节节麦×黑麦的属间杂种的植株形态及细胞学研究

<正> 节节麦(Aegilops squarrosal)2n=14,染色体组型为 DD。黑麦(Secale cere-ale)2n=14,染色体组型为 RR。为了合成包含有 DD 和 RR 染色体组的异源四倍体,我们于1979～1981年进行了节节麦×黑麦的杂交工作,并且获得了杂种 F_1幼苗,本文仅就杂种幼苗的产生及形态学和细胞学研究作一初报:     

节节麦与野燕麦8倍体杂种核型分析

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自然加倍成8倍体,8倍体播成的F_2代,遗传性基本一致,PMC镜检表明,染色体数为2n=28Ⅱ。用F_2所结的种子进行根尖细胞核型分析,结果发现8倍体中包含有全套的节节麦和野燕麦的染色体。节节麦中有1对随体染色体.2对近中部着丝点染色体,4对中部着丝点染色体。野燕麦有3对随体染色体,5对近端着丝点染色体,8对近中部着丝点染色体,5对中部着丝点染色体。而节节麦与野燕麦8倍体杂种,有4对随体染色体,5对近端着丝点染色体.10对近中部着丝点染色体,9对中部着丝点染色体。核型分析结果表明,节节麦与野燕麦杂交合成的8倍体,是节节麦与野燕麦的双二倍体。     

麦田杂草节节麦染色体核型分析研究

对麦田杂草二倍体节节麦（Triticum tauschii L．）的植株形态特征及根尖细胞染色体核型作了分析，并和六倍体普通小麦（Triticum aestivum L．）中国春核型作比较。结果表明，节节麦的核型公式为2n=2X=14=10M＋4SM（2SAT），在第4号染色体上有一对随体。节节麦染色体组和普通小麦中国春D组全套染色体类型相同，表明这两组染色体具有较强的同源性；但二者在染色体相对长度和臂比值上表现出一定的差异，表明该地区节节麦未参与普通小麦的起源。     

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。     

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。     

节节麦-黑麦双二倍体的染色体C-带分析

通过对节节麦-黑麦双二倍体及其亲本节节麦、黑麦的C-分带研究,表明节节麦-黑麦双二倍体含有其双亲完整的染色体组,其C-带带型与亲本的C-带带型基本一致,从细胞学水平上证实了该种质是人工合成的一种新的异源多倍体。     

人工合成的种质资源——节节麦×乌拉尔图小麦的双二倍体

作者以节节麦(Aegilops squarrosa L.)(原产高加索,编号为AE231177,2n=14,从民主德国引进)作母本,与乌拉尔图小麦(Triticum urartu Thum ex Gandil.)(编号为Hiki6735 78,2n=14,     

节节麦和黑麦杂种F1及双二倍体中基因组变异分析

人工合成的双二倍体在遗传和植物育种中有重要作用。为探讨远缘杂交后代双二倍体育性提高及其细胞学稳定的分子机制,利用ALFP、MASP技术对节节麦-黑麦杂种及其双二倍体S₁~S₄代的基因组变异进行了分析。该双二倍的S₁~S₄代体细胞染色体数2n = 28的植株的比例从57.1%提高到92.5%,2n = 28的植株的花粉母细胞减数分裂中期二价体平均数目从11.7提高到12.25,平均结实率从24.5%提高到51.3%。利用两套分别扩增重复序列和单拷贝序列的酶切引物组合EcoR I/Mse I (E-M)、Pst I/Mse I (P-M)对节节麦–黑麦杂种F₁和双二倍体S₁~S₄代扩增表明,基因组序列变异主要发生于F₁代,且以序列消除为主。E-M和P-M引物扩增带中, 节节麦基因组在F₁代的序列消除带数占各代总消失带数的70.00%和52.95%,而在黑麦基因组为96.88%和81.64%。MSAP分析表明节节麦和黑麦杂种和加倍能够导致节节麦和黑麦基因组序列甲基化状态改变,以甲基化为主,仅发生在F₁和S₁代。在S₂~S₄代中没有检测到甲基化变异。     

节节麦×六倍体小黑麦杂种胚再生植株育性及其变异的细胞学研究

对节节麦(2n=2x=14)×六倍体小黑麦(2n=6x=42)杂种胚培养植株和胚愈伤组织再生植株的育性比较,发现杂种胚愈伤组织再生植株育性有较大的变异。8株胚培养杂种植株的平均育性为0.87％(0.39％～1.40％),同期抽穗的杂种胚愈伤组织再生植株的平均育性为0.75％(0～5.39％)。细胞学研究表明杂种F_1可育性是由于未减数配子产生的结果,在一些PMCs中,单价体中期Ⅰ集结到赤道板上,后期Ⅰ分裂失败形成再组核,再组核分裂产生二分体或细胞质提前分裂产生有核和无核子细胞,有核子细胞分裂产生未减数配子。细胞学研究揭示再生植株的育性和染色体数目和配对构型无关而和单价体中期Ⅰ在赤道板上的集结程度呈正相关。远缘杂种F_1再生植株的育性变异为克服杂种不育提供了技术途径。     

三种黑麦种质的染色体FISH核型分析

为了解黑麦染色体的FISH核型特点,本研究使用Oligo-pSc119.2-2、Oligo-pSc200和Oligo-pSc250探针对3种黑麦(MAD黑麦, WR7黑麦和C718黑麦)染色体进行了双色FISH分析,结果发现3份黑麦的7对染色体上,Oligo-pSc119.2-2红色信号强且丰富,广泛分布于染色体端部及中部等。Oligo-pSc200和Oligo-pSc250绿色信号强,主要位于染色体端部及近端部。3份黑麦每条染色体的Oligo-pSc119.2-2信号分布较为相似,但是Oligo-pSc200和Oligo-pSc250信号的差别较大。MAD黑麦和WR7黑麦染色体上的Oligo-pSc200和Oligo-pSc250信号比C718黑麦多且强。MAD黑麦和WR7黑麦的FISH核型较为相似,它们与C718黑麦的差别较大。通过本试验了解到3份黑麦的FISH核型之间存在遗传多样性,建立了3份黑麦的FISH核型,这将有助于该种质在麦类作物遗传育种上的利用和深入研究。     

（普通小麦×沙生冰草）×黑麦三属间的杂种

本文简要地报道了普通小麦×沙生冰草(Agropyron desertorum(Fisch.)Schult.,2n=28,PPPP)杂种F_1(简称CD;2n=5X=35,ABDPP)与两个黑麦(S.cereale L.,2n=14,RR)品种间三属杂种的产生及其形态学、育性和细胞遗传学的研究结果。     

小麦未减数配子基因的连锁标记及染色体区段检测

六倍体普通小麦(Triticumaestivum L., AABBDD, 2n=42)由四倍体小麦(T. turgidum, AABB, 2n=28)与节节麦(Aegilops tauschii Cosson, DD, 2n=14)天然杂交,然后通过染色体自动加倍形成。加倍过程主要受四倍体小麦未减数配子基因控制,且不同四倍体小麦存在不同的遗传效应。本研究利用位于3B染色体上未减数配子基因QTug.sau-3B的连锁SSR标记Xgpw1146和高通量DArTseq分子标记,筛选出可能转入四倍体小麦未减数配子基因的人工合成小麦改良后代。在105份改良材料中检测出17份具有四倍体小麦的Xgpw1146等位位点,表明四倍体小麦的未减数配子基因可能转入了这17份材料。利用DArTseq高通量标记技术分析人工合成小麦SHW-L1的88份改良后代,发现含四倍体小麦Xgpw1146等位位点的材料均具有来自SHW-L1、且可能包含Xgpw1146的一个染色体区段,表明未减数配子基因临近区域以一个区段传递到改良后代。这些人工合成小麦改良材料在加倍单倍体育种中有重要的应用潜力。     

普通小麦-黑麦抗白粉病异附加系的鉴定

以抗病性强的奥地利黑麦（Secale cereale L.）为父本，与陕麦611杂交、自交，在衍生后代中筛选出表型整齐一致且抗白粉病性好的株系1530W3和1493E3。研究表明，两个衍生系在形态学和细胞学上已基本稳定，染色体构型为2n=44=22II。采用122个SSR引物对两个衍生系及其亲本进行SSR分析，有5个引物在两个衍生系中可扩增出黑麦的特异性产物，结果表明，黑麦的遗传物质已经导入到普通小麦中。     

巴西橡胶树PR107和海垦1号品种的核型分析

巴西橡胶(Hevea brasiliensis)是重要的热带经济作物。PR107与海垦1号是我国橡胶树种植、育种的两个重要品种。利用染色体直接敲片技术研究橡胶品种PR107、海垦1号的染色体数目和核型。结果表明：PR107染色体数目为2n=36,核型公式为2n=36=30m(2sat)＋6sm,海垦1号染色体数目为2n=36,核型公式为2n=36=22m(2sat)＋14sm(2sat),两者核型类型均为2B型。     

麦类作物含R基因组3个物种核型及进化关系分析

对含R基因组的3种麦类作物进行了核型进化关系比较,采用根尖压片法和显微摄影技术获得染色体有丝分裂图像。结果表明,二倍体黑麦染色体相对长度范围为10.36%～16.92%,核型属于1 A型,核型公式为2 n=2 x=14=10 m+4 sm(2 SAT),核型不对称系数为58.08%,属于较为对称类型;六倍体小黑麦染色体相对长度范围为3.50%～6.02%,核型属于2 A型,核型公式为2 n=6 x=42=2 M+34 m+6 sm,核型不对称系数为57.91%,属较为对称类型;八倍体小黑麦染色体相对长度范围为2.45%～4.62%,核型属于2 A型,核型公式为2 n=8 x=56=6 M+44 m+6 sm,核型不对称系数为56.44%,属于较为对称类型。同时,依据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个重要性状进行分析,进化指数结果表明,在这3个物种中二倍体黑麦进化程度较低,六倍体小黑麦和八倍体小黑麦进化程度相对较高。     

抗白粉病八倍体小偃麦和双体异附加系的鉴定

对从中间偃麦草(Elytrigia intermedium)与普通小麦品种烟农15杂交后代中选育的双体异附加系山农Line15和八倍体小偃麦山农TE263的形态学、细胞学观察结果表明,它们的主要形态性状介于双亲之间,根尖细胞染色体数目分别为2n=44和2n=56,PMC MⅠ染色体构型分别为2n=22Ⅱ和2n=28Ⅱ;以中间偃麦草总基因组DNA为探针的荧光原位杂     

一个八倍体小偃麦育种材料的核型分析

利用以中间偃麦草、普通小麦为亲本,远缘杂交获得的八倍体小偃麦为试验材料,通过染色体压片法对其核型进行研究。结果表明:八倍体小偃麦山农TE 0537(Octoploid Trititrigia shannong TE 0537)核型公式为2 n=8 x=56=40 m(2 SAT)+16 sm(2 SAT),染色体长度比为2.114,平均臂比1.572,不对称系数61.01%,臂比大于1.7的比例为28.6%,核型属于2 B型。     

具一对B染色体的黑麦品系的细胞遗传及性状研究

1928年Randolph在玉米中发现并命名了B染色体, 目前植物界被证实有B染色体的植物已超过1000个种［1］。 深入研究B染色体的遗传机制、 生物学效应及其在进化中的意义是十分必要的。 本文在获得了具2B染色体的较为稳定的黑麦品系(2n=16)［2］基础上, 对该品系进行了系统的细胞遗传研究, 并将该品系与普通洛南黑麦进行了性状     

小麦-黑麦1RS/1BL新易位系的创制和分子细胞遗传学鉴定

利用普通小麦（Triticum aestivum L．）品种小偃6号与黑麦（Secale cereale L．）品种德国白粒杂交，选育出一批带有黑麦抗病性状的小偃6号类型种质材料。应用连续C-分带-基因组原位杂交（sequent C-banding-GISH）技术对上述材料进行染色体组成分析，筛选出2个小麦-黑麦1RS/1BL纯合易位系BC152-1-1和BC01-89-1。其中，BC152-1-1（2n=42）除含有1对1RS/1BL易位染色体外，未见其他染色体变异；BC01-89-1（2n=43）除含有1对1RS/1BL纯合易位染色体外，还附加1条两端缺失的3R染色体。高分子量麦谷蛋白亚基（HMW-GS）组成分析和品质分析结果表明，BC152-1-1和BC01-89-1不仅含有来自小偃6号的14＋15优质亚基，而且其蛋白质含量、湿面筋含量和SDS沉降值等品质性状都得到显著改良。     

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普通小麦—顶芒山羊草异源附加系的作用

通过顶芒山羊草(Aegilops comosa 2n=2x=14,MM)与波斯小麦(Triticumpersicum 2n=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(Triticum aestivum)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C_(17)固体培养基上接种花药,诱导愈伤组织,获得145株绿色花粉植株,从中选择6株2n=44的双倍体和9株n=22的单倍体,用0.1％秋水仙素加倍处理n=22的单倍体,于花粉母细胞减数分裂时期进一步检查染色体构型,选择出6份21对染色体并附加有1对落后染色体的材料。