小麦–中间偃麦草渗入系抗白粉病基因PmCH7124的分子定位

小麦新种质CH7124由八倍体小偃麦TAI8335与高感白粉病小麦品种晋麦33杂交后代衍生而来,在苗期对白粉病菌株E09、E20、E21、E23、E26、Bg1和Bg2表现免疫或高抗,抗病表现与TAI8335及其野生亲本中间偃麦草相似。基因组原位杂交未检测到CH7124含有外源染色体信号。利用CH7124与感病亲本SY95-71和绵阳11的杂交群体接种鉴定和遗传分析证实,CH7124成株期对E09的抗性由1对显性核基因控制,暂命名为Pm CH7124。采用分离群体分组分析法(bulked segregant analysis,BSA)对SY95-71/CH7124的F6群体进行SSR标记扫描,发现抗性基因Pm CH7124与5对SSR标记连锁,与两翼邻近标记Xgwm501和Xbarc101的遗传距离分别为1.7 c M和4.5 c M。利用中国春缺体–四体和双端体材料,将Pm CH7124及其连锁标记定位在小麦2B染色体长臂上。通过分析2BL上其他抗白粉病基因的抗谱、抗性来源、物理图谱位置以及连锁标记在Pm CH7124作图群体中的多态性,认为Pm CH7124不同于2BL上已知的抗白粉病基因Pm6、Pm33、Pm JM22、Ml Zec1、Ml AB10和Ml LX99。     

抗条锈病小麦-中间偃麦草-华山新麦草杂种后代的分子细胞遗传学鉴定

小麦近缘物种中蕴藏着许多优良基因,创制三属杂种是小麦遗传改良的重要途径.对4个F6代株系采用农艺性状调查、PMC染色体配对观察、GISH和SDS-PAGE等方法分析.结果表明,4个株系的染色体数目均为42条,K-13-649-3、K-13-663-2在细胞遗传学上相对稳定;且均确证为小麦-中间偃麦草易位系;K-13-649-3、K-13-728-4与亲本中3的特异条带一致,K-13-656-3、K-13-663-2只有3条条带,缺失了亲本中3的1条特异条带,4个株系表现为高抗条锈病.     

硬粒小麦-长穗偃麦草附加系、代换系和易位系的创制

通过小麦与长穗偃麦草远缘杂交创制附加系、代换系及易位系是小麦遗传改良中利用长穗偃麦草优良基因的重要途径。本研究将长穗偃麦草特异分子标记、染色体计数、基因组原位杂交(GISH)及非变性原位杂交(ND-FISH)等多种方法相结合,对硬粒小麦Langdon (AABB)与小偃麦8801 (AABBEE)的杂交后代群体进行分子细胞学鉴定,创制出硬粒小麦-长穗偃麦草3E、6E染色体双体附加系Du-DA3E和Du-DA6E,硬粒小麦-长穗偃麦草1E (1B)染色体双体代换系Du-DS1E(1B)以及硬粒小麦-长穗偃麦草1AS-1EL染色体易位系Du-T1AS·1EL。创制的4个种质中长穗偃麦草染色体均能稳定遗传,这不仅增加了硬粒小麦-长穗偃麦草附加系和代换系的类型,还为后续利用长穂偃麦草优良基因改良小麦提供了特殊种质资源。     

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。     

小麦-黑麦代换系鉴定及其杂交诱导易位分析

小麦-黑麦易位系在小麦染色体工程中有重要的应用,由于黑麦是小麦的近缘种属,抗病、抗逆性强,具有许多优良性状基因,是改良小麦的重要基因库。代换系代换的是整条染色体,因此它的细胞学稳定,生活力强。因此,被鉴定出的小麦-黑麦易位系具有诸多优点,在经过田间筛选后可以直接用于生产。本研究应用C-分带和原位杂交的方法进行细胞学鉴定,鉴定出代换系4个,易位系2个,并对C-分带和原位杂交实验技术的主要影响因素也进行了探讨,这对小麦品种改良具有重要意义。     

小麦–中间偃麦草隐形渗入系抗白粉病基因pmCH83分子定位

小麦新种质CH09W83为八倍体小偃麦TAI7047与高感小麦品种晋太170杂交、回交后代衍生而来的高代选系,在苗期免疫或高抗我国白粉病菌株E09、E20、E21、E23、E26、Bg1和Bg2。为定位CH09W83中的抗病基因,将CH09W83与感病亲本杂交和回交,通过对F₁、F₂、F_2:3和BC₁代的接种鉴定和遗传分析,证实CH09W83成株期对E09的抗性由1对隐性核基因控制,暂命名为pmCH83。采用分离群体分组分析法(bulked segregant analysis, BSA),以658对SSR标记对台长29(感病)× CH09W83的F₂群体分析发现,抗性基因pmCH83与SSR标记Xgpw7272、Xwmc652、Xgwm251、Xgwm193连锁,与两翼邻近标记Xwmc652和Xgwm251的遗传距离分别为3.8 cM和4.3 cM。利用中国春缺体–四体、双端体将pmCH83及其连锁标记定位在4BL染色体上。原位杂交、染色体配对及连锁标记分析结果表明,CH09W83可能是一个小麦与中间偃麦草的隐形异源渗入系。系谱和图谱位置分析表明,pmCH83很可能是来自中间偃麦草一个新的抗白粉病基因。     

小麦–华山新麦草异代换系DH2322的分子细胞遗传学鉴定

利用分子标记、细胞学、基因组原位杂交(GISH)等技术,结合田间农艺性状调查,对小麦–华山新麦草七倍体材料H8911与硬粒小麦D4286杂交F4代分离群体中株系DH2322进行了综合鉴定。华山新麦草基因组特异SCAR标记鉴定表明,DH2322含有华山新麦草遗传物质;细胞遗传学观察显示,DH2322染色体构型为2n=42=21 II;有丝分裂和花粉母细胞减数分裂中期I基因组原位杂交(GISH)鉴定表明,DH2322的染色体由40条小麦染色体和2条华山新麦草Ns染色体构成,且2条Ns染色体能完全配对为一个二价体;SSR和STS分子标记分析表明,DH2322缺失小麦D基因组的2D染色体,而含有华山新麦草的2Ns染色体;农艺性状分析结果表明,DH2322具有双亲的形态学特征,结实性好,穗长和穗粒数显著大于亲本。     

小麦-黑麦代换系间、代换系与易位系间杂交后代染色体易位系的选育

为了选育有经济价值的易位系,探讨小麦-黑麦间产生易位的频率,本研究以小麦-黑麦代换系DS5R/5A和DS6R/6A为母本,以小麦-黑麦易位系克珍(Kezhen)和带有杀配子染色体的代换系DSGC1为父本,分别进行田间杂交。结果表明:DS5R/5A、DS6R/6A与DSGC1(2S)杂交结实率低,平均为27.7%,与克珍(T3B.3R)杂交结实率高于前者,平均结实率为59.3%,二者均好于远缘杂交的结实率,这也表明带有杀配子染色体的亲本影响结实率;对选出的54株DS5R/5A×DSGC1、DS6R/6A×DSGC1杂种后代与80株DS5R/5A×克珍、DS6R/6A×克珍杂种后代进行C-分带、原位杂交和分子标记鉴定后发现,二者的易位频率分别为11.1%和8.8%,并且多为染色体端部小片段易位,这种小片段易位可能是代换系间杂交部分同源染色体交换产生的。此外,也表明杀配子染色体在引起染色体断裂后可发生染色体易位。本研究共获得T5RL.5AS、T5RS.5DL、T5RS.5BL、T6RL.6DS、6RL.6BS以及T6RS.6BL等13个易位系,平均易位频率为9.6%。     

应用GISH与STS标记鉴定小麦-中间偃麦草抗黄矮病端体系

由大麦黄矮病毒引起的小麦黄矮病毒病是一个严重病害,至今在小麦属内还没有发现抗源。中间偃麦草2Ai-2染色体携带一个高抗黄矮病基因,对该基因的染色体臂定位将为制定抗病基因向小麦转移策略,筛选、开发特定的、与抗性连锁的分子标记的研究提供重要信息。本文对由小麦-中间偃麦草二体附加系Z6衍生的3个抗黄矮病端体系进行鉴定,通过分析端体的遗传构成、筛选与端体共分离的STS标记以确定端体在遗传上的染色体臂归属,从而明确BYDV抗病基因的染色体位置。以拟鹅冠草基因组[Pseudoroegneria strigosa (M. Bieb.) Löve,St]DNA为探针,中国春基因组(Triticum aestivum L., ABD) DNA作封阻分别对抗病亲本Z6及抗病端体系N530的根尖体细胞染色体进行原位杂交,结果表明,N530体细胞中有2个端体显示出与Z6中外源染色体2Ai-2短臂相似, 而与长臂不同的杂交信号。以小麦第2同源群的5个RFLP探针的DNA序列为基础,设计了6对PCR引物,对小麦-中间偃麦草二体异附加系、二体代换系和端体系进行扩增,结果表明,基于短臂探针psr126,psr131序列设计的2对引物,可在含有2Ai-2染色体及端体的抗黄矮病材料中特异扩增,而基于长臂探针psr112序列设计的1对引物,可在含有2Ai-2染色体的抗黄矮病材料中特异扩增,但不能在端体系进行特异扩增,证明外源端体为2Ai-2染色体的短臂。本研究不仅将黄矮病抗性基因定位于2Ai-2染色体的短臂上, 而且由RFLP探针psr126、psr131和psr112序列转化的标记STS₁₂₆ (sequence tagged site) STS₁₃₁和STS₁₁₂还可分别作为追踪2Ai-2染色体短臂和长臂的分子标记,用于抗病易位系辅助选择。     

中间堰麦草与小麦杂交后代的细胞遗传学及性状特点的研究

中间偃麦草作父本与小麦品种烟农15杂交,杂交结实率为71.72%,杂种F1在套袋自交和开放授粉条件下的自交结实率分别为32.05%和69.66%。以7个杂种世代为材料,对其细胞遗传学及性状特点进行研究。结果表明,F1 PMC MI染色体的联会频率较高,细胞内二价体数目平均为13.73个;F2和F3两个自交世代的染色体数目显著多于双亲和F1的42