三种山羊草细胞质对普通小麦F1代穗部性状的效应

为了研究3种山羊草细胞质对普通小麦穗部性状的遗传效应,以普通小麦品系303,706及利用其曰交转育的粘果山羊草(Ae.kotschyif）、瓦维洛夫山羊草(Ae．vavilavii)和牡山羊草(Ae．juvenalis)细胞质雄性不育系为母本、13个普通小麦品系为父本,进行不完全双列杂交,研究了瓦维洛夫山羊草、粘果山羊草、牡山羊草三种细胞质对普通小麦F1代穗部性状的细胞质效应。试验结果表明,与普通小麦细胞质相比,三种山羊草细胞质对普通小麦有效小穗和无效小穗数不产生正向和负向的细胞质效应。     

不同山羊草属细胞质对小麦淀粉粘度参数的影响

为了利用小麦亚族丰富的细胞质资源改良小麦淀粉品质,以具有山羊草属（Aegilops）6种不同异源细胞质的异质小麦品种Chris为材料,与生产上广泛种植的4个常规小麦品种进行正反杂交。研究了异源细胞质对其F1籽粒淀粉粘度参数（峰值粘度和稀懈值）的影响。结果表明．（1）在以6种异源细胞质材料为母本的杂交组合中,70％的组合其峰值粘度高于反交对照。78％的组合其稀懈值高于反交对照;偏凸山羊草、单芒山羊草、粗山羊草和二角山羊草细胞质对峰值粘度和稀懈值的影响具有普遍的正效应,其中尤以偏凸、粗山羊草的细胞质正效应最大;而粘果山羊草和柱穗山羊草对峰值粘度和稀懈值具有负效应。（2）在核背景相同而质背景不同,以及质背景相同而核背景不同的情况下,其峰值粘度和稀懈值差异显著,表明在峰值粘度和稀懈值方面存在着显著的核质互作关系。这些结果说明利用异源细胞质改良小麦淀粉品质性状是可行的,但应注意选择合适的核质组合。     

山羊草属不同细胞质对小麦籽粒戊聚糖含量的影响

为了利用小麦近缘野生种属的细胞质资源改良小麦品质,以山羊草属(Aegilops)不同种异源细胞质的5种异质小麦品种Chris为材料,与生产上广泛推广种植的4个常规小麦品种进行正反杂交,研究了异源细胞质对其F1籽粒戊聚糖含量的影响.结果表明:(1)在以5种异源细胞质材料为母本的杂交组合中, 仅有50%的组合其总戊聚糖含量高于反交对照,粗山羊草和偏凸山羊草细胞质对总戊聚糖含量具有普遍的正效应;粘果山羊草细胞质对总戊聚糖含量表现出轻微的正效应;柱穗山羊草和二角山羊草细胞质则表现出明显的负效应;(2)在以5种异源细胞质材料为母本的杂交组合中, 80%的组合其水溶性戊聚糖含量高于反交对照, 除二角山羊草细胞质对水溶性戊聚糖含量表现出负效应外,其他4种细胞质对水溶性戊聚糖含量都有一定的正效应,但5种细胞质之间差异均不显著;(3)尽管5种异源细胞质对水溶性戊聚糖含量效应差异不显著,但是柱穗山羊草、偏凸山羊草、粘果山羊草和粗山羊草细胞质对水溶性戊聚糖含量有一定的正效应.因此,如果选择合适的核质组合同样可以达到改良戊聚糖含量的目的.     

异源细胞质小麦的抗旱性研究

以分别具有山羊草属、小麦属和簇毛麦属的15种普通小麦近缘种细胞质的异源细胞质小麦为材料．采用高渗溶液法、水培盆栽法和田间鉴定法研究了异源细胞质对小麦抗旱性的遗传效应。结果表明,波斯小麦（T.persicum）、柱穗山羊草（Ae．cylindrica）、簇毛麦（Hanaldia villosa）和粗厚山羊草（Ae．crassu 6x）细胞质对小麦的抗旱性具有明显的遗传效应。其效应值的性质、大小与核亲毒品种的基因型有关,在特定的核质组合中波斯小麦、柱穗山羊草、簇毛麦和粗厚山羊草细胞质可明显提高小麦的抗旱性。具波斯小麦细胞质的异质系（T．persicum）-s．c66种子发芽阶段和三叶期的抗旱性比相应核亲本明显增强．并且超过抗旱品种晋麦47。成熟期的鉴定结果表明．经核基因型改良的粗厚山羊草细胞质小麦新品系NC223、NC232和NC236等15个异质系具有较强的抗旱性。因此,进一步研究异源细胞质提高小麦抗旱性的遗传机制,有助于拓宽小麦抗旱育种途径。     

两种山羊草携带Gc基因的新发现

由栽培二粒小麦和沙融山羊草形成的双二倍体，再和高大山羊草一起，替换了普通小麦细胞质，形成代换系。这个代换系的后代携带两个新的Ｇｃ基因，Ｃ－－带分析表明：一个基因位于高大山羊草５Ｓ＾１染色体或类似５Ｓ＾１的染色体上，而另一个基因，位于沙融山羊草的４Ｓ＾１染色体上。     

小麦属与山羊草属的细胞质变异

本文是关于小麦属和山羊草属细胞质变异最近研究的评述,包括引入异源细胞质对各种小麦性状的遗传效应和小麦与异源细胞质所分离的细胞器DNA之间的分子差异两方面的内容。虽然有关线粒体的变异还了解得很少,但这两个属细胞质变异的全貌、胞质基因组和质体基因组的进化途径,已在很大程度上得到了阐明。同时,本文还指出了具有异源细胞质的普通小麦对育种有用的一些性状。     

粗厚山羊草细胞质对普通小麦耐盐性的遗传效应

以具有粗厚山羊草(Aegilops crassa 6x)细胞质的异源细胞质小麦为材料，采用加盐培养基进行幼穗愈伤组织诱导(生长)、盐溶液种子发芽、盐溶液幼苗培养和戍株模拟盐池生长等方法研究了粗厚山羊草细胞质对小麦耐盐性的遗传效应，旨在为小麦耐盐育种提供理论依据和种质资源材料。结果表明：粗厚山羊草细胞质对小麦的耐盐性具有明显的遗传效应，其效应值的性质、大小与核亲本品种的基因型有关，在特定的核质组合中粗厚山羊草细胞质可明显提高小麦的耐盐性。异质系Ae.crassa 6x-鉴26和Ae.crassa 6x-SMH1694在幼穗愈伤组织诱导、种子发芽阶段和三叶期的耐盐性比相应核亲本明显增强。返青期和成熟期的鉴定结果表明，一些经核基因型改良的粗厚山羊草细胞质小麦的耐盐性超过或接近抗盐对照品种科遗26。进一步研究粗厚山羊草细胞质提高小麦耐盐性的遗传机制，必将拓宽小麦耐盐育种途径。     

具有山羊草细胞质小麦的光敏型胞质雄性不育系研究

研究了具有粗厚山羊草、牡山羊草或瓦维洛夫山羊草细胞质的普通小麦Ｎ２６雄性不育光周期反应和育性恢复模式，Ｄ＾２型细胞质Ｎ２６异质系在长日照条件（≥１５ｈ）下表现为几乎完全雄性不育，在短日照（≥１４．５ｈ）条件下雄性高度可育，温度对降低雄性育性没有明显影响，把这类雄性不育称为“光敏型细胞质雄性不育”。ＰＣＭＳ表现为雄蕊雌化，组织学研究表明，在雌化雄蕊内有不完全胚珠结构，而没有毡层细胞和花粉粒。植株的小     

粗山羊草D组染色体对小麦若干产量性状的影响

为研究粗山羊草对小麦产量性状的影响,对四倍体硬粒小麦与粗山羊草杂交合成的双二倍体Am6-1和普通小麦品种Ph85-16的回交一代进行产量性状变异特点分析,并利用从130对D基因组SSR引物中筛选出的60对具有多态性的引物对粗山羊草中几个产量性状相关的QTL位点进行了定位,发现粗山羊草的D组染色体对小麦的穗长、千粒重、单株穗数和单株产量具有显著影响,同时初步寻找到6个主效QTL,它们分别为与穗长相关的QSl.sdau-5D,与单株穗数相关的QSnp。sdau-4D、QSnp.sdau-7D,与千粒重相关的QT-gw.sdau-3D,与单株穗数、单株产量相关的Q.sdau-2D-1、Q.sdau-2D-2。     

小麦ph1b、ph2a、ph2b基因系染色体配对作用研究

首次在相同条件下全面系统研究了ph1b、ph2a、ph2b基因系与近缘植物F_1杂种染色体配对,3个基因系染色体配对作用有4种类型:(1)小麦与易变山羊草F_1中,ph1b>ph2b>ph2a。(2)在小麦与中间偃麦草F_1中,ph1b≥ph2b≥ph2a。(3)在小麦与卵穗山羊草、小伞山羊草F_1中,ph1b>ph2b、ph2a。(4)在小麦与离果山羊草F_1中,ph1b>ph2b≥ph2a。ph1b基因能诱导小麦染色体与易变山羊草、中间偃麦草、卵穗山羊草、小伞山羊草染色体间的配对,ph2b、ph2a基因能诱导小麦染色体与易变山羊草,中间偃麦草、离果山羊草染色体间的配对,利用它们可以将上述近缘植物中的有益基因以易位方式遗传转移给小麦。易变山羊草一定程度地促进配对,中间偃麦草一定程度地抑制配对。卵穗山羊草、小伞山羊草染色体组上可能存在类似小麦3DS上的ph_2位点,离果山羊草染色体组上可能存在类似小麦5BL上的ph_1位点。中间偃麦草与小麦不具有同源染色体组,可能是部分同源关系,或中间偃麦草本身含有部分同源染色体组。     

几类同核异质雄性不育小麦线粒体DNA的RAPD标记多态性

为了明确不同细胞质来源的小麦不育系mtDNA的差异,对具有相同核背景而细胞质分别来源于偏凸山羊草(Ae.ventricosa)、易变山羊草(Ae.Variabilis)、提莫菲维小麦(T.timopheevi)的 3 种小麦细胞质雄性不育系,采用 50条随机引物对其细胞质线粒体DNA(mtDNA)进行了RAPD 多态性分析,筛选出3条特异性引物,其中引物S22 在ms(Ae.ventricosa)90110中扩增出分子量约为1 500 bp 的特异带,引物OPAA16在ms(T.timopheevi)90110中扩增出分子量约为1 200 bp的特异带,引物OPA05在ms(Ae.variabilis)90110中扩增出分子量约为670 bp的特异条带。分析表明,3类不同细胞质的小麦不育系在线粒体DNA上表现出稳定的差异,为进一步在分子基础上鉴别这3类不育胞质源不育系奠定了基础。     

K、V型小麦雄性不育恢复系轮回选择的研究I.轮选群体的育性分离及性状表现

利用太谷核不育小麦组建成K(Ae.kotschyi)、V（Ae.ventricosa)型小麦恢复系表型轮回选择群体，对C0～C3不同轮选世代的育性及其农艺性状进行了分析研究。结果表明，K、V型小麦雄性不育恢复基因对大谷核不育小麦的育性没有影响，符合可育:不育=1:1的分离比例。经过3次轮回选择，小麦株高、穗粒数、百粒重和单株产量具有一定的选择效果，其中株高比对照降低3.3cm，穗粒数增加2.7粒，效果更明显。     

斯卑尔脱细胞质对小麦种子长度、重量及杂种优势的遗传效应

为了筛选优良的新型小麦雄性不育系，对斯卑尔脱、云南铁壳麦、提莫非维小麦、拟斯卑尔脱山羊草等四种异源细胞质在同核异质条件下对不育系及其杂种一代的种子长度、重量及杂种优势的遗传效应作了比较研究。结果表明，斯卑尔脱细胞质对小麦种子大小、重量具有明显正效应，且筛选出了两个由其所配制的具明显杂种优势的杂交组合。这说明，斯卑尔脱细胞质不育系在栽培小麦中易于找到恢复源且恢复度高，其对种子大小和重量的稳定的正效应可能是产生较强杂种优势组合的重要原因之一。     

粘类小麦雄性不育系雌雄不育配子传递率研究

为了给粘类小麦雄性不育系的利用提供理论依据,对偏、粘、易、二角型小麦雄性不育系及其杂种F1雌雄不育配子的传递进行了研究.结果表明,雌雄不育配子传递率均低于50%,粘、易、偏型不育系F2代供试群体全部可育,并且正反交不育配子通过雄配子的传递率都为0,初步认为符合配子体不育的特点;二角型不育系正反交雌雄不育配子传递率也都低于50%,但不育雄配子传递率要高于雌配子传递率,并且正反交都有不育株出现.所以二角型不育系是配子体不育还是孢子体不育尚有待进一步研究.     

人工合成小麦染色体区段在小麦优良新品系中的分布

从人工合成六倍体小麦SHW-L1改良后代中选育的5个春小麦新品系,在青海表现出比对照品种高原448更优的农艺性状和产量潜力,推测源于外源物种的野生不良性状被淘汰,保留在新品系中的外源染色体区段可能对遗传改良有贡献。为了了解源自人工合成小麦SHW-L1的外源染色体区段在这5个改良新品系中的分布,利用11 660个具有染色体位置信息的多态性DArTseq标记对这5个改良品系进行了外源染色体区段分析。结果表明,共检测到78个外源染色体区段,其中,65个为源于四倍体小麦的A和B基因组,13个为来自于节节麦的D基因组。24个源于四倍体小麦的外源染色体区段分布于3个以上的品系中,这些区段主要来自于A基因组,其中2A有8个,7A有4个,1A有3个,6A有3个。本研究材料来自于混合选择,不同品系共有的外源染色体区段可能含有对当前育种有价值的重要基因位点或基因簇,这样的区段将是下一步关注的重点。     

普通小麦-欧山羊草异附加系对干旱胁迫的生理生化响应

为探究异源染色体对小麦抗旱能力的影响,选取3个普通小麦-欧山羊草异附加系和3个普通小麦为试验材料,以聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫,在苗期测定干旱胁迫下叶片丙二醛(MDA)积累量、可溶性蛋白含量和酶促防御系统(SOD、POD和CAT)活性变化。结果表明,随着干旱胁迫程度的加重和时间的延长,供试基因型所测定的五个生理指标的变化趋势较为一致。MDA含量都不断升高,三个普通小麦-欧山羊草异附加系(Ae9013、Ae9041和Ae9061)的MDA积累幅度较抗旱性最好的小麦对照晋麦47小,积累量也较少。三个异附加系的可溶性蛋白含量受干旱胁迫影响较小,虽有小幅度的下降,但保持着较高的含量。干旱胁迫下,各基因型的SOD、POD和CAT活力增加,在一定时间内,随着干旱胁迫的持续,晋麦47表现出先上升后下降的趋势,而Ae9013、Ae9041和Ae9061的SOD和POD活力随着胁迫程度的加重和时间的延长呈现不断上升趋势;Ae9013、Ae9041的CAT活力在15%PEG6000胁迫下不断增加,在25%PEG6000胁迫下先增加后下降,而Ae9061的CAT活力在高浓度PEG6000胁迫下仍持续增加。由此可见,普通小麦-欧山羊草异附加系具备更有效的酶促防御系统和渗透调节能力,说明U组染色体附加提高了小麦的抗旱能力。     

粘果山羊草(Aegilops kotschyi) puroindoline b基因的克隆与表达分析

籽粒硬度是小麦加工品质的重要影响因素。puroindoline a（Pin a）和puroindoline b（Pin b）是控制小麦籽粒硬度的主效基因。根据已报导的小麦Pin b基因的保守序列,设计合成了一对特异性引物ForB1与RevB1,对粘果山羊草（Aegilops kotschyi,C^uM^k）的三个材料的基因组DNA和胚乳cDNA进行Pin b基因扩增、克隆、序列测定和表达分析,发现了4个新型Pin b等位基因,基因序列与六倍体小麦的同源基因存在较大的差异。与软粒小麦品种Capitole的Pinb—D1a相比较,其核苷酸同源性分别为93．3％、94．6％、94．6％、94．4％,氨基酸同源性分别为90．5％、93．2％、93．2％、92．6％。其ORF长447bp,编码148个氨基酸残基,都具有麦类作物Pinb基因特有的19个氨基酸的信号肽序列和WPTKWWK的色氨酸结构城。等位基因Pin b-11-1含有1个紧邻色氨酸结构城的突变位点（Val66Phe）。RT—PCR证实了Pin b基因在籽粒胚乳中的表达。Southern blot分析结果显示,三种材料均含有两个拷贝的Pin b基因。研究结果表明,粘果山羊草中包含与小麦差异较大的籽粒硬度控制基因,为栽培小麦的品质改良提供了丰富的基因资源。     

欧山羊草6Ub染色体附加对小麦萌发期抗旱性的改良作用

为探究欧山羊草U~b染色体附加对普通小麦抗旱性的遗传改良作用,选取2个普通小麦-欧山羊草异附加系(Ae9041和Ae9061,均附加了一对6U~b染色体)和3个普通小麦品种为材料,以聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫,研究了不同小麦材料干旱胁迫后种子发芽势、发芽率、胚芽鞘长度、种子根数、胚根长度、幼苗高度以及贮藏物质利用率等抗旱相关指标的变化。结果表明,干旱胁迫抑制了各供试材料的种子萌发,且胁迫程度越大,抑制越明显。在相同浓度PEG6000处理下,两个异附加系的种子发芽势、发芽率和贮藏物质利用率的表现较为一致,且差异不显著。与耐旱品种晋麦47和节水品种石4185相比,Ae9041和Ae9061的幼苗胚芽鞘长、种子发芽率和贮藏物质利用率在干旱胁迫下均较高。在30%PEG6000胁迫下,Ae9041和Ae9061的种子发芽势、发芽率、幼苗胚芽鞘长、胚根长、幼苗高度均显著高于亲本中国春。由此可见,普通小麦-欧山羊草异附加系种子在干旱胁迫下能迅速吸水并整齐萌发,以发达的根系和较长的胚芽鞘促进幼苗地上部生长,并将胚乳营养快速转运至幼苗中,从而促进其较快地进行形态建成,也说明欧山羊草U~b染色体的附加能够改良小麦萌发期的抗旱性。