小麦-滨麦2D/2Ns异代换系DM2411的分子细胞遗传学鉴定

为进一步挖掘利用滨麦优异基因,并丰富小麦遗传种质资源,利用形态学、细胞遗传学、基因组原位杂交(Genomic in situ hybridization,GISH)、EST-STS分子标记、SSR分子标记等技术,对从八倍体小滨麦M842-16和硬粒小麦D4286杂交F_7代材料中筛选出的1个遗传稳定的小滨麦异代换系DM2411进行了鉴定。细胞遗传学观察表明,DM2411的染色体主要构型为2n=42=21Ⅱ,遗传稳定。根尖体细胞和花粉母细胞的原位杂交研究表明,DM2411含有1对滨麦Ns基因组。SSR分析表明,DM2411可能缺失了小麦2D染色体。EST分析表明,DM2411可能含有滨麦2Ns染色体。形态学调查表明,DM2411的株高极显著降低。     

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.     

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.     

普通小麦-长穗偃麦草抗白粉病异代换系的分子细胞学研究

禾本科布氏白粉菌引起的小麦白粉病是造成小麦显著减产的主要病害之一.小麦的野生近缘种植物十倍体长穗偃麦草(2n=10x=70)携带有抗白粉病基因.为了进一步研究长穗偃麦草携带的抗白粉病基因,本研究对普通小麦-长穗偃麦草异代换系A1-2-2-2进行形态学、白粉病抗性、细胞学、分子标记及原位杂交(GISH)鉴定分析.结果表明,A1-2-2-2在苗期和成株期均对白粉病表现为免疫;减数分裂中期染色体构型为2n=21Ⅱ;分子标记鉴定结果表明,A1-2-2-2可能缺失了1对普通小麦的6A染色体;原位杂交结果表明,A1-2-2-2可能携带1对来自十倍体长穗偃麦草的St染色体.综上所述,A1-2-2-2可能为小麦的6A染色体被长穗偃麦草的1对St染色体取代的异代换系.另外,A1-2-2-2表现为毛颖,而双亲均表现为光颖,推测光颖由6A染色体上的基因控制.     

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-中间偃麦草代换系中233的分子细胞学鉴定

为了从小麦-中间偃麦草衍生后代中获得具有优良性状的新种质,利用细胞学和分子标记技术对中间偃麦草衍生系中233进行鉴定。结果表明,中233的根尖细胞染色体数为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ的染色体通常配成21个二价体。以中间偃麦草基因组DNA为探针、中国春基因组DNA为封阻进行基因组原位杂交(GISH)分析发现,中233含有2条中间偃麦草染色体和40条小麦染色体,在减数分裂中期I,两条中间偃麦草染色体可以正常配对。利用D基因组特异探针pAs1进行荧光原位杂交(FISH)分析发现,中233缺少了一对小麦的2D染色体。分子标记鉴定进一步表明,中233的1对小麦2D染色体被中间偃麦草染色体所代换。说明中233是一个细胞学稳定的小麦-中间偃麦草二体代换系,初步推断其可能携带有中间偃麦草的优异基因。     

一个小麦-中间偃麦草二体代换系的鉴定与分析

中间偃麦草在小麦改良中具有重要利用价值。本研究利用基因组原位杂交(GISH)、高分子量谷蛋白亚基电泳(SDS-PAGE)和分子标记技术对小麦-中间偃麦草衍生系中209进行鉴定。结果表明,中209的42条染色体中含有2条中间偃麦草染色体,是小麦-中间偃麦草二体代换系;分子标记检测发现,小麦7A染色体上的6个SSR引物Xcfa2028、Xwmc422、Xwmc65、Xbarc127、Xbarc174和Xgwm60在小麦亲本合作2号中均扩增出清晰的DNA条带,而在中间偃麦草和中209中均未扩增出任何条带,表明中209可能缺少了小麦7A染色体;小麦第7部分同源群的SSR标记Xwmc488和STS标记Xmag1715分别在中209中扩增出中间偃麦草的特异带,推断其含有的中间偃麦草染色体与小麦第7同源群染色体存在部分同源关系;SDSPAGE表明中209含有5+10亚基。     

小麦染色体转入黑麦的研究进展

十多年来，德国的Ｓｃｈｌｅｙｅｌ和Ｍｅｌｚ等人从进行黑麦改良的目的出发，致力于将小麦染色体转入黑麦的工作，已获得具有１０个小麦胞质的黑麦－小麦附加系，８个具有黑麦胞质的黑麦－小麦附加系。这些附加系在形态上与黑麦基本相似，其生活力因胞质的不同：具有小麦胞质的附加系生活力弱，分蘖少，结实性差；具有黑麦胞质的附加系生活力、分蘖性基本正常，结实性亦较好。在小麦染色体的传递性方面，两种胞质的附加系都表现低频率。利用获得的附加系，定位了３个小麦基因：控制叶茎部紫色性状的基因Ｒａ２和Ｒａ３分别位于４Ｂ和６Ｂ上；控制过氧化氢酶的Ｃａｔｌ位点位于４ＢＬ上；对Ｐｈ１基因在黑麦传递背景下的表达进行了研究，Ｐｈ１对黑麦染色体的配对具有抑制作用。另外，采用辐射手段进行了染色体的易位研究，将６ＢＬ易位到黑麦染色体组上，此项工作是在二倍体水平上进行染色体工程操作的一个新探索。     

小麦-卵穗山羊草衍生后代的SSR分子标记鉴定和白粉病抗性评价

山羊草属植物是普通小麦改良过程中重要的有益基因来源,小麦的许多抗病虫、抗逆基因都来源于山羊草属植物。本研究利用杂交和回交的方法,成功获得了19株小麦-卵穗山羊草衍生后代,实验选取均匀分布于小麦各条染色体的SSR标记400个,对三个亲本(中国春、卵穗山羊草和陕优225)以及19株衍生后代进行分子标记特异性分析,结果表明,341个标记可以在卵穗山羊草中扩增出条带,说明SSR标记在山羊草中位点丰富;20个标记可以在卵穗山羊草中扩增出特异条带,说明在卵穗山羊草中有不同于另外两个亲本的特异SSR位点;将20个在卵穗山羊草亲本中有特异条带的标记应用于19株衍生后代中,发现有10个标记可以在衍生后代中扩增出特异条带,说明19株衍生后代中全部含有卵穗山羊草的遗传物质,这些特异引物可以继续应用于后代的检测中。本实验还对3个亲本材料和19株衍生后代进行了成株期白粉病抗性鉴定,结果显示,中国春和陕优225都是9级高感,卵穗山羊草是0级免疫,19株衍生后代中有3株(1-1,1-2,1-3)分别是7、8和8级感病,其余均为0级免疫,说明衍生后代的白粉病抗性完全遗传自卵穗山羊草亲本。     

利用细胞学和RAPD技术鉴定抗条锈病小滨麦易位系

为了了解来自八倍体小滨麦与普通小麦杂种后代的小滨麦种质系山农0096的染色体构型和抗锈性,在农艺性状综合评价的基础上,对该系进行了细胞学和RAPD鉴定。结果表明,山农0096对条锈病免疫,其根尖细胞染色体数为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期 (PMCMI)染色体构型为2n=21 ;与小麦亲本的杂种F1PMCMI染色体构型平均值为2n=19 1 ;100个多聚体核苷酸随机引物中,有3个引物在山农0096中扩增出滨麦草的特异DNA带,它们分别记为S241250、S38750、S42640,初步确定山农0096是一个小滨麦易位系。     

利用SSR共显性判定玉米杂交组合父本效率分析

研究了玉米杂交种(杂交组合)及其亲本之间的指纹相互关系,指出了SSR分析杂交种及其父母本指纹显示的可能类型,父母本之间的指纹、父母本互补的条带具有指示杂种优势的作用。在已知杂交种及母本的情况下,母本与杂交种相同的条带类型假设为n条,那么父本的筛选效率有1/2ⁿ;在已知杂交组合和父本指纹图谱的情况下,也可以准确推断母本的指纹图谱类型,得到全套相关亲本、杂交种的指纹图谱。     

黑麦MIKC型MADS-box家族基因的鉴定和表达分析

MIKC是MADS-box蛋白家族中一类保守的转录因子家族,参与调控植物的开花时间和花器官发育。通过对黑麦MIKC基因家族的分析,为研究黑麦各时期组织器官的功能奠定基础。利用PFam和BLASTP两种方法确定黑麦MIKC家族共47个蛋白序列,将以上蛋白序列利用TBtools软件进行理化性质、进化关系、保守基序和基因结构、共线性及聚类分析等生物信息学分析。将黑麦47个MIKC基因分为12个亚家族,共线性分析发现黑麦与小麦的共线性基因多于黑麦与水稻间的共线性基因,说明黑麦与小麦的亲缘关系更近。聚类结果结合黑麦物种内共线性分析发现,ScMIKC31基因仅在穗子表达,于其他植物组织器官及发育时期均无表达,选用课题组材料进行RNA-seq验证,结果与生物信息学结果一致,推测ScMIKC31基因为黑麦中与开花有关的基因。以上结果说明MIKC家族基因在黑麦中存在功能分化,为进一步研究该家族基因的功能提供信息参考。     

小麦-十倍体长穗偃麦草双重异代换系的分子细胞遗传学及抗条锈病鉴定

十倍体长穗偃麦草[Thinopyrum ponticum(Popd.) Barkworth and Dewey]具有抗寒、抗旱、耐盐碱、茎秆粗壮、穗长花多等优异性状,是小麦遗传改良的重要基因资源。本课题组从小麦与十倍体长穗偃麦草的杂交后代中筛选出一份抗条锈病的衍生系CH18067,本研究对其进行形态学、细胞学、原位杂交、分子标记、抗条锈病性等综合鉴定。细胞学观察结果显示,CH18067的体细胞染色体数目为42条,在减数分裂中期Ⅰ的染色体构型为2n=21Ⅱ,在减数分裂后期Ⅰ同源染色体可均等分离,表明其细胞学遗传稳定。利用寡核苷酸探针Oligo-pTa535(红色)和Oligo-pSc119.2(绿色)对CH18067进行FISH鉴定,结果显示,CH18067缺失小麦2D和4D染色体,同时含有2对具有特殊带型的染色体;通过对CH18067进行FISH-GISH、mc-GISH、液相芯片以及染色体核型分析,发现2对具有特殊带型的染色体中,在长臂和短臂末端均呈现Oligo-pTa535探针红色带型的染色体为十倍体长穗偃麦草的2J染色体,在着丝粒位置和长臂末端均呈现Oligo-pTa535探针红...     

普通小麦与偏凸山羊草代换系的细胞学和RAPD鉴定

为了解偏凸山羊草与普通小麦杂种后代抗白粉病种质BC5-2的遗传组成,对其进行了细胞学和RAPD鉴定。结果表明,BC5-2根尖细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期(PMC M)染色体构型为2n=21。经核型和C-分带分析初步证明BC5-2为偏凸山羊草的双代换系,其中一对为偏凸山羊草的2MV染色体,另一对为6MV染色体,在BC5-2中被代换的小麦染色体是1B和6A染色体。对BC5-2及其亲本进行RAPD分析,在100个随机引物中有2个引物在BC5-2中扩增出偏凸山羊草的特异DNA带,它们分别记为S2011550、S20031000,进一步证明BC5-2是一个普通小麦与偏凸山羊草的双代换系。     

大穗玉米新杂交种安玉12号选育及推广

安玉12号(安4201)由河南省安阳市农业科学研究所1998年育成,组合是420×A41。该杂交种属中熟类型,适宜种植密度45000～52500株/hm2。需≥10℃积温2500℃左右,1998～2002年在各地、各级的试验和示范中表现高产、稳产、优质、多抗。2002年3月通过河南省农作物品种审定委员会审定。目前正在加速示范推广。