4份圆锥小麦-乌拉尔图小麦双二倍体的分子细胞遗传学鉴定

为了给小麦育种提供新的种质资源,对4份圆锥小麦-乌拉尔图小麦双二倍体(AABBA^uA^u)的农艺性状、染色体组成及高分子量谷蛋白亚基组成进行了鉴定。农艺性状调查结果表明,4份双二倍体的株高介于108.45~129.43 cm,分蘖数介于7.3~17.5个,穗长介于10.23~12.17 cm,小穗数介于16.26~22.06,自交结实率介于37.77%~70.46%;4份双二倍体对目前的流行条锈菌混合生理小种(条中31、条中32、条中33、条中34和水源11-4)均表现为高抗。利用寡核苷酸序列探针Oligo-pSc119.2-1、Oligo-pTa535-1、Oligo-pTa71-2、pTa-713和简单重复序列探针(AAC)5进行FISH分析,可区分出圆锥小麦-乌拉尔图小麦双二倍体的42条染色体。花粉母细胞染色体配对观察表明,在这些双二倍体的减数分裂中期I,染色体大多配对成二价体,仅有少量的单价体、三价体和四价体。SDS-PAGE分析表明,来自于乌拉尔图小麦TA#831的1Ay亚基在双二倍体Syn-TAU-2中得到了表达,但其迁移率发生了变化;来自于PI428270和PI428274的1Ax和1Ay亚基分别在双二倍体Syn-TAU-3和Syn-TAU-4中得到了表达。这些双二倍体可作为新的资源材料用于普通小麦的遗传改良。     

小麦-黑麦双二倍体形成过程中微卫星序列的变化

为了探索小麦-黑麦双二倍体形成过程中微卫星序列的变异情况,为异源多倍体进化及小麦育种研究提供理论参考,以来源于3个组合的小麦-黑麦杂交后代植株及亲本小麦、黑麦为材料,利用已有的小麦和黑麦微卫星标记调查小麦-黑麦双二倍体形成过程中微卫星序列的变化.结果表明,所用的126对小麦SSR引物中,除22对没有扩增出产物外,其余104对引物从每个组合的后代植株中扩增的带型与从其亲本小麦中扩增的带型完全相同.所用的27对黑麦SSR引物中,10对引物从每个组合的后代植株中扩增的带型与其从亲本黑麦中扩增的带型完全相同,10对引物在亲本黑麦、F1植株及3个双二倍体植株之间表现出了多态性,7对引物从亲本黑麦中扩增的条带在所有后代中缺失.说明小麦-黑麦异源多倍体化过程中小麦微卫星序列是相对稳定的,而黑麦微卫星序列比小麦微卫星序列更易受到异源多倍体化的影响.微卫星序列变化是伴随多倍体体化而快速发生的.     

不同黑麦染色体对普通小麦主要贮藏蛋白组成的影响

为了解不同遗传背景的黑麦染色体对普通小麦主要高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)和醇溶蛋白组成的影响,采用SDS-PAGE和A-PAGE分析了两套小麦-黑麦(Holdfast-King和中国春-Impire) 双二倍体和不同附加系的HMW-GS和醇溶蛋白组成.结果表明:(1)两份双二倍体的HMW-GS都表达出小麦亲本带型和一条迁移率与双亲不一致的条带,醇溶蛋白呈共显性表达.(2)Holdfast-King的1R附加系HMW-GS带型与其双二倍体带型一致,醇溶蛋白呈共显性表达;3R附加系的HMW-GS缺失受体亲本条带并表达出一条迁移率与双亲有差异的条带,其醇溶蛋白缺失受体亲本条带;其余附加系(2R,4R～7R)的HMW-GS和醇溶蛋白带型与其受体亲本带型一致.(3)中国春-Impire的1R附加系HMW-GS带型与其双二倍体一致,醇溶蛋白只表现受体小麦亲本带型,2R到7R附加系的HMW-GS和醇溶蛋白带型都与小麦亲本带型一致.这表明小麦-黑麦异源双二倍体中小麦和黑麦的基因组会相互影响,引起籽粒贮藏蛋白组成表达上的差异;同一种黑麦的不同染色体对籽粒贮藏蛋白组成表达的影响也有差异.     

茸毛偃麦草醇溶蛋白位点向小麦中的导入

为了进一步研究茸毛偃毛草基因向小麦中的导入情况,采用种子贮藏蛋白电泳技术对新创制的小麦-茸毛偃麦草部分双二倍体TE-3的醇溶蛋白和谷蛋白亚基组成进行分析,发现源自茸毛偃麦草的部分醇溶蛋白特征带在双二倍体中得到表达。利用不含1RS/1BL染色体的四川小麦品种对小麦与茸毛偃麦草的杂种F1进行连续回交,并结合染色体逐代观察,现已获得一批变异类型丰富的种质材料Y176,对其中农艺性状优良的部分株系,如Y176-12等进行的蛋白电泳分析,发现了茸毛偃麦草的特异醇溶蛋白带的导入。     

普通大麦与球茎大麦间双二倍体杂种的产生及其利用

杂种体细胞的不稳定性和低育性,对于农艺方面的优良基因如野生球茎大麦(Hordeumbul—bosum)的抗性因子向栽培的普通大麦(H.vuigare.)的转移就成为主要问题。然而,在这两个种间产生大量稳定且部分可育的双二倍体是可能的,并用这些杂种的回交、同小麦进行的复合杂交,开发新颖的育种材料。     

族毛麦基因组及其在小麦改良中的应用研究进展

簇毛麦是小麦的近缘属，是小麦改良重要的基因资源。簇毛麦有益基因向小麦遗传背景的导入，主要利用小麦－簇毛麦双二倍体为桥梁亲本，通过杂交、回交等方式获得小麦异代换系、异附加系、异易位系；并且利用形态标记、细胞学标记、生化标记及分子标记对小麦遗传背景下的染色体组、染色体、染色体臂及片段进行鉴定。本文对这些方面的研究进展进行了综述，对族毛麦可利用基因进行了展望。     

普通小麦与提莫菲维小麦的不完全双二倍体的细胞学与同功酶

Zhebrak(1944、1957)首先获得了第一个普通小麦×提莫菲维小麦的十倍体,该十倍体称为T.Borisovii。在其与普通小麦的回交后代中选出了染色体数2n=56的后代。这些八倍体中含有普通小麦的全部染色体组成,而且还含有提莫菲维小麦的单倍体染色体组成(Zhebrak等人,1964)。在不完全双二倍体中发现不正常的细胞分裂频率为40％(Tsarenja等人,1966)。     

小麦-黑麦小片段易位的快中子辐照诱导

为研究快中子辐照对新合成的小麦-黑麦双二倍体染色体结构变化的影响,分别利用5Gy、15Gy和20Gy三种快中子辐照剂量对其种子进行辐射诱变,采用基因组原位杂交(GISH)技术对M0和M1种子的根尖细胞进行了检测。结果表明,三种剂量下发生小麦-黑麦染色体易位的总频率为12.28%,其中发生外源小片段易位、外源大片段易位和罗伯逊易位的频率分别为9.36%,5.85%和2.34%。三种剂量都可引起小麦与黑麦染色体之间发生易位,分别有1.28%、9.04%和44.94%的M1种子产生了易位。说明随着快中子辐照剂量的增加,小麦与黑麦染色体间发生易位的频率也在增高。本研究为外源染色体片段(或优异基因)导入小麦品种提供了一种高效的技术手段。     

花生栽培种和野生种的种间杂交研究——Ⅳ.双二倍体的人工合成及其利用前景

通过花粉蒙导作用,由花生属花生区组中具B染色体组的A.batizocoi和具A染色组的A.correntina人工合成了双二倍体。本文从双二倍体杂种的形态特征,育性、杂交亲和性等方面作了分析得出如下结论:双二倍体的营养生长比其亲本和二倍体杂种更旺盛;不育二倍体杂种在染色体加倍形成双二倍体后育性得到恢复并能保持;二倍体杂种的减数分裂不规则。在后期Ⅰ出现落后染色体。双二倍体的染色体联会主要是20个二价体。双二倍体与栽培品种杂交亲和,其F_1代株型趋向栽培品种,减数分裂不规则,单价体较多,花粉育性较低,结荚很少。     

粗山羊草D组染色体对小麦若干产量性状的影响

为研究粗山羊草对小麦产量性状的影响,对四倍体硬粒小麦与粗山羊草杂交合成的双二倍体Am6-1和普通小麦品种Ph85-16的回交一代进行产量性状变异特点分析,并利用从130对D基因组SSR引物中筛选出的60对具有多态性的引物对粗山羊草中几个产量性状相关的QTL位点进行了定位,发现粗山羊草的D组染色体对小麦的穗长、千粒重、单株穗数和单株产量具有显著影响,同时初步寻找到6个主效QTL,它们分别为与穗长相关的QSl.sdau-5D,与单株穗数相关的QSnp。sdau-4D、QSnp.sdau-7D,与千粒重相关的QT-gw.sdau-3D,与单株穗数、单株产量相关的Q.sdau-2D-1、Q.sdau-2D-2。     

山羊草属基因库的开拓利用

山羊草属是与小麦亲缘关系最为密切的属，全属有２４个或更多个种，包括Ｃ、Ｄ、Ｍ、Ｓ和Ｕ等１７个染色体组，蕴藏着许多抗病、抗虫、抗逆等有益基因。利用染色体工程的方法，人们创建了许多普通小麦－山羊草的双二倍体、附加系、代换系和易位系，成为小麦育种的优异种质。     

利用双基因组三倍体鉴定芸薹属栽培种的染色体亲缘关系

芸薹属(Brassica)栽培种的3个基本种(白菜B.Campestris L,甘蓝B.deraea L.和黑芥B.nigra L.)种间杂种染色体配对强度是有差异的。AC双二倍体配对频率较高,[12.3个交叉/每个花粉母细胞(PMC)];两个含黑芥基因组(B)的双二倍体,即AB和BC双二倍体配对频率较低。利用三基因组单倍体的染色体配对过程分析     

人工合成双二倍体小麦过程中遗传变异的AFLP分析

为了给人工合成双二倍体小麦育种中亲本的选配提供基因表达水平的依据,通过AFLP方法对人工合成双二倍体小麦Am1、Am5、Am6及其亲本基因组DNA进行了遗传变异分析。结果表明,亲本间遗传差异越小,亲本与子代间DNA片段的遗传比率越高。母本Ps5与父本Y95之间四、二倍体差异带率最小,为35.2%,它们与后代Am5三者之间公共带率最大,为47.9%;后代双二倍体倾向于缺失二倍体亲本的遗传信息。Am1、Am5和Am6缺失二倍体亲本中DNA扩增片段的比率高,分别为71.0%、82.8%和90.0%,分别是缺失四倍体亲本的2.4、4.8和9.0倍;亲本间的遗传差异与后代中出现特异DNA片段的概率没有直接相关性。Am1中出现特异DNA片段的比率最高(6.2%),但是其亲本间遗传差异介于其他两组试验材料之间。     

小麦 黑麦大穗型衍生后代的分子细胞学鉴定

为创制大穗型小麦种质材料,利用具有大穗多小穗性状的小麦-黑麦双二倍体材料"兰小黑"和普通小麦杂交得到一批大穗型衍生后代.综合采用基因组原位杂交(GISH)、SCAR标记、微卫星(SSR)和醇溶蛋白(A-PAGE)技术对这些大穗型后代中的8个单株进行分子细胞学鉴定.结果表明,GISH检测后代含2个外源信号;1RS特异SCAR标记检测后代均含有黑麦1.5 kb的1RS特征条带;醇溶蛋白检测后代都出现了黑麦碱基因Sec-1特征条带.筛选小麦21条染色体长短臂上各6对引物,结果发现只有1BS上的3对引物未扩增出1BS的条带,其余引物均扩增出了各自的相应条带.由此确定这8株小麦-黑麦大穗型衍生后代为1BL/1RS易位材料.     

小麦SSR引物扩增黑麦及附加系6R染色体特异DNA片段的克隆

为了获得黑麦特异分子标记以及更加方便地检测导入小麦的黑麦染色质,选用定位于普通小麦7个同源群染色体上的88对SSR引物对11种二倍体黑麦和普通小麦中国春、绵阳11进行PCR扩增,有11对引物能稳定地扩增出较强的、在供试材料间表现出多态性的条带.引物Xgwm232在供试的9种黑麦中扩增出了一条长491 bp的黑麦特异片段(命名为pMD232-500),而供试小麦与其余两种黑麦均未扩增出该片段.用该引物对两种小麦－黑麦双二倍体CI、HK及衍生自CI、HK的两套小麦－黑麦附加系进行扩增,发现在CI和HK中都能扩增出该片段,而在两套附加系中都只有6R染色体能扩增出该片段.将从6R附加系中扩增出的片段进行克隆测序,结果表明该片段(命名为pMD2326R-500)与pMD232-500的相似性达99％.因此,该引物可以用来跟踪导入小麦中的部分黑麦的6R染色体.     

小麦 中间偃麦草衍生后代的细胞学和SSR标记鉴定

为了鉴定小麦与八倍体小偃麦的杂交组合NZ2W5的衍生后代中是否含有中间偃麦草的遗传物质,利用细胞学和SSR技术对该组合的12个衍生单株进行了鉴定.结果表明,NZ2W5组合衍生后代的根尖细胞染色体数目均为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体构型均为2n=21Ⅱ.以相关亲本中间偃麦草、小麦-中间偃麦草部分双二倍体远中2、普通小麦合作2号和阿勃以及衍生后代为材料,选取均匀分布于小麦各条染色体上的480个SSR标记进行分析,结果表明,Xbarc008、Xbarc195、Xwmc489、Xcfb3440、Xwmc331和Xgwm608等20个标记在中间偃麦草中具有特异条带,其中定位在小麦4D染色体上的标记Xwmc331可以在NZ2W5组合衍生的12个单株中检测到中间偃麦草119 bp的特异条带.研究结果表明,NZ2W5组合衍生后代的细胞遗传学基本稳定,携带中间偃麦草的遗传物质,涉及的外缘遗传物质可能同源于小麦的第四部分同源群.     

两种山羊草携带Gc基因的新发现

由栽培二粒小麦和沙融山羊草形成的双二倍体，再和高大山羊草一起，替换了普通小麦细胞质，形成代换系。这个代换系的后代携带两个新的Ｇｃ基因，Ｃ－－带分析表明：一个基因位于高大山羊草５Ｓ＾１染色体或类似５Ｓ＾１的染色体上，而另一个基因，位于沙融山羊草的４Ｓ＾１染色体上。     

小麦-中间偃麦草衍生系的分子细胞遗传学鉴定

对阿勃缺体与小麦-中间偃麦草部分双二倍体中2经杂交、回交选育的两个衍生系(衍生系Ⅰ和衍生系Ⅱ)研究表明,两个衍生系在形态学和细胞学上已经基本稳定,细胞学鉴定结果均为2n=44=22″。两个衍生系与阿勃二体杂交F1花粉母细胞染色体构型以及基因组原位杂交结果表明,衍生系Ⅰ为小麦-中间偃麦草异代换-附加系,衍生系Ⅱ为小麦-中间偃麦草异附加系。     

芸薹属作物的气孔保卫细胞叶绿体数

众所周知,甘蓝型油菜(Brassica napus,AACC,2n=38)、芥菜型油菜(B.juncea,AABB,2n=36),和埃塞俄比亚芥(B.carinta,BBCC,2n=34),是由芸薹属的3个二倍体种白菜(Bcampestris,AA,2n=20)、甘蓝(B.oleracea,CC,2n=18)和黑芥(B.nigra,BB,2n=16)相互杂交后产生的双二倍体。二倍体种与双二倍体种的鉴定,主要是采用计数细胞中染色体数目的方法。染色体计数法程序较复杂,技术性较强,当需要快速、准确地鉴定大量材料时,就不便应用了。叶     

新型小麦-黑麦6R附加系的创制及其白粉病抗性基因向小麦中的渗进

用黑麦(Secale cereale L.)Kustro与普通小麦(Triticum aestivum L.)绵阳11杂交,获得了小麦-黑麦双二倍体材料MK-25,再用小麦品种绵阳11和川农27与MK-25回交,从回交后代中获得了6R单体附加系、6RL端体附加系及来源于6R单体附加系的小片段渐渗系,且这些附加系和小片段渐渗系都表现出了对白粉病免疫的特性。研究结果表明,来自Kustro的6RL染色体臂上带有白粉病抗性基因,该基因已渐渗入小麦遗传背景中,且能在不同小麦背景中正常表达。因来自Kustro的白粉病抗性基因在前人的研究中尚未见报道,推测该基因可能为新的等位基因。