色体构型分析以及Ｃ－分带，从普通小麦与大赖草（ＬｅｙｍｕｓｒａｃｅｍｏｓｕｓＬａｍ）杂种回交后代中选育出３个二体异附加系：９５Ｇ０４，９５Ｇ１６和９５Ｇ２３，其ＰＭＣＭⅠ染色体配对构型分别为０．１６Ⅰ＋２０．２５○Ⅱ＋１．６７Ⅱ，０．３５Ⅰ＋１８．９５○Ⅱ＋２．８７Ⅱ和０．１９Ⅰ＋２０．０７○Ⅱ＋１．８３Ⅱ。染色体Ｃ－分带结果表明：９５Ｇ０４，９５Ｇ１６，９５Ｇ２３分别为大赖草第１号，第４号，第５号染色体的二体异附加系     

基于纤毛鹅观草特异的卫星重复序列开发寡核苷酸探针

[目的]本文旨在开发纤毛鹅观草特异的寡核苷酸（oligonucleotide, oligo）探针,进一步完善纤毛鹅观草染色体鉴定技术。[方法]利用前期选育的普通小麦-纤毛鹅观草异附加系DA2S^cL和DA6S^c,通过流式分拣和基因组二代测序获得纤毛鹅观草染色体6S^c和染色体臂2S^c长臂的基因组序列,利用Repeatexplorer2/TAREAN软件从中鉴定出卫星重复序列并设计成oligo探针,通过荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization, FISH）分析所开发oligo探针的应用价值。[结果]从6S^c和2S^cL基因组序列中共鉴定出11个卫星重复序列并开发成11个oligo探针,oligo-FISH结果表明,其中6个探针可以在纤毛鹅观草染色体上产生明显杂交信号,而在小麦染色体上未产生明显杂交信号,可用于特异鉴定小麦背景中的纤毛鹅观草染色体或片段。对1套普通小麦-纤毛鹅观草异附加系oligo-FISH分析发现,olig...     

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。     

分子标记辅助育种新尝试——与P_(m2)及P_(m4a)基因紧密连锁RFLP标记在小麦抗白粉病育种中的应用

以当地育成的小麦抗白粉病材料，对国外筛选到的与白粉病抗性基因Ｐｍ２及Ｐｍ４ａ紧密连锁的ＲＦＬＰ标记进行了分析。结果表明，这些ＲＦＬＰ标记即使在遗传背景不同的情况下仍可用于对Ｐｍ２及Ｐｍ４ａ基因的检测及鉴定。研究还表明，利用分子标记辅助小麦抗白粉病育种不仅可行，而且还可对育成的抗病品系所携具体抗性基因进行精确鉴定，并可大量减少分菌系或小种接种鉴定时的冗繁程序     

云南、西藏及新疆小麦研究进展

为了解目前云南、西藏和新疆小麦的研究现状,就三者的分类学地位、起源进化、独特性状和遗传多样性的研究进展进行了综述,并提出了进一步研究的问题和意见.分类学,形态学,染色体组组成,SSR分子标记等研究结果表明,云南、西藏小麦是普通小麦的一个亚种,而新疆小麦被划分为六倍体小麦内的一个独立的种(Tr.petropavlovskyio),推测云南小麦和西藏小麦可能是由中东等地传入中国的原始六倍体小麦的后代,而新疆小麦或许是外来原始六倍体小麦传入中国新疆后,再与新疆本地的波兰小麦杂交的后代.研究还表明,西藏小麦和云南小麦群体内的遗传多样性要大于新疆小麦.     

顶芒山羊草特异寡核苷酸探针开发和oligo-FISH核型构建

栽培小麦近缘物种顶芒山羊草(Aegilops comosa, 2n=2x=14, MM)是小麦改良的三级基因库。为准确鉴定顶芒山羊草M基因组染色体或染色体区段,本研究利用二代测序获得顶芒山羊草M基因组序列信息,从中鉴定出16条可能的特异卫星重复序列。根据这些序列设计12个寡核苷酸(oligo)探针进行oligo-FISH,结果表明,其中10个探针可在顶芒山羊草染色体上产生明显的杂交信号。对探针特异性分析发现, 5个探针仅在顶芒山羊草染色体上产生杂交信号,在小麦染色体上未观察明显杂交信号,可作为顶芒山羊草特异探针鉴定小麦背景中的顶芒山羊草染色体。选择在顶芒山羊草染色体上信号分布丰富的3个探针(oligo-pAc89、oligo-pAc148、oligo-pAc225)组成探针套ONPS#AC1,结合利用本实验室根据小麦D亚基因组开发的寡核苷酸探针库,构建了顶芒山羊草的oligo-FISH核型。本研究构建的FISH核型可以准确识别顶芒山羊草各条染色体,为挖掘、转移和利用顶芒山羊草优异基因提供了快速准确的鉴定手段。