利用Sod同工酶和RAPD标记鉴定小麦-中间偃麦草双体异附加系

利用Sod同工酶标记和RAPD标记对DAL1、2、3、4、5、6、7、8、9、10和11等11个小麦-中间偃麦草双体异附加系进行了鉴定。通过Sod同工酶分析，将Sod-Agil基因定位于中间偃麦草第2部分同源群染色体上，同工酶标记Sod-1Rf=0．35为异附加系DAL1、3、5、6、8、9、10和11的特有生化际记。RAPD分析结果表明，引物OPF16是特异引物，为异附加系DAL4、5、9、10和11所共有。OPF16 560是DAL5、9、10、11的特异RAPD标记，OPF16 1200是DAL4的特异RAPD标记。综合鉴定结果表明：DAL1、3、5、6、8、9、1O和11等8个异附加系中附加的是中间偃麦草第2部分同源群的染色体。DAL5、9、10、11是同一种异附加系，附加的异源染色体属于八倍体中5所携带的中间偃麦草染色体组；DAL6和DAL8为同一种异附加系：DAL2和DAL4是不同的异附加系，DAL4中附加的是不同于中2、中5所携带的中间偃麦染色体组的另外一个染色体组的染色体。应用上述遗传标记．可以快速地鉴定异附加系DAL1、3、4、5、6、8、9、10、11。     

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。     

抗条锈病小麦中间偃麦草二体异附加系的选育和鉴定

利用普通小麦-中间偃麦草杂交,然后回交自交,从其BC2F5中选育出一份小麦新种质AF-2。从形态上AF-2表现出硬颖、蜡质、秆细等稳定的与中间偃麦草类似的农艺特征;田间调查与接种都发现AF-2表现出对现今流行的条锈病和白粉病免疫。细胞学检测该品系根尖细胞染色体数目为44条,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ均为二价体,染色体配型为2n=22Ⅱ,细胞学上已十分稳定;GISH结果显示该抗条锈病品系AF-2附加了两条来自中间偃麦草E染色体组的染色体,结合其表现出的农艺性状特征表明AF-2附加的可能是中间偃麦草2E染色体;遗传研究表明抗病基因可能位于附加的E染色体上,随后在供试的160对SSR中,其中引物Xgwm382能在中间偃麦草和AF-2中稳定地扩增出一条大约90 bp的特异条带,而小麦亲本中不能扩增出该条带,因此Xg-wm382可作为兼抗小麦条锈病和白粉病新种质AF-2所附加的染色体的特异分子标记。     

2个抗白粉病小偃麦异附加系的GISH鉴定

以来源于中间偃麦草的八倍体小偃麦TAI7047为供体,以高感白粉病的优质小麦品种晋太170为受体,通过回交转育的方法,从其BC1F4后代群体中筛选出2个稳定的抗白粉病株系CHadd7001和CHadd7002,并运用形态学、细胞学、抗病性、基因组原位杂交的研究方法对其进行了分析、鉴定。基因组原位杂交(GISH)结果表明,CHadd7001和CHadd7002中已分别成功导入1对中间偃麦草的染色体;其中,CHadd7001所附加的外源染色体来自偃麦草的Js组染色体,而CHadd 7002附加的染色体来自偃麦草的J组染色体;根据外源染色体来源、GISH带型和杂交信号的分布,二者为不同的小偃麦异附加系。     

抗白粉病小偃麦异附加系的选育及细胞学鉴定

以源于中间偃麦草的八倍体小偃麦TAI7047为供体、感白粉病的普通小麦优质品种晋太170为受体,通过杂交、回交,从其BC1F4杂种后代中选育出小偃麦种质系CHadd7001和CHadd7002。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。白粉病抗性鉴定结果表明,中间偃麦草,CHadd7001,CHadd7002及其供体亲本TAI7047对白粉病均免疫,而受体亲本晋太170则高感白粉病,说明其抗性可能均来源于中间偃麦草。     

抗条锈病小偃麦异附加系及其染色体稳定性的研究

以异源八倍体小偃麦中４作为抗条锈病染色体的供体亲本，以普通小麦品种铭贤１６９作为受体亲本，通过杂交、回交、自交、抗病性鉴定和花粉母细胞减数分裂染色体显微镜检查，选择出了含抗条锈病中间偃麦草染色体的二体附加系；对附加系花粉母细胞减数分裂观察发现，终变期有５．２％的细胞中出现了单价体，后期Ｉ中有７．４％的细胞中存在停留于赤道板上不分离的染色体，表明附加的染色体在一定程度上是不稳定的；所得到的３个附加系     

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。     

3个抗条锈病小偃麦附加系中偃麦草染色体同源性鉴定

已经建立了3个抗条锈病小偃麦二体附加系,分别编号为 A1,A2和 A3。它们衍生于铭贤169与中4的杂交后代。铭贤169是一个普通小麦品种,它对我国现有全部条锈菌小种均高度感染。中4是人工合成的异源八倍体新种,含有全套小麦染色体和7对中间偃麦草染色体,对目前我国所有条锈菌小种均免疫或高抗。将铭贤169与中4杂交、用铭贤169回交、回交后代自交及抗病性鉴定得到了 A1,A2和 A3。为了搞清这3个附加系所附加染色的异同,将A1,A2和A3两两杂交,检查其 F_1植株减数分裂过程中染色体配对情况。在 A1×A2和 A2×A3的 F_1小孢子母细胞中出现了两个单价体染色体,在 A1×A3的 F_1中未发现单价体。这表明,A1与 A3所附加的是同一对中间偃麦草染色体,A2所附加的则是另一对。结论是,已经从中4鉴定出两种抗条锈病的中间偃麦草染色体,这两对染色体之间不具有同源性。     

普通小麦-华山新麦草异附加系的分子细胞遗传学研究

利用荧光原位杂交和染色体C-分带技术,对普通小麦-华山新麦草的异附加系进行了研究。荧光原位杂交结果显示:异附加系H9015-17-1-9,H9017-14-16-5都附加有2条华山新麦草的染色体。对这2个材料和华山新麦草进行染色体C-分带带型比较,初步推断,H9015-17-1-9附加的是Nh5染色体,H9017-14-16-5附加的是Nh6染色体。     

1个抗条锈病小麦新种质的遗传学研究

对来自杂交组合中5/“S”265的1个抗条锈病小麦新材料011077进行了分子细胞遗传学分析。根尖细胞有丝分裂观察表明,011077具44条染色体,6条随体,为二体附加系。花粉母细胞减数分裂分析表明,011077二价体总数是21.48,虽附加1对外源染色体,但染色体配对相对较好。C-带分析表明其22对染色体中有1对染色体具中间偃麦草强端带特征。基因组原位杂交(G ISH)结果显示,011077为二体附加系,所附加的1对染色体是源于中间偃麦草的St染色体,这对St染色体已与普通小麦染色体发生了遗传重组。011077高抗条锈病,且遗传稳定,可以作为优质抗病种质加以利用。     

小麦-中间偃麦草二体异代换系山农0095的选育及其鉴定

 利用小麦品种烟农15与中间偃麦草直接杂交，以烟农15为回交亲本对其杂种F1回交2次，再经自交3次，从BC2F4中选出种质系山农0095。利用形态学、细胞学、种子醇溶蛋白酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（A-PAGE）、RAPD和GISH等方法对其进行鉴定。结果表明，山农0095平均株高78 cm，穗长17.3 cm，穗粒数74个，旗叶长36.3 cm，旗叶宽3.03 cm，茎秆粗壮，多花多实，繁茂性好；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(PMC MⅠ)染色体构型为2ｎ=21Ⅱ；它与烟农15的杂种Ｆ1 在减数分裂中期Ⅰ的大多数花粉母细胞能观察到2个单价体，平均染色体构型为2ｎ=20.08Ⅱ＋1.84Ⅰ。A－PAGE鉴定结果表明，山农0095在β区出现一条中间偃麦草的特异带；从180个RAPD引物中筛选出一个特异引物S186（5?－GAT ACC TCGG－3?），能够在山农0095中扩增出一条约900 bp中间偃麦草的特异带，标记为S186900；以中间偃麦草基因组DNA为标记探针、中国春基因组DNA为封阻的原位杂交结果进一步表明，山农0095的42条染色体中含有2条完整的中间偃麦草染色体，是小麦－中间偃麦草的二体异代换系。     

源于中间偃麦草的抗条锈基因YrCH223的遗传分析及SSR定位

CH223是一个衍生于中间偃麦草的多抗性小偃麦种质系,通过感病的小麦品种与八倍体小偃麦TAI7047杂交、回交选育而成。抗性鉴定表明,CH223对我国当前小麦条锈病的流行小种CYR32,CYR33均有良好抗性。利用CH223与感病品种(系)的F2,F2∶3和BC1抗性分离群体进行抗性遗传分析,发现其条锈病抗性来自中间偃麦草,且由1对显性基因控制,暂时命名为YrCH223。用CYR32对来自台长29×CH223的221个F2植株进行接种鉴定,并构建抗、感DNA池。共筛选738对SSR引物,发现5对共显性SSR标记与抗病基因连锁,位置顺序为:Xgwm540-Xbarc1096-YrCH223-Xwmc47-Xwmc310-Xgpw7272,遗传距离分别为21.9,8.0,7.2,12.5,11.3 cM。进一步利用中国春缺体-四体和双端体材料扩增鉴定,将YrCH223定位于小麦4B染色体的长臂上(4BL)。经F2∶3群体验证,5个标记与YrCH223连锁。迄今为止,在4BL上未发现有公开报道的抗小麦条锈病基因。因此,基于抗病基因所在的染色体位置与来源,推断YrCH223是一个新的抗条锈病基因。     

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。     

小麦外源抗黄矮病基因的RFLP标记分析

 以小麦-中间偃麦草异附加系L1作抗源选育而成的抗黄矮病小麦新品系Yw642、Yw443、Yw243、Y980704,其抗性来自中间偃麦草染色体7X。利用Yw642×中8601的F#-2分离群体,对由易位系Yw642筛选出的RFLP标记进行连锁分析,确定了RFLP标记psr687和wg380分别与7XL上的BYDV抗性基因共分离。利用上述2个RFLP标记,对具有不同遗传背景的抗病易位系Yw443、Yw243、Y980704等进行了Southern分析。结果表明,这些抗病系均具有7XL的抗病特异带,缺失小麦7DL特征带,说明这些抗病系是小麦-中间偃麦草7DS·7DL-7XL易位系,psr687和wg380可应用于分子标记辅助育种。