新疆大赖草DNA导入小麦后代之间“聚合效应”研究

利用新疆大赖草 DNA导入小麦获得的大穗株系进行相互杂交或继续用大赖草 DNA连续导入 ,深入系统地研究其转化后代之间的“聚合效应”及遗传规律。通过研究证明了新疆大赖草 DNA转化大穗×大穗杂种 F1 代在穗粒数、穗粒重及千粒重等性状表现了一定的“重组效应”,细胞学观察发现大穗×大穗之间的染色体结构发生了变化 ,此研究结果从细胞遗传上证明了新疆大赖草的 DNA片段确实整合到受体染色体上     

普通小麦─大赖草6N二体异附加系的选育与鉴定

根据花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对情况及染色体Ｃ－分带，在中国春－大赖草杂种回交后代中选育出１个稳定的二体异附加系９２Ｇ４６０。通过分析亲本及９２Ｇ４６０的苗期叶片ＧＯＴ同工酶酶谱表型，推测９２Ｇ４６０中临时编为第１１号的大赖草染色体来自Ｎ染色体组，该染色体携有属于第６部分同源群的同工酶结构基因Ｇｏｔ－Ｎ２，故可以将大赖草中临时编为第１１号的染色体命名为６Ｎ。     

普通小麦—大赖草6N二体异附加系的选育与鉴定

根据花粉母细胞减数分裂中期Ｉ染色体配对情况及染色体Ｃ－分带，在中国春－大赖草杂种回交后代中选育出１个稳定的二倍异附加系９２Ｇ４６０。通过分析亲本及９２Ｇ４６０的苗期叶片ＧＯＴ同工酶酶谱表型，推测９２Ｇ４６０中临时编为第１１号的大赖草染色体来自Ｎ染色体组，该染色体携有属于第６部位同源群的曲酶结构基因Ｇｏｔ－Ｎ２故可以将大赖草中临时编为第１１号的染色体命名为６Ｎ。     

普通小麦大赖草易位系T3AS·3AL-7Lr#1S的分子细胞遗传学鉴定

大赖草对赤霉病具有较好的抗性,将大赖草赤霉病抗性基因转入普通小麦,对拓宽小麦赤霉病抗性基础有重要意义。本研究在获得抗赤霉病普通小麦-大赖草异附加系基础上,采用1 200 R ⁶⁰Co-γ射线处理小麦-大赖草二体附加系DA7Lr花粉,授予已去雄的普通小麦中国春,对其后代(M₁)种子根尖细胞有丝分裂中期染色体进行GISH分析,获得了1株具有1条普通小麦-大赖草易位染色体的植株,让其自交,对自交后代中具有2条易位染色体植株的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ进行观察,发现2条易位染色体形成了稳定的环状二价体,表明该植株为纯合体。利用顺序GISH-双色FISH分析,结合C-分带、小麦D基因组专化探针Oligo-pAs1-2和B基因组专化探针Oligo-pSc119.2-2,进一步鉴定出该普通小麦-大赖草易位系为T3AS·3AL-7Lr#1S,且筛选出了可追踪该易位系的3个EST-STS分子标记BE591127、BQ168298和BE591737。该易位系的育成为小麦赤霉病遗传改良提供了新种质。     

新疆大赖草DNA导入普通小麦获得大穗品系

用花粉管通道法将新疆的大赖草 DNA导入普通小麦花培品系 761 ,从转化的 D3和 D4代变异中筛选出大穗(主穗长大于 1 4cm)、多穗 (主穗粒数大于 60粒 )品系 50个 ,并能稳定遗传和正常结实 ,各品系连续多年种植 ,在穗长、穗粒数和粒重上表现突出。经对供体、受体和转化后代进行酯酶同工酶和 RAPD分析 ,证明供体 DNA片段已进入受体引起 DNA重组     

普通小麦大赖草易位系T3AS·3AL-7Lr#1S的分子细胞遗传学鉴定

大赖草对赤霉病具有较好的抗性,将大赖草赤霉病抗性基因转入普通小麦,对拓宽小麦赤霉病抗性基础有重要意义。本研究在获得抗赤霉病普通小麦-大赖草异附加系基础上,采用1 200 R ~(60)Co-γ射线处理小麦-大赖草二体附加系DA7Lr花粉,授予已去雄的普通小麦中国春,对其后代(M_1)种子根尖细胞有丝分裂中期染色体进行GISH分析,获得了1株具有1条普通小麦-大赖草易位染色体的植株,让其自交,对自交后代中具有2条易位染色体植株的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ进行观察,发现2条易位染色体形成了稳定的环状二价体,表明该植株为纯合体。利用顺序GISH-双色FISH分析,结合C-分带、小麦D基因组专化探针Oligo-pAs1-2和B基因组专化探针Oligo-pSc119.2-2,进一步鉴定出该普通小麦-大赖草易位系为T3AS·3AL-7Lr#1S,且筛选出了可追踪该易位系的3个EST-STS分子标记BE591127、BQ168298和BE591737。该易位系的育成为小麦赤霉病遗传改良提供了新种质。     

大赖草基因组DNA提取方法比较分析

为了研究不同提取方法对大赖草[Leymus racemosus(Lam.)Tzvel]基因组DNA提取质量的影响,以大赖草的嫩叶为材料,采用CTAB法、CTAB改良法、SDS法、SDS-CTAB法4种提取方法提取大赖草叶片基因组DNA,对提取的基因组DNA进行琼脂糖凝胶电泳及紫外分光光度计法检测,获得最佳大赖草DNA提取方法 ,并利用ISSR标记验证其质量。结果表明,改良的CTAB法提取的大赖草基因组DNA纯度较高、完整性较好,ISSR扩增条带清晰,多态性高。最终确定CTAB改良法为最佳提取方法,完全适合于进一步的分子生物学研究。     

将大赖草种质转移给普通小麦的研究 Ⅴ.三个普通小麦-大赖草二体异附加系的选育与鉴定

利用形态特征的观察、根尖细胞有丝分裂中期染色体计数、花粉母细胞减数分裂中期Ｉ（ＰＭＣＭⅠ）染色体构型分析以及Ｃ－分带，从普通小麦与大赖草（ＬｅｙｍｕｓｒａｃｅｍｏｓｕｓＬａｍ）杂种回交后代中选育出３个二体异附加系：９５Ｇ０４，９５Ｇ１６和９５Ｇ２３，其ＰＭＣＭⅠ染色体配对构型分别为０．１６Ⅰ＋２０．２５○Ⅱ＋１．６７Ⅱ，０．３５Ⅰ＋１８．９５○Ⅱ＋２．８７Ⅱ和０．１９Ⅰ＋２０．０７○Ⅱ＋１．８３Ⅱ。染色体Ｃ－分带结果表明：９５Ｇ０４，９５Ｇ１６，９５Ｇ２３分别为大赖草第１号，第４号，第５号染色体的二体异附加系     

野生大燕麦和偏凸山羊草后代的遗传研究

为了证明野生大燕麦和偏凸山羊草杂种的真实性，了解二者间的亲缘关系及染色体的传递情况，对其后代进行了细胞遗传学和同工酶的电泳分析。结果表明，偏凸山羊草和野生大燕麦的杂种Ｆ１完全不育，其花粉母细胞观察为２８个单价体；用节燕１号与杂种Ｆ１进行复交，得到的复交Ｆ１代花粉母细胞减数分裂不正常，出现较多单价本，数目在７～１７个之间。复交Ｆ１自交后代的根尖染色体数在４２～５４之间，其酯酶和淀粉酶同工酶酶谱比较结     

大赖草染色体对小麦光合特性和产量性状的效应

大赖草是改良小麦的重要近缘植物,目前已育成多个小麦-大赖草二体附加系和代换系,然而对大赖草染色体的光合效应和对产量性状的效应却研究较少。因此,了解大赖草染色体的效应,对进一步利用大赖草外源基因具有指导作用。通过光合仪测定和产量性状调查,对小麦-大赖草二体附加系、代换系和亲本中国春进行了鉴定,结果表明,10个异染色体系的净光合速率均低于对照普通小麦中国春,但多数差异不显著。大赖草E染色体具有增加水分利用效率的正向效应。大赖草E、J染色体能够提高小麦单穗粒重和千粒重,对提高小麦产量具有正效应。     

DSV型小麦雄性不育系特性的初步研究

研究了一种新型小麦雄性不育系(DSV型雄性不育),其主茎穗可以结实,分蘖穗不结实。该不育系与普通小麦品种杂交,其F1代具有较高的恢复性,此不育系的不育性与温光并无太大关系。经初步观察,在减数分裂过程中,发现有染色体桥与落后等结构变异现象。由此表明,该雄性不育系的不育性与染色体结构变异有关。     

不同温光类型雄性不育小麦的比较研究

为了研究3类不同类型温光敏雄性不育小麦之间的差异,对其进行光合速率、可溶性蛋白质含量和可溶性糖含量的比较分析。结果表明,3类温光敏雄性不育小麦的光合速率之间没有显著差异;ES8-1温光敏雄性不育系的各生理指标与K2-87S-2A和3017A2个温光敏雄性不育系的变化不同。ES8-1中各物质含量的显著变化主要发生在减数分裂时期到单核花粉粒时期;K2-87S-2A和3017A中各物质含量的显著变化主要发生在单核花粉粒时期到二核花粉粒时期。由此表明,这3类温光敏不育系的雄性败育进程有所不同,ES8-1不育系的败育时间早于K2-87S-2A和3017A不育系。     

大豆光敏雄性不育株88-428BY-827小孢子母细胞的细胞学观察

 以长光照条件下的大豆光敏雄性不育88-428BY的雄性可育株为对照,对其短光照条件下的雄性不育株进行了小孢子母细胞减数分裂的观察。结果表明,88-428BY-827雄性不育株花粉败育在发育各个时期都发生。88-428BY-827雄性不育株小孢子母细胞减数分裂的染色体的行为出现了多种类型的异常现象:联会异常、单价体、三价体、染色体落后、染色体粘连、染色体桥、染色体不均等分离等;单核小孢子阶段小孢子饱满、细胞核内染色体明显且超出正常的染色体数目;少数小孢子的萌发孔为4个;成熟的花粉粒大小不等、形状不规则、甚至形     

T.spelta 1BS染色体导入K型小麦的效应

T.spelta 1BS染色体导入K型小麦不育系（K3314A），育成非1B／1R类型K型小麦不育系KT－SP3314A，研究其遗传效应，结果表明，T.spelta 1BS染色体导入使非1B／1R类型K型小麦不育系更易恢复；不育系本身不产生单倍体，其杂交种F1产生极少或不产生单倍体，农艺性状除了株高具有明显的优势外，其他均无不利的遗传效应。     

普通小麦-长穗偃麦草杂种衍生后代SNTE0923形态学、细胞学和白粉病抗性鉴定

对长穗偃麦草(Thinopurum ponticum,2n=70)与普通小麦品种烟农15的杂种衍生后代SNTE0923进行形态学、细胞学和白粉病抗性鉴定,初步筛选出抗白粉病普通小麦-长穗偃麦草育种新材料,为抗白粉病基因遗传学研究和小麦抗白粉病品种改良提供新的种质资源。对杂种衍生后代材料SNTE0923进行考种,形态学观察,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ和根尖染色体有丝分裂中期观察并进行白粉病抗性鉴定,结果表明:杂种后代材料SNTE0923的株高介于亲本长穗偃麦草和普通小麦之间,穗较长,有芒,群体整齐度较好;体细胞染色体数目鉴定为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对情况表明,大部分单株染色体构型为21Ⅱ,极个别在后期Ⅰ发现一定数量的染色体桥和落后染色体;白粉病抗性鉴定表明SNTE0923对白粉病有较高的抗性。杂种衍生后代材料SNTE0923绝大部分单株在遗传上趋于稳定,并且高抗白粉病,通过选育,可以做为抗小麦白粉病育种新的种质资源。     

温敏雄性不育系小麦BNS败育的细胞学观察

[目的]为了明确温敏雄性不育系小麦BNS雄性败育的细胞学机制.[方法]采用醋酸洋红染色对温敏雄性不育系小麦BNS花粉母细胞减数分裂和小孢子发育过程进行细胞学观察,采用浓度1％I2-KI溶液染色法进行花粉育性统计.[结果]BNS不育系在减数分裂过程中异常,中期Ⅰ出现染色体滞后现象;二分体时期细胞质分配不均匀,染色体靠边,没有在细胞中央;四分体时期子细胞大小不一,其子细胞存在落后染色体,有的二分体经过第2次分裂没有形成4个子细胞,而是分成3个子细胞;小孢子发育过程中观察到单核靠边期,未能发育到双核期和三核期,还出现空孢现象;开花期的花粉彻底败育.而扬麦13能形成正常的二核期和三核期,花粉可育.[结论]减数分裂过程中出现的异常行为是导致BNS花粉败育的原因之一.单核期是其败育的关键时期.     

人工合成新小麦的细胞学与农艺性状研究

人工合成小麦被广泛应用于小麦遗传育种及进化研究。本实验对四倍体野生二粒小麦、圆锥小麦、硬粒小麦与节节麦杂交,经染色体自动加倍形成的23个人工六倍体小麦第一代(S1代)的细胞学及农艺性状进行研究。结果表明,不同人工合成小麦的细胞学存在显著差异。四倍体供体母本对减数分裂影响很大。其中,由野生二粒小麦AS285合成的人工小麦的减数分裂很不正常,这可能由于控制减数分裂"二倍体"化的Ph1位点变异所致。减数分裂不正常,会导致其细胞学不稳定。因此,在用人工合成六倍体小麦构建遗传群体或作遗传研究之前,有必要先观察其减数分裂,选择出减数分裂正常的材料用于研究工作。根据本研究,单价体可作为判断减数分裂是否正常的依据。同时,不同人工合成小麦的农艺性状存在显著差异,它们为育种提供了新的资源。     

小麦异种属基因库建拓的研究

以普通小麦显性核不育材料(Tal 小麦)和 Tal.Kr.phlb 综合体为基础材料,用天蓝偃麦草、八倍体小偃麦和八倍体小黑麦为异种属优良基因的供体进行研究,结果表明,Tal 小麦和 Tal.Kr.Phlb 综合体与天蓝偃麦草杂交,当代结实率分别可达26.4%和31.7%。八倍体小偃麦是普通小麦与天蓝偃麦草杂交良好的桥梁材料。Tal 小麦和 Tal.kr.phlb 综合体与八倍体小黑麦杂交,当代结实率分别可达36.95%和41.76%。显性核不育基因在以上杂交组合的 F_1中可以正常表达。     

异源三倍体百合减数分裂染色体行为的研究

采用细胞遗传学方法,对Longiflorum×Asiatic系列异源三倍体百合 ‘Bonsoir’（2n=3x=36）小孢子母细胞减数分裂进行了研究和分析。结果显示,有64.31% 的花粉具有活力,且有活力的花粉大小范围在986.33~3 491.68 μm2之间,并呈双峰分布。形成败育花粉的主要原因如下:高度不规则的染色体配对、落后染色体、染色体桥、不均等分离、微核等现象。另外,减数分裂中期Ⅱ纺锤体的异常定向导致了末期Ⅱ二分体和三分体的形成,产生未减数的配子,如融合纺锤体和三极纺锤体;但平行纺锤体和垂直纺锤体不参与未减数配子的形成。一些小孢子母细胞在胞质分裂过程中未形成细胞板,导致单分体的形成以及二分体和三分体的增加,提高了未减数配子的频率。通过对小孢子发生过程中各种现象的观察,对异源三倍体百合在育种中的应用进行讨论。      

小麦核不育的遗传研究和雄性不育遗传模式的建立

综述了多年对小麦雄性不育研究的进展。太谷核不育小麦是显性雄性不育材料,它的显性不育基因Ms2位于4D染色体短臂上,距离着丝点31.16cM。以矮变1号小麦为标记性状供体,经大群体筛选和细胞学研究,研制出具有矮秆基因标记的显性核不育材料—矮败小麦。在矮败小麦中,矮秆基因Rht10与雄性不育基因Ms2在4D染色体短臂上连锁十分紧密,交换率仅为0.18%。该两基因的连锁片段已转移到中国春小麦ph1b突变体和八倍体小黑麦中。发现一套基因控制的雌雄性都不育的小麦遗传种质和双隐性基因控制的小麦核不育材料。综合分析已发现的核不育材料,提出植物基因互作型显性核不育材料起源假说;经遗传分析和数学推导,建立植物隐性核不育材料姊妹交后代育性遗传模式。