小麦 中间偃麦草衍生后代的细胞学和SSR标记鉴定

为了鉴定小麦与八倍体小偃麦的杂交组合NZ2W5的衍生后代中是否含有中间偃麦草的遗传物质,利用细胞学和SSR技术对该组合的12个衍生单株进行了鉴定.结果表明,NZ2W5组合衍生后代的根尖细胞染色体数目均为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体构型均为2n=21Ⅱ.以相关亲本中间偃麦草、小麦-中间偃麦草部分双二倍体远中2、普通小麦合作2号和阿勃以及衍生后代为材料,选取均匀分布于小麦各条染色体上的480个SSR标记进行分析,结果表明,Xbarc008、Xbarc195、Xwmc489、Xcfb3440、Xwmc331和Xgwm608等20个标记在中间偃麦草中具有特异条带,其中定位在小麦4D染色体上的标记Xwmc331可以在NZ2W5组合衍生的12个单株中检测到中间偃麦草119 bp的特异条带.研究结果表明,NZ2W5组合衍生后代的细胞遗传学基本稳定,携带中间偃麦草的遗传物质,涉及的外缘遗传物质可能同源于小麦的第四部分同源群.     

小麦-中间偃麦草代换系中233的分子细胞学鉴定

为了从小麦-中间偃麦草衍生后代中获得具有优良性状的新种质,利用细胞学和分子标记技术对中间偃麦草衍生系中233进行鉴定。结果表明,中233的根尖细胞染色体数为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ的染色体通常配成21个二价体。以中间偃麦草基因组DNA为探针、中国春基因组DNA为封阻进行基因组原位杂交(GISH)分析发现,中233含有2条中间偃麦草染色体和40条小麦染色体,在减数分裂中期I,两条中间偃麦草染色体可以正常配对。利用D基因组特异探针pAs1进行荧光原位杂交(FISH)分析发现,中233缺少了一对小麦的2D染色体。分子标记鉴定进一步表明,中233的1对小麦2D染色体被中间偃麦草染色体所代换。说明中233是一个细胞学稳定的小麦-中间偃麦草二体代换系,初步推断其可能携带有中间偃麦草的优异基因。     

中间偃麦草和硬粒小麦在小麦远缘杂交育种中的利用

中间偃麦草和硬料小麦具有抗锈病，白粉病，大麦黄叶病毒，根腐病及抗蚜，抗小麦蝇蚊，抗旱，耐寒、耐盐碱及高蛋白等许多有益基因。通过远缘杂交把它们的抗性基因及其它有利基因转入普通小麦的工作，有十分重要的意义。     

小麦-茸毛偃麦草异附加系Y176-3的分子细胞遗传学鉴定

为了解茸毛偃麦草（Thinopyrum intermedium ssp.trichophorum）与小麦经过杂交、回交所选育的小偃麦新种质Y176—3的遗传特性,对该系进行了抗条锈性鉴定与：分子细胞学分析。结果表明,Y176—3对当前的条锈病流行小种和新小种免疫。其根尖细胞染色体数目为2n=44,有2对随体,花粉母细胞减数分裂中期I（PMCMI）染色体构型为2n=22Ⅱ。利用C-带分析,观察到Y176-3中可能附加了一对来自茸毛偃麦草的端部有强带的短染色体。以拟鹅观草（Pseudoroegneria spicata,2n=14）DNA作探针、中国春基因组DNA为封阻进行的原位杂交结果表明。Y176-3含有2条较短的茸毛偃麦草染色体,该染色体属于St组,推测新种质Y176-3中导入的来自茸毛偃麦草的St染色体可能携带新的抗条锈病基因。     

中间偃麦草和硬粒小麦在小麦远缘杂交育种中的利用

中间偃麦草 (Thinpyrum intermedium =Agropyon intermedium =Eltrigia intermedia ,2 n=6 x=4 2 ,E1E1E2 E2 XX)和硬粒小麦 (Triticum durum,2 n=2 8,AABB)具有抗锈病、白粉病、大麦黄叶病毒 (BYDV)、根腐病及抗蚜、抗小麦蝇蚊、抗旱、耐寒、耐盐碱及高蛋白等许多有益基因。通过远缘杂交把它们的抗性基因及其它有利基因转入普通小麦的工作 ,有十分重要的意义。世界上许多国家相继开展了此方面的研究工作 ,并取得了很多成果。本文综合论述了中间偃麦草和硬粒小麦在小麦远缘杂交育种中的研究进展情况 ,并对二者的利用潜力和前景进行了探讨。     

小麦-中间偃麦草蓝粒代换系的创制与鉴定

小麦的蓝粒性状可作为表型标记用于小麦育种和遗传学研究,来自中间偃麦草的蓝粒种质材料尚鲜见报道。本研究通过八倍体小偃麦中5 (2n=8x=56, AABBDDXX)与中国春缺-四体系列材料杂交,在中5×N4BT4A和中5×N7BT7D杂交组合后代中获得了两份蓝粒材料,编号分别为Zh5-a2-1和Zh5-c13-2。利用细胞遗传学和分子标记方法对这两份蓝粒材料进行了染色体组成分析。以中间偃麦草基因组DNA为探针的GISH分析显示,这两份蓝粒材料的染色体数均为2n=42,包括40条小麦染色体和两条中间偃麦草染色体。利用重复序列探针pSc119.2和pAs1进行的FISH分析表明,Zh5-a2-1和Zh5-c13-2均为二体代换系,被代换的一对小麦染色体分别为4B和4D。通过用St、E~e和E~b基因组DNA作探针进行GISH分析,证明这两份蓝粒代换系中的中间偃麦草染色体均为St组染色体,但与中5中的中间偃麦草染色体比较发现这对St组染色体的短臂端部发生了缺失。利用二倍体长穗偃麦草E~e基因组的SNP标记分析证明,两份蓝粒代换系中的中间偃麦草染色体与长穗偃麦草的4E~e染色体同源,即Zh5-a2-1和Zh5-c13-2分别为4St(4B)和4St(4D)代换系,命名为SubZh5-4St(4B)和SubZh5-4St(4D)。同时说明,中间偃麦草的4St染色体上带有蓝粒基因。通过对450个小麦SSR标记进行筛选,获得了4个可跟踪鉴定4St染色体的特异SSR标记。研究结果可用于蓝粒小麦品种的培育和中间偃麦草蓝粒基因的遗传学研究。     

小麦-中间偃麦草衍生系的分子细胞遗传学鉴定

对阿勃缺体与小麦-中间偃麦草部分双二倍体中2经杂交、回交选育的两个衍生系(衍生系Ⅰ和衍生系Ⅱ)研究表明,两个衍生系在形态学和细胞学上已经基本稳定,细胞学鉴定结果均为2n=44=22″。两个衍生系与阿勃二体杂交F1花粉母细胞染色体构型以及基因组原位杂交结果表明,衍生系Ⅰ为小麦-中间偃麦草异代换-附加系,衍生系Ⅱ为小麦-中间偃麦草异附加系。     

一个小麦-中间偃麦草二体代换系的鉴定与分析

中间偃麦草在小麦改良中具有重要利用价值。本研究利用基因组原位杂交(GISH)、高分子量谷蛋白亚基电泳(SDS-PAGE)和分子标记技术对小麦-中间偃麦草衍生系中209进行鉴定。结果表明,中209的42条染色体中含有2条中间偃麦草染色体,是小麦-中间偃麦草二体代换系;分子标记检测发现,小麦7A染色体上的6个SSR引物Xcfa2028、Xwmc422、Xwmc65、Xbarc127、Xbarc174和Xgwm60在小麦亲本合作2号中均扩增出清晰的DNA条带,而在中间偃麦草和中209中均未扩增出任何条带,表明中209可能缺少了小麦7A染色体;小麦第7部分同源群的SSR标记Xwmc488和STS标记Xmag1715分别在中209中扩增出中间偃麦草的特异带,推断其含有的中间偃麦草染色体与小麦第7同源群染色体存在部分同源关系;SDSPAGE表明中209含有5+10亚基。     

小麦-中间偃麦草抗锈易位系中梁27的鉴定及分析

利用普通小麦与八倍体小偃麦中4杂交,获得小麦品种中梁27。条锈病抗性鉴定结果显示,中梁27具有新的抗病基因。为进一步明确中梁27抗病新基因的来源,采用荧光原位杂交技术对其进行分子细胞学分析。结果表明,中梁27在A基因组有两个易位片段,分别为A/E基因组易位和A/St基因组易位,推测中梁27抗病基因可能来源于这两个易位片段。     

基于RNA-seq技术开发中间偃麦草基因组特异分子标记

中间偃麦草(Thinopyrum intermedium,2n=6x=42,JJJSJSStSt或Ee Ee EbEbStSt)是小麦遗传改良的重要近缘植物,高抗锈病、白粉病等病害,耐逆性强。开发中间偃麦草基因组特异分子标记对于加快其优异基因向普通小麦中的转移和利用具有重要意义。为建立快速准确开发中间偃麦草基因组特异分子标记的新体系,首先利用RNA-seq技术对中间偃麦草及其基因组供体二倍体长穗偃麦草、百萨偃麦草、假鹅观草的苗期叶片进行转录组测序,然后根据测序结果设计EST-SSR引物,对普通小麦、中间偃麦草及其基因组供体材料进行DNA扩增分析,从中筛选鉴定中间偃麦草基因组特异标记。结果表明,在所合成的200对ESTSSR引物中,有75对引物(37.5%)在中间偃麦草、二倍体长穗偃麦草、百萨偃麦草和假鹅观草中具有特异扩增,引物多态率较高。说明利用RNA-seq技术开发EST-SSR引物可以高效地用于筛选中间偃麦草基因组特异分子标记,这一技术体系也可应用于其他作物及其近缘物种的特异分子标记开发。     

小麦-华山新麦草易位系24-6的鉴定

为给小麦-华山新麦草远缘杂交育种提供材料和理论基础,对普通小麦与华山新麦草杂交后代中选育出的材料24-6进行了形态学观察、细胞学检测和原位杂交(GISH)分析。结果表明:(1)通过根尖细胞学鉴定,该材料染色体数为42条,2n=42;(2)以华山新麦草Ns基因组DNA为探针,普通小麦7182基因组DNA为封阻,根尖与花粉母细胞原位杂交(GISH)显示该材料携带有2条可以配对的华山新麦草染色体臂,确定24-6为稳定的小麦-华山新麦草易位系;(3)田间观察发现24-6植株紧凑,叶色深绿,籽粒白色、呈半角质,比其母本(普通小麦7182)株高略有降低,穗长、小穗数、穗粒数、千粒重、分蘖数都有所增加。     

小麦-滨麦附加易位系DM 5911的创制及其细胞遗传学鉴定

滨麦(Leymus mollis(Trin.)Pilger,NsNsXmXm,2n=28)具有抗旱、耐寒、抗多种真菌和细菌病害、茎秆粗壮、大穗多花等特性,是麦类作物品种改良的优异种质资源。本研究采用细胞遗传学方法对由八倍体小滨麦M842-16与硬粒小麦品种D 4286杂交F6代选育出的1个附加易位系DM 5911进行了鉴定和农艺性状分析。细胞学镜检显示,DM 5911的染色体构型为2n=44=22Ⅱ;根尖体细胞原位杂交鉴定显示,DM 5911含有2条完整的Ns染色体和2条易位的Ns染色体;花粉母细胞原位杂交鉴定显示,DM 5911的2条完整Ns染色体和2条易位Ns染色体可以进行正常的联会配对和遗传。表明DM 5911是1个遗传稳定、包含1对完整的Ns染色体和1对易位Ns染色体的小滨麦附加易位系。形态学调查显示,DM 5911在株高和分蘖数等农艺性状方面得到了明显的改善。该附加易位系作为进一步创制小滨麦小片段染色体易位系的重要种质材料,可用于小麦染色体工程育种与遗传改良。     

抗条锈病普通小麦-中间偃麦草7St二体异附加系的分子细胞遗传学鉴定

中间偃麦草（Thinopyrum intermedium）携带很多优异基因,是小麦重要的三级基因库。为了将中间偃麦草的优异基因导入小麦,以普通小麦品种阿勃的缺体系为母本,以普通小麦-中间偃麦草部分双二倍体远中4为父本,通过远缘杂交,获得普通小麦-中间偃麦草衍生系ES-24,并对其进行形态学、细胞学、原位杂交、分子标记、抗病性等综合鉴定。细胞学观察结果显示,ES-24有44条染色体,其减数分裂中期I染色体构型为2n=22Ⅱ, 且在减数分裂后期Ⅰ可均等分离,表明其可以稳定遗传。原位杂交和分子标记结果表明,ES-24含有42条普通小麦染色体和1对来自中间偃麦草的7St染色体,并利用Oligo-pTa535得到了7St染色体的FISH核型。条锈病抗性鉴定表明,ES-24在苗期和成熟期均对条锈病表现为高抗。综上结果表明,ES-24是高抗条锈病的普通小麦-中间偃麦草7St二体异附加系,可以作为小麦抗病育种的潜在中间材料。     

小麦 中间偃麦草渗入系的HMW GS组成及等位变异分析

为了给小麦品质育种提供有益材料和信息,利用SDS-PAGE技术对311份新育成的源于偃麦草的高代渗入系的HMW-GS组成进行了分析。结果表明,在参试材料中共检测到16种不同的亚基类型:在Glu-A1位点有Null、2*和1亚基等3个等位变异类型,以优质亚基1和2*为主要类型,占测试材料的71.1%;Glu-B1位点有7、7+8、7+9、6+8、13+16、13+19、14+15、17+18等8个等位变异类型,以17+18为主要类型,其次为7。优质亚基13+16、14+15和17+18的出现频率共计53.4%;Glu-D1位点有2+12、5+10、2+10、2+12、5+12亚基5个等位变异类型,以2+12为主要类型,占53.7%,其次为5+10,占38.9%。同时发现共有32种亚基组合,以"2*、17+18、2+12"的出现频率最高,为13.2%;其次为"1、17+18、5+10",占10.6%。品质得分为8～10分的材料有164份,占52.73%。由此可见,在这些小麦-中间偃麦草高代渗入系中存在丰富的高分子量谷蛋白亚基变异,可能对小麦品质改良具有重要的应用价值。     

小麦新抗源CH7103抗条锈基因的遗传及其与已知基因的关系

为了更好地利用小麦条锈病新抗源,以衍生于八倍体小偃麦“小偃7430”的新抗源CH7103为材料,对其抗条锈性及抗病基因的来源、遗传模式和细胞学特征及其与已知抗病基因的关系进行了分析和鉴定。结果表明,CH7103苗期和成株期对条锈菌系条中31、32号生理小种表现免疫或近免疫,与其抗性供体小偃7430及其野生亲本的抗病侵染型相似,而其小麦亲本均感病,说明CH7103对条锈病的抗性来自彭提卡偃麦草。抗×感的F₁代均表现免疫,侵染型为0～0; 级,且F₂、F_2∶3、BC₁代的抗、感分离比均符合显性单基因控制的分离模式。通过等位性检测,初步明确CH7103含有的抗条锈病基因与已有的抗CYR32小种的基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr41不存在等位关系,可能属于新的抗小麦条锈病基因。细胞学研究表明,CH7103及其与小麦品种“中国春”等杂种F₁的染色体数目均为2n=42,绝大多数花粉母细胞具有2n=21Ⅱ的配对构型,并能与小麦染色体完好配对。说明CH7103不含较大的外源染色体片段,是一个携带偃麦草抗条锈病基因的异源渐渗系。