小麦花粉培养单倍体加倍后的表现

本研究评价了小麦花粉粒单独植株的倍性水平，遗传稳定性和产量表现，通过根尖细胞染色体计数和叶片细胞核ＤＮＡ含量的流式细胞光度术测定两种方法对Ｃｈｒｉｓ和Ｃｈｒｉｓ×Ｓｉｎｔｏｎ正反交的花粉培养植株倍性的效应，两种方法在小麦Ｈ０植株的自发加倍的和完全可育株上都给出了大约８０％和７５％的近似结果，只有１．７％是非整倍体和１６％是单倍体，自发突变的频率也很低，Ｃｈｒｉｓ１２４全ＤＨ植株是只有一个含有外稃带     

簇毛麦(Dasypyrumvillosum)矮秆突变体的鉴定

为给簇毛麦杂交后代群体中自然突变产生的矮秆突变体在小麦遗传改良中合理有效的利用提供理论依据,对该矮秆突变体的生物学及遗传学特性进行了初步研究。该突变体在苗期与对照植株无明显差异,在成熟期突变体株高30 cm,约为对照株高的1/3。突变株茎的倒一、二节间(最上部的两个茎节)长度分别为对照植株长度的1/9和1/6。细胞学观察表明,突变体的茎节细胞纵向延长受到抑制。此外,该突变株还表现出部分雄性不育,自然结实率低。花粉活力检测发现,突变株可育花粉只有20%,在外施GA3后花粉育性可得到恢复,推测该突变体为赤霉素敏感型矮秆突变体。遗传分析表明,矮秆突变性状受一个隐性基因控制。     

花药培养对水稻温敏核不育系香125S不育性的遗传纯化效果初探

在人工低温（23.5℃）和自然条件下研究了香125S DH（Double haploid）群体的育性变化、异交特性和重要农艺性状。结果表明,在23.5℃的人工低温条件下,DH群体各株系育性不一致,有11个DH株系（占36.7%）花粉不育度在99.5%以上,其中5个株系（占16.7%）花粉不育度达100%,自交结实率为0,是不育性稳定、不育临界温度低的DH系。各DH系的株高、穗长、有效穗、每穗总粒数和异交结实率与对照香125S差异不显著,DH系保持了原品种的优良农艺性状。花药培养技术是对水稻光温敏核不育系的不育性进行遗传纯化的有效方法。     

普通野生稻花粉植株性状的研究

对普通野生稻195株花粉植株的H1代和少数H2代进行的形态学、育性、倍性、遗传性、抗病性、耐冷性和外观品质等多种特性的观察研究结果表明：育性正常的二倍体花粉植株H1代占总数的85.6%；全不育的占14.4%，其部分植株根尖细胞染色体数为n=12的单倍体或12和18的异数体。有一部分花粉植株具有宝贵的可供利用的性状和特性。本研究还获得了4个抗白叶枯病的H2纯系。这批新质源对水稻育种、生物技术及稻作学基础理论的研究具有重要意义。     

玉米单倍体雄穗自然加倍性轮选遗传修复与高加倍率材料的创制

利用DH技术对先玉335进行连续轮回选择,发现单倍体雄穗自然加倍能力具有极显著的累加遗传效应,这种遗传效应可以获得成倍提高。证明玉米自身遗传系统具有单倍体雄穗自然加倍遗传恢复(修复)能力。用两轮选择所获的DH2系再次杂交组群,再经杂交诱导获得单倍体植株平均雄花散粉率高达85.15%,自交结实率高达66.18%,是基础群体先玉335直接诱导单倍体株的6.99倍和9.86倍。获得的DH3系因经两轮全基因组配子体选择,最大限度地淘汰了有害、劣性基因,聚合了较多优良基因,农艺性状好,植株长势强,可直接应用于资源扩增和品种选育。单倍体雄穗自然加倍性的轮选遗传修复能力的发现与高自然加倍率材料的创制具有极其重要的应用价值,可与玉米双轮回选择育种模式相结合,构建基于自然加倍为主体的单倍体双轮回育种技术体系。     

三个小麦-大麦2H二体异代换系的细胞学及补偿能力研究

为了给小麦-大麦异代换系的进一步利用奠定基础,观察分析了三个小麦-大麦2H二体异代换系2H(A)、2H(B)和2H(D)花粉母细胞减数分裂中期的染色体构型。结果表明,三个代换系的染色体构型均为2n=21Ⅱ,含有一对大麦Betzes 2H染色体,在细胞学上是稳定的;三个代换系具有21Ⅱ的频率依次为92.56%、94.12% 和95.41%。同时,在花粉母细胞减数分裂后期观察到了落后染色体、染色体桥及不同步分裂等现象,其出现的频率为2H(A)大于2H(B)和2H(D)。从各代换系的生活力、不育率和其他农艺性状看,大麦2H染色体导入小麦背景后,对小麦2B、2D的补偿能力好于2A。     

利用小麦与玉米远缘杂交诱导小麦双单倍体的研究进展

利用小麦（Triticum aestivum L．）与玉米（Zea mays L．）进行远缘杂交,通过玉米染色体的消失而获得小麦单倍体胚,再经幼胚离体培养及染色体加倍诱导双单倍体（Double haploid,DH）,是小麦单倍体育种的一种重要途径,用这种方法创建的DH群体是进行小麦分子标记研究和QTL分析的重要遗传材料。本文对DH群体创建过程中影响单倍体胚产生、单倍体及双单倍体植株形成等因素以及双单倍体的应用进行了综述,重点探讨了亲本选配原则、花期调节技术、2,4-D处理、玉米花粉和小麦柱头发育状况以及环境因素等对诱导单倍体胚效果的影响等方面的研究状况,同时对利用小麦与玉米杂交诱导小麦双单倍体技术进行了展望。     

大豆花粉育性分类标准的研究

以完全不育的大豆细胞质雄性不育系和完全可育的保持系、恢复系为对照,以5个分离群体为主要试材,将花粉败育率分为11个等级,观察、分析了花粉败育率的分布情况.不育对照花粉败育率均在95.1%以上,实际观察值为99%以上.可育对照败育率均在10%以内,实际观察值在5%以内.分离群体花粉败育率有三个高峰,第一个峰值出现在败育率0～10%,植株高度可育,其中95%植株集中在0～5%之间.第二个峰值出现在败育率为95.1%～100%,实际观察值均高于98%,植株高度不育.另一个峰值出现在败育率40.1%～60%之间,是典型的半不育.以此为中心向可育和不育两个方向递减.花粉败育率10%和95%是两个明显的分界点.依据分离群体和对照的花粉败育率的分布情况,将大豆花粉育性分为4类.1、可育:花粉败育率0～5%.2、不育:花粉败育率95.1%～100%.3、半不育:花粉败育率10.1%～95%.4、典型半不育:花粉败育率40.1%～60%.     

小麦DH高效生产技术体系在云南的研究与应用

双单倍体（DH）技术可使杂合育种材料在一个世代纯合稳定，被广泛用于作物遗传育种。小麦×玉米杂交是产生小麦DH的主要途径之一，但小麦和玉米一般在不同季节种植，制约了该技术的广泛应用。春性和经春化处理的半冬性、冬性小麦材料在云南昆明自然条件下一年四季均可播种、收获，为每年4月至12月进行小麦×玉米杂交提供了便利条件。本团队前期建立了平均得胚率为25%（15%~70%）、成苗率为62%（50%~80%）以及加倍率为62%（50%~90%）的小麦DH批量生产技术规程。并于2015年以来，利用国内外共1 900余份不同遗传背景的春性、半冬性和冬性小麦材料进行验证，共获得10.5×10⁴个小麦DH株系；构建了64个DH遗传群体；育成了云麦110、云麦112等小麦新品种；创制了24个优良小麦温光敏核不育系及一批抗病优良品系，初步实现了该DH技术在小麦育种中的应用。后续还需继续完善规模化DH生产技术规程，提高得胚率、成苗率、加倍率等关键技术指标和DH生产效率，降低成本，促进该技术在小麦遗传育种中更广泛地应用。     

新消息

0183 杀配子剂处理对小麦花粉壁的影响——Gamal A. El-Ghazaly等人用光学显微镜和电子显微镜研究表明,通常,当孢子花粉素沉积于花粉壁之前,用和不用杀配子剂RH0007处理的植株,其花粉壁的发育状况差不多.在孢子花粉素沉积于花粉壁阶段,处理植株的花粉壁比对照植株的薄80%,在这之后不久,处理植株的花粉粒干缩并败育.因此推断,杀配子剂显然是通过阻止孢子花粉素的形成而导致花粉死亡的.由于孢子花粉素只存在于种子植物的花粉壁及非种子值物的孢子上,因此杀配子剂不伤害植株的其他部位.     

水稻籼粳交F1花粉育性检测方法的研究——兼论其雌雄配子的育性问题

 以5个籼粳交组合的F₁植株、1个低育的DH系和CPSLO17(对照品种)为材料，考察其结实率和花粉育性，花粉育性采用两种方法观察，I₂-KI法和苏木精法，其中苏木精法是一种观察籼粳交花粉育性的新方法，用此法可直接在正常的成熟花粉中看到两个精子。结果表明，I₂-KI法观察的花粉育性与结实率有显著差异，而苏木精法观察的花粉育性与结实率无差异。由此推论籼粳交F₁不但存在雄配子部分不育而且还存在雌配子部分不育，两者的部分不育程度是相同的。     

小麦与窄颖赖草远缘杂交幼胚拯救方法的探讨

为了探讨小麦×窄颖赖草杂种幼胚拯救的适宜方法,以普通小麦J-11为母本,用经5G y、9G y的60Coγ-射线辐照的窄颖赖草花粉授粉,采用胚培养一步成苗法和胚-愈伤组织二步成苗法两种方法进行幼胚拯救。结果表明,采用胚培养一步成苗法,27.9%的幼胚萌发,有的幼胚萌动后不久即停止发育,最后死亡;有的幼胚只有胚根或胚芽鞘发育;有的幼胚胚根、胚芽鞘发育但胚芽不发育;部分幼胚发育成畸形苗,部分植株根系发育不良,幼胚成苗率只有18.6%。采用胚-愈伤组织二步成苗法,有33.3%的幼胚通过愈伤组织途径获得大量健壮植株,平均每一无性系获得41株再生植株。说明胚-愈伤组织二步成苗法是小麦×窄颖赖草杂种幼胚获得大量植株的理想方法,但采用何种拯救方法还要同时考虑研究目的。文中还就这两种幼胚拯救方法的优缺点及选用原则等进行了讨论。     

甘蓝型油菜DH植株创建及其倍性的流式鉴定

以甘蓝型油菜大粒品系和小粒品系的小孢子为试验材料,研究取样时期、花蕾大小、培养基类型及添加成分对小孢子产胚率的影响,利用流式细胞仪对小孢子再生植株及加倍植株进行了准确、快速的倍性分析。结果表明,始花期为最佳取蕾时期,花蕾大小在2.5~3.5mm为宜,培养基以液体培养基最好。培养基中加入0.1mg/L6-BA可以促进小孢子胚的发生,而活性炭对小孢子培养没有明显的促进作用。流式细胞仪倍性检测显示小孢子再生植株加倍后的双单倍体(doubled haploid,DH)占49%,还存在少量的三倍体(11.3%)、四倍体(1.1%)及嵌合体(27.3%)植株。本研究为油菜材料的快速纯合及其DH系群体的构建等提供了新的经验。     

异源细胞质小麦的赤霉病抗性研究

为了探索异源细胞质在小麦抗赤霉病育种中利用的可能性，用麦穗单花定位注射接种法、双层培养法、电导率法研究了小麦3个近缘属9个近缘种植物的细胞质对小麦赤霉病抗性的遗传效应。结果表明，9个近缘种的细胞质对小麦的赤霉现抗生存在明显的细胞质遗传效应和核质互作遗传效应，异质系的赤霉病抗性因核质组合的不同而有差异。具偏凸山羊草细胞质的小麦异质系（Ae.ventricosa)Pe1068-069和（Ae.ventricosa）鉴9的植株水平抗性的和细胞水平抗性比其核亲本增强，并且在不同年度的田间和室内鉴定中抗性表现稳定。穗轴及叶片细胞的质膜透性测定结果显示，小麦异质系的赤霉病抗性与植株在受到病菌毒素侵害时的质膜透性呈负相关。选择理想的核质组合和行为之有效的筛选、鉴定方法是培育抗赤霉病异源细胞质小麦材料的关键。     

YS型小麦温敏雄性不育系育性控制遗传模型的初步分析

为了揭示小麦温敏雄性不育系育性控制的遗传基础,以YS型小麦温敏不育系A731、A732-1与其恢复系中国春杂交构建了2个组合,对这2个组合的P1、F1、P2和F2及其再生分蘖的育性进行调查,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型的4世代联合分析和单个世代分析方法,分析了该类型小麦温敏雄性不育系雄性育性的遗传控制特点.结果表明,不育条件下,YS 型小麦温敏不育系的雄性育性均由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制,主基因遗传率较高,达56.73%～71.20%,多基因遗传率达27.65%～41.20%;可育条件下,A731小麦的温敏育性由2对加性-显性主基因控制,A732-1小麦温敏育性由2对加性-显性-上位性主基因控制,主基因的遗传率均在58.41%以上.这些结果说明YS型小麦温敏雄性不育系的育性主要由两对主基因+多基因相互配合控制,主基因的遗传率较高.     

TaNAC14转基因小麦外源目标基因拷贝数及遗传稳定性分析

外源基因拷贝数是影响转基因植物遗传稳定性及其自身表达水平的重要因素。为了探析TaNAC14基因在小麦生长发育中的生物学功能,本研究通过农杆菌介导的遗传转化法获得了14个T0代TaNAC14转基因小麦植株,采用BASTA溶液涂抹和目标序列PCR检测相结合的方法,从14个转基因小麦植株中鉴定出9个阳性植株。通过TaqMan实时定量PCR方法,以小麦内源单拷贝基因Pinb为内参基因,对9个T0代转基因小麦阳性植株中外源目标基因拷贝数进行检测,结果表明,T0代转基因小麦再生植株中有5株为单拷贝,4株为双拷贝,其中单拷贝插入整合的比率接近55.6%。选取单拷贝转基因植株收获的种子进行种植,根据BASTA溶液涂抹鉴定对T0:1代小麦株系遗传情况进行分析,结果表明目标基因TaNAC14是可遗传的。此外,还对T1代转基因小麦目标基因表达水平进行测定,结果表明,与野生型JW1相比,各转基因小麦植株目的基因TaNAC14表达量均极显著增加。该研究结果为后续TaNAC14基因的功能研究奠定了基础。     

不同环境下玉米DH系遗传分析及其杂交组合丰产性及稳产性分析

以Reid类群骨干自交系PH6WC、PH09B为基础育成的4份DH系与PH6WC共5份自交系为母本,以Non-Reid、DOM群为基础育成6个DH系为父本,按NCⅡ设计组配30个组合,在长春、松原、响水3个生态区种植,评价新育成的DH系丰产性及稳产性,评选出最优组合。结果表明,3个环境下30个杂交组合产量均存在明显平均优势。组合J1590×J1881、J1590×J1577、J3D130×J1577,3种环境下产量对照优势均优于对照先玉335,均值分别为5.58%、5.28%、3.52%。父本DH系J1577、母本DH系J1590一般配合力高。分析30个组合3个地点的特殊配合力,结果显示,有14个组合SCA效应值为正值,组合J1590×J1881的SCA效应值最高,为13.18。丰产性分析表明,组合J1590×J2239、J1590×J1881高产稳产。综合分析,组合J1590×J1881丰产性、稳产性最好。     

小麦花粉的离体萌发研究

为筛选适合小麦花粉离体萌发的培养基配方,建立有效的离体萌发方法体系,以小麦品种西农1376为材料研究了不同浓度组合的蔗糖和聚乙二醇4000(PEG4000)在小麦花粉离体萌发中的作用,在此基础上又研究了硼酸(H3BO3)、钙离子(Ca2 )以及生理活性类物质维生素B1(VB1)对小麦花粉离体萌发的影响.结果表明:(1)一定浓度的蔗糖、PEG4000、H3BO3、Ca2 对小麦花粉的萌发有明显的促进作用,而VB1对花粉萌发的效果不明显;(2)18%蔗糖 9% PEG4000 2 g/L Ca(NO3)2·4H2O 60 mg/L H3BO3的培养基成分比较适合小麦花粉的离体萌发;(3)在28℃的条件下培养50 min最适合小麦花粉的萌发及观察与统计;(4)在上述培养基和培养条件下直接采用本研究设计的离心管封闭培养方法可使西农1376的花粉萌发率达到70%以上.     

小麦-华山新麦草7Ns异附加系的分子细胞遗传学研究

为了给有效利用华山新麦草基因提供新的种质材料,利用细胞遗传学、分子标记等技术,结合田间农艺性状考察,对从小麦-华山新麦草七倍体材料H8911-99与硬粒小麦D4286杂交F4代分离群体中选育的杂交后代12DH25进行了鉴定。华山新麦草基因组特异SCAR标记鉴定表明,12DH25含有华山新麦草遗传物质;有丝分裂和花粉母细胞减数分裂中期I染色体数为2n=44=22Ⅱ,基因组原位杂交(GISH)出现两条杂交信号,且能配对,表明两条外源染色体是华山新麦草的一对同源染色体。选取定位于小麦7个部分同源群上的28对STS标记对12DH25及其亲本基因组DNA进行扩增,定位于小麦第7同源群上的STS标记BE591127和BG274576能在12DH25中扩增出华山新麦草特征条带,将12DH25附加的华山新麦草染色体归属于小麦第7部分同源群。由此确定矮秆材料12DH25是一个稳定的小麦-华山新麦草7Ns二体异附加系。     

小麦赤霉病抗源H35的遗传模式分析

为加强对小麦赤霉病抗源H35抗赤霉性(简称“抗赤性”)遗传机制的了解,应用植物数量性状主基因 多基因混合遗传模型对抗赤霉病品种H35与感赤霉病品种安农8455杂交组合P1、F1、P2、B1、B2和F2的6家系世代群体抗赤性进行了多世代联合分析。结果表明,H35/安农8455组合抗赤性受两对主基因 多基因的加性-显性-上位性多基因控制(E-1-0模型),该组合的B1、B2和F2群体抗赤性主基因遗传率为79.14%~93.93%,多基因遗传率为0.32%~16.09%,表明该组合抗赤性是由2对主基因 多基因相互配合控制遗传的。