小麦B染色体组起源的新探索

以圆锥小麦、一粒小麦以及B染色体组可能的供体种(拟斯卑尔脱山羊草、沙融山羊草、西尔斯山羊草、两角山羊草和高大山羊草)作母本,与黑麦属的五个种杂交。结果表明,圆小麦与森林黑麦杂交不成功,与栽培黑麦和山地黑麦杂交一般只产生无胚乳的种子,与非洲黑麦和瓦维洛夫黑麦杂交则结出正常的种子。这种可杂交性特点是B染色体组提供的,在所有可能的B染色体组的供体种中,只有拟斯卑尔脱山羊草和沙融山羊草具有上述可杂交性特点,表明这两个种是B染色体组的供体种。     

玉米地方品种和自交系B染色体的比较分析

基于植物细胞染色体制片技术,分别对25个玉米地方品种和25个自交系B染色体进行镜检鉴定。玉米B染色体表现出与其他生物B染色体相似的特征,其大小略大于常染色体(第10号染色体)的一半,B染色体在细胞中的随机分布和异常分离是其在细胞和植株个体间变化的主要原因。在2种玉米品种(系)类型的供试材料中,玉米地方品种B染色体数目在细胞中呈现0B~3B的变化,具B染色体的品种占同类地方品种数的36%,占供试材料总数的18%;玉米自交系中B染色体存在频率明显低于地方品种,具B染色体的自交系仅占供试材料的6%。结果表明,B染色体的偏向分布及选择受精保证其在上下代间遗传传递,然而生物的连续多代自交有可能破坏B染色体的选择受精机制,造成B染色体丢失,降低其遗传传递频率。     

玉米地方品种B染色体鉴定及其核型分析

以四川省、云南省、贵州省和重庆市的50个玉米地方品种为试验材料,采用根尖染色体压片技术,分析玉米地方品种的主要核型参数及B染色体的形态特征。结果表明,在50个玉米地方品种中,有16个有B染色体,占供试材料的32%。在50×30×5个分裂相(指50个品种,每个品种取30张装片,每张装片设5个镜像)细胞中,发现185个细胞含有B染色体,占观察细胞总数的2. 47%。玉米地方品种的B染色体较常染色体短,平均长度为2. 56μm。核型分析结果表明,没有B染色体和有B染色体的玉米地方品种1～10号染色体相对长度均依次为14%、12%、11%、11%、10%、9%、9%、8%、8%、7%。对没有B染色体和有B染色体的玉米地方品种的10对染色体相对长度分别进行t检验,检验结果均不显著,说明B染色体的存在对常染色体核型无明显影响。     

西南地区玉米地方品种B染色体多态性分析

【目的】分析B染色体形态及数量多态性,从细胞水平评价西南地区玉米地方品种的遗传多样性,为中国玉米引进途径提供佐证。【方法】以来自西南地区四川、重庆、云南和贵州4省（市）的30个玉米地方品种群体为材料,各品种群体取50个单株,各单株统计镜检10个细胞,共统计镜检15 000（30 × 50 × 10）个细胞,在光学显微镜下进行B染色体细胞学鉴定;各品种群体取10个单株,制作10张染色体制片,采用改良的Giemsa染色法进行染色体C-带显带分析。【结果】细胞学鉴定结果表明,除10对常染色体外,西南地区玉米地方品种还存在3类形态的B染色体：中间着丝点B染色体（B_M）、近端着丝点B染色体（B_ST）和呈点状的微小B染色体（B_S）,B_M形态上与玉米的第1染色体相似,B_ST与B_M大小相近,B_S呈圆点状,无可见着丝点。在来自四川的7个玉米地方品种群体中检测到B_M、B_ST和B_S3类B染色体,在重庆玉米地方品种群体中检测到B_M和B_ST、B_ST和B_S存在于云南玉米地方品种群体,而在来自贵州的9个玉米地方品种群体中仅检测到1类B染色体（B_ST）。B_M、B_ST和B_S的平均长度分别为2.82、2.78和0.9 µm,与第1常染色体比较,它们的平均相对长度分别为43%、45%和15%,相对长度变幅分别为34%-52%、32%-58%和13%-18%,B_M、B_ST和B_S的平均臂比分别为1.19、1.98和1.00。在供试的30个品种群体中有18个含B染色体,分别有7个、5个、4个和2个来自四川、重庆、云南和贵州,在含B染色体的18个群体中有421个单株含B染色体,421个单株中共存在487条B染色体,具有B染色体植株的频率变幅为0-90%,平均频率为29.6%,四川玉米地方品种在群体和个体水平上表现较高的B染色体频率。细胞内B染色体数最多2个,绝大多数细胞不含B染色体,0B类、1B类和2B类细胞的平均频率分别为97.04%、2.81%和0.15%。B_ST是玉米地方品种B染色体的主要类型,占B染色体总数的比率为67%,其次是B_M（19%）,B_S比率最低（14%）,表明B_ST是原始的B染色体,B_M和B_S是B_ST的变异类型,B_M和B_S在较小的时间和空间尺度上形成与演化。Giemsa染色显示,B_M和B_ST富含GC、高度异染色质化,在染色体结构上二者共享部分同源DNA序列,形态上与A染色体区别明显。0B类、1B类和2B类细胞A染色体平均C-带数变幅分别为11.0-20.6、10.8-19.4和10.5-18.6,玉米地方品种B染色体数与A染色体C-带数负相关。【结论】西南地区玉米地方品种在细胞水平上表现较高的遗传多样性,其B染色体具有形态和数量多态性,由B染色体分布所决定的西南地区玉米地方品种的地理中心是四川省。     

“中国春”小麦全基因组中特异SSR标记的发掘及其分布特征

SSR标记尤其是不同染色体上的单位点特异性SSR标记能为进行小麦基因组分子进化研究、遗传多样性分析、指纹图谱和遗传图谱构建、品种真实性鉴定等方面提供更加方便的工具。利用生物信息学技术从山西省农科院生物技术研究中心开发的295 267对"中国春"全基因组SSR分子标记中发掘得到了单位点标记102 287对,其中,不同染色体上特异标记80 374对;A,B,D这3个基因组上特异标记分别是26 738,31 707,21 929对,3个基因组共有的标记有3 293对;80 374对特异分子标记定位到"中国春"小麦全基因组上时,3B染色体定位的特异标记最多,达到5 756对,其次是2B染色体上,为5 680对,最少的是4D染色体上,为2 598对。对不同染色体开发的单位点SSR标记定位全基因组分析表明,定位到不同染色体上最多的标记来源主要集中在2B和5A染色体上。     

毛车前的花粉母细胞减数分裂及核型分析

采用压片法,对武汉地区野生毛车前的花粉母细胞减数分裂及体细胞核型进行了研究。结果表明,毛车前的绝大多数花粉母细胞减数分裂中染色体行为正常,终变期同源染色体配对后可形成12个二价体;仅在2.93%的花粉母细胞减数分裂中观察到染色体落后、染色体桥等异常行为,其减数分裂为同时型;花粉粒育性为96.88%。核型分析结果表明,毛车前的染色体数目为2n=24,核型公式为K(2n)=24=22m+2sm,其核型为"1B"型。     

调控小麦苗期性状基因的染色体定位

为了进一步定位调控小麦苗期性状的基因,以中国春-埃及红染色体代换系为试验材料,采用盆栽方法对调控小麦苗期性状的基因进行染色体定位。结果表明:埃及红1A和5D染色体上携带正向调控分蘖数(TN)的基因,1B、4B、1D染色体上携带正向调控地上部干质量(SDW)的基因,7B和5D染色体上携带正向调控最长根长(MRL)的基因,1A和2A染色体上携带负向调控MRL的基因,1B染色体上携带正向调控根系干质量(RDW)、总干质量(TDW)的基因,2A和3B染色体上携带负向调控TDW的基因。1B染色体上检测到的调控RDW的位点、2A和5D染色体上检测到的调控MRL的位点、2A染色体上检测到的调控TDW的位点均是新发现的基因位点。     

含B染色体的黑麦基因组DNA甲基化变异研究

运用RAPD法检测黑麦JNK居群中含有和不含B染色体的基因组DNA的序列差异,并从100个10碱基随机引物中筛选出5个,采用CRED-RA法,检测含有和不含B染色体基因组DNA的甲基化变异。结果表明,含有和不含B染色体的黑麦基因组中均可以发生CmCGG甲基化修饰,但与不含B染色体的基因组相比,含有B染色体的黑麦基因组中发生了更广泛的CmCGG甲基化变异,这可能是B染色体产生表型抑制或基因沉默的一个重要原因。     

药用植物苍术分类与繁殖的研究进展

药用植物苍术(Atractylodes)为菊科苍术属多年生草本植物,分布于东亚,在中国的许多地区栽培,收获其根状茎干燥后作药用。苍术的繁殖方式有种子繁殖、分株繁殖、根茎繁殖。分类依据的形态特征主要是叶、花的不同,但其形态差别有限。报道的所有苍术属植物的染色体数均为2n=24,除罗田亚种外均包含2对随体染色体,且随体很小;在染色体类型(中部着丝粒、亚中部着丝粒、亚端部着丝粒染色体)及数目上有差异。在罗田苍术的染色体上检测到1对染色体带有5S r DNA位点,另外2对染色体带有45S r DNA位点,其中1对为随体染色体,故1对染色体上的45S r DNA位点没有表达而形成随体。在核型对称性方面,罗田苍术为原始的2A型,而其他苍术与白术的均为2B型。罗田苍术在染色体上的分化为其亚种的分类地位提供了细胞学证据。DNA序列及分子标记揭示了不同苍术类型间一定的遗传变异,为其分类及演化提供了分子证据。罗田苍术花粉母细胞的减数分裂过程中,染色体(2n=24)正常配对形成12个二价体,后期I均等分离,在两次分裂的后期和末期没有落后染色体及形成微核,最后产生较高比例的可育花粉,为其较高结实率及种子的高成活率提供了细胞学解释。其正常的减数分裂也保证了进行有性与无性繁殖苍术染色体数目的稳定性。     

小麦新品种川麦104的遗传构成分析

【目的】解析突破性高产小麦新品种川麦104的遗传构成,探讨双亲川麦42和川农16对其高产特性的贡献。【方法】利用已构建的遗传连锁图谱上的176个SSR和683个DArT标记对川麦104及其亲本进行分析,了解川麦104的遗传构成;根据已定位到的产量性状QTL,分析来源于双亲的染色体区段对川麦104产量相关性状的贡献。【结果】在川麦104的双亲具有差异的859个多态位点中（22个位点缺失）,有522个位点上的等位基因来源于川麦42,315个位点上的等位基因来源于川农16;川麦104更多地继承了川麦42的遗传成分（60.8%）;川麦104中来源于双亲的遗传位点在A、B和D基因组分布不同,来源于川麦42的等位位点在A、B和D基因组所占比例分别为55.00%、60.20%和67.27%;川麦104中来源于双亲的等位位点在21条染色体上的分布也不同,来源于川麦42的等位位点主要分布于3A、5A、7A、1B、5B、7B、3D、4D、5D和7D染色体上,来源于川农16的等位位点主要分布于4A、3B、4B、6B、1D、2D和6D染色体上。川麦104来源于双亲的染色体区段（遗传距离大于5 cM）共68个,总长度为3 089.6 cM;来源于川麦42和川农16的染色体区段分别为36和32个,来源于川麦42的染色体区段主要分布在3D、5D、7A、7B和7D染色体上,来源于川农16的染色体区段主要分布在3B、4B和6D染色体上;在A和D基因组川麦104来源于川麦42的染色体区段比川农16的多,B基因组中来源于川农16的染色体区段比川麦42的多。在1B、1D、2B、4A、4D、5A、5B、5D和7A染色体上,9个来源于川麦42的染色体区段以及5个来源于川农16的染色体区段富集了与产量性状相关的QTL,其中,在1BS和4A染色体上来源于川麦42的染色体区段携带增加穗粒数的QTL等位位点;在1D、2B和4A染色体上来源于川农16的染色体区段携带增加单位面积穗数的QTL等位位点;5B染色体上来源于川麦42的染色体区段和4A、4D染色体上来源于川农16的染色体区段均携带增加千粒重的QTL等位位点,这些QTL的聚合对川麦104的产量三因素有增效作用。【结论】小麦新品种川麦104的高穗粒数特性来源于川麦42,多穗数特性来源于川农16,其千粒重特性双亲均有贡献,表明双亲的正效产量性状QTL重组是川麦104的高产遗传基础。