小麦ph1b ph2a ph2b基因系研究初报

本世纪70年代,Wall和Sears分别用化学药剂EMS和X射线处理小麦品种中国春(以下简称C.S),先后获得了ph2b、ph1b和ph2a基因系。3个基因系问世以来,国内外就ph1b基因作用研究较多,并实现了ph1b基因品种间转育,而对ph2a、ph2b基因作用研究很少,至于在同等条件下比较研究这3个基因诱导小麦与特定近缘植物F_1杂种染     

ph1b基因在普通小麦与Ae.ovata(T.ovatum)杂交中的作用

中国春 phlb 突变体、中国春与 Ae.ovata 杂种 F_1花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ每个细胞染色体交叉数分别为12.882和0.983个。说明,phlb 基因在普通小麦与 Ae.ovata 杂种中具有强的诱导部分同源配对的作用。在中国春 phlb 突变体×Ae.ovata 中有四价体、五价体及单价体少于14的细胞出现,说明 phlb 基因可以诱导普通小麦与 Ae.ova     

ph1b、ph2a、ph2b基因在小麦与黑麦、粘果山羊草、易变山羊草F1杂种中的作用

自从小麦(Triticum aestivum,AABBDD,2n=42)ph1b、ph2a、ph2b基因系培育成功以来,国内外学者围绕ph1b做了大量工作,而ph2a、ph2b却研究很少,至于在相同环境条件下比较研究这三个基因系与特定近缘植物F₁杂种染色体配对作用,则未见报道。1982年Sears报道了这三个基因在不相同环境条件下诱导小麦与粘果山羊草     

ph1b、ph2a、ph2b基因在小麦与卵穗山羊草、小伞山羊草、离果山羊草F1杂种中的作用

迄今为止,仅Sharma等1986年研究报道了phlb基因诱导小麦与离果山羊草F₁杂种染色体配对作用,但没有在离果山羊草及其它山羊草中发现染色体配对促进基因或抑制基因,尚无phlb基因诱导小麦与卵穗山羊草F₁及ph2a、ph2b基因诱导小麦与这3个山羊草F₁染色体配对作用的报道。Farooq等1990年报道易变山羊草不同品系影响F₁染色体配对。     

Ph1b基因在小麦品种间杂交中的利用及其转育(摘要)

实验结果从理论、细胞学和实践上表明,phlb基因在小麦品种间杂交通过诱导部分同源染色体配对形成多价体后产生染色体数目的增减和结构的变异(重组、易位和倒位等)增加性状遗传变异类型和幅度,从中能选育出一般品种间很难或不能得到的优异材料(品种)。但是phlb基因的遗传背景是农艺性状差的中国春,不利于phlb基因在育种上……     

小麦-黑麦代换系间、代换系与易位系间杂交后代染色体易位系的选育

为了选育有经济价值的易位系,探讨小麦-黑麦间产生易位的频率,本研究以小麦-黑麦代换系DS5R/5A和DS6R/6A为母本,以小麦-黑麦易位系克珍(Kezhen)和带有杀配子染色体的代换系DSGC1为父本,分别进行田间杂交。结果表明:DS5R/5A、DS6R/6A与DSGC1(2S)杂交结实率低,平均为27.7%,与克珍(T3B.3R)杂交结实率高于前者,平均结实率为59.3%,二者均好于远缘杂交的结实率,这也表明带有杀配子染色体的亲本影响结实率;对选出的54株DS5R/5A×DSGC1、DS6R/6A×DSGC1杂种后代与80株DS5R/5A×克珍、DS6R/6A×克珍杂种后代进行C-分带、原位杂交和分子标记鉴定后发现,二者的易位频率分别为11.1%和8.8%,并且多为染色体端部小片段易位,这种小片段易位可能是代换系间杂交部分同源染色体交换产生的。此外,也表明杀配子染色体在引起染色体断裂后可发生染色体易位。本研究共获得T5RL.5AS、T5RS.5DL、T5RS.5BL、T6RL.6DS、6RL.6BS以及T6RS.6BL等13个易位系,平均易位频率为9.6%。     

普通小麦品种中Ph基因突变体自然存在的可能性研究

本试验用50个日本普通小麦品种与兰州黑麦杂交,通过对杂种F1花粉母细胞减数分裂染色体行为进行观察,对36个组合F1的PMC染色体配对频率进行统计分析,发现农林20,沙丘小麦和农林9三个品种与黑麦杂种F1PMC染色体配对频率明显高于其它组合,分别为2.84、3.59、3.06。近似于对照组合“中国春×兰州黑麦”F1(为1.37)的两倍。认为     

山东地方普通小麦品种与黑麦杂交亲和性的研究

６５个山东地方普通小麦品种与奥地利黑麦进行杂交,结果表明,高亲和材料在山东麦区普遍存在。其中结实率大于５０％的有１０个品种,并有长芒透龙白,码昨头火麦、小芒麦和白秃头４个品种的亲和性与中国春小麦相似,经ｔ检验无显著差异,其基因型可能为ｋｒ１ｋｒ１ｋｒ２ｋｒ２;结实率在３０％￣５０％间的品种有６个（其基因型可能为ｋｒ１ｋｒ１Ｋｒ２Ｋｒ２）;结实率在１０％￣３０％间的品种有６个（其基因型可能为Ｋｒ１Ｋ     

农艺性状优良冬小麦ph1b系的创造及标记辅助选择的应用

利用改进的桥梁亲本法, 即以阿勃5B缺体为桥梁亲本, 分别与受体冬小麦推广品种(农大95、 京411和京冬8号)和中国春ph1b突变体杂交, 两个组合F1(即5BPh1和5Bph1b单体)再杂交, 后代选择5Bph1b单体与受体亲本5BPh1单体杂交, 仅3个世代就获得了3个冬小麦ph1b中间育种系, 在杂交转育过程中, 我们用先前获得的3个SCAR标记对5     

普通小麦同源转化群3在染色体配对及可交配性方面的作用

米勒(Miller)等研究了中国春同源转化与群3黑麦(Secaleceral L)及球茎大麦(Hbulbosum)的杂种和普通小麦同源转化群3,非整倍单倍体的不同染色体配对水平。结果发现,普遍小麦同源转化群3染色体的长臂和短臂上都带有影响染色体配对的基因。     

小麦糖原合成酶激酶基因(TaGSK1)的染色体定位

以中国春缺体-四体系为材料,提取各材料的基因组DNA,分别经限制性内切酶EcoRI和KpnI完全酶切、电泳、转膜后,用α-32P_dCTP标记的与小麦耐盐相关的糖原合成酶激酶基因TaGSK1为探针进行杂交,结合生物信息学的方法,将该基因定位于普通小麦第一同源群染色体的短臂上,为进一步研究小麦耐盐性的遗传及机理奠定了基础。     

小麦抗病基因同源序列(RGAs)的克隆与分析

RGA(抗性基因同源序列)法是克隆植物抗性基因的一种经济有效的方法,成为近年来的研究热点。本实验综合分析了拟南芥,西红柿,水稻,烟草等植物已克隆的抗性基因,并以这些抗性基因的NBS(核酸结合位点),LRR(富含亮氨酸重复),STK(丝氨酸/苏氨酸激酶)保守结构域设计并合成了几十对RGA引物,对小麦抗条锈病材料进行PCR扩增,获得以Xal-NBS为引物的R88RGA片段,经克隆和序列比对分析,发现该片段与逆境条件下植物抗病信号传导相关,与蛋白激酶同源性达到96%。此项研究对抗病机理的研究和基因的发掘有重要的指导意义。     

Puroindoline b位点近等基因系对小麦面粉及面包和馒头品质的影响

明确不同硬度等位基因与加工品质的关系对小麦品质改良具有重要意义。本文以7个Puroindoline b位点近等基因系为材料,研究了不同硬度等位基因对小麦面粉及面包和馒头品质的影响。结果表明,Pina-D1b/Pinb-D1a基因型的籽粒硬度值、蛋白质含量以及破损淀粉含量较高;而Pina-D1a/Pinb-D1d基因型的出粉率、面粉亮度较高,具有较好的磨粉品质。和面仪参数中的峰高、峰宽和8 min尾高均以Pina-D1b/Pinb-D1a基因型数值最高,Pina-D1a/Pinb-D1d 基因型最低,且两者之间的差异均达到显著水平;Pina-D1b/Pinb-D1a基因型的衰落角最小。Pina-D1a/Pinb-D1c和Pina-D1a/Pinb-D1d基因型具有较高馒头色泽和张弛性评分,较好的馒头制作品质;Pina-D1a/Pinb-D1e和Pina-D1a/Pinb-D1g基因型次之。Pina-D1a/Pinb-D1f基因型的面包总评分略优于其他基因型。     

普通小麦近缘物种黑麦1R、簇毛麦1V及鹅观草1Rk#1染色体特异分子标记的筛选

为筛选普通小麦近缘物种黑麦1R、簇毛麦1V及鹅观草1Rk^#1染色体特异分子标记，根据已定位于普通小麦第一部分同源群的EST序列设计104对STS引物，对中国春、鹅观草、黑麦及簇毛麦进行多态性分析。在104对STS引物中，有53对在对照普通小麦中国春与鹅观草、黑麦及簇毛麦之间存在多态性。利用普通小麦-黑麦1R~7R二体异附加系筛选出5对黑麦1R染色体特异标记，分别是CINAU 19-₅₀₀、CINAU20-₉₅₀、CINAU21-₁₅₀₀、CINAU22-₃₁₀和CINAU23-₂₀₀₀；利用普通小麦-簇毛麦1V~7V二体异附加系筛选出5对簇毛麦1V染色体特异标记，分别是CINAU23-₁₇₀₀、CINAU24-₁₀₅₀、CINAU25-₁₆₅₀、CINAU26-₅₀₀和CINAU27-₆₂₀；利用鹅观草二体异附加系DA1Rk^#1、异代换系DS1Rk^#1(1A)、端体系DA1Rk^#1L、易位系T1Rk^#1S·W、长臂缺失系Del1Rk#1L筛选出5对鹅观草1Rk^#1特异标记，分别是CINAU27-₉₆₀、CINAU28-₁₃₆₀、CINAU29-₄₈₀、CINAU30-₅₆₀和CINAU31-₅₂₀。研究表明，可以利用普通小麦的EST序列设计PCR引物，转化成STS标记，筛选普通小麦近缘物种黑麦、簇毛麦及鹅观草等染色体特异的分子标记，快速检测和追踪导入普通小麦背景中的黑麦1R、簇毛麦1V及鹅观草1Rk^#1染色体或染色体片段，为深入研究普通小麦远缘杂种材料提供新的工具。     

水稻紫鞘染色体片段代换系Z519的鉴定及PSH1候选基因分析

花青素是广受人们喜爱的植物色素,在食品加工、杂种纯度鉴定中具有重要的作用。本研究鉴定了一个以日本晴为受体、优良紫鞘恢复系R225为供体亲本的紫鞘水稻染色体片段代换系Z519。Z519共含有16个代换片段,分布于除第10染色体外的其他11条染色体,平均长度为6.85 Mb。Z519在芽鞘3 mm时鞘尖呈现紫色,其后在叶鞘、叶缘、茎维管束和柱头等部位出现紫色线条,而日本晴各部位均为绿色。Z519叶鞘中花青素含量极显著高于日本晴,剑叶中没有显著差异。与受体日本晴相比,Z519的株高显著降低,千粒重、主穗总粒数和实粒数显著增加,有效穗数、主穗长和结实率无显著差异。进一步以日本晴与Z519杂交产生的F1和F2群体对紫鞘基因进行了遗传分析和分子定位。该紫鞘表型受显性单基因控制,位于第1染色体In Del标记L03和SSR标记L01之间37.8 kb的区域,被命名为PSH1。对该区间进行候选基因预测和测序,Z519在一个编码质体ATP/ADP转运蛋白的LOC_Os01g45910基因第一外显子的第238~252碱基的GTG重复区又多插入了GTG 3个碱基,导致增加了一个甘氨酸。q RT-PCR结果进一步表明其表达量在Z519中明显降低,初步确定LOC_Os01g45910是PSH1的候选基因。该研究为PSH1调控花青素的分子机制奠定了良好基础。     

phlb 基因对普通小麦×易变山羊草Ae.variabilis杂种F1、BC1、BC2、BC3及转移抗禾谷类根结线虫 M.naasi基因影响的研究

Courtot 4 phlb、Courtot 2 phlb、Courotot与 Ae.variabilis杂种F_1平均每PMC在MI染色体交叉数(Xta)分别为15.18、11.62、1.67。杂种F_1育性极差,自交不结实。Courtot 4phlb、Courtot 2 phlb与Ae.variabilis杂种F_1回交难,回交结实率仅分别为0.13％、1.66％;BC_1植株染色体少,93.1％的植株为2n=35-44,且减数分裂行为极不规则。在2phlb×Ae.variabilis×2phlb×Ph×Ph BC_3群体中可获遗传性较稳定、育性较正常、对 M.naasi抗性一致的重组系或易位系。而Courtot×Ae.variabilis杂种F_1回交较易成功（6.81％）。93.8％的BC_1植株染色体数变化在2n=47-56,BC_3中仅获抗M.naasi单体附加系。     

小麦抗叶锈基因Lr24、Lr35的STS、SCAR标记在近等基因系(NILs)上的特异性验证

用一套分别含有不同抗叶锈基因的53个以Thatcher为遗传背景的近等基因系（near-isogeniclines,NILs）对已报道的分别与抗叶锈基因Lr24和Lr35连锁的STS、SCAR进行特异性验证。结果对于与Lr24连锁的STS标记,在53个NILs中只在TcLr24亲本中扩增出片段大小与报道相同的310bp的条带,在TcLr35中也扩增出了一条片段,但片段大小不同于310bp约为270bp。对于与Lr35连锁的SCAR标记,只在TcLr35亲本中扩增出片段大小为900bp的条带,与报道片段大小一致。验证结果表明与抗病基因Lr24和Lr35连锁的STS、SCAR分子标记在NILs中特异性都较好,进一步证明了这两个分子标记可方便地用于小麦抗叶锈基因Lr24、Lr35的分子标记辅助选择育种。