SDS-PAGE和PCR检测1B/1R易位系研究初报

采用18个冬小麦品种作为供试材料,分别通过SDS-PAGE检测黑麦Secalin蛋白和PCR检测黑麦1RS染色体或其片段,结果表明:SDS-PAGE检测不出不带有secalin蛋白的1B/1R小片段易位系,而PCR则能检测出,从而提高1B/1R易位系的检出率;SDS-PAGE和PCR结合是检测1B/1R易位系的一种快速经济的有效方法。     

小麦细胞质雄性不育系的分子细胞遗传学检测

利用 C-分带和 APAGE技术 ,对不同核型的具有粘果、易变、偏凸和二角山羊草细胞质的小麦雄性不育系进行了分子细胞遗传学标记检测。 APAGE分析发现 ,新不育系 5 - 1A和 7- 2 1A与 1BL/ 1RS易位型不育系77(2 )、82 2 2、偃师 9号、83(37) 6 5、80 (6 )同样均含有 1RS醇溶蛋白标记位点 Gld1B3。同时根尖染色体 C-分带显示5 - 1A和 7- 2 1A也含有 1RS端带。证明了 Gld1B3位点和 1RS端带可作为 1BL/ 1RS易位型不育系分子细胞遗传学标记。     

导入小麦材料85-DH5304的黑麦染色质的遗传特性研究

六倍体小黑麦与小麦杂交培育的特异小麦材料 85 -DH5 30 4,表现植株较矮、特早熟、结实好等优良性状。Giemsa-C带和种子醇溶蛋白电泳分析表明 ,85 -DH5 30 4是一个含 1RS/ 1BL染色体的易位系 ,而我们用小麦白粉菌菌株接种鉴定表明 ,其 1RS/ 1BL染色体上的并不表达抗白粉病基因Pm8的抗性 ,利用中国春与 85 -DH5 30 4杂交后代的抗性分析 ,表明它不含有抗白粉病基因 ,认为可能供体六倍体小黑麦的 1R染色体上不具有对白粉病抗性的基因。此外 ,还对不同黑麦来源 1R染色体上抗病基因的多样性和六倍体小黑麦基因资源对小麦育种的作用进行了讨论。     

小麦骨干亲本矮孟牛及其衍生后代遗传解析

【目的】探讨中国重要的小麦骨干亲本之一矮孟牛的遗传构成及其特异标记位点（染色体区段）在衍生后代中的传递频率和遗传贡献率。【方法】利用覆盖小麦全基因组的836个DArT标记对矮孟牛的3个亲本进行标记筛选,获得来自3个亲本的330个特异标记,并分析特异标记位点（染色体区段）在41份后代材料的遗传频率和遗传贡献率。【结果】亲本牛朱特的遗传物质对后代影响的覆盖涉及面最广,遗传贡献率最大,对后代衍生品种不同染色体的贡献率范围为21.5%（7A）-85.4%（5D）,对A、B、D这3个基因组的贡献率分别为44.4%、51.8%和52.0%,对后代衍生品种（系）的遗传贡献率平均为52.2%,表明国外引进种质对中国的小麦遗传改良起到了重要作用。矮丰3号对后代衍生品种不同染色体的贡献率范围为12.2%（5D）-70.7%（2A）,对A、B、D 3个基因组的贡献率分别为46.2%、44.0%和23.8%,对后代衍生品种（系）的遗传贡献率平均为43.2%;孟县201对后代衍生品种不同染色体的贡献率范围为14.0%（1D）-68.3%（6D）,对A、B、D 3个基因组的贡献率分别为34.9%、35.9%和42.7%,对后代衍生品种（系）的遗传贡献率平均为35.4%。并鉴定出骨干亲本中一些对后代有较大贡献、高频率传递的染色体位点。【结论】本研究探明了矮孟牛中特异标记位点在衍生后代中的传递频率和遗传贡献率,鉴定出许多与小麦重要性状紧密连锁、对衍生后代具有重要贡献的染色体位点,为解析骨干亲本易出品种的遗传基础,更好地创造和利用骨干亲本,培育小麦新品种提供参考。     

逊克产中国林蛙的染色体组型

采用骨髓细胞制片法，对逊克产中国林蛙（Rana chensinensis)的染色体组型分析表明，其染色体数目为2n=24，分为3组，A组（第1-5对）；B组（第6对）；C组（第7-12对）。第1-5对染色体的短臂上告近着丝粒部位往往有一次缢痕。第2、8、10、12对染色体的长臂上也往往有次缢痕，而第10对染色体的长臂上次缢痕是衡定的，雌雄具体间未见异型染色体。     

重要育种亲本川麦44对衍生品种的遗传贡献

【目的】小麦品种川麦44不仅本身具有高产、稳产、广适等特性,而且以其为亲本已选育审定新品种11个,是小麦育种的一个重要亲本。明确川麦44的遗传特性,鉴定其含有的重要基因或QTL位点,为更好地利用川麦44选育新品种提供理论支撑。【方法】利用荧光原位杂交明确小麦-外源易位对川麦44及其衍生品种的影响以及川麦44及其衍生品种在染色体层面的遗传规律。利用660K SNP芯片数据分析川麦44对其衍生品种的遗传贡献,明确衍生品种中来源于川麦44的高传递率区段。利用已知的小麦基因功能标记及QTL连锁标记,对川麦44中有利于育种的重要基因位点进行鉴定。【结果】细胞学鉴定表明川麦44不含四川小麦品种中常见的2条易位染色体6VS/6AL和1RS/1BL。其衍生品种中,仅昌麦32和昌麦34含1对1RS/1BL易位染色体,其余品种不含有小麦-外源易位染色体。系谱分析表明,昌麦32和昌麦34的易位染色体遗传自另外一个杂交亲本——昌麦19。1RS/1BL易位的导入可能是昌麦32和昌麦34表现为弱筋的原因之一。除了小麦-外源易位染色体,多个染色体的核型在川麦44及其10个衍生品种中表现出多态性。其中,4A染色体有2种类型,80%的衍生品种与川麦44相同核型相同;5A染色体有4种类型,与川麦44相同的频率为40%;6B染色体有2种类型,与川麦44相同的频率为40%,7B染色体有2种类型,与川麦44相同的频率为40%。660K SNP芯片分析共鉴定到1 106个分布于川麦44所有染色体上的高遗传率区段,平均长度为1.57 Mb。从基因组层面来看,B基因组的区段总长度和总数均最大。从不同染色体来看,区段最长的3条为别为4A、2B和5B,区段数最多的3条染色体分别为4A、2B和3B。利用61个已知的小麦基因功能标记及13个产量相关QTL连锁SNP标记分析川麦44及其衍生品种,再与之前获得的川麦44高传递率区段对比,发现有9个基因的标记和3个QTL位点标记锚定在川麦44高传递率区段内,这些基因被认为是潜在的川麦44高被选择基因。依据功能标记或连锁标记的等位类型推断,其中2个功能基因TaSdr、NAM-A1和3个QTL位点QTKW.sicau-2AS.1、QTKW.Sicau-4AL、QSL.sicau-5AL.2可能是川麦44携带的重要优势等位基因或位点,在培育衍生品种过程中被优先选择保留。5个基因或QTL位点分别对穗发芽、有效分蘖数、千粒重和穗长4个性状具有正向效应。【结论】重要育种亲本川麦44基因组片段在衍生品种中的长度短,具有较高的遗传配合力,易于与不同的同源染色体重组,不易导致连锁累赘问题。TaSd、NAM-A1、QTKW.sicau-2AS.1、QTKW.Sicau-4AL和QSL.sicau-5AL.2是利用川麦44育种的5个重要靶基因位点,可加强对其在分子标记辅助育种中应用。     

种子贮藏蛋白凝胶电泳在小麦外源染色体鉴定中的应用

利用小麦种子贮藏蛋白凝胶电泳技术,对簇毛麦(Haynaldiavillosa)、滨麦(Leymusmollis)、华山新麦草(Psathyrostachyshuashanica)、大麦(Hordeumdistichom)以及黑麦(Secalecereale)的高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白进行了分析。结果表明,簇毛麦、滨麦、华山新麦草、大麦的高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白与普通小麦相比均有各自的特征带;利用簇毛麦和大麦的高分子量谷蛋白亚基特征带鉴定出了普通小麦中与小麦第一同源群染色体有部分同源的V1和H5附加系;利用黑麦1RS醇溶蛋白标记位点Gld1B3鉴定了1BL/1RS易位系,同时利用染色体C-分带对1BL/1RS易位系77(2)进行了验证。并对小麦种子贮藏蛋白凝胶电泳技术在小麦品质育种和细胞质雄性不育选育中的应用进行了讨论。     

玉米和类玉米杂交后代异染色质纽重复序列的遗传稳定性

【目的】探究异染色质纽在玉米、类玉米及其杂种后代染色体上分布的特点及遗传稳定性。【方法】利用组成玉米异染色质纽的180-bp重复序列和TR-1元件对二倍体多年生类玉米（Zea diploperennis, DP）、玉米自交系330及其远缘杂交后代异源种质纯系540的有丝分裂中期染色体进行荧光原位杂交,观察杂交信号在3个材料染色体上的位置、强弱及分布数量。【结果】玉米自交系330的第2、3、5、6、7号染色体长臂的近末端区显示较强杂交信号。DP的第2、3、5、6、7、8、9号染色体的长臂末端检测出异染色质纽,其中2号染色体在短臂的末端也检测到异染色质纽杂交信号。杂交后代540的第2、5、7染色体长臂近末端区检测到较强的杂交信号;3个材料的第6染色体短臂末端的随体上均显示强杂交信号。【结论】玉米大部分异染色质纽成分不能稳定遗传,其表现出来的多态性可以作为鉴定玉米和类玉米杂种后代的细胞学标记。     

小麦-长穗偃麦草7E抗赤霉病易位系培育

【目的】将二倍体长穗偃麦草7E染色体导入主栽小麦背景,培育小麦-长穗偃麦草7E染色体抗赤霉病易位系,为小麦抗赤霉病遗传改良利用外源优良基因提供新种质。【方法】利用中国春-长穗偃麦草7E代换系DS7E(7B)与扬麦16杂交的F_2种子进行~(60)Co辐射(30 000 rad)和种植,表现型选择收获存活M_1植株的种子,从M_2连续通过表型农艺性状选择、单花滴注法进行赤霉病抗性鉴定和长穗偃麦草7E染色体或染色体臂特异分子标记PCR扩增筛选,最后在M_4代对中选材料以长穗偃麦草基因组DNA为探针进行基因组原位杂交(genomic in situ hybridization,GISH)证实。【结果】M_1选择了赤霉病发病率不同的13个单株进行繁殖。利用前期开发的长穗偃麦草7E染色体和7EL、7ES特异标记检测13株的后代M_2单株,获得含有长穗偃麦草7EL片段7株和7ES片段14株;对21株M_2衍生的222个M_3植株进行特异标记检测,共选择含有长穗偃麦草7EL片段13株和7ES片段3株;利用来自12株M_3的后代(M_4)进行GISH,共9株M_3的后代具有小麦-长穗偃麦草易位染色体,体细胞染色体2n=42。2株M_3的后代显示附加2条长穗偃麦草染色体短臂,体细胞染色体2n=44。连续多年多途径的筛选,获得4份材料,3份材料均为长穗偃麦草7E染色体长臂易位系,命名为TW-7EL1、TW-7EL2和TW-7EL3。1份为7E染色体短臂附加系,命名为W-DA7ES,最后所获得的材料是源自M_1代2个单株。连续3年赤霉病抗性鉴定结果表明长穗偃麦草7EL易位系抗性高,发病率明显低于中国春和扬麦16,与苏麦3号相当,而7ES附加系的赤霉病抗性明显较低,发病率明显高于7EL易位系。【结论】通过赤霉病抗性鉴定、染色体特异分子标记筛选和GISH证实相结合培育了小麦-长穗偃麦草7EL抗赤霉病易位系,长穗偃麦草易位片段鉴定快速和准确。二倍体长穗偃麦草7E染色体长臂中含有抗小麦赤霉病的基因。     

T1BL.1RS易位染色体对小麦籽粒蛋白质含量的影响

以三交组合 (10 -A/ 88- 16 43/ /川育 12号 )的F9代群体的 5 3个稳定株系为供试材料 ,研究了T1BL .1RS易位染色体对小麦籽粒蛋白质含量的影响。结果表明 ,T1BL .1RS易位系的平均籽粒蛋白质含量极显著高于非易位系。在易位系群体内 ,籽粒蛋白质含量与穗粒数和千粒重间具有显著的简单相关 ,与千粒重间具有显著的偏相关 ;而在非易位系群体内 ,籽粒蛋白质含量与所测农艺性状及经济性状间的简单相关和偏相关均不显著。这些结果说明 ,T1BL .1RS易位染色体不但影响籽粒蛋白质含量 ,而且还对籽粒蛋白质含量与部分经济性状间的简单相关和偏相关具有影响作用。     

木薯中性/碱性转化酶基因家族11个成员在染色体上的定位

中性/碱性转化酶(Alkaline or neutral invertase,N/A-lnv)是木薯淀粉合成过程中的一种关键酶。笔者以木薯华南6号古铜期嫩叶为材料制备染色体标本,利用荧光原位杂交和原位PCR技术对N/A-lnv基因家族的11个成员进行了物理定位。结果表明,基因MeNINV5,MeNINV9和MeNINV10均位于第4号染色体上,其中基因MeNINV9和MeNINV10位于短臂上,到信号点的百分距离分别为68.52和95.35,基因MeNINV5位于长臂上,到着丝粒的百分距离为22.71;基因MeNINV4和nINV1均位于第6号染色体长臂上,到着丝粒的百分距离分别为43.16和80.71;基因MeNINV6和MeNINV7分别位于第7号和第17号染色体的长臂上,信号点到着丝粒的百分距离分别是15.38和57.97;基因MeNINV1,MeNIN,V2,MeNINV3和MeNINV8分别位于第11号、第9号、第5号和第16号染色体的短臂上,信号位点到着丝粒的百分距离分别是40.10,51.88,91.75和76.33。中性/碱性转化酶基因家族内部部分成员之间存在连锁关系。研究结果可为木薯淀粉的高效积累机制及木薯种质遗传改良提供分子细胞遗传学依据。     

瑞华麦523PPO活性及1BL/1RS易位相关基因的分子检测

【目的】了解小麦品种瑞华麦523及其亲本郑麦9023和烟1604的PPO和1BL/1RS易位相关基因的遗传信息,旨在提高优质小麦品种选育的效率。【方法】利用小麦PPO活性基因的分子标记PPO18、PP0-B5、PPO16和PPO29及1BL/1RS易位的分子标记H20,检测小麦品种瑞华麦523及其亲本相关基因的等位变异及来源。【结果】小麦品种瑞华麦523在2AL染色体上PPO等位基因为PPO-A1a基因型,与亲本郑麦9023一样,为高活性PPO,不含亲本烟1604的低活性PPO;在2BL染色体上PPO等位基因为A型,与亲本一致,是高活性PPO;在2DL染色体上PPO等位基因为PPO-D1b基因型,与亲本郑麦9023一样,是一个高活性PPO,不含亲本烟1604的低活性PPO;利用分子标记H20检测表明,瑞华麦523和亲本郑麦9023一样,是一个非1BL/1RS易位系。【结论】瑞华麦523是一个具有高活性PPO、非1BL/1RS易位系的小麦品种,其小麦PPO和1BL/1RS易位相关基因主要来自母本郑麦9023,为该品种的推广应用和培育优质小麦新品种提供理论参考。     

野生二粒小麦高分子量谷蛋白亚基组成的研究

对来自以色列的78份野生二粒小麦进行SDS-PAGE检测,发现其高分子谷蛋白亚基具有较高的遗传多样性。在Glu-A1和Glu-B1 2个位点共有22种可确定的亚基变异类型。其中,A位点上的亚基12、*和B位点上的亚基7+8、13+16与17+18为优质亚基(出现频率分别为7.69%、8.97%和5.13%)。同时,出现了在普通小麦中不表达的1Ay亚基和许多普通小麦所稀有或缺乏的特异亚基类型,如1*7、*+8*7、*+9、7+8*、7+9*、17+18等,而且在12份材料中出现了7种未命名的新亚基类型。     

Effects of Tillage Practices on Water Consumption,Water Use Efficiency and Grain Yield in Wheat Field

Water shortage is a serious issue threatening the sustainable development of agriculture in the North China Plain, with the winter wheat (Triticum aestivum L.) as its largest water-consuming crop. The effects of tillage practices on the water consumption and water use efficiency (WUE) of wheat under high-yield conditions using supplemental irrigation based on testing soil moisture dynamic change were examined in this study. This experiment was conducted from 2007 to 2010, with five tillage practice treatments, namely, strip rotary tillage (SR), strip rotary tillage after subsoiling (SRS), rotary tillage (R), rotary tillage after subsoiling (RS), and plowing tillage (P). The results showed that in the SRS and RS treatments the total water and soil water consumptions were 11.81, 25.18% and 12.16, 14.75% higher than those in SR and R treatments, respectively. The lowest ratio of irrigation consumption to total water consumption in the SRS treatment was 18.53 and 21.88% for the 2008–2009 and 2009–2010 growing seasons, respectively. However, the highest percentage of water consumption was found in the SRS treatment from anthesis to maturity. No significant difference was found between the WUE of the flag leaf at the later filling stage in the SRS and RS treatments, but the flag leaf WUE at these stages were higher than those of other treatments. The SRS and RS treatments exhibited the highest grain yield (9573.76 and 9507.49 kg ha⁻¹ for 3-yr average) with no significant difference between the two treatments, followed by P, R and SR treatments. But the SRS treatment had the highest WUE. Thus, the 1-yr subsoiling tillage, plus 2 yr of strip rotary planting operation may be an efficient measure to increase wheat yield and WUE.     

黑麦染色体1R对小麦幼穗培养中染色体稳定性的影响

使用 5个不同的小麦品种和小麦 -黑麦 1R染色体单体和二体附加系进行组织培养 ,研究了再分化培养基上长出的根的染色体数。发现 5个小麦品种的再生根尖的染色体都有丢失的现象 ,指出组织培养诱导了小麦培养中的细胞的染色体的不稳定性。不同的小麦品种在培养中的细胞稳定性在品种间存在着一定的差异 ,1RS/ 1BL易位系的染色体在培养中丢失较多。黑麦的 1R染色体附加到小麦 ,增加了小麦染色体的不稳定性 ,其中单体附加诱导染色体不稳定性的作用大于二体附加。本实验没有观察到小麦不同品种的组织培养能力和细胞学稳定性间的相关性。文中讨论了利用组织培养诱导染色体易位的可能性。     

QTL Detection and Epistasis Analysis for Heading Date Using Single Segment Substitution Lines in Rice(Oryza sativa L.)

Heading date of rice is a key agronomic trait determining cultivated areas and seasons and affecting yield. In the present study, five primary single segment substitution lines with the same genetic background were used to detect quantitative trait loci(QTLs) for heading date in rice. Two QTLs, q HD3 and q HD6 on the short arm of chromosome 3 and the short arm of chromosome 6, respectively, were identified under natural long-day(NLD). Nineteen secondary single segment substitution lines(SSSLs) and seven double segments pyramiding lines were designed to map the two QTLs and to evaluate their epistatic interaction between them. By overlapping mapping, q HD3 was mapped in a 791-kb interval between SSR markers RM3894 and RM569 and q HD6 in a 1 125-kb interval between RM587 and RM225. Results revealed the existence of epistatic interaction between q HD3 and q HD6 under natural long-day(NLD). It was also found that q HD3 and q HD6 had significant effects on plant height and yield traits, indicating that both of the QTLs have pleiotropic effects.     

5种易恢复小麦雄性不育类型新保持系资源的建拓与研究

以10种不同山革草细胞质的异质小麦品种Chris为胞质供体,77(2)等一系列1B/1R易位系及两个核不育基因相同而胞质不同的正反杂交后代株(系)为核供体,采用杂交、置换回交和转育等方法,在单、偏、粘、易和二角型5种不育胞质源中,选育出易恢复性能极高的新保持系资源.测交和育性分析结果表明:(1)其不育系的F₁杂种恢复度均在90%以上.(2)单型不育性主要由一对主效隐性基因控制;偏、粘、易和二角型(1B/1R不育系)则是一种育性基因位点缺失,而仅由1RS片段与对应4种异质构成的互作不育.(3)单型不育系及F₁不产生单倍体;偏、粘、易和二角型1B/1R不育系产生单倍体是1B/1R易位染色体与4种异质专一互作后产生不育所带有的一种副效应;但从这4种异质中由新保持系资源培育出的无单倍体不育系可看出,单倍体性可随不育系核遗传背景不同而消失.此外,上述这5种异质不育系不但具有广泛的易恢复性,而且彼此间还存在着一定的互作关系,为简化制种程序提供了极方便的条件.     

小麦VPM1后代Yr17-Lr37-Sr38、Pch1基因分子标记检测

含有偏凸山羊草2NS染色体的普通小麦VPM1因含有3个紧密连锁的抗锈基因簇Yr17-Lr37-Sr38及抗眼斑病Pch1基因被育种者广泛应用。本实验利用Yr17-Lr37-Sr38基因簇的N基因组特异VEN-TRUP/LN2标记及Pch1基因的XustSSR2001-7DL标记对济麦22×VPM1杂交F2代群体的170个单株进行分子标记检测,结果发现含有Yr17-Lr37-Sr38基因簇的有122株,含有Pch1基因的有33株,同时含有Yr17-Lr37-Sr38及Pch1基因的21株。