将巨大冰麦草种质转移给普通小麦的研究——Ⅱ.BC_1、BC_2的细胞遗传学研究和赤霉病抗性鉴定

获得了(普通小麦×巨大冰麦草)×普通小麦BC_1、BC_2F_1,第1、2次回交结实率分别为2.7％和21.2％。BC_2F_1部分可育,未经人工授粉的56株结实5232粒。BC_1、BC_2F_1和BC_2F_2的2n分别为54～56,40～53和39～52、BC_2F_1和BC_2F_2植株用强菌株JF-1,7,11,12的混合菌液或F-4,15,17,34的混合液接种鉴定,均分离出赤霉病抗性明显高于对照品种的植株。表明将巨大冰麦草的赤霉病抗性导入普通小麦是可能的,由此而创建比现有普通小麦抗病品种更加抗赤霉病的育种材料也是有希望的。文章还对赤霉病抗性转移过程中怎样防止抗性减弱或丢失进行了讨论。     

大—小麦杂种异质体

以栽培大麦(H.Vulgate.2n=2x=14)矮早三品种为母本,普通小麦(T aestivum,2n=6x=42)品种间杂种F_1为父本的属间杂交,经杂种幼胚离体培养,得杂种F_1植株(2n=28),自交不实;再经杂种F_1幼穗的组织培养,获杂种F_1的再生植株45株穗部形态似小麦,小花无雄蕊雌蕊化现象,仍自交不实。用小麦宁7840为父本,进行核代换连续回交,在BC_2代里有1单株(2n=44),回交7穗,结实34粒,种子多数较饱满。1986年秋播,34粒回交三代种子;发芽成苗27株,其中除1株中途死苗,另1株生长弱,发育较迟,雄蕊呈雌蕊化变态外,其余25株表现了明显的杂种优势。镜检部分单株。多数体     

小麦-长穗偃麦草异染色体系筛选与鉴定

二倍体长穗偃麦草(Thinopyrum elongatum(Host) A. Löve,2n=2x=14,EE)具有抗病性强、耐盐碱、抗旱、多花多实等优异性状。为明确引进的小麦-长穗偃麦草后代种质系的染色体遗传组成,本研究综合利用原位杂交与分子标记技术结合田间农艺性状对其进行鉴定。结果表明,16份小麦-长穗偃麦草种质系中,L20161461、L20161462两份材料是二体异附加系,分别附加6E和7E染色体;L20160940、L20160942、L20161457、L20161459四份材料是二体异代换系,分别是4E/4D、4E/4D、1E/1D、3E/3B;与中国春相比,L20160947的千粒重增幅57.02%,达到极显著水平;在2.2%NaCl溶液处理下,L20160940的耐盐性高于中国春。本研究为这些材料在小麦遗传改良中的进一步利用奠定了基础。     

普通小麦-长穗偃麦草异附加系的分子标记鉴定

利用分布于小麦7个部分同源群的1 246对引物对15个可能的小麦-长穗偃麦草二体异附加系的4个亲本的基因组DNA进行扩增。结果表明,186对SSR、209对EST-SSR和22对STS引物能够在长穗偃麦草中扩增出不同于其他3个小麦亲本的特异条带,其中18对引物可以在14个附加系中的1~7个附加系扩增出长穗偃麦草的特异带,说明它们可能添加长穗偃麦草的遗传物质。5个附加系(1-3、1-8、1-27、2-6和2-22)可能含有长穗偃麦草第7同源群染色体,4个附加系(5-10、5-20、6-23和6-18)可能含有长穗偃麦草第6同源群染色体。附加系1-13可能附加2条不同同源群的长穗偃麦草染色体。同时发现,小麦与长穗偃麦草杂交及其后代衍生过程中长穗偃麦草染色体间可能发生遗传重组。     

硬粒小麦-节节麦人工合成小麦的细胞遗传学及形态学研究

利用具有染色体自然加倍特性的硬粒小麦(Triticumdurum L.,2n=4x=28,AABB)与节节麦(Aegliops tauschii Cosson.,2n=4x=14,DD)杂交,得到杂种F1染色体自然加倍合成的4个六倍体小麦,SHW-Z1、SHW-Z2、SHW-Z3和SHW-Z4。对这4个合成小麦的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对行为及形态学进行了分析,结果表明:4个合成六倍体小麦的染色体数都是2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ中均出现了一定频率的单价体;4个人工合成小麦的C-值变化范围为0.70~0.77;SHW-Z4中具有21个二价体细胞的频率最高,为94%;SHW-Z1和SHW-Z3出现了一定频率的三价体和四价体。4个六倍体小麦在分蘖力、单株成穗数、穗长等性状方面表现优异,但高感条锈病,其遗传特性有待进一步改良。     

小麦与天蓝偃麦草远缘杂交中结实性的研究

通过远缘杂交向栽培植物导入优良的外源基因是遗传和育种研究的一个重要内容,但首先遇到的问题是杂交不易成功和杂种后代不育.本文主要介绍小麦与天蓝偃麦草远缘杂交中当代结实率和杂种 F_1结实性两个方面的研究结果,特别是利用 Tal 小麦、八倍体小偃麦和回交授粉后喷洒赤霉酸对结实性的影响.     

普通小麦与华山新麦草衍生后代的农艺性状和细胞遗传学研究

对中国春ph2b突变体(CSph2b)与华山新麦草属间杂种F1的衍生后代(BC2和BC1F1)进行了细胞学观察和田间农艺性状调查。其主要结果为:①染色体数目从2n=42-52之间变化,其中2n=45出现频率最高,为20.27%,而2n=51最低,仅有0.66%;②大部分植株有较多单价体;③在染色体数目较多的植株中,能够观察到三价体、四价体、落后染色体、三分孢子体、微核以及染色体桥;④部分植株表现高抗条锈病和赤霉病;⑤各个性状的变异系数都大于亲本的变异系数,分蘖的变异系数最大;⑥2n=42和2n=44的植株细胞学相对稳定,为获得华山新麦草染色体的附加系、代换系或易位系等小麦遗传育种材料奠定了基础。     

小麦-长穗偃麦草7E抗赤霉病易位系培育

【目的】将二倍体长穗偃麦草7E染色体导入主栽小麦背景,培育小麦-长穗偃麦草7E染色体抗赤霉病易位系,为小麦抗赤霉病遗传改良利用外源优良基因提供新种质。【方法】利用中国春-长穗偃麦草7E代换系DS7E(7B)与扬麦16杂交的F_2种子进行~(60)Co辐射(30 000 rad)和种植,表现型选择收获存活M_1植株的种子,从M_2连续通过表型农艺性状选择、单花滴注法进行赤霉病抗性鉴定和长穗偃麦草7E染色体或染色体臂特异分子标记PCR扩增筛选,最后在M_4代对中选材料以长穗偃麦草基因组DNA为探针进行基因组原位杂交(genomic in situ hybridization,GISH)证实。【结果】M_1选择了赤霉病发病率不同的13个单株进行繁殖。利用前期开发的长穗偃麦草7E染色体和7EL、7ES特异标记检测13株的后代M_2单株,获得含有长穗偃麦草7EL片段7株和7ES片段14株;对21株M_2衍生的222个M_3植株进行特异标记检测,共选择含有长穗偃麦草7EL片段13株和7ES片段3株;利用来自12株M_3的后代(M_4)进行GISH,共9株M_3的后代具有小麦-长穗偃麦草易位染色体,体细胞染色体2n=42。2株M_3的后代显示附加2条长穗偃麦草染色体短臂,体细胞染色体2n=44。连续多年多途径的筛选,获得4份材料,3份材料均为长穗偃麦草7E染色体长臂易位系,命名为TW-7EL1、TW-7EL2和TW-7EL3。1份为7E染色体短臂附加系,命名为W-DA7ES,最后所获得的材料是源自M_1代2个单株。连续3年赤霉病抗性鉴定结果表明长穗偃麦草7EL易位系抗性高,发病率明显低于中国春和扬麦16,与苏麦3号相当,而7ES附加系的赤霉病抗性明显较低,发病率明显高于7EL易位系。【结论】通过赤霉病抗性鉴定、染色体特异分子标记筛选和GISH证实相结合培育了小麦-长穗偃麦草7EL抗赤霉病易位系,长穗偃麦草易位片段鉴定快速和准确。二倍体长穗偃麦草7E染色体长臂中含有抗小麦赤霉病的基因。     

普通小麦与簇毛麦杂种后代的细胞遗传学研究

本研究直接用普通小麦作母本与簇毛麦杂交并用普通小麦回交,成功地获得了它们的F_1、BC_1和BC_2。F_1植株的体细胞染色体数与理论值相符:2N_(F1)=N♀+N♂。来自双亲的染色体在PMC的MI以单价体构型为主,但在DV中还可看到棒状甚至环状二价体,在ABV、AGV和ABDV中的二价体、三价体和四价体数均高于其母本物种的单倍体AB、AG和ABD中的相应数值,从而推测可能存在V组与A、B、D组染色体间的同源转化配对。虽然普通小麦比四倍体小麦更难与簇毛麦杂交,但以普通小麦作原初杂交母本的BC_1,中已出现部分可育植株,并出现了一些2n等于或接近49的植株,它们的PMC在MI有20个左右二价体和5—7个单价体。在BC_2中,2n数迅速趋近42,其育性及农艺性状迅速恢复,并已较快地分离出在整套普通小麦染色体上添加了个别簇毛麦染色体或与簇毛麦个别染色体发生了置换或易位的植株。因此,为将簇毛麦种质较快地导入普通小麦,用普通小麦作原初杂交母本比用四倍体小麦更为有利。     

普通小麦和黑麦的双单倍体与六倍体小黑麦3种间杂交的研究

本实验用10个普通小麦和黑麦的双单倍体与5个六倍体小黑麦进行杂交。结果表明:普通小麦和黑麦的双单倍体与六倍体小黑麦杂交结实率平均为1.25%。亲本组合对3种间杂交结实率有很大的影响;F_1代植株染色体数目变化于41～49之间,大部分为2n=44～47。由于大量非整倍体的存在,F_1代各组合植株很不一致,育性降低。F_2代表现出广泛分离,并普遍存在超亲现象。在各组合中,大部分为小黑麦型,还出现中间型、普通小麦型、硬粒小麦型、分枝小黑麦型等类型。在 F_2代中,具有2n=42的植株占47.22%,育性恢复达58.88%。选择到综合性状优良的六倍体小黑麦材料。试验表明普通小麦和黑麦的双单倍体与六倍体小黑麦3种间杂交是改良六倍体小黑麦有希望的方法。     

小麦-滨麦-偃麦草三属杂种的创制及其遗传分析

利用八倍体小滨麦和八倍体小偃麦杂交,创制出小麦-滨麦-偃麦草三属杂种,对杂种F_1进行了形态学、育性和细胞学分析。结果表明:以小滨麦作母本较易创制出三属杂种,其杂交结实率平均为20．8%。杂种F_1形态特征介于双亲之间,具有较强的杂种优势,生长旺盛,熟期晚,自交结实率较低。F_1花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ平均染色体构型为18．58Ⅰ 18．59Ⅱ 0．085Ⅲ 0．028Ⅳ,PMC后期Ⅰ观察到部分落后染色体排列在赤道板上;二分体、四分体和小孢子时期,细胞内普遍观察到微核,且出现大量异形细胞。三属杂种F_1的花粉育性较低。     

早熟型小麦种质系山农0057的细胞学鉴定

中间偃麦草含有丰富的优良基因,在小麦的遗传改良中具有重要利用价值。对从中间偃麦草与小麦品种烟农15杂种后代(BC3F6)中选育的小麦种质系山农0057进行主要农艺性状调查和细胞学鉴定,结果表明:山农0057平均株高61cm,平均穗长6.7cm,挑旗期、抽穗期分别比亲本烟农15早4d,是一个具有早熟特点的种质系;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(PMCMⅠ)染色体构型为2n=21Ⅱ;与普通小麦的杂种F1PMCMⅠ染色体构型为2n=20Ⅱ+2Ⅰ。山农0057可能是一个具有早熟特点的小麦-中间偃麦草的二体异代换系。     

硬粒小麦-簇毛麦-黑麦三属杂种及后代的形态和细胞遗传学研究

以硬粒小麦-簇毛麦双二倍体(AABBVV,2n=6x=42)为母本,荆州黑麦为父本,经杂交获得硬粒小麦-簇毛麦-黑麦三属杂种F_1代。杂交结实率为8.2％。杂种自交不孕。形态上呈双亲中间型,并保持双亲具有的优良抗逆性。杂种体细胞染色体数目为2n=4x=28,减数分裂中期Ⅰ染色体平均配对构型为26.63Ⅰ 0.68Ⅱ 0.004Ⅲ。用普通小麦作回交亲本获得的回交一代仍自交不孕,染色体数目的变幅为37～49。本文对簇毛麦、黑麦的有用种质在小麦改良中的综合利用进行了讨论。     

二棱大麦(2X)×苏联球茎大麦(4X)种间杂交的研究初报

以二棱大麦品种间杂交种F_1(2n=2x=14)为母本,以苏联球茎大麦(2n=4x=28)为父本,进行种间杂交,授粉一天后。在母本柱头滴赤霉酸(GA_3),并结合离体培养杂种幼胚,获得较多二棱大麦与球茎大麦的种间杂种,根据杂种植株形态和染色体组成,可分成三种类型,其中只有约5％的植株的染色体加倍成功,为大麦型(2n=14);其余95％植株的形态表现为偏大麦型与偏球茎型的两种中间型,且均为具球茎的多年生习性;其染色体数在15—21之间:目交不育,用父母本回交亦未结实。     

小麦试管受精的研究 Ⅰ.通过雌蕊离体授粉直接获得节节麦与普通小麦的属间杂种

近年来,由于节节麦(Aegilops squarrosa L.,2n=2x=14)的细胞质与普通小麦(Triticum aestivum L.,2n=6x=42)的细胞核相结合的核质杂种具有早熟、高产和蛋白质含量高等特点,受到植物遗传育种工作者的普遍重视。但采用常规的杂交方法直接获得其属间杂种是非常困难的。1981—1982年我们通过雌蕊离体授粉直接获得了“节节麦×普通小麦”的属间杂种。应用试管受精方法来得到这种属间杂种,至今尚未见报道。现将我们的实验结果简述如下。     

小麦-中间偃麦草异代换系的细胞学和SSR标记鉴定

中间偃麦草含有丰富的优良基因,在小麦的遗传改良中具有重要利用价值。对从八倍体小偃麦TAI-7045与普通小麦复合杂交后代中选育的小麦种质系CH-9916进行细胞学鉴定,其根尖细胞染色体数目为2n=42,为六倍体普通小麦,在苗期和成株期CH-9916对条锈病均表现免疫,中抗白粉病。通过SSR标记鉴定分析,其可能是由偃麦草的染色体代换了小麦的2D染色体。以上结果表明,种质系CH-9916可能是一个异代换系。     

普通小麦—华山新麦草异代换系和附加系的C—分带鉴定

利用染色体C-分带技术,对普通小麦-华山新麦草异代换系和附加系进行了细胞学鉴定。鉴定结果表明,普通小麦-华山新麦草的3个异代换系H921-6-12为5A/Nh5代换、H922-9-12为3B/Nh4代换、H924-3-4为3D/Nh4代换,2个异附加系H8911-1-2-6为Nh4附加、H9014-154-2为Nh7附加。初步推断华山新麦草的Nh5和Nh4染色体分别能补偿普通小麦的5A和3B,3D的缺失。     

八倍体小偃麦与普通小麦杂交后代主要性状的遗传特点

本试验以八倍体小偃麦为桥梁亲本与普通小麦进行杂交,研究了不同杂交方式的当代结实率,不同杂种世代的育性和若干性状的遗传特点。结果表明:1.八倍体小偃麦与普通小麦没有明显的杂交不亲和性;2.杂种后代的育性随着自交和回交世代的增进而逐渐提高;3.杂种(F_1)的株高与双亲平均值相近,F_1的抽穗期具有明显的倾早性,F_1的穗长和每穗小穗数高于双亲平均值;4.杂种后代变异类型丰富,可以分离并选育出抗病、矮杆、强杆、大穗多花等优良类型,丰富育种的种质资源。因此,利用八倍体小偃麦与普通小麦杂交,是将偃麦草的遗传物质导入普通小麦,选育具有偃麦草优良特点的种质材料的有效方法。     

普通大麦(4x)与球茎大麦(4x)种间F_1杂种形态学和细胞遗传学的研究

普通大麦(Hordeum vulgare L.2n=4x=28)与球茎大麦(H.bulbosum L.2n=4x=28)的种同杂交试验结果如下:无论是以普通大麦为母本,还是以球茎大麦为母本。在F_1杂种中都出现了三种类型植株,即似普通大麦的双单倍体,中间类型的混倍体和似球茎大麦的四倍体杂种。 F_1杂种根尖细胞染色体数目大多数为14～28条。在减数分裂期,双单倍体植株中所有球茎大麦染色体都已消失;混倍体和四倍体杂种植株在减数分裂期的染色体行为则表明普通大麦与球茎大麦染色体之间有高度的亲和性。因此,把有用的球茎大麦基因导入普通大麦是可能的。     

普通小麦-华山新麦草矮秆种质B62的分子细胞学鉴定

【目的】对普通小麦(Triticum aestivum L.)品种7182与华山新麦草(Psathyrostac hyshuashanica)杂交后代中选育的矮秆种质B62进行农艺性状考察和外源遗传物质检测。【方法】以普通小麦-华山新麦草矮秆种质B62为材料,在田间农艺性状考察的基础上,采用细胞学及基因组原位杂交(根尖与花粉母细胞中期Ⅰ)技术,检测B62中的华山新麦草遗传物质。【结果】根尖细胞学鉴定表明,B62染色体条数为44条;根尖细胞染色体原位杂交(GISH)表明,B62携带2条华山新麦草染色体;花粉母细胞减数分裂Ⅰ中期染色体GISH结果显示,2条外源染色体能够配对,说明2条异源染色体是华山新麦草的1对同源染色体。【结论】矮秆种质B62为普通小麦-华山新麦草二体异附加系,其农艺性状优于其小麦亲本7182。