禾本科小麦族三个物种的核型及进化关系分析

首次报道了禾本科小麦族3个物种的核型,二倍体长穗偃麦草2n=2x=14=10m 4sm(2SAT),核型属于2A型;假鹅观草2n=2x=14=8m 6sm(2SAT),核型属于2A型;中间偃麦草2n=6x=42=16m 20sm(4SAT) 6st,核型属于3B型;同时,根据Stebbins的核型进化理论和分支系统学的编序、赋值方法,对核型的4个重要性状进行了分析,结果表明在这3个物种中二倍体长穗偃麦草与假鹅观草进化程度基本一致,而中间偃麦草相对进化程度较高。     

寒地多年生麦草新种质的形态学分析与细胞学检测

为丰富北方寒地牧草品种,选育适合北方寒冷地区种植的优势牧草,以八倍体小偃麦(Trititrigia)与中间偃麦草(Thinopyrum intermedium)杂交后代选育的10份寒地多年生麦草新种质为材料,借助我国东北哈尔滨地区的气候特点,对其进行形态学分析和细胞学鉴定。结果表明:10份材料田间自然生长年限超过3a,均具有抗寒性和多年生特性,可在哈尔滨地区-30℃环境下安全过冬;根系发达,除2个株系8LF2 1-1-4和11LF3 1-1-4外,其他株系具有地下茎。植株生长繁茂,有5个株系总分孽数超过40,2个株系穗长超过24cm。株系11LF3 1-1-4和11LF4 1-18-1结实率平均值在80%以上,远高于亲本中间偃麦草;10份材料种子发芽率在60%~90%;株系5Q10L1-18-1茎秆干重可达1.7kg·m~(-2)。10个株系根尖体细胞染色体为42条,遗传稳定,植株均表现抗旱、抗寒,抗病等特性。本研究可为北方寒地的牧草选育提供理论和材料基础。     

乾宁狼尾草和中序狼尾草的某些生物学特性初探与核型分析

从牧草种质资源鉴定利用角度,对中国产狼尾草属的两个新野生种农艺性状生长、栽植密度以及核型分析等方面,进行了比较研究。结果表明,乾宁狼尾草与中序狼尾草在自然状况下,结实率低,分别仅为41.2％和17.8％,但两者营无性繁殖的地下茎十分发达。生长分析的各项指标上,乾宁狼尾草最大叶面积指数13.1比中序狼尾草3.56大,平均净同化作用率前者小,后者大(36.2和54.1克平方米~(-2)周~(-1)),两者差异均极显著(P=0.01),平均相对生长率分别为0.56和0.52克~(-1)周~(-1),与其它各项均不显著。不同栽植密度,使得草种对光照条件、CO_2流通率以及单位植株营养面积表现出巨大差异,导致形成的生物量也不尽同。乾宁狼尾草与中序狼尾草分别以35cm和25cm行距栽植时,当年生物产量较高;从营养成分上,不单含高量的粗蛋白,营养期与开花期分别达21.45％、16.02％和21.05％、16.88％;赖氨酸含量也表现出同步优势。经染色体数目及核型分析,两种的体细胞染色体数均为36,属四倍体(X=9)。其核型彼此无差异。初步可认定两种,亲缘关系属同源染色体组。     

病原诱导的中间偃麦草ERF转录因子基因的克隆及其表达特性

应用RT-PCR、RACE技术，从病原诱导的中间偃麦草叶片cDNA中，分离出1个编码ERF基因的全长cDNA序列，该基因暂命名为TiERF1a，编码由292个氨基酸组成的蛋白质，具有ERF转录因子典型的结构，即保守的AP2/ERF DNA 结合域、核定位位点和酸性激活区。TiERF1a的氨基酸序列与一个水稻ERF蛋白OsBIERF3具有66%的同源性，与拟南芥AtERF1同源性仅39.7%，为植物ERF转录因子家族B3亚群的一个新成员。表达分析结果表明，纹枯病菌、赤霉病菌侵染可诱导TiERF1a基因的上调表达，与防卫相关的激素乙烯、茉莉酸也可诱导该基因上调表达，且TiERF1a对外源乙烯、茉莉酸的响应时期早于对纹枯病菌、赤霉病菌响应时期，说明TiERF1a可能通过乙烯、茉莉酸信号途径参与寄主调控对纹枯病菌、赤霉病菌的防御反应。     

Development and characterization of common wheat-Thinopyrum intermedium translocation lines with resistance to barley yellow dwarf virus

We developed some wheat-Th. intermedium translocation lines,Yw642, Yw443 and Yw243, etc., showing good BYDV resistance from L1by induced homoeologous pairing using CS ph mutant. Characterization ofthese wheat lines was carried out by GISH and RFLP analysis. The resultsof GISH showed that the lines, YWw42, Yw443 and Yw243, etc., arehomozygous wheat-Th. intermedium translocation lines, in which thechromosome segments of Th. intermedium were transferred to thedistal end of a pair of wheat chromosomes. RFLP analysis indicated that thetranslocation chromosome of the wheat lines is T7DS · 7DL-7XL. Thebreakpoint of the translocation is located on the distal end of 7DL, betweenXpsr965 and Xpsr680 about 90–99 cm from the centromere. The BYDVgene is located on the distal end of 7XL around Xpsr680, Xpsr687 andXwg380. The RFLP markers of psr680, psr687 and wg380 werecosegregated with the BYDV resistance respectively and could be used formolecular assisted selection (MAS) in wheat breeding program for BYDVresistance.     

利用BSMV-VIGS技术快速分析小麦TNBL1基因的抗黄矮病功能

小麦黄矮病是由蚜虫介导的大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf virus, BYDV)侵染引起的小麦重要病害之一。利用cDNA-AFLP分析,筛选出在抗黄矮病小麦易位系YW642中特异表达的长度为292 bp的 cDNA片段,以此片段为启始序列,利用RACE和RT-PCR技术克隆出该基因的全长cDNA序列,推导该基因编码1个NBS-LRR蛋白,将其命名为TNBL1。本研究利用大麦条纹花叶病毒(BSMV)诱导的基因沉默(virus-inducing gene silencing, VIGS)技术,快速分析TNBL1是否参与小麦抗黄矮病反应。通过PCR添加酶切位点、定向酶切与连接,将TNBL1特异的292bp片段反向整合到BSMV-γ链的多克隆位点上,获得重组载体BSMV-γ: TNBL1as,体外转录BSMV-VIGS载体的3个组分(BSMV-TNBL1as、BSMV-α和BSMV-β),等量混合、摩擦接种到抗黄矮病的小麦易位系YW642幼苗叶片上,使YW642中TNBL1基因沉默,然后接种BYDV病原进行黄矮病抗性鉴定。结果表明,TNBL1基因沉默后的YW642对BYDV敏感、显现感病症状,其体内BYDV含量较未发生基因沉默的YW642中的明显增加,证明TNBL1基因是正向调控小麦抗BYDV反应的1个重要基因。     

小麦-中间偃麦草二体异代换系山农0095的选育及其鉴定

 利用小麦品种烟农15与中间偃麦草直接杂交，以烟农15为回交亲本对其杂种F1回交2次，再经自交3次，从BC2F4中选出种质系山农0095。利用形态学、细胞学、种子醇溶蛋白酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（A-PAGE）、RAPD和GISH等方法对其进行鉴定。结果表明，山农0095平均株高78 cm，穗长17.3 cm，穗粒数74个，旗叶长36.3 cm，旗叶宽3.03 cm，茎秆粗壮，多花多实，繁茂性好；其根尖细胞染色体数目为2n＝42，花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMC MⅠ)染色体构型为2ｎ=21Ⅱ；它与烟农15的杂种Ｆ1 在减数分裂中期Ⅰ的大多数花粉母细胞能观察到2个单价体，平均染色体构型为2ｎ=20.08Ⅱ＋1.84Ⅰ。A－PAGE鉴定结果表明，山农0095在β区出现一条中间偃麦草的特异带；从180个RAPD引物中筛选出一个特异引物S186（5?－GAT ACC TCGG－3?），能够在山农0095中扩增出一条约900 bp中间偃麦草的特异带，标记为S186900；以中间偃麦草基因组DNA为标记探针、中国春基因组DNA为封阻的原位杂交结果进一步表明，山农0095的42条染色体中含有2条完整的中间偃麦草染色体，是小麦－中间偃麦草的二体异代换系。     

小麦-中间偃麦草异附加系Z4的外源染色质的分子标记

以中间偃麦草基因组DNA为探针对小麦中间偃麦草异附加系Z4进行基因组原位杂交分析，表明异附加系Z4附加的一对中间偃麦草染色体与普通小麦的一对染色体发生了相互易位。对中间偃麦草、Z4和普通小麦品种宛7107进行RAPD分析，在100条随机引物中，有两个引物S1053和S1068在Z4中能扩出中间偃麦草的特异带。在利用Z4进行小麦抗锈病育种时，可使用这两个标记进行辅助选择。     

A-3中抗条锈新基因YrTp1和YrTp2的分子标记定位分析

【目的】半个多世纪的中国小麦育种史基本是育种家与条锈病的赛跑史。因此，筛选、鉴定、储备和利用新抗源是我国育种和资源研究中的一个长远战略性课题。【方法】利用小麦条锈菌条中31、32号生理小种，对来自小麦与十倍体长穗偃麦草［Thinopyrum ponticum (Host) Liu & Wang］的杂交后代材料A-3进行抗性遗传分析。用荧光SSR分子标记技术，鉴定所携带抗条锈病基因是否为新基因，并对其进行染色体定位研究。【结果】遗传分析表明，A-3对条中31号和32号的抗性由一显一隐2对基因控制。经过对196对微卫星引物的筛选，发现2B染色体短臂上的WMC477-167bp与显性基因紧密连锁，遗传距离为0.4 cM,将该显性基因定位于2BS上；7B染色体短臂上的WMC364-208bp与隐性基因连锁，遗传距离为5.8 cM。图位比较、系谱分析和抗谱分析表明，A-3所含抗条锈基因不同于已知抗条锈基因，暂定名为YrTp1和YrTp2。【结论】可利用A-3中与条锈病抗性紧密连锁的分子标记YrTp1和YrTp2将抗性基因转移到主栽品种中，在小麦育种和生产上发挥作用。     

谢瓦氏曲霉间型变种veA基因全长克隆及序列分析

为进一步研究谢瓦氏曲霉间型变种中veA基因的结构及其与有性发育的关系,以谢瓦氏曲霉间型变种为有性发育研究材料对veA基因进行全长克隆,根据已克隆到的veA保守区片段设计基因特异性引物(GSP),使用RACE技术从总RNA克隆到了长度为2 515 bp的veA基因的cDNA。序列分析表明,该cDNA编码有562个氨基酸残基,其预测蛋白质序列与丝状真菌的其他种相应预测蛋白质比对结果发现,其相似性较好,保守区序列集中于蛋白质的N端。进一步研究表明,该基因开放阅读框内只含一个内含子,长度为54 bp,位于起始密码子下游149 bp处。说明,已成功地从谢瓦氏曲霉间型变种中克隆到了veA基因。