利用Affymetrix芯片分析DON诱导抗赤霉病小麦品种望水白的基因表达谱

中国小麦地方品种望水白不但高抗赤霉病,而且其籽粒中DON(脱氧雪腐镰刀菌烯醇,被认为是赤霉病的致病因子)含量也低.为了研究望水白低DON含量的分子机制,利用Affymetrix小麦基因芯片对望水白受DON诱导调控的基因进行高通量的检测,以DON诱导后12 h和24 h混合样品作为处理组,水处理做为对照.总共检测到差异表达的基因1 114个,其中上调表达的基因有949个,下调基因165个.在上调表达基因中,推断有功能的基因涉及转录因子、信号蛋白、着丝粒蛋白以及与病程相关的基因,如:腺苷三磷酸结合盒转运蛋白,谷胱甘酞转移酶、细胞色素P450酶、苯丙氨酸解氨酶、葡萄糖基转移酶以及抗病蛋白等.对上调表达中的部分基因进行RT-PCR分析,证实它们都受DON诱导上调表达,与芯片检测结果吻合.     

普通小麦籽粒DON含量的配合力分析

为了选育抗赤霉病且籽粒毒素含量低的小麦品种以减轻赤霉病危害,在对我国南方麦区地方品种进行赤霉病抗性鉴定的基础上,选用8个籽粒中脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol, DON）含量水平不同的小麦品种作亲本,按8×8半双列杂交配制28个杂交组合,以接种后成熟籽粒中DON含量、病小穗数、病小穗率和病粒率为指标,进行赤霉病抗性、一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA）遗传分析,以及不同鉴定指标间比较和相关性分析。结果表明,8个品种中籽粒DON含量以苏麦3号最低(0.5715 mg kg^-1),Alondra’s最高(13.5560 mg kg^-1),各组合F1的籽粒DON含量均低于感病品种Alondra’s。品种间GCA和SCA存在显著差异,籽粒DON含量以加性效应为主,存在部分显性效应。苏麦3号、望水白和翻山小麦表现出较好的一般配合力效应。以苏麦3号为亲本的5个组合、望水白为亲本的4个组合特殊配合力效应较大。扬麦158一般配合力效应较小,但有4个组合表现较好的特殊配合力效应。籽粒DON含量和病小穗数、病小穗率、病粒率呈极显著的正相关关系。感病品种Alondra’s和绵阳8545的各个抗性鉴定指标的一般配合力在8个品种的排序中表现一致,抗病品种各个抗性指标的一般配合力在8个参试材料间的排序有所差异。DON含量的狭义遗传力为74.54%,因此以抗DON积累为指标的赤霉病抗性育种,可以在早期世代进行选择。     

中间偃麦草染色体组型研究

通过系统对比分析 ABD、AB、AG 等类型小麦与中间偃麦草杂交后 F_1的减数分裂资料确认中间偃麦草没有与小麦 B 组同源的染色体组。减数分裂染色体 N 带分析进一步证实了这一点。以目前研究来看,中间偃麦草染色体组型以有两组彼此部分同源,另一组与它们远缘为宜,建议以字母 NNiX 代之。     

普通小麦与野生大麦的属间杂交

通过活体/离体幼胚培养获得了智利大麦(Hordeum chilense,2n=2x=14)、海大麦(H.marinum,2n=2x=14)及平展大麦(H.depressum,2n=4x=28)与普通小麦(Triticum aestivum,2n=6x=42)之间的属间杂种。智利大麦×小麦及海大麦×小麦杂种在形态上偏向父本小麦,而平展大麦×小麦杂种除穗部性状外,其形态明显偏向母本。所有杂种均自交不孕     

小麦—簇毛麦6VS／6AL易位系叶片cDNA文库构建及鉴定

用表达型质粒载体p^SPORT1构建了经白粉菌（Erysiphe graminis)诱导48h和未经诱导的小麦－簇毛麦6VS／6AL易位系（Triticum aestivum-Haynaldia villosa translocation lin)叶片cDNA库各一个，库宿主菌为E.coli DH10B，非诱导库包含约50万个重组cDNA克隆，平均插入征段为1．25kb，主要分布在400bp-2.2kb。诱导民含约30万个重组cDNA克隆，平均插入片段1．2kb。用克隆的病程相关基因（pathogenesis related gene)，＝－小麦类甜蛋白基因pWIR作探针，进行杂交筛库，杂交信号明显，重复性好。     

纤毛鹅观草、竖立鹅观草及鹅观草种间杂种的形态与细胞遗传学研究

获得了纤毛鹅观草(2n=4x-28,SSYY)、竖立鹅观草(2n=28)和鹅观草(2n=6x=42,SSHHYY)之间3个组合的种间杂种。杂种F_1生活力强,分蘖旺盛,形态上基本呈双亲的中间型。竖立鹅观草与纤毛鹅观草的杂种F_1自交结实率为55％,其他两个杂种F_1自交结实率为0,F_1花粉母细胞中期Ⅰ染色体配对构型和平均臂配对频率(C)(竖立鹅观草×纤毛鹅观草)F_1为12.49+1.21+0.60Ⅰ,C=0.935;(纤毛鹅观草×鹅观草)F_1为11.59+1.58+8.74Ⅰ,C=0.910;(竖立鹅观草×鹅观草)F_1为12.30+0.88+8.64Ⅰ,C=0.884.经3个杂种F_1配对资料分析。它们最适合的数学模型分别为2:2,2:2:1和2:2:1。笔者认为。竖立鹅观草亦为一完全的异源四倍体。其染色体组为SSYY。与纤毛鹅观草的S、Y染色体组相同。与鹅观草对应的S、Y之间也是一致的。从细胞学分类结合形态特征考虑。将竖立鹅观草划为纤毛鹅观草的一个变种可能更为合适。     

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     

小麦与簇毛麦杂种后代抗白粉病株系的细胞遗传学分析

通过花粉母细胞减数分裂分析,鉴定了{[(T.turgidum c.v.r-80-1×H.villosa)F_1×T.aestivum c.v.宁麦7317~2)F_1×T.aestivum c.v.扬麦3号}自交和部分自由授粉后代中抗白粉病株系的染色体构型。初步探明这些材料对白粉病免疫或高抗的特性可能是通过易位或代换(单体或二体代换)导入的。这种易位与代换显然涉及载有抗白粉病基因的簇毛麦染色体。在这些材料的株系间和株系内,观察到了上述易位或代换交错存在的现象。     

栽培大麦与球茎大麦和平展大麦种间杂种的细胞遗传学研究

利用幼胚培养技术获得了栽培大麦(Hordeum vulgare,2n=2x=14)×球茎大麦(H.bulbosum,2n=4x=28)和平展大麦(H.depressum,2n=4x=28)×栽培大麦种间杂种。杂交结实率分别为95.8％和75.0％。杂种在形态上偏向野生大麦亲本,自交不孕,回交亦不结实。栽培大麦×球茎大麦杂种在减数分裂中期Ⅰ的平均染色体构型为6.08Ⅰ+4.76Ⅱ+1.36Ⅲ+0.29Ⅳ,双亲染色体组间有比较高的同源关系,但在染色体结构上已有所分化。平展大麦×栽培大麦杂种表现减数分裂染色体数目的不稳定性,中期Ⅰ的平均染色体构型为16.02Ⅰ+2.47Ⅱ+0.02Ⅲ,表明双亲染色体组间无同源关系。本文对野生大麦种质导入栽培大麦的可能性进行了讨论。