普通小麦—顶芒山羊草异源附加系的创建和鉴定：Ⅰ.小麦花药培养对创建…

通过顶芒山羊草（Ａｅｇｉｌｏｐｓｃｏｍｏｓａ２ｎ＝２ｘ＝１４，ＭＭ）与波斯小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍｐｅｒｓｉｃｕｍ２ｎ＝４ｘ＝２８，ＡＡＢＢ）杂交，人工合成遗传上相对稳定的双二倍体（２ｎ＝６ｘ＝４２，ＡＡＢＢＭＭ），以此为桥梁，与普通小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍ）品种“欧柔”进行正反杂（回）交，借助花药培养过程中能产生非整倍单倍体和非整倍双倍体的特点，在改良Ｃ１７固体培养基上上接种花药，诱     

棉花花药培养小孢子发育的细胞学观察

<正> 多年来,国内外棉花花药培养研究的成效基本上停留在形成大量愈伤组织及少量类根状体阶段。而镜检表明,愈伤组织多来自花药的体细胞,染色体为双倍性(2n=4x=52)。1977年我们发现在棉花花药培养体中有少数花粉细胞染色体是单倍的。如果对这些单倍体细胞的形成与发育进行深入研究,将对棉花花培单倍体获得成功有着重要意义。     

染色体之间的互作导致五倍体小麦农艺性状与DNA变异

为了揭示普通小麦进化过程中分化后的同源染色体结合到一个细胞核后是否会发生互作导致DNA水平的变异并引起表型变化,本研究以天然六倍体普通小麦品种‘中国春’(CS, AABBDD, 2n=6x=42)和人工合成四倍体小麦(AADD, 2n=4x=28)为材料,杂交产生五倍体小麦(AABDD, 2n=5x=35),并研究其与亲本在表型与DNA水平上的变化。结果表明:五倍体与亲本之间,以及不同五倍体个体之间在株高、抽穗期、芒长和小穗密度等表型上存在显著差异;利用30个SSR (Simple Sequence Repeat)标记进行检测,发现部分五倍体小麦植株DNA序列的碱基数发生了变化,同CS相比最多增加有67个碱基对。同时还发现五倍体减数分裂中期I染色体配对紊乱,存在高频率的单价体,且大多数五倍体小麦的花粉败育。上述结果表明六倍体普通小麦中的A和D组染色体与其二倍体祖先A和D组各自经过长期的进化,已积累了较多变异,使得同源染色体DNA间存在很大的差异,当结合到一起时会发生相互作用,从而导致表型变异。     

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。     

由染色体重组制造小麦族的染色体组——Ⅱ.筛选高花培效率的单倍体小黑麦无性系

用花药培养选择具有高诱导率(a)和高分化率(b)的高花培效率(a×b)的八倍体小黑麦(2n=8x=56)和单倍体小黑麦(n=4x=28)是很有效的。八倍体小黑麦的花培效率同普通小麦一样,每百个花药可出2.5株绿苗。由八倍体小黑麦(A 类)花培所得的花粉植株(B 类)再进行一次花培,在所获得的 C 类植株中就能选出花培效率达到八倍体小黑麦水平的     

普通小麦与Elymus rectisetus异附加系的分子细胞遗传学鉴定

Elymus rectisetus (Nees in Lehm) A. Löve et Connor是目前小麦族中发现的唯一的无融合生殖种,为了鉴定和标记从普通小麦与E. rectisetus BC₂F₂衍生后代中选育的2n=44株系1026A1、1057A1和1035A2的外源染色体,应用细胞学、基因组原位杂交和RAPD方法进行了研究。经细胞学鉴定,3个株系花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ（PMC MⅠ）染色体构型均为2n=22Ⅱ,与普通小麦Fukuhokomugi杂交F₁的PMC MⅠ染色体构型均为2n =21Ⅱ+1Ⅰ,两两杂交F1的PMC MⅠ染色体构型均为2n=21Ⅱ+2Ⅰ,表明它们是分别附加了1对互不相同外源染色体的普通小麦-E. rectisetus二体异附加系。标记E. rectisetus品系1050的基因组DNA为探针DNA,对3个异附加系进行原位杂交,分别鉴定出附加的1对E. rectisetus染色体。应用13个引物对2个亲本和3个异附加系进行RAPD分析,获得了可分别用于检测1026A1和1057A1中所附加的E. rectisetus染色体遗传物质的分子标记OPB-14_900bp、OPE-09_750bp和OPB-14_1000bp。     

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     

普通小麦同源转化群3在染色体配对及可交配性方面的作用

米勒(Miller)等研究了中国春同源转化与群3黑麦(Secaleceral L)及球茎大麦(Hbulbosum)的杂种和普通小麦同源转化群3,非整倍单倍体的不同染色体配对水平。结果发现,普遍小麦同源转化群3染色体的长臂和短臂上都带有影响染色体配对的基因。     

药用植物知母染色体核型分析

目的：研究分析知母（Anemarrhena asphodeloides Bge.）染色体核型。方法：采用常规制片方法,并进行显微摄影。结果：知母细胞染色体数目2n=22;核型公式K(2n)=2x=22=16m+6sm。结论：11对染色体中8对为中部着丝点染色体(m),3对为近中部着丝点染色体(sm),未发现非整倍变异和多倍现象,核型不对称上属于为“2B”。     

郁南无核黄皮染色体倍性变异研究初报

对郁南无核黄皮根尖、茎尖、幼叶以及花药壁体细胞进行染色体数目观察,结果表明:体细胞染色体数目变化很大,有二倍体2n=2x=18、三倍体2n=3x=27和非整倍体(2n=19～26),非整倍体细胞出现频率最高,占观察细胞总数的64.8%,其次是二倍体细胞,占28.8%,三倍体细胞占6.4%。对郁南无核黄皮和对照鸡心黄皮气孔的密度与大小、花粉形态进行观察和比较,进一步揭示了郁南无核黄皮为有核黄皮的变异株。文章对郁南无核黄皮染色体数目多样性的原因及其与无籽结实间的关系进行了讨论。     

节节麦与野生燕麦杂交研究

节节麦Aegilops tauschii (Coss·) Sch,2n=2x=14与通北野生燕麦Avena fatua L·2n=6x=42直接杂交成功。F_1有两株,一株优势很强,成穗143个,另一株生长很弱,从苗期开始脚叶就逐渐黄化,成穗14个。经花粉母细胞镜检表明,生长势很强的杂种,是自然加倍的双2倍体,染色体数为2n=8x=56。生长弱的杂种植株,是7倍体,染色体数基本上是2n=7x=49。这2株杂种芒长在护颖和外颖的背上,具有燕麦族芒长在外颖背上的族的特征性状。这2株杂种对国内白粉菌小种均表现免疫。节节麦及其他山羊草种,基本上是不抗白粉病的。7倍体植株的结实率极低。     

野生二粒小麦与野燕麦杂种核型研究

1989年用野生二粒小麦(Triticum dicoccoides Corn.2n=4x=28)与通北野燕麦(Avenafatua L.2n=6x=42)杂交成功,F_2分离出燕麦型、二粒小麦型、硬粒小麦型、斯卑尔脱型和普通小麦型。斯卑尔脱型F_4中的一个类型,与双亲野生二粒小麦和通北野燕麦的核型进行比较研究。杂种中有一对近端着丝点染色体,5对随体染色体。近端着丝点染色体来源于通北野燕麦,5对随体染体来源于双亲野生二粒小麦和通北野燕麦。证明野生二粒小麦与通北野燕麦杂种斯卑尔脱型是真杂种。     

抗白粉病普通小麦-簇毛麦新种质的遗传学及生化鉴定

普通小麦-簇毛麦抗白粉病新种质94G22-1和94-G33-1都对白粉病免疫。其体细胞染色体数为42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体构型为21个二价体。用感病小麦品种对其测交,F_1代全部对白粉病表现免疫,F_1代花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体构型为20个二价体加2个单价体。测交F_2抗感比符合3:1的预期分离比例。体细胞快速荧光原位杂交表明94G22-1、94G33-1都带有两条簇毛麦染色体;染色体C-分带证明这两条簇毛麦染色体是一对6V;重双端体分析确认6V代换的普通小麦染色体是6D。在谷草转氨酶(GOT)同工酶电泳图潜的GOT-2活性区,94G22-1、94G33-1显示了3条酶带,其中1条来自簇毛麦,由6V上的基因编码,亚基组成分析亦确证94G22-1、94G33-1是6D(6V)异代换系。     

黑小麦与通北野燕麦杂交研究

黑小麦(2n=42)与通北野燕麦(Avena fatua L.2n=6x=42)杂交成功。F_1代出现两种类型,一种为具有燕麦复总状花序相近穗型的类型,共2株,有一部分小穗有枝梗,小穗着生处为园形膨大的结节。经PMC镜检,染色体构图为2n=18Ⅱ 6Ⅰ,全部不结实。另一种类型具有与黑小麦相近的穗型,共5株,部分结实,经PMC镜检表明,染色体构图为2n=20Ⅱ 2Ⅰ,2n=19Ⅱ 3Ⅰ,和2n=19Ⅱ 4Ⅰ。籽粒均不饱满。     

来源于外源单体附加系萝卜单倍体植株的染色体配对

在芸苔和Raphanus两个属中，已得到了具有下述染色体数量的单基因组物种的单倍体：芜菁(2n=20，AA)、甘蓝(2n=18，CC)、黑芥(2n=6，BB)、B．torrmefortii(2n=20，DD)、R．sativus(2n=18，RR)。从这些物种基因组进化的综合研究分析，推测在单基因组芸苔物种和萝卜(Raphanus sativus)中涉及一个基因组原型(x=6)。从进化和植物育种的观点     

节节麦与野生燕麦杂种F2研究

节节麦Aegilops tauschii(Coss.)Sch.2n=2x=14与通北野燕麦Avena Fatua L.2n=6x=42杂交,F_1代为双二倍体,2n=56。F_2代主要群体为双二倍体,2n=56。有一部分为2n=27Ⅱ,也出现一部分为2n=54,有2～4个单价体。出现个别的7倍体类型,穗型属斯卑尔脱小麦型,结实率极低,不足0.5%,籽粒饱满,100粒重4.75克。PMC染色体构图为2n=21Ⅱ 7Ⅰ。出现极少数的5倍体类型,株型和穗型类似节燕双二倍体,但结实率极低,染色体构图为2n=14Ⅱ 21Ⅰ。并出现普通小麦型,共2株,株高78.1和81.5厘米,籽粒基本饱满,100粒重4.34克和3.92克。PMC染色体构图为2n=21Ⅱ。     

普通小麦-Elymus rectisetus衍生系的细胞学鉴定及其特征特性研究

利用细胞学方法对2个普通小麦-Elymus rectisetus(Nees in Lehm)A.Lve et Connor衍生系1059A1和1063A1进行了鉴定,并对它们的细胞学稳定性、白粉病抗性、高分子量麦谷蛋白亚基组成和植物学性状进行了研究。2个衍生系在形态学和细胞学上已经基本稳定,根尖体细胞含有44条染色体,花粉母细胞减数分裂中期I(PMC MI)染色体构型为2n=22Ⅱ,与普通小麦亲本Fukuhokomugi杂交F1PMC MI染色体构型为2n=20Ⅱ 3Ⅰ。结果表明,它们均为普通小麦-E.rectisetus异代换-附加系。白粉病抗性鉴定结果表明,2种异代换-附加系高感白粉病。2种异代换-附加系及亲本的SDS-PAGE分析表明,它们的高分子量麦谷蛋白亚基组成与Fukuhokomugi相同。     

抗白粉病小麦新种质的选育及细胞学鉴定

利用杂交、回交、自交相结合的方法从小麦烟农15与中问偃麦草（Thinopyrum intermedium（Host）Bark worth and Dewey,ElE1E2E2StSt,2n=6x=42）杂交后代（BC3F6）中选出抗白粉病种质系SN 996221。在对其白粉病抗性等主要农艺性状鉴定的基础上,进行了细胞学分析。结果表明：SN996221高抗小麦白粉病,其抗性可能来源于中问偃麦草;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,与普通小麦的杂种F1PMC M I大多数细胞能观察到2个单价体,染色体构型为2n=1.02I＋20.49Ⅱ,SN 996221可能是一个小麦一中间偃麦草的异代换系。     

柿子和其几个野生种间的基因组原位杂交

柿子植物(Diospyros kaki)在日本已栽培了1000多年。由于该属的大多数野生种都是2倍体(2n=2x=30)或4倍体(2n=2x=60)，所以在栽培的6倍体(2n=6x=90)和非整倍体(2n=9x=135)D．kaki物种中可能包括有单个或几个2倍体和／或4倍体物种。