野生二粒小麦与野生燕麦族间杂交研究——Ⅱ、杂种 F_2成株期形态学和细胞学研究

野生二粒小麦与野生燕麦杂交F_2共61株,其中抽穗前(?)亡和黄化未能抽穗的共21株。分离出野生二粒小麦型、硬粒小麦型、斯卑尔脱小麦型、燕麦型和普通小麦型。野生二粒小麦型结实率11.2～63.5%,PMC染色体数为27～36。硬粒小麦型结实正常,PMC染色体数为2n=14″。斯卑尔脱小麦型结实率2.7～43.4%,PMC染色体数为37～50。燕麦型结实基本正常,PMC染色体数为41～43,出现1～2个单价体。普通小麦型的护颖包裹籽粒较松,不断穗节,容易脱粒,染色体数为39～45,结实率1.2～68.2%。杂种F_2不同类型植株的PMC染色体数为27～50,每株能抽穗扬花的植株都能结实,结实率1.2～92.3%。杂种F_2的小麦型中有一部分植株的芒长在外颖背上,表现出燕麦族的分类特征性状。     

野生二粒小麦与野生燕麦远缘杂交研究

野生二粒小麦(Triticum dicoccoides Con,2n=4X=28)与野生燕麦(Avena fatua L、2N=6X=42)直接杂交成功。F_1代优势强,主穗和一、二次分蘖穗基本不结实,愈到以后分蘖结实率愈高,所结种子饱满和基本饱满,F_1的穗子不断节,颖壳包裹籽粒不太紧。F_1花粉母细胞镜检表明,野生二粒小麦的2组染色体与野生燕麦3组染色体中的2组基本配对。杂种F_2分离出5株燕麦型植株,经过氧化物同工酶研究表明,它们具有野生燕麦的特征谱带,又具有野生二粒小麦的特征谱带,大部分小麦型植株均具有野生燕麦谱带。     

野生二粒小麦（Triticum dicoccoides）与普通小麦（T. aestivum）A、B染色体组的同源性分析

以普通小麦农家种、野生二粒小麦和野生二粒小麦与节节麦合成的双二倍体为材料,运用SSR分子标记方法对野生二粒小麦与普通小麦A、B染色体组的同源性进行了研究。结果表明：（1）野生二粒小麦与普通小麦A、B染色体组的遗传相似系数仅为0.189,存在较大的差异,推测野生二粒小麦与普通小麦的A、B染色体组在长期的进化过程中,     

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。     

野生二粒小麦与野燕麦杂种核型研究

1989年用野生二粒小麦(Triticum dicoccoides Corn.2n=4x=28)与通北野燕麦(Avenafatua L.2n=6x=42)杂交成功,F_2分离出燕麦型、二粒小麦型、硬粒小麦型、斯卑尔脱型和普通小麦型。斯卑尔脱型F_4中的一个类型,与双亲野生二粒小麦和通北野燕麦的核型进行比较研究。杂种中有一对近端着丝点染色体,5对随体染色体。近端着丝点染色体来源于通北野燕麦,5对随体染体来源于双亲野生二粒小麦和通北野燕麦。证明野生二粒小麦与通北野燕麦杂种斯卑尔脱型是真杂种。     

野生二粒小麦主要农艺特性融入普通小麦的全基因组关联分析

野生二粒小麦(Triticum turgidum ssp.dicoccoides)是普通小麦的四倍体祖先种,具有广泛的基因型变异,是改良普通小麦的重要种质资源。本研究对不同年份和地点四个环境下的161份野生二粒小麦渗入系材料的株高、分蘖数、小穗数、抽穗期、开花期和千粒重进行表型鉴定,并利用覆盖全基因组的13,116个DArT标记对各农艺性状进行全基因组关联分析,以期发掘性状显著关联标记及相关候选基因。本研究共检测到147个与6个农艺性状相关的稳定标记。其中,一些关联标记与抽穗期和开花期同时相关,并且在2B染色体上聚集成簇。在野生二粒小麦渗入系群体中共推定了21个与农艺性状相关的候选基因,其中位于7A染色体与千粒重显著相关的候选基因与细胞周期蛋白有关。这些标记和候选基因可为克隆优异农艺性状相关基因提供重要信息,从而为野生二粒小麦在普通小麦背景中的遗传改良综合利用提供依据与指导。     

野生二粒小麦YABBY转录因子家族的鉴定与表达分析

YABBY基因是植物所特有的一类转录因子家族,在植物器官形成、生长发育、信号转导以及胁迫响应等生物学过程发挥着重要调控作用。野生二粒小麦(Triticum dicoccoides)作为普通小麦的四倍体祖先种,一直是小麦遗传改良的重要种质和基因库,但目前有关野生二粒小麦的YABBY基因还未见报道。为了挖掘野生二粒小麦的YABBY基因,本研究利用生物信息学方法对野生二粒小麦YABBY转录因子家族进行了全基因组鉴定和分析,结果在野生二粒小麦基因组中共鉴定到了12个YABBY基因,归属于6个同源基因对且位于5个同源染色体组上。系统进化分析将它们分成YAB1/3、YAB5和CRC 3个亚家族,而且同一亚家族成员间具有相似的结构特征。基于RNA-seq数据的表达特性分析发现,YABBY在野生二粒小麦不同组织中具有特异性表达;同时,还鉴定发现了3个YAB5亚族成员在盐胁迫下发生了差异表达,进一步的qPCR分析验证了它们的表达特性,表明它们可能是盐胁迫响应相关的YABBY转录因子。     

硬粒小麦-长穗偃麦草附加系、代换系和易位系的创制

通过小麦与长穗偃麦草远缘杂交创制附加系、代换系及易位系是小麦遗传改良中利用长穗偃麦草优良基因的重要途径。本研究将长穗偃麦草特异分子标记、染色体计数、基因组原位杂交(GISH)及非变性原位杂交(ND-FISH)等多种方法相结合,对硬粒小麦Langdon (AABB)与小偃麦8801 (AABBEE)的杂交后代群体进行分子细胞学鉴定,创制出硬粒小麦-长穗偃麦草3E、6E染色体双体附加系Du-DA3E和Du-DA6E,硬粒小麦-长穗偃麦草1E (1B)染色体双体代换系Du-DS1E(1B)以及硬粒小麦-长穗偃麦草1AS-1EL染色体易位系Du-T1AS·1EL。创制的4个种质中长穗偃麦草染色体均能稳定遗传,这不仅增加了硬粒小麦-长穗偃麦草附加系和代换系的类型,还为后续利用长穂偃麦草优良基因改良小麦提供了特殊种质资源。     

硬粒小麦—簇毛麦双二倍体

从(T.durum×H.villosa)F₁的自交和自由授粉后代中,获得了兼具硬粒小麦穗形和簇毛麦护颖颖脊刚毛、叶片和叶鞘边缘茸毛和对白粉病免疫等双亲性状的结实性正常的植株。经细胞学鉴定,其2n=42,在花粉母细胞减数分裂中期 I(MI)有20.5个二价体,1个左右单价体,在80%左右的花粉母细胞中有21个二价体,对其自交后代连续3年、5个世代的鉴定结果表明,上述性状已基本稳定。用染色体 N——分带技术进行带型分析的结果证明,它是一个包含有硬粒小麦 A、B 染色体组和簇毛麦 V 染色体组的硬粒小麦——簇毛麦双二倍体 AABBVV.该双二倍体株高100—110厘米,穗长9—12厘米,每穗有20—24个小穗,每穗30粒左右,千粒重25—35克,籽粒蛋白质含量20%左右,对白粉病免疫,抗锈病,感染赤霉病。将它与普通小麦(T.aestivum)杂交,F₁植株的花粉母细胞在 MI 有14个左右二价体和14个左右单价体,自交结实率仅3%左右。但用普通小麦回交,结实率可逐代提高。在回交后代群体中,已分离出对白粉病免疫的植株,是一个可望在小麦育种计划中利用的新中间型材料。     

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.     

八倍体小偃麦和硬粒小麦杂交后代的染色体组成分析

在小麦育种工作中,因长穗偃麦草、中间偃麦草和四倍体硬粒小麦等小麦近缘种属含有许多重要的功能基因,育种家经常应用远缘杂交创制小麦育种中间材料。本研究应用FISH、GISH、Mc-GISH技术检测了八倍体小偃麦和四倍体硬粒小麦杂交的后代材料,结果表明:山农20和四倍体硬粒小麦的杂交后代中,D组染色体显著优先于十倍体长穗偃麦草染色体传递到子代中;中3和中4与四倍体硬粒小麦的杂交后代中,D组和中间偃麦草染色体从1～14条随机传递到子代中;所有材料中仅从山农20和四倍体硬粒小麦的杂交后代中筛选出3份稳定的代换系,对其中的2576-1代换系进一步分析证明,是十倍体长穗偃麦草染色体代换了1D染色体并确定该材料抗条锈病,可以作为育种材料,也为异源新种质的创制奠定了基础。     

长穗偃麦草1E附加系与杀配子染色体2C附加系杂交后代的细胞学及形态学分析

长穗偃麦草是小麦的野生近缘种属,具有抗寒、抗旱、抗病等优异性状。为了利用长穗偃麦草的优异基因,将‘中国春’-长穗偃麦草1E二体附加系与‘中国春’-柱穗山羊草2C二体附加系杂交、自交和回交,观察其后代的细胞学和形态学特性。结果表明,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;统计F1代自交结实率,发现与亲本相比,这些杂种后代的结实率明显降低;杂种后代的穗型发生了分离,除正常穗型外还观察到了密穗型,说明杀配子染色体2C可以诱导染色体畸变并对结实率和穗型均有一定的影响。本研究为进一步创制小麦-长穗偃麦草1E染色体易位系和缺失系奠定了基础。     

普通小麦近缘种低分子量麦谷蛋白亚基Glu-A3基因的分离和鉴定

低分子量麦谷蛋白约占小麦种子贮藏蛋白的三分之一,对面团延展性和食品加工品质有重要影响。普通小麦近缘种是小麦遗传改良的重要基因资源。本研究利用Glu-A3位点特异性引物对野生二粒小麦、栽培二粒小麦、硬粒小麦及野生一粒小麦共计9份材料进行Glu A3-1、Glu A3-2、Glu A3-3基因扩增和鉴定,各发现5个等位变异,共计15个单元型;其中,有2个等位变异含有9个半胱氨酸残基,可能属于优良品质亚基。对小麦近缘种中这些Glu-A3位点等位变异的鉴别,进一步完善了小麦低分子量麦谷蛋白亚基的构成,并为小麦品质育种中亲本的选择提供了相应依据。     

春季低温对小麦花粉育性及粒数形成的影响

小麦拔节后遭遇春季低温,每穗粒数下降,产量降低。为探明春季低温引起每穗粒数减少的生理原因,以春性小麦扬麦16和半冬性小麦徐麦30为供试品种,研究小麦倒二叶出生期(昼夜5℃/–3℃)、孕穗期(昼夜8℃/–1℃)和开花期(昼夜12℃/4℃)分别进行低温处理对小麦花粉育性及每穗粒数形成的影响。结果表明:倒二叶出生期和孕穗期低温均导致2个小麦品种在二胞花粉期和三胞花粉期花药中的多糖物质淀粉和蛋白质的代谢异常,绒毡层解体延迟;孕穗期低温还造成花粉母细胞减数分裂中染色体配对异常、出现微核等情况,影响正常雄配子体形成;花粉败育率表现为倒二叶出生期低温处理>孕穗期低温处理>开花期低温处理,徐麦30败育率高于扬麦16;3个时期低温均显著降低了2个小麦品种结实小穗数、每小穗结实粒数和每穗粒数,以倒二叶出生期低温处理穗粒数降低的幅度最大。相关分析表明,春季低温引起花粉母细胞减数分裂异常、绒毡层延迟解体、花药营养物质供给不足导致的花粉育性下降,是春季低温导致小麦每穗粒数减少的主要原因。     

小麦千粒重年变化初报

根报道:构成小麦产量的穗数、穗粒数、千粒重就一个品种来说其有效穗数、穗粒重度幅较大、千粒重则比较稳定。所以,人们常重视促成有效穗、穗粒数的增加夺取高产,往往忽略千粒重变化对产量的影响。近几年来通过对小麦良种“贵农一号的高产栽培试验,初步认为有效穗数变化随栽培方法的不同差异较大,其穗粒数较为稳定。千粒重在同一年内,在不同密度、播量、追肥水平等各种栽培条件下,均无显著差     

淮北地区小麦产量构成因素分析及其高产策略

小麦产量及其构成因素的关系,不同栽培条件影响产量的变异主要是穗数的变异,每穗实粒数的变异次之,粒重的变异较小;穗数受栽培条件的影响最大,粒重受气候因素的影响较大。在小麦生产中,穗数的决定先于每穗实粒数的决定。穗数的多少势必会影响到每穗的粒数。     

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)     

2001-2015年河南省审定小麦品种产量构成分析

为了解近年来河南省审定的小麦新品种的情况,揭示小麦产量构成因素对产量影响的相对重要性,对2001-2015年河南审定的109个半冬性小麦品种和52个弱春性小麦品种的产量及主要性状指标进行相关和通径分析。结果表明:半冬性小麦品种产量主要性状与产量的相关顺序为株高穗粒数千粒重有效穗数;弱春性品种的相关顺序为穗粒数千粒重有效穗数株高。小麦新品种3个产量构成因素对产量的直接通径系数都为正值,产量三因素间的间接作用都为负值,这与简单相关的分析结果一致。根据分析结果结合河南省生态条件及当前的栽培习性,今后在小麦新品种选育上,重点选择多粒型、千粒重高的大穗型品种,同时注意三要素的协调发展,尤其注重有效穗数与千粒重的协调。生产上根据小麦种性区分对待,在半冬性小麦生产中可以通过栽培措施提高穗粒数和千粒重来提高产量,弱春性小麦生产上重点通过提高穗粒数和有效穗数来获得高产。     

我国小麦的种及其变种

道罗费耶夫的研究指出,小麦属内有小麦亚属(19个种)和野生一粒亚属(8个种)。根据道罗费耶夫的原则,我国小麦可分为9个种和若干变种,其中六倍体种有普通小麦(变种127个)、密穗小麦(35个)、云南小麦(16个)、新疆小麦(7个)、西藏半野生小麦(23个),后3个种为我国所特有;四倍体种有圆锥小麦(19个)、硬粒小麦(11个)、波兰小麦(8个)、东方小麦(2个)。有的种和变种是近几年发现的。     

2005—2014年河南省推广的国审半冬性小麦品种产量构成分析

为了解近10年来河南省推广的黄淮南片麦区新育成小麦品种的情况,揭示小麦产量构成因素对产量影响的相对重要性,对2005—2014年适宜河南省推广的63个国审小麦品种的产量及主要性状指标进行相关和通径分析。结果表明：近年来河南省推广的国审小麦新品种产量整体呈上升趋势,平均每年增长7.6533 kg/hm2。主要性状的变异系数大小顺序为公顷穗数>穗粒数>株高>千粒重。主要性状与产量的相关程度为：千粒重>穗粒数>株高>穗数。产量三因素对产量的直接通径系数都为正值：千粒重>穗粒数>穗数。根据分析结果结合河南省生态条件及当前的栽培习性,小麦育种和高产栽培应注重公顷穗数与穗粒数的协调,将大穗和大群体有效结合,稳定千粒重,同时注意三因素的协调发展,从而达到高产目标。