人工合成AAGGDD染色体组的小麦新种

在小麦属(Triticum)系统发育中,按染色体组型分类,自然界形成5个种,即二倍体的一粒小麦(T.monococcum)染色体组AA;四倍体的圆锥小麦(T.turgidum)染色体组AABB和提莫菲维小麦(T.timopheevii)染色体组AAGG;六倍体的普通小麦(T.aestivum)染色体组AABBDD和茹     

一粒小麦的染色体和同工酶分析

利用火焰干燥涂片法制备染色体玻片标本,观察到野生一粒小麦(T.boeo-ticum)和栽培一粒小麦(T.monococcum)的染色体组型基本相同。它们都具有着丝点带,但其中间带和末端带有些差别。在我们实验中它们的过氧化物同工酶及幼苗早期的酯酶同工酶酶谱也基本相似。因此野生一粒小麦和栽培一粒小麦可以归为一个一粒小麦种(T.monococcum),在小麦进化中,它们提供了 A 组染色体。     

提莫菲维小麦染色体的C-带分析

对提莫菲维小麦的根尖细胞染色体进行C-带分析,以明确提莫菲维小麦的染色体C-带带型特点。结果表明:提莫菲维小麦具有14对染色体,其染色体带型公式为:2 n=28=4 IT++4 IT++6 CIT++6 I+2 IT+2 CI+2 CIT+S+2 CIS,共包括98条带,其中长臂具有57条带纹,包括50条中间带(I),7条端带(T);短臂具有35条带纹,包括30条中间带(I),3条端带(T),2条随体带(S);另外还有着丝点带(C)6条。提莫菲维小麦G组染色体的异质化程度明显高于A组染色体,G组染色体的C-带带型与普通小麦B组染色体非常相似,因此G组染色体可能与B组染色体存在部分同源性。     

小麦属各个种简介(二)

硬粒小麦(T.durum Desf) 又称通心粉小麦,是四倍体裸粒栽培小麦。体细胞染色体数28,染色体组型AABB。分布区很广,世界五大洲均有栽培(栽培的面积仅次于普通小麦),但主要在地中海沿岸各国以及苏联、美国、加拿大等国。我国五十年代曾在西北、华北和西南部分省(区)     

基于寡核苷酸探针套painting的小麦“中国春”非整倍体高清核型及应用

基于寡核苷酸探针套painting的染色体鉴定技术简单、经济和高效,可以促进小麦品种及亲缘物种染色体识别和变异体鉴定,提高染色体工程效率。我们前期开发了寡核苷酸探针套,包含p As1-1、p As1-3、AFA-4、(GAA)10和p Sc119.2-1共5个探针。本研究通过一次荧光原位杂交(FISH),对源于17个非整倍体的18份材料分析发现,其中14个染色体组成正确,可以清晰识别相应的缺体、四体和端体。还构建了基于寡核苷酸探针套涂染的、能准确识别3个基因组和7个部分同源群染色体的高清核型,发现4个非整倍体发生变异,其中从N5BT5D中鉴定出一个可能的小片段相互易位系T6AS·6AL-6DL和T6DS·6DL-6AL。进一步对7个地方品种、10个栽培品种(系)和1个人工合成小麦分析,发现15条染色体存在多态性,涉及6条B组(除4B)、5条A组(除1A和3A)和4条D组(1D、2D、4D和7D)染色体,可以清晰识别我国小麦生产上广泛应用的3种易位类型(T1RS·1BL、T6VS·6AL及相互易位T1RS·7DL和T7DS·1BL),省去了基因组原位杂交(GISH)程序。另外,对5个亲缘物种分析发现,该探针套可以识别栽培一粒小麦、硬粒小麦Langdon、荆州黑麦、长穗偃麦草(2n=2x=14)全部和中间偃麦草30条染色体,并构建了这5个物种的核型。本研究结果证实该寡核苷酸探针套可以有效用于小麦及亲缘物种染色体鉴定,高清晰的中国春非整倍体核型为小麦染色体工程提供了参考标准。     

二倍体长穗偃麦草高分子量谷蛋白亚基多态性研究

二倍体长穗偃麦草(Thinopyrum elongatum)E组染色体携带有对小麦遗传育种有益的基因。通过SDS-PAGE，分析了9份二倍体长穗偃麦草的高分子量谷蛋白亚基类型，初步发现有6种等位变异类型，显示了二倍体长穗偃麦草E组染色体携带有丰富的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)等位基因类型，是普通小麦进行品质改良的重要基因资源。     

基于寡核苷酸探针套painting的中国春非整倍体高清核型及应用

基于寡核苷酸探针套painting的染色体鉴定技术简单、经济和高效, 可以促进小麦品种及亲缘物种染色体识别和变异体鉴定, 提高染色体工程效率。我们前期开发了寡核苷酸探针套, 包含pAs1-1、pAs1-3、AFA-4、(GAA)₁₀和pSc119.2-1共5个探针。本研究通过一次荧光原位杂交(FISH), 对源于17个非整倍体的18份材料分析发现, 其中14个染色体组成正确, 可以清晰识别相应的缺体、四体和端体。还构建了基于寡核苷酸探针套涂染的、能准确识别3个基因组和7个部分同源群染色体的高清核型, 发现4个非整倍体发生变异, 其中从N5BT5D中鉴定出一个可能的小片段相互易位系T6AS·6AL-6DL和T6DS·6DL-6AL。进一步对7个地方品种、10个栽培品种(系)和1个人工合成小麦分析, 发现15条染色体存在多态性, 涉及6条B组(除4B)、5条A组(除1A和3A)和4条D组(1D、2D、4D和7D)染色体, 可以清晰识别我国小麦生产上广泛应用的3种易位类型(T1RS·1BL、T6VS·6AL及相互易位T1RS·7DL和T7DS·1BL), 省去了基因组原位杂交(GISH)程序。另外, 对5个亲缘物种分析发现, 该探针套可以识别栽培一粒小麦、硬粒小麦Langdon、荆州黑麦、长穗偃麦草(2n=2x=14)全部和中间偃麦草30条染色体, 并构建了这5个物种的核型。本研究结果证实该寡核苷酸探针套可以有效用于小麦及亲缘物种染色体鉴定, 高清晰的中国春非整倍体核型为小麦染色体工程提供了参考标准。     

对人工合成小麦的微卫星变异分析

比较分析了同一四倍体小麦Langdon与5个不同粗山羊草在合成六倍体小麦前后A、B、D染色体组不同染色体上的微卫星变异, 旨在通过分析异源多倍化引起的微卫星位点和序列变异以期探讨异源多倍体的进化机制。在所检测的位于A、B染色体组上各125个特异微卫星(G-SSR)标记中,分别有5个(4.0%)和6个(4.8%)位点发生变异;而在76个A/B染色体组上的表达序列标签微卫星(EST-SSR)标记中,只有2个(2.6%)发生了变异,比A、B染色体组G-SSR变异频率小,说明功能基因区的变异小于重复序列非编码区。在D染色体组上的103个G-SSR标记中,3个位点(2.9%)发生了序列变化。对表现差异的微卫星位点序列分析发现,人工合成小麦中多倍化引起的微卫星序列变异主要表现为简单序列重复单元次数的增加或减少;发生消除的微卫星序列比普通的微卫星序列更易发生不同类型的序列改变。微卫星序列在异源多倍化过程中对新物种基因组的形成可能起到重要的调节作用。     

染色体之间的互作导致五倍体小麦农艺性状与DNA变异

为了揭示普通小麦进化过程中分化后的同源染色体结合到一个细胞核后是否会发生互作导致DNA水平的变异并引起表型变化,本研究以天然六倍体普通小麦品种‘中国春’(CS, AABBDD, 2n=6x=42)和人工合成四倍体小麦(AADD, 2n=4x=28)为材料,杂交产生五倍体小麦(AABDD, 2n=5x=35),并研究其与亲本在表型与DNA水平上的变化。结果表明:五倍体与亲本之间,以及不同五倍体个体之间在株高、抽穗期、芒长和小穗密度等表型上存在显著差异;利用30个SSR (Simple Sequence Repeat)标记进行检测,发现部分五倍体小麦植株DNA序列的碱基数发生了变化,同CS相比最多增加有67个碱基对。同时还发现五倍体减数分裂中期I染色体配对紊乱,存在高频率的单价体,且大多数五倍体小麦的花粉败育。上述结果表明六倍体普通小麦中的A和D组染色体与其二倍体祖先A和D组各自经过长期的进化,已积累了较多变异,使得同源染色体DNA间存在很大的差异,当结合到一起时会发生相互作用,从而导致表型变异。     

小麦地方品种“开县罗汉麦”在远缘杂交中的遗传评价

普通小麦(Triticum aestivum L.)是由A, B, D染色体组组成的六倍体物种。虽然这3个染色体组间存在部分同源关系,但是减数分裂中期的染色体配对只发生在同源染色体之间。这是由于普通小麦存在Ph(即Pairing homoeologous)配对调控系统。这个配对控制系统也同样抑制普通小麦与其外源属种的部分同源染色体间的配对,这也就阻碍了     

小麦属各个种简介(五)

新疆小麦(T.Petropavlovskyi Udacz.et Migusch):又称稻穗麦,六倍体栽培裸粒种,体细胞染色体数为42条,染色体组型为AABBDD。原产于中国新疆东南部和天山南坡海拔900—1200米绿洲农区即阿克苏、乌什、喀什、巴楚、莎车及和田等县,生态上属炎热干旱气候条件下绿洲农区类型,是中国特有的小麦种。1957年从中国引到苏联,定为一新种。1958—1959年将此种小     

“新疆小麦”种间杂种的细胞遗传学研究

将“新疆小麦”(T.petropavlovskyi Udacz.et Migusch.)与不同小麦种杂交,观察杂种 F_1减数分裂期的染色体行为,发现它与普通小麦(AABBDD)的杂种有57.8%以上细胞配对正常,有37.2%的细胞具1～9个单价体,其中多数具1～2个单价体,说明“新疆小麦”的染色体组型基本为 AABBDD,但其中有一对染色体已与普通小麦不同。当它与含有 AAB     

四倍体小麦与六倍体小麦杂种的染色体遗传特性

四倍体栽培小麦(Triticum turgidum L., AABB)和普通小麦(Triticum aestivum L., AABBDD)是两种目前主要的小麦栽培种。通过远缘杂交转移利用四倍体小麦(或六倍体小麦)基因是六倍体小麦(或四倍体小麦)遗传改良的重要方法。然而,两者杂种F1为基因组组成不平衡的五倍体,其中A和B基因组染色体均为两套,而D基因组染色体仅一套。亲本间的遗传差异,包括核基因组和细胞质基因组,可能影响五倍体杂种的染色体传递效率。本研究以多个不同遗传背景的四倍体小麦和六倍体小麦为亲本,配置正反交五倍体杂种F1,采用多色荧光原位杂交技术分析自交F2代植株的染色体组成规律。结果表明,杂交亲本的遗传背景对杂种F1自交结实率影响显著;不论是以四倍体小麦还是六倍体小麦做母本, AB基因组染色体在F1自交过程中相对稳定, F2后代的数目均接近28条(27.9 vs. 28.0);以四倍体小麦为母本F2平均保留的D基因组染色体数显著多于以六倍体小麦为母本的后代(7.0 vs. 2.9)。因此,以四倍体小麦为最终目标后代时,应优先以六倍体小麦为母本进行杂交组合的配置;以六倍体小麦为最终目标后代时,应优先以四倍体小麦为母本开始最初的杂交组合配置。     

普通小麦同源转化群3在染色体配对及可交配性方面的作用

米勒(Miller)等研究了中国春同源转化与群3黑麦(Secaleceral L)及球茎大麦(Hbulbosum)的杂种和普通小麦同源转化群3,非整倍单倍体的不同染色体配对水平。结果发现,普遍小麦同源转化群3染色体的长臂和短臂上都带有影响染色体配对的基因。     

抗黄矮病小麦种质的分子标记

应用基因组原位杂交技术分析了抗小麦黄矮病种质的遗传组成,研究表明小麦一中间但麦草部分双二倍体无芒中4(2n=56)具有40条小麦染色体、5对中间僵麦草染色体、3对小麦/中间僵麦草易位染色体,其中1对是罗伯逊氏易位染色体。结果表明无芒中4与远中5的遗传组成有明显差异,是两种不同类型的材料。抗黄矮病小麦种质F940418, T10     

小麦–华山新麦草异代换系DH2322的分子细胞遗传学鉴定

利用分子标记、细胞学、基因组原位杂交(GISH)等技术,结合田间农艺性状调查,对小麦–华山新麦草七倍体材料H8911与硬粒小麦D4286杂交F4代分离群体中株系DH2322进行了综合鉴定。华山新麦草基因组特异SCAR标记鉴定表明,DH2322含有华山新麦草遗传物质;细胞遗传学观察显示,DH2322染色体构型为2n=42=21 II;有丝分裂和花粉母细胞减数分裂中期I基因组原位杂交(GISH)鉴定表明,DH2322的染色体由40条小麦染色体和2条华山新麦草Ns染色体构成,且2条Ns染色体能完全配对为一个二价体;SSR和STS分子标记分析表明,DH2322缺失小麦D基因组的2D染色体,而含有华山新麦草的2Ns染色体;农艺性状分析结果表明,DH2322具有双亲的形态学特征,结实性好,穗长和穗粒数显著大于亲本。     

普通小麦贵紫麦1号染色体的FISH核型分析

采用FISH(荧光原位杂交)技术,分析普通小麦贵紫麦1号染色体的FISH核型特点,为贵紫麦1号在小麦新品种选育上的应用提供参考。结果表明,贵紫麦1号包括21对染色体,pAs 1红色探针信号主要分布在A组和D组染色体上,pSc 119.2-1绿色探针信号则主要分布在B组染色体上;根据贵紫麦1号染色体上这2种探针的分布特征,可以准确辨识每条染色体。贵紫麦1号与硬粒小麦(AABB)在2A、5A、2B、3B及5B染色体上表现出pSc 119.2-1信号分布差异,与节节麦(DD)在染色体1D、4D及5D上也存在信号分布差异,与中国春(AABBDD)在2A、5A、6B、1D及7D染色体上的信号也各有不同,说明DNA重复序列在不同小麦材料之间具有多态性。     

T6VS?6AL染色体易位与小麦籽粒HMW-GS和GMP积累的关系

从一套由92R137 (普通小麦-簇毛麦T6VS·6AL染色体易位系)和辉县红(地方小麦品种)杂交及以单粒传方法构建的F₈重组近交家系(RIL)群体中, 筛选出4个HMW-GS亚基组合相同而蛋白质含量差异较大的代表性家系(含和不含染色体易位片段的家系各一组), 采用SDS-PAGE电泳和切胶比色的亚基定量方法, 研究了不同家系小麦籽粒灌浆期间HMW-GS和GMP含量动态。结果表明, 小麦籽粒各亚基在花后13 d均已形成, 但不同亚基起始形成时间不同;各亚基含量随灌浆进程呈上升趋势, 花后23 d到成熟期为快速积累期。染色体易位片段对籽粒HMW-GS和GMP含量与积累量无显著作用, 而籽粒HMW-GS含量以蛋白含量高的家系高于对应的低蛋白家系。     

硬粒小麦染色体的FISH核型分析

采用FISH(荧光原位杂交)技术,分析硬粒小麦(Sauwne 20)染色体的FISH核型特点,为该种质在小麦新品种选育上的应用提供参考。结果表明,Sauwne 20包括14对染色体,Oligo-pTa 535-2红色探针信号主要分布在A组染色体上,而B组染色体上主要分布着明亮丰富Oligo-pSc 119.2-1绿色探针信号;根据这2种探针在Sauwne 20染色体上的分布特点,可以将其不同染色体进行准确地一一鉴别。Sauwne 20与中国春普通小麦的A组和B组染色体的FISH核型基本相似,但又有一定的差别,不同小麦材料间DNA重复序列表现出遗传多样性。     

一个小麦-大麦2H代换易位系的鉴定与解析

本研究以普通小麦品种‘中国春’染色体组DNA为封阻,用生物素(biotin-16-d UTP)标记的大麦染色体组DNA作为探针,通过基因组原位杂交法解析了来自杂交组合CS×(CS+Betzes 2H)杂种后代X99-13的遗传组成,此材料含有42条染色体,其中1条大麦染色体,2条小麦-大麦易位染色体和39条小麦染色体,鉴定为小麦-大麦代换易位系。以小麦第二部分同源群短臂探针psr131进行RFLP分析,结果表明此代换易位系是涉及小麦染色体2B和大麦染色体2H的代换易位。为进一步选育小麦-大麦2H纯合易位系及利用其上的α-淀粉酶抑制蛋白基因打下了坚实的物质基础。