Presto×晋农190杂种F_2-3及双亲的核型分析

为创制六倍体小黑麦(TriticosecaleWittmack)-普通小麦(Triticum aestivumL.)异染色体体系,将六倍体小黑麦的优良基因导入到普通小麦中,以六倍体小黑麦品种Presto为母本、普通小麦品种晋农190为父本,配置杂交组合,对双亲及其杂种F2种子根尖细胞进行有丝分裂观察,确定其染色体数目并进行核型分析。结果发现,双亲的染色体数目均为42,父本晋农190的核型公式为2n=42=36m(2SAT)+6sm,核型类型为1A;母本Presto的核型公式为2n=42=26m(4SAT)+4M+12sm,核型类型为2A。杂种F2中F2-3为双单体附加系,其核型公式为2n=44=36m(3SAT)+4sm+1m+1m,核型类型为1A。通过对染色体的形态、短臂和长臂的长度、臂比及相对长度系数进行分析,可初步推断杂种F-3附加的可能是母本的7号和21号染色体。     

陆地棉和野生斯特提棉种间异源六倍体的合成与性状鉴定

陆地棉(Gossypiumhirsutum)是世界上重要的栽培棉种,野生斯特提棉(G.sturtianum)含有陆地棉所缺乏的许多优质基因。本研究通过陆地棉和斯特提棉的远缘杂交和染色体加倍,获得了自交可育的后代植株,对其进行流式细胞倍性检测和花粉母细胞减数分裂观察,筛选出2株染色体组完整的异源六倍体植株。统计鉴定表明,六倍体和亲本及三倍体比较,叶形介于双亲之间,叶面积增大,保卫细胞中叶绿体数明显增多;远缘杂种与亲本在花的表型性状方面差异明显,六倍体的花粉粒直径大于亲本和三倍体;六倍体棉纤维为白色,长度小于母本陆地棉,父本斯特提棉的种子腺体延缓发育性状在异源六倍体中得到表达。这些结果证明通过远缘杂交和加倍成功获得了陆地棉与斯特提棉间可育的异源六倍体新种质,为棉花遗传育种研究提供了有价值的材料。     

人工合成六倍体小麦后代衍生群体遗传多样性检测

通过四倍体二粒小麦和节节麦杂交而获得的人工合成六倍体小麦,含有丰富的普通小麦品种改良有益基因,作为拓宽普通栽培小麦性状和新品种改良的新的种质资源已广泛应用于普通小麦的遗传改良实践中.利用分布于小麦A、B、D基因组21条染色体、28个不同染色体臂上的37对微卫星引物,对人工合成六倍体小麦与四川成都平原普通栽培小麦主栽品种杂交、回交经多代选择而形成的117份人工合成六倍体小麦衍生后代高代群体系(其中川麦38、川麦42、川麦43和川麦47为审定品种)进行了DNA分子水平上的分析,共检测到256个等位变异,平均每个SSR标记位点检测到6.92个等位变异,变幅在1到14之间.A、B、D基因组中,D基因组表现出的多态性信息含量最低,为0.4276,B基因组次之,为0.5346,A基因组最高,达到0.6145(A＞B＞D).辛普森指数比较的结果也反映出相同的变化趋势,A基因组最高,为1.1874,B基因组次之,为1.0810,D基因组最小,为0.8046(A＞B＞D).综合多态性信息含量和辛普森指数的估值,表明这一批人工合成六倍体小麦衍生后代群体接受的遗传基因既来自人工合成六倍体小麦,又来自普通栽培小麦,显示杂合度类型丰富,具有较高的遗传差异.根据SSR位点获得的等位基因变异片断的分布情况进行UPGMA聚类,发现A、B、D基因组基凶型间的遗传相似系数较低,A、B、D三个基因组所得平均遗传相似系数为0.4721,其中A基因组平均遗传相似系数为0.3797,B基因组平均遗传相似系数为0.4627,D基因组上平均遗传相似系数为0.5815,反映人工合成六倍体小麦后代衍生材料的遗传多样性处于较高水平.研究结果证明利用人工合成六倍体小麦所具有的普通小麦野生近缘种中的基因库改良现代小麦,丰富其遗传基础,减少其生物和非生物胁迫的脆弱性,是一条行之有效的途径.     

普通小麦品种间以及与六倍体小黑麦种间杂种F1农艺性状的遗传分析

为给杂交选育优良小麦品种提供基础,本研究以普通小麦品种晋农190为父本,分别与9个普通小麦品种、7个六倍体小黑麦品种为母本配置杂交组合,对杂种F1代的农艺性状进行分析,发现除了无芒对有芒为显性之外,其余农艺性状均表现为数量遗传,F1代表现为超亲遗传或介于双亲之间。六倍体小黑麦的灰绿色叶片或茎秆、穗长长和红色不饱满的籽粒在杂种F1代显现,可作为鉴别真假杂种的典型性状。     

人工六倍体小麦后代衍生群体遗传多样性研究(英文)

通过四倍体二粒小麦和节节麦杂交而获得的人工合成六倍体小麦,含有丰富的普通小麦品种改良有益基因,作为拓宽普通栽培小麦性状和新品种改良的新的种质资源已广泛应用于普通小麦的遗传改良实践中.利用分布于小麦A、B、D基因组21条染色体、28个不同染色体臂上的37对微卫星引物,对人工合成六倍体小麦与四川成都平原普通栽培小麦主栽品种杂交、回交经多代选择而形成的117份人工合成六倍体小麦衍生后代高代群体系(其中川麦38、川麦42、川麦43和川麦47为审定品种)进行了DNA分子水平上的分析,共检测到256个等位基因变异,平均每个SSR标记位点检测到6.92个等位变异基因.每个SSR位点等位基因变异数在1～14个,变异幅度较大,表明SSR分子标记在人工合成六倍体小麦中表现出高水平的遗传变异.A,B,D基因组中,D基因组表现出的多态性信息含量最低,为0.427 6,B基因组次之,为0.534 6,A基因组最高,达到 0.614 5(A>B>D).辛普森指数比较的结果也反映出相同的变化趋势,A基因组最高,为1.187 4,B基因组次之,为1.081,D基因组最小,为0.804 6(A>B>D).综合多态性信息含量和辛普森指数的估值,表明这一批人工合成六倍体小麦后代衍生高代群体接受的遗传基因既来自人工合成六倍体小麦,又来自普通栽培小麦,显示杂合度类型丰富,具有较高的遗传差异.根据获得的等位基因变异片断的分布情况进行UPGMA聚类,发现A,B,D基因组基因型间的遗传相似系数较低, A,B,D三基因组37个SSR标记位点所得平均遗传相似系数为0.472 1,A基因组平均遗传相似系数为0.379 7,B基因组平均遗传相似系数为0.462 7,D基因组上平均遗传相似系数为0.581 5,反映出人工合成六倍体小麦后代衍生群体材料的遗传多样性处于较高水平.本研究结果证明利用人工合成六倍体小麦所具有的普通小麦野生近缘种中的基因库改良现代小麦,丰富其遗传基础,减少其生物和非生物胁迫的脆弱性,是一条行之有效的途径.     

人工异源六倍体小麦中甲基化差异的MSAP分析

利用MSAP方法分析了小麦从四倍体到六倍体进化过程中甲基化水平和甲基化遗传模式的变化。结果表明,人工异源六倍体小麦SCA/SQ(AABBDD)及其四倍体母本SCAUP(AABB)、二倍体父本粗山羊草SQ523(DD)的总甲基化水平分别为28.21%,27.53%,24.11%。37对引物检测到1 087条差异的扩增片段,对这些位点的甲基化遗传模式进行分析,结果表明,在人工异源六倍体中发生过甲基化的比例为18.95%,高于去甲基化的比例(2.58%)。这些结果揭示了小麦从四倍体到六倍体的进化过程中,通过对一些功能基因的甲基化来减轻异源多倍化造成的影响。     

小麦未减数配子基因的连锁标记及染色体区段检测

六倍体普通小麦(Triticumaestivum L., AABBDD, 2n=42)由四倍体小麦(T. turgidum, AABB, 2n=28)与节节麦(Aegilops tauschii Cosson, DD, 2n=14)天然杂交,然后通过染色体自动加倍形成。加倍过程主要受四倍体小麦未减数配子基因控制,且不同四倍体小麦存在不同的遗传效应。本研究利用位于3B染色体上未减数配子基因QTug.sau-3B的连锁SSR标记Xgpw1146和高通量DArTseq分子标记,筛选出可能转入四倍体小麦未减数配子基因的人工合成小麦改良后代。在105份改良材料中检测出17份具有四倍体小麦的Xgpw1146等位位点,表明四倍体小麦的未减数配子基因可能转入了这17份材料。利用DArTseq高通量标记技术分析人工合成小麦SHW-L1的88份改良后代,发现含四倍体小麦Xgpw1146等位位点的材料均具有来自SHW-L1、且可能包含Xgpw1146的一个染色体区段,表明未减数配子基因临近区域以一个区段传递到改良后代。这些人工合成小麦改良材料在加倍单倍体育种中有重要的应用潜力。     

小麦全蚀病与抗性基因转移研究

利用有效的全蚀病浸染病区，对供试亲本和杂交、回交等获得的后代材料进行抗全蚀病性鉴定和筛选。结果表明：所供试的普通小麦材料全部感病，而硬—簇双二倍体材料及其与普通小麦材料杂交获得的杂种F1抗病性较强或免疫。普通小麦材料与抗全蚀病的硬—簇双二倍体材料直接常规杂交结实率较高，其F1杂种植株的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ，大部分细胞的染色体为2n＝42(5个环状和5个棒状二价体，22个单价体)，并且F1杂种基因型自交、回交和花药培养均能获得可供选择的基因型后代。     

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。     

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     

人工合成六倍体小麦后代衍生群体Waxy蛋白亚基的分子标记

四倍体小麦与节节麦杂交培育的人工合成六倍体小麦已广泛应用于国内外小麦品种改良。以引自CIMMYT的Syn768、Syn769和Syn780人工合成六倍体小麦分别与中国四川成都平原主栽普通小麦品种杂交、回交的BC2F2:6后代群体中选育的113份优良高代系为材料,采用SSR特异引物的PAGE凝胶电泳对其Waxy蛋白亚基缺失类型进行了研究。结果表明,在所检测的121份材料中,8份材料缺失Waxy-B1型蛋白亚基,占全部材料的6.6%;没有检测到其他类型的缺失体。从每个人工合成六倍体小麦亲本材料所形成的后代衍生群体来看, Waxy-B1缺失体频率各不相同,说明Waxy蛋白亚基缺失类型在人工合成六倍体小麦后代衍生群体材料中的表现存在着随机性,与亲本的基因型状况关系极大。通过研究人工合成六倍体小麦与普通小麦杂交后代的Waxy蛋白亚基缺失类型,有助于提高分子标记育种效率。     

八倍体小偃麦与普通小麦杂种自交和回交后代染色体和性状分离的研究

以八倍体小偃麦小偃６９３和普通小麦烟农１５的六个不同杂种世代为材料，研究了自交和顺交对杂种后代染色体和性状分离的不同影响。结果表明，随自交和以烟农１５为轮回亲本回交世代的增加，染色体数目逐渐减少，但回交比自交能使后代中偃麦草染色体丢失更快；回交后代ＰＭＣＭＩ染色体构型较为简单，平均交叉结数减少，回交次数过多不利于偃麦草与普通小麦染色体发生遗传重组；自交和回交世代中小偃麦类型、中间类型和小麦类型出现     

小麦与无融合生殖披碱草(Elymus rectisetus)属间杂种F1的形态学和细胞遗传学研究

Elymus rectisetus( Nees in L ehm ) A.L ove et Connor是目前小麦族 ( Triticeae)中发现的唯一的无融合生殖种。本研究以普通小麦 ( Triticum aestivum L.;2 n=6x=4 2 ,AABBDD)为母本 ,以E.rectisetus( 2 n=6x=4 2 ,SSYYWW)为父本进行杂交 ,经过幼胚拯救获得了属间杂种 F1。杂种 F1分蘖力强 ,具有多年生习性 ,其形态特征偏向于父本。杂种 F1高度雄性不育 ,自交不结实。对杂种根尖体细胞的细胞学观察发现 ,杂种 F1体细胞染色体数 2 n=9x=63( SSYYWWABD) ,其中 2 1条来自普通小麦 ,4 2条来自 E.rectisetus。花粉母细胞染色体配对频率为 :2 2 .69 16.15rod 3.0 1ring 0 .83 0 .0 1 。小麦白粉病抗性鉴定结果表明 ,杂种 F1及父本 E.rectisetus表现免疫 ,而母本Fukuhokomugi高度感染白粉病。上述杂种的获得为将 E.rectisetus无融合生殖基因及抗白粉病基因向小麦中转育奠定了基础。     

普通小麦与四倍体小麦——粗山羊草双二倍体杂种后代的细胞遗传学研究

利用四倍体小麦与粗山羊草杂交合成的双二倍体为桥梁亲本与普通小麦杂交,极易获得杂种。通过这一途径已将粗山草的抗叶锈基因Lr21(位于1DS),Lr32(位于3D)和抗杆锈基因Sr33导入普通小麦。董玉琛等利用能引起染色体自然加倍的四倍体小麦种质—硬粒小麦(T.durum Desf.)和波斯小麦(T.persicum Vav.)分别与原产地不同的5份粗山羊草杂交,合成了7份双二倍体,对白粉病表现高抗或免疫。近几年来,我们利用大面积推广的普通小麦与四倍体小麦和粗山羊草的双二倍体—Am6杂交,试图将粗山羊草的抗白粉病基因导入普通小麦,从而提高普通小麦的抗病性。为此,本文对普通小麦和Am6杂交后代的细胞遗传和重要农艺性状的遗传改进做一报道。     

人工合成六倍体小麦与普通小麦杂交后代衍生群体的PPO基因分析

四倍体小麦与节节麦杂交培育的人工合成六倍体小麦已广泛应用于国内外小麦品种改良。以引自CIMMYT的Syn768、Syn769、Syn780和Syn786人工合成六倍体小麦分别与中国四川成都平原主栽普通小麦品种杂交、回交的BC2F2：6后代群体中选育的113份优良高代系和川麦38、川麦42、川麦43和川麦47育成品种为材料,采用SSR特异引物Xgwm312标记位点的PAGE凝胶电泳对其PPO基因型进行了研究。结果表明,Xgwm312位点的标记具有多态性,其PCR扩增产物可产生198bp、216bp、232bp和240bp四种等位基因变异片段。在所检测的117份后代衍生群体材料中,65份材料具有198bp片段的等位基因,占全部材料的55．56％;13份含216bp片段的等位基因,其频率为11．11％,35份材料具有232bp片段的等位基因,分布频率为29．91％;只有4份材料含有240bp片段的等位基因,仅占全部材料的3．42％。从每个人工合成六倍体小麦亲本材料所形成的后代衍生群体来看,基因等位变异片段分布频率各不相同。说明PPO基因在小麦杂交后代材料中基因型的表现存在着随机性,与亲本的基因型状况关系极大,并且在后代材料中出现了亲本都没有的240bp等位基因变异片段的材料。通过研究人工合成六倍体小麦与普通小麦杂交后代的PPO基因型,有助于提高分子标记育种效率,也有助于PPO基因型的多态性研究,并为人工合成六倍体小麦在我国小麦品种改良和分子标记育种中的应用提供依据和方法。     

抗白粉病小麦-黑麦染色体异附加系的选育

本研究以白黑麦和六倍体小黑麦WOH45为抗源,综合应用白粉病抗性鉴定,细胞遗传学、花药培养等技术选育出抗白粉病单体,单端体、单等臂染色体,二体,双端体异附加系。单体(单端体)异附加系的遗传极不稳定．在其自交后代中抗病株的频率为13．4％-34．6％,其白粉病抗性的配子传递宰特别是橇配子传递率较低,致使在其自交后代     

二倍体、四倍体小麦成熟胚组织培养研究初报

以栽培二粒小麦(Triticum dicoccum Schuble)、硬粒小麦(Triticum durum Desf.)以及普通六倍体小麦祖先种野生二粒小麦(Triticum dicoccoides Kom.)、野生一粒小麦(Triticum aegilopides Bal.)4个基因型麦属植物成熟胚(MEs)为外植体,对成熟胚愈伤组织诱导、分化及植株再生的组织培养效果做了初步研究,筛选出适合于非六倍体小麦成熟胚组织培养的基因型.结果表明,不同基因型成熟胚愈伤组织的诱导、分化及植株再生差异显著,具有很强的基因型效应和基因型依赖性.其中栽培二粒小麦的成熟胚表现出较好的组织培养特性,它的愈伤组织诱导率、分化率、成苗率以及组培效率分别为95.00%、90.00%、32.40%、27.70%,显著高于其它基因型.二倍体、四倍体小麦成熟胚组织培养特性的研究以及组织培养基因型的筛选,为遗传转化体系的建立、小麦功能基因的分离和克隆,以及小麦分子育种工作奠定了基础.     

小麦-长穗偃麦草3E二体附加系与小麦-杀配子染色体2C二体附加系杂交后代的细胞学鉴定

为了创造小麦-长穗偃麦草染色体易位系,本研究将“中国春”-长穗偃麦草3E二体附加系与“中国春”-柱穗山羊草2C二体附加系进行了正反交、F1代自交和回交,利用细胞遗传学等方法对杂种后代进行了鉴定。以“中国春”-长穗偃麦草3E二体附加系为母本的杂交组合,其杂交当代结实率平均为37.3%,而以“中国春”-杀配子染色体2C二体附加系为母本的杂交组合,其平均结实率为28.19%,二者差异显著（P<0.05）。杂种F1代自交结实率平均为31.45%,用“中国春”-长穗偃麦草3E二体附加系为父本的F1代回交结实率为38.82%,二者差异显著（P<0.05）。在杂交后代有丝分裂和减数分裂中观察到了染色体畸变现象,说明杀配子染色体2C在配子的形成过程中起作用。这些研究结果为进一步创制小麦-长穗偃麦草3E染色体易位系奠定了基础。     

利用异源六倍体(A~rA~rA~nA~nC~nC~n)与甘蓝种间杂交合成甘蓝型油菜的新方法

利用亲本种的遗传变异是改良油菜的重要途径,本研究提出一种利用甘蓝拓宽甘蓝型油菜遗传多样性的新方法。以甘蓝型油菜(AnAnCnCn)品种中双11号为母本,与白菜型油菜(ArAr)品系SWU07杂交,经染色体加倍获得异源六倍体(ArArAnAnCnCn),再与甘蓝(CoCo)杂交,创建出具有亲本种遗传成分的新型甘蓝型油菜(ArAnCnCo)。该六倍体连续3个世代核型稳定,各世代中的自交和自由授粉结实率无显著差异,花粉育性在94.6%～98.8%之间,3个世代自交平均结实率为每角果5.47粒,自由授粉平均结实率为每角果7.93粒;各世代六倍体(ArArAnAnCnCn)与不同类型甘蓝杂交平均结实率分别为每角果0.05、0.04、0.05粒,世代间无显著差异,且六倍体与栽培、野生甘蓝杂交结实性无显著差异,可交配性不受六倍体世代及甘蓝类型的影响。尽管该六倍体与甘蓝可交配性较低,但仍可在田间条件下成功杂交,获得新型甘蓝型油菜(ArAnCnCo),表明以ArArAnAnCnCn六倍体为桥梁与甘蓝杂交,是一种有效导入甘蓝遗传成分、创建新型甘蓝型油菜的新方法。     

中间堰麦草与小麦杂交后代的细胞遗传学及性状特点的研究

中间偃麦草作父本与小麦品种烟农15杂交,杂交结实率为71.72%,杂种F1在套袋自交和开放授粉条件下的自交结实率分别为32.05%和69.66%。以7个杂种世代为材料,对其细胞遗传学及性状特点进行研究。结果表明,F1 PMC MI染色体的联会频率较高,细胞内二价体数目平均为13.73个;F2和F3两个自交世代的染色体数目显著多于双亲和F1的42