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。     

小麦 黑麦大粒1BL/1RS易位系的分子细胞学鉴定

为明确小麦 黑麦大粒衍生系14 1 2的遗传组成,综合采用细胞学、基因组原位杂交(GISH)、SCAR标记、SSR标记对该衍生系进行鉴定。黑麦基因组特异SCAR标记鉴定表明,14 1 2含有黑麦遗传物质;有丝分裂和减数分裂中期Ⅰ染色体数目为2n= 42=21Ⅱ。以黑麦基因组为探针的GISH检测表明,14 1 2含有2个黑麦染色体臂。黑麦7条染色体上的特异标记鉴定表明,只有黑麦1RS上的特异SCAR标记在14 1 2中扩增出黑麦特异条带。小麦7个部分同源群染色体长短臂上的SSR引物鉴定表明,只有1BS上的4对引物在14 1 2中未扩增出1BS的条带,其余染色体上的引物均扩增出了相应条带。由此证实小麦1BS被黑麦1RS所替代,衍生系14 1 2为1BL/1RS易位系材料。     

甘蓝型油菜-埃塞俄比亚芥种间杂交非整倍体后代的遗传

非整倍体Nj04-089为甘蓝型油菜(Brassica napus L.)与埃塞俄比亚芥(B. carinata A. Br.)种间杂交后代中获得的附加系。为分析Nj04-089的遗传特性,利用显微镜对Nj04-089自交后代的根尖细胞染色体进行计数、对花粉母细胞染色体分裂行为进行观察,并采用PCR、GISH和Southern杂交等技术对Nj04-089的2个连续自交后代的附加染色体进行了遗传分析。结果显示：这两个连续自交世代根尖细胞染色体数2n=37～51条;花粉母细胞减数分裂的中期染色体构型分别为(0-4)Ⅰ+ (16-23)Ⅱ+ (0-2)Ⅲ 和 (0-8)Ⅰ+ (14-24)Ⅱ+ (0-4)Ⅲ + (0-1)Ⅳ,且观察到染色体桥、染色体落后、分裂周期不同步等异常行为。PCR、GISH和Southern杂交结果表明在该非整倍体后代中未检测到芸薹属B组染色体或大的片段,推测非整倍体附加的染色体并非整条或大片段B组染色体。       

栽培大豆(Glycine max)与野生大豆(Glycine soja)、半野生大豆(Glycine gracilis)杂交的杂种F_1代减数分裂行为的研究

本文研究了栽培大豆绥农4号等5个品种和1个品系分别与野生大豆、半野生大豆杂交,杂种F_1代花粉母细胞减数分裂的行为。以染色体组亲和指标,终变期二价体的交叉频率,鉴定杂交亲本的亲缘关系。 观察结果表明,杂交亲本和大部分杂种F_1代花粉母细胞减数分裂行为是正常的,减数分裂中期Ⅰ为20个二价体。11个亲本中期Ⅰ环状二价体占多数,少数为棒状二价体。有少数花粉母细胞出现二价体联会消失现象,中期Ⅰ没有单价体,后期Ⅰ和减数分裂Ⅱ均正常,四分孢子中无微核出现。杂交亲本中期Ⅰ环状二价体和棒状二价体的数目有差异,说明不同亲本的亲和力不同。 13个杂交组合F_1代的减数分裂行为有差异,染色体配对不稳定,二价体表现过早分离。如杂交组合中期Ⅰ二价体数在18—20之间,联会消失二价体数目较少。二价体数在5—20个之间,联会消失的二价体数目最多为15个。后期Ⅰ出现少数落后染色体,四分孢子内有少数微核。     

甘蓝型油菜与Brassica maurorum的异源六倍体后代及BC2细胞学分析

将甘蓝型油菜品种中油821（2n=38, AACC）与芸薹属野生资源Brassica maurorum（2n=16, MM）的三倍体杂种进行染色体加倍,得到异源六倍体（2n=54, AACCMM）。该多倍体雄性高度不育,雌性育性极低。在其花粉母细胞的减数分裂终变期,染色体平均配对构型为1.17Ⅰ+20.71Ⅱ+0.56Ⅲ+2.25Ⅳ+0.08Ⅴ+0.06Ⅵ。用甘蓝型油菜与该多倍体连续回交2次,均需借助幼胚培养才得到后代植株,BC1、BC2植株均雄性不育,雌性育性很低。BC2植株的形态特征接近甘蓝型油菜,但各植株形态有明显差异。基因组原位杂交分析表明,BC2植株含有2~5条M基因组的染色体,甘蓝型油菜染色体多配对形成二价体,附加的染色体多以单价体形式存在,或与甘蓝型油菜染色体发生联会配对。     

利用C_0t-1 DNA对高秆野生稻和宽叶野生稻基因组的比较分析

为了揭示同为CCDD基因组类型的高秆野生稻和宽叶野生稻的起源和进化关系,用高秆野生稻C0t-1DNA作为探针,对其自身体细胞染色体与宽叶野生稻体细胞染色体进行荧光原位杂交并对其核型进行同源性聚类和比较分析。杂交结果显示宽叶野生稻和高秆野生稻同源性非常高,说明它们的亲缘关系十分接近,但区别也非常明显,两者的杂交信号存在显著不同。C0t-1DNA具有很强的种特异性和依赖基因组型的特异性,利用它进行荧光原位杂交能够更有效地研究物种基因组间的关系,为物种的划分和鉴定提供依据。另外,通过对高秆野生稻和宽叶野生稻两个异源四倍体基因组的中高度重复序列的比较分析,探讨了稻属异源四倍体可能的起源与进化机制。     

水稻端四体的分子细胞学鉴定及染色体行为分析

在水稻品种中籼3037第9染色体短臂端三体的自交后代中发现了一个变异株。该植株叶片内卷,株型偏散,结实率差。分子细胞学鉴定表明,该植株体细胞染色体数比正常植株多2条,多出的染色体均比较小。进一步用来源于水稻着丝粒特异DNA序列（RCS2）以及位于水稻第9染色体短臂上的特异性DNA序列为探针,进行荧光原位杂交分析,证明该变异株多出的染色体均为第9染色体短臂,故该变异株为第9染色体短臂端四体。对变异株的减数分裂染色体行为进行分析表明,在所观察的25个细胞中,96%的细胞增加的两个端着丝粒染色体可配对形成二价体,一般不与正常的第9染色体配对形成多价体。但额外染色体形成的二价体在中期Ⅰ容易发生提前解离的现象。     

花生栽培种(Arachis hypogaea L.)与野生种Arachis macedoi杂种F_1细胞遗传分析

开展花生种间杂交与杂种遗传研究对于探明种间亲缘关系、创制新种质和培育新品种具有重要意义。本研究利用花生栽培品种白沙1016(2n=4X=40,AABB)与二倍体野生种A.macedoi(2n=2X=20)进行种间杂交,通过胚拯救获得种间杂种F_1植株,进而对F_1进行了分子标记鉴定、有丝分裂与减数分裂观察和基因组荧光原位杂交(GISH)分析。结果显示,杂种F_1有30条染色体,其中既有来自母本白沙1016的染色质,又有来自父本A.macedoi的染色质;A.macedoi染色体经DAPI染色显示出明亮着丝粒带且包含一对"小染色体";白沙1016的A染色体组也显示出A.macedoi基因组标记探针的杂交信号;F_1减数分裂终变期染色体平均构型为0.6 III+8.27 II+11.6 I,减数分裂I期后、末期表现为不均等分裂。以上结果表明本研究获得了新的种间杂种F_1材料,所涉及的A.macedoi可能为A染色体组物种;A.macedoi染色体与花生A染色体组发生交换产生补偿性易位的几率比较大;减数分裂后、末期染色体的不均等分裂和非四分体形成,是杂种F_1表现高度不育的重要原因之一。     

几类异质小麦雄性不育系育性恢复的染色体行为研究

为了研究异质小麦雄性不育系减数分裂中期Ⅰ与后期Ⅰ的染色体行为及与育性恢复的相关性,以几类异质小麦雄性不育系为母本,用常规品种(系)作为父本与其杂交,调查了杂种F1减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率及自交结实率之间的相关性.结果表明:(1)花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率呈显著正相关,后期Ⅰ染色体变异率与自交结实率呈负相关,但不显著;(2)相同异质不育系与相同或不同品种杂交时减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率及结实率差异不显著;(3)不同异质不育系与相同或不同品种杂交时减数分裂中期Ⅰ单价体频率与后期Ⅰ染色体变异率差异性较为显著,但减数分裂中期Ⅰ单价体频率与结实率差异性不显著;(4)异质小麦中,异源胞质影响染色体变异,但核基因是调控的关键因素.     

甘蓝型油菜二体附加系92Ⅰ1096附加染色体的遗传研究

应用细胞学方法研究了甘蓝型油菜二体队９２Ⅰ１０９６和甘蓝型 采整倍体品种宁沿 １０号及其杂种的体细胞染色体数及花粉母细胞减数分裂过程中的染色体配对行为。结果：甘蓝型油二体附加系９２Ⅰ１０９６的体细胞染色体数稳定在２ｎ＝４０条。它与宁油１０号间的正反交杂种体细胞染色体数为２ｎ＝３９条。表明二体附加系９２Ⅰ１０９６的两条外源的同源附加染色体通过雌雄配子的传染机会相等。花粉母细胞减数分裂中期（ＭＩ）,杂     

Molecular Cytogenetic Analysis of Spontaneous Interspecific Hybrid Between Oryza sativa and Oryza minuta

Genomic in situ hybridization (GISH) is a powerful tool to characterize parental chromosomes in interspecific hybrids, including the behaviour of autosynapsis and chromosome paidng. It was used to distinguish the chromosomes of Oryza sativa from wild species in a spontaneous interspecific hybdd and to investigate the chromosome pairing at metaphase I in meiosis of the hybdd in this study. The hybrid was a triploid with 36 chromosomes according to the chromosome nurnber investigated in mitosis of root tips. During metaphase I of meiosis in the hybrid, less chromosome pairing was observed and most of the chromosomes existed as univalent. Based on GISH and FISH (Fluorescent in situ hybridization) analyses, the chromosomes of the hybrid were composed of genomes A, B and C. Thus, it was believed that the hybrid was the result of natural hybridization between cultivated rice and wild species O. minuta which was planted in experimental fields.     

Visualizing Meiotic Chromosome Pairing and Segregation in Interspecific Hybrids of Rice by Genomic in situ Hybridization

Meiotic disturbances in F1 hybrids and their progenies are still major problems in wide hybridization.To investigate the genome affinity reflected in chromosome pairing and segregation,we studied chromosome behaviors during meiosis in two interspecific F1 hybrids[O.minuta×O.australiensis(Om×Oa,BCE genome)and Oa×O.ridleyi(Or,EHJ genome)]by using both traditional staining methods and genomic in situ hybridization(GISH).GISH analysis has been successfully performed on mitotic chromosomes to distinguish different Oryza genomes,but relatively fewer systematic analyses of meiotic chromosomes of interspecific hybrids have been reported.In the hybrids,highly irregular chromosome behaviors through meiosis resulted in producing microspores with unbalanced genome.At diakinesis of these two hybrids,most chromosomes present as univalent,with low frequency as bivalents and occasionally as trivalents.In a pollen mother cell,2 to 8 bivalents and 0 to 4 trivalents were observed in the hybrid Oa×Or,and 1 to 8 bivalents and 0 to 5 trivalents were observed in the hybrid Om×Oa.GISH results indicated that 51.52%bivalents in Oa×Or and 79.65%bivalents in Om×Oa involved allosyndetic association,which indicates that recombination and introgression should be possible if viable backcrosses can be recovered even from triploid hybrids.In this study,we revealed that the meiotic disturbance due to low affinities between parental genomes is the major reason for the sterility of these two triploid interspecific hybrids.The two hybrids showing vigor in reproductive growth are potential genetic resources in future breeding programs.A better understanding of genomic affinities between these distant Oryza species can facilitate planning an effective breeding program by using wide hybridization,and efficient and routine GISH analysis is helpful to monitor alien introgression in the process.     

Progress on Transferring Elite Genes from Non-AA Genome Wild Rice into Oryza sativa through Interspecific Hybridization

The progress of research on transferring elite genes from non-AA genome wild rice into Oryza sativa through interspecific hybridization are in three respects, that is, breeding monosomic alien addition lines (MAALs), constructing introgression lines (ILs) and analyzing the heredity of the characters and mapping the related genes. There are serious reproductive barriers, mainly incrossability and hybrid sterility, in the interspecific hybridization of O. sativa with non-AA genome wild rice. These are the ‘bo...     

利用种间杂交途径向栽培稻转移非AA组野生稻有利基因的研究进展

利用种间有性杂交向栽培稻转移非AA组野生稻有利基因的研究在三个方面取得进展,即单体异附加系的培育、渗入系的建立以及有利性状的遗传及基因定位。栽培稻与非AA组野生稻种间杂交存在严重的生殖障碍,表现在不可交配性和杂种不育性两个方面,这是限制非AA组野生稻有利基因转移的“瓶颈”。传统的有性杂交手段和生物技术相结合是克服种间生殖障碍,提高非AA组野生稻有利基因育种利用效率的可行途径。     

基因组原位杂交辨别芸薹属异源四倍体AA、BB、CC基因组研究

利用基因组原位杂交（GISH）技术，以标记的白菜型油菜（AA，2n=20)的基因组总DNA）为探针，分别同芥菜型油菜（AABB，23n=36）和甘蓝型油菜（AACC，2n=38)的中期染色体和间期核杂交，结果芥菜型油菜有20条染色体表现大而明亮的杂交信号，其它染色体上信号很弱或无，可以区分A、B基因组，甘蓝型油菜染体上表现有38个信号，A、C基因组不能分区分开来。以黑芥（BB,2n=16）的基因组总DNA为探针与埃塞俄比亚芥（BBCC，2n=34）的中期染色体和间期核杂交，16条染色体上显示明显的杂交信号，其它染色体上信号很弱，说明在长期的进化过程中，芸薹属中BB与AA和CC基因组间分化程度较大，而AA与CC基因组分化较小，基因组原位杂交表明最强的信号多集中分布于着丝粒区，本文讨论了这种分布的可能原因。     

栽培稻与药用野生稻杂种后代的形态学和细胞遗传学研究

 选用两个抗褐飞虱的药用野生稻编号材料与两个感虫栽培品种杂交，通过胚培养获得了F₁、BC₁F₁和F₂植株。F₁杂种表现出野生亲本紫色柱头、长芒及抗褐飞虱等特性，其花粉母细胞中期I染色体多为单价体(仅0.77个二价体)，甚至不能形成花药，因而表现雄性不育，仅获得一株F₂，染色体数目为2n=46。用栽培稻回交获得BC₁F₁植株为异源三倍体，中期I染色体构型为12.25Ⅰ+11.85Ⅱ+0.01Ⅲ。     

甘蔗染色体组构成系统演化的研究

用核型分析方法对甘蔗祖亲种、含两物种血缘栽培种、含三物种血缘栽培种、含四物种血缘栽培种染色体组型的系统演化特征进行了研究．从祖荣代野生种向高代杂交栽培种（含两物种血缘以上）系统演化的基本特征是：染色体数目、异染色质含量相对增加,易位现界普遍存在,中部着丝点染色体所占比例逐渐减少,核型从对称向不对称方向演化。野生种和栽培种的染色体数目分别为2n=68－92和2n=90－120;染色体约对长度为1．56－6．38μm,相对长度为1．03－4．01;染色体主要为中部着丝点染色体,少数为亚中部及亚端部着丝点染色体,未见端部着丝点染色体;除春尼为1B核型外,其余6个品种（印度割手密、墨车里本、POJ2875、Co419、F134和ROC10）全为2B类型．分别以印度割手密和春尼基因组DNA为探针,对栽培种Co419进行染色体原位杂交,结果表明,Co419（2n＝114）染色体组构成中,有6条来源于割手密种,12条来源于印度种,96条为热带种或种间重组染色体．      

高抗白粉病和条锈病小麦-卵穗山羊草衍生后代1003的分子细胞遗传学鉴定

卵穗山羊草中蕴含着许多小麦改良所需的优良基因,是小麦重要的三级基因库。为了解其更多遗传特性,本研究利用细胞学、原位杂交、分子标记、形态学和抗病性鉴定等技术对小麦-卵穗山羊草SY159的衍生后代1003进行鉴定。细胞学鉴定结果表明,1003含有44条染色体,减数第一次分裂中期含有22个二价体且配对良好,减数第一次分裂后期含有44条染色体且均等分离;基因组原位杂交(Genomic in situ hybridization,GISH)分析显示,1003含有42条小麦染色体和2条卵穗山羊草染色体;EST和PLUG分子标记分析表明,导入的染色体属于7M染色体;荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)分析表明,1003中含有38条与中国春标准核型相一致的染色体,4A、5A和7M的FISH信号有变异;苗期抗病性鉴定结果表明,1003对白粉病生理小种E09免疫,对条锈病生理小种条中23(CYR23)高抗;形态学调查表明,1003的农艺性状介于双亲之间,千粒重高于双亲。因此,1003是一个具有白粉病和条锈病抗性的小麦-卵穗山羊草二体异附加系,可为小麦品种改良和抗病育种提供新的种质资源。