小麦与簇毛麦杂种后代抗白粉病株系的细胞遗传学分析

通过花粉母细胞减数分裂分析,鉴定了{[(T.turgidum c.v.r-80-1×H.villosa)F_1×T.aestivum c.v.宁麦7317~2)F_1×T.aestivum c.v.扬麦3号}自交和部分自由授粉后代中抗白粉病株系的染色体构型。初步探明这些材料对白粉病免疫或高抗的特性可能是通过易位或代换(单体或二体代换)导入的。这种易位与代换显然涉及载有抗白粉病基因的簇毛麦染色体。在这些材料的株系间和株系内,观察到了上述易位或代换交错存在的现象。     

簇毛麦与普通小麦杂种后代稳定品系贮藏蛋白变异分析

为了研究簇毛麦基因向小麦中的导入情况,对151个簇毛麦与绵阳11杂种后代稳定品系贮藏蛋白进行了分析。结果表明在杂种后代的高分子谷蛋白亚基中,除具有小麦亲本绵阳11的亚基外,还存在大量的变异,包括两亲本都不具有,如2+12,9等亚基,但在后代中未发现簇毛麦高分子谷蛋白亚基,说明在杂种后代中存在大量的变异与重组亚基。结果还表明后代中有少量的高分子谷蛋白亚基位点未纯合,因此有必要进一步在后代中进行选择。而醇溶蛋白结果表明在其α、β、γ、ω区都有簇毛麦的谱带和新的谱带出现,说明簇毛麦的一些控制纯溶蛋白的位点已转入小麦中,丰富了小麦遗传多样性。利用醇溶蛋白谱带数据聚类分析表明,后代品系与亲本之间存在较大变异。因此,在远缘杂交后代中不仅可以转移外源基因,而且还可能产生一些新的变异,为进一步研究提供了材料。     

硬粒小麦-簇毛麦双二倍体与普通小麦杂种F_1的细胞遗传学研究

利用硬粒小麦-簇毛麦双二倍体作为将簇毛麦种质导入普通小麦的桥梁亲本,进行了双二倍体与普通小麦的杂交。以双二倍体作父本时,平均结实率可达26.32％,而其反交结实率仅1.49％。F_1对白粉病免疫,自交高度不育,但与普通小麦回交平均结实率高达25.09％。MI染色体构型主要是14Ⅱ+14Ⅰ,平均值为14.35Ⅰ+13.75Ⅱ+0.05Ⅲ,其构型的组成为(13.59D.V+0.76AA.BB)Ⅰ+(0.20D.V+13.55AA.BB)Ⅱ+0.05Ⅲ。减数分裂构型分析还得出,D组与V组部分同源染色体配对频率仅为2.96％,说明D、V两染色体组间亲缘关系很远。     

普通小麦—滨麦—簇毛麦三属杂交后代的细胞遗传学研究

对普通小麦 -滨麦 -簇毛麦三属杂交后代进行了细胞遗传学研究。结果表明 :三属杂种杂交结实率较低 ,平均为 14 .0 3%。 F1 自交结实率极低 ,平均为 0 .7% ;F1 形态兼具普通小麦、滨麦、簇毛麦特性 ,F2 、F3出现严重分离 ;F1 染色体平均构型为 2 n=12 .32 +2 1.0 2 +0 .13 +0 .0 9 +0 .0 6 +0 .0 5 ,F1 出现较多多价体 ,说明来自滨麦的 J染色体组和来自簇毛麦的 V染色体组能形成不紧密的配对 ;PMC MI后期 有落后染色体排列在赤道板上 ,末期 和末期 出现大量的二分孢子、四分孢子带微核和畸形孢子现象。这是三属杂种 F1 育性极低的原因。     

硬粒小麦-簇毛麦双二倍体与普通小麦杂种BC_1和F_2的细胞遗传学研究

BC_1和F_2植株的染色体数目变异分别为35～49和31～51,基本接近理论分布。其花粉母细胞的平均二价体数较F_1明显上升,分别为16.13和18.10,可见F_2比BC_1上升更多,因而平均自交结实率F_2比BC_1高,但与普通小麦回交结实率基本一致。这说明BC_1和F_2的可育雌配子数相近,而可育雄配子数F_2比BC_1多。因此认为二价体数目对雄配子可育性的影响比较明显,而对雌配子可育性影响比较弱。获得了一批可望产生异附加系和异代换系的2n=49(AABB DDV)、51以及43、44的抗白粉病植株的后代材料。     

高麦草和簇毛麦DNA导入普通小麦的研究

试验以高麦草(Agropyrons elongatum)和簇毛麦(Haynaldia villosa)为 DNA 供体,普通小麦品种(系)为 DNA 受体。在自花授粉后采用注射法和液滴法进行 DNA 导入。研究了不同导入方法,不同受体品种结实率,导入后代的变异率和变异范围及相互之间的关系。筛选出多个具有白粉病免疫、落黄、早熟等优良特性的小麦株系。同工酶分析表明,变异株系中分别具有 DNA 供体和受体的特异酶带,同时产生了新酶带。     

普通小麦与簇毛麦远缘杂交的受精和早期胚胎发育

用石腊制片法，对普通小麦“中国春”Ｔ ｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌｃｖ．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｐｒｉｎｇ和簇毛麦Ｄａｓｙｐｙｒｕｍ ｖｉｌｌｏｓｕｍ（Ｌ） Ｃａｎｄａｒｇｙ杂交的受精和早期胚胎发育进行了观察。结果表明，簇毛麦花粉在小麦柱头上萌发良好，花粉管可顺利长入花柱和胚囊。观察的２１０个小麦房中，１３．８１％发生了双受精，产生胚和胚乳；１６．１９％发生了卵细胞单受精，只产生胚而无胚乳；４．     

簇毛麦染色体通过硬粒小麦—簇毛麦双二倍体与普通小麦杂种F1的雌雄配子传递的研究

利用“单株植物C－带技术”,对6x小簇麦与普通小麦的杂种F2和回交BC1世代的染色体结构进行观察，研究了簇毛麦染色体在杂种后代中 的传递行为。结果表明，在大多数杂种组合中，簇毛麦染色体通过雌配子的传递行为是随机的，并显著高于通过雄配子的概率，但在含有小麦亲本‘J－11‘的杂种组合中情况不同，簇毛麦染色体在这个杂种组合中通过雌、雄配子的传递率都是随机的。说明簇毛麦染色体的传递受杂种F1中小麦亲本的影响，推测在小麦亲本‘J－11‘中可能存在一个影响簇毛麦染色本通过雄配子传递的基因。单个簇毛麦染色体的传递与6x小簇麦作为父本或母本有关。通过雌雄配子传递中，以4V和7V染色体的传递频率最高，而3V的传递频率最低。本研究结果表明，在用6x小簇麦作为桥梁转移簇毛麦有利基因，创制杂种F1时，最好以普通小麦为父本，并且F3和BC1F2是关键的选择世代。     

簇毛麦染色体通过硬粒小麦-簇毛麦双二倍体与普通小麦杂种F1的雌雄配子传递的研究

利用“单株植物C-带技术”,对6x小簇麦与普通小麦的杂种F2和回交BC1 世代的染色体结构进行观察,研究了簇毛麦染色体在杂种后代中的传递行为.结果表明,在大多数杂种组合中,簇毛麦染色体通过雌配子的传递行为是随机的,并显著高于通过雄配子的概率,但在含有小麦亲本‘J-11'的杂种组合中情况不同,簇毛麦染色体在这个杂种组合中通过雌、雄配子的传递率都是随机的.说明簇毛麦染色体的传递受杂种F1中小麦亲本的影响,推测在小麦亲本‘J-11'中可能存在一个影响簇毛麦染色体通过雄配子传递的基因.单个簇毛麦染色体的传递与6x小簇麦作为父本或母本有关.通过雌雄配子传递中,以4V 和7V染色体的传递频率最高,而3V的传递频率最低.本研究结果表明,在用6x小簇麦作为桥梁转移簇毛麦有利基因,创制杂种F1时,最好以普通小麦为父本,并且F3和BC1F2 是关键的选择世代.     

普通小麦-簇毛麦染色体异附加系的细胞学稳定性分析

在根尖细胞染色体计数和N-分带鉴定基础上,通过花粉母细胞(PMC)减数分裂中期Ⅰ(MI)的染色体配对分析对本室育成的5个普通小麦-簇毛麦异附加系进行细胞学稳定性分析。在被测的30个株系121单株中,2n=44,43和42的植株分别占77.7％,14.0％和3.3％。在进行染色体配对分析的15个二体异附加系植株中,有8株平均每个PMC的二价体数超过21.6个,单价体数低于0.5个,没有出现或仅在个别细胞中出现三价体或四价体,在细胞学上已基本稳定。另有半数植株的二价体数虽然也超过21个,但全部是22个二价体的PMC频率相对较低,含有单价体、三价体和四价体的PMC频率相对较高,它们在细胞学上尚不稳定。为保特异附加系的稳定,必须经常进行细胞学稳定性鉴定。     

东方百合三倍体杂种后代细胞遗传学研究

 对东方百合三、二倍体杂交获得的种子萌发进行了统计及相关的比较研究,并对其杂交后代进行了细胞学观察研究。染色体数目观察结果表明:均为二倍体植株,但各株系还出现了一些非整倍体细胞;核型分析结果表明:杂交后代的核型类型都属于Stebbins的3B核型,且都完全符合二倍体百合属核型特征,但各株系间出现了核型多样性,各类染色体组成、数量及其在核型中排序的位置等存在差异。     

普通小麦-簇毛麦易位系V8360抗条锈病基因的遗传分析

普通小麦-簇毛麦易位系V8360具有抗逆性强、抗条锈性强和抗白粉性强等许多优良的生物学特性。用9个中国目前流行的条锈菌生理小种对V8360进行了抗条锈性评价,表明该易位系具有良好的抗条锈性。以条锈菌小种CYR32对V8360与感病品种铭贤169配置的F1、F2、F3和BC1代进行苗期抗条锈性遗传分析,并对其中一个F2代群体进行了SSR标记。结果表明,V8360对条锈菌CYR32的抗病性由1对显性核基因控制,暂命名为Yr V8360。从329对SSR引物中筛选到位于小麦4AL染色体上的4个SSR位点Xwmc161、Xgwm565、Xgwm494和Xcfd257与该基因连锁。     

硬粒小麦-簇毛麦-黑麦三属杂种及后代的形态和细胞遗传学研究

以硬粒小麦-簇毛麦双二倍体(AABBVV,2n=6x=42)为母本,荆州黑麦为父本,经杂交获得硬粒小麦-簇毛麦-黑麦三属杂种F_1代。杂交结实率为8.2％。杂种自交不孕。形态上呈双亲中间型,并保持双亲具有的优良抗逆性。杂种体细胞染色体数目为2n=4x=28,减数分裂中期Ⅰ染色体平均配对构型为26.63Ⅰ 0.68Ⅱ 0.004Ⅲ。用普通小麦作回交亲本获得的回交一代仍自交不孕,染色体数目的变幅为37～49。本文对簇毛麦、黑麦的有用种质在小麦改良中的综合利用进行了讨论。     

小麦属与簇毛麦属的可杂交性研究

以普通小麦、四倍体小麦及其各染色体组供体种为母本,与一年生簇毛麦(Haynalida villosa,2n=14)和四倍体多年生簇毛麦(H.hordeacea,2n=14)杂交,研究了小麦属与簇毛麦属的可杂交性。结果表明,乌拉尔图小麦(AA)、拟斯卑尔脱小麦(SS)和节节麦(DD)与一年生簇毛麦的杂交率分别为1.8％、2.4％和82.4％,它们与多年生簇毛麦的杂交率分别为7％、0.8％和38.6％,上述各组合中,除乌拉尔图小麦与两种簇毛麦的组合能产生出正常的种子外,其余四组合所结的种子均不能正常发芽。圆锥小麦与两种簇毛麦的杂交率分别为0.9-8.8％和1.2-19.6％,所结种子大都能正常发芽。圆柱小麦与两种簇毛麦的杂交率分别为1.1％和1.5％,所结种子都不能正常发芽。普通小麦与两簇种毛麦的可杂交性同普通小麦与栽培黑麦的情况相似,它们可能受小麦的同一遗传系统控制。     

黄芽白与红菜薹杂种后代的细胞遗传学特征

将白菜型油菜不同栽培种‘红菜薹’和‘黄芽白’进行正反交获得杂种一代,再经过多代自交获得高世代杂种。观察杂种后代形态学特征(叶型、株高、分枝数等）、育性特征（花粉育性、自交结实率）和花粉母细胞减数分裂染色体行为特征。结果表明经过多代自交,杂种后代各性状趋于稳定,正反交杂种形态有较大差异,而高世代杂种与杂种一代相比,形态没有明显变化。杂种后代花粉育性和自交结实率都比较高,花粉可育率均达到90%以上,但与双亲相比仍然稍差。杂种后代花粉母细胞减数分裂比较正常,但仍有少数细胞出现异常染色体行为。杂种后代减数分裂终变期染色体联会主要以形成环状和棒状的二价体为主,但也形成四价体等其他染色体构型。杂种后代中平均形成二价体的数目在6.7～8.2,最多全部20条染色体形成10个二价体,其中形成环状二价体和棒状二价体的比例相差不大。除了形成二价体外,部分花粉母细胞还形成少数四价体。与亲本相比,杂种后代染色体联会出现较多的非同源联会,平均每个细胞形成二价体的数目比亲本少,而形成四价体的数目比亲本多。在减数分裂后期Ⅰ,同源染色体分开并移向细胞两极,减数分裂后期Ⅱ,染色单体分开最终形成四分体。在此过程中,绝大多细胞染色体行为正常,但有个别细胞出现后期Ⅰ染色体不均等分离,有些细胞同源染色体分开时形成染色体桥;有些细胞在减数分裂Ⅱ中期和后期出现落后染色体。此杂种后代减数分裂过程较正常,探明杂种后代的减数分裂特征可为白菜型油菜杂交育种提供理论依据。     

硬粒小麦-簇毛麦双二倍体与普通小麦杂种F1的花粉母细胞减数分裂行为的研究

用普通小麦与硬粒小麦 -簇毛麦双二倍体杂交 ,对其杂种F1的花粉母细胞中期Ⅰ的染色体配对进行了洋红染色和Giemsa -C带染色观察。结果表明虽然簇毛麦染色体在中期Ⅰ主要以单价体存在 ,但也有少量的小麦 -簇毛染色体配对 (平均每细胞为 1 1%左右 ) ,可以通过遗传重组转移簇毛麦的有利基因。这些小麦 -簇毛麦染色体配对 ,既分布在超过理论配对数的细胞中 ,也存在于少于理论配对数的细胞中 ;相反 ,超过理论配对数的染色体对不一定就是小麦 -簇毛麦染色体之间的配对 ,在少于理论配对数的细胞中 ,也不一定仅是小麦同源染色体的配对 ,同样包含有少量的小麦 -簇毛麦染色体配对。因而 ,用传统的染色法对外源物种与小麦染色体之间的配对数的估计 ,既有夸大一部分信息 ,又有掩盖一些有益信息的弊端。说明我们在用传统方法来推测远缘杂种后代中部分同源染色体配对时要持审慎的态度 ,需要用较为准确的方法来直接鉴定     

普通小麦与华山新麦草、簇毛麦杂交后代染色体形态观察

对普通小麦（Tritciumaestivum）与华山新麦草（Psathyrostachys huashanica）杂交后代H9802—6、普通小麦与簇毛麦（Haynaldia villosa）杂交后代V9910—15—4花粉的减数分裂进行了细胞学观察。结果表明：H9802—6出现了异代换系和异附加系，因此该材料还不是很稳定；V9910—15—4后代个体中染色体数目、染色体构型多样复杂，染色体联会过程中出现了环状联会、顶端联会、单价体不联会等异常情况，其杂交后代的稳定及并利用较困难。     

小麦－簇毛麦杂种染色体的DNA原位杂交研究

以生物素标记的簇毛麦基因组ＤＮＡ作探针与小麦－簇毛麦杂种双二倍体及异附加系染色体进行原位杂交，旨在探索一种鉴定小麦中簇毛麦染色质的分子细胞遗传学方法。首先试验了标记的簇毛麦ＤＮＡ与小麦ＤＮＡ之含量比对原位杂交效果的影响，发现探针混合液中不加未标记的小麦ＤＮＡ时，获得的原位杂交结果较理想。在八倍体小麦－簇毛麦双二倍体（２ｎ＝５６）中，１４对簇毛麦染色体出现明显的棕褐色原位杂交信号，而小麦染色体不显标记，使这２个物种的染色体很易相互区分开来。进一步用生物素标记的簇毛麦ＤＮＡ与小麦－簇毛麦６Ｖ染色体附加系体细胞杂交，也可检测出其中１对附加的６Ｖ染色体。由于该方法标记的簇毛麦ＤＮＡ覆盖各簇毛麦染色体的整个染色体臂，由此，用其鉴定小片段小麦－簇毛麦染色体易位是有效的。     

普通小麦与华山新麦草、簇毛麦杂交后代染色体形态观察

对普通小麦(Tritcium aestivum)与华山新麦草(Psathyrostachys huashanica)杂交后代H9802-6、普通小麦与簇毛麦(Haynaldia villosa)杂交后代V9910-15-4花粉的减数分裂进行了细胞学观察。结果表明:H9802-6出现了异代换系和异附加系,因此该材料还不是很稳定;V9910-15-4后代个体中染色体数目、染色体构型多样复杂,染色体联会过程中出现了环状联会、顶端联会、单价体不联会等异常情况,其杂交后代的稳定及利用较困难。