小麦染色体转入黑麦的研究进展

十多年来，德国的Ｓｃｈｌｅｇｅｌ和Ｍｅｌｚ等人从进行黑麦改麦改良的目的出发，致力于将小麦染色体转入黑麦的工作，已获得具有１０个小麦细胞质的黑麦－小麦附加系，８个具有黑麦胞质的黑麦—小麦附加系。这些附加系在形态上与黑麦基本相似，其生活力因胞质的不同；具有小麦胞质的附加系生活力弱，分蘖少，结实性差；具有黑麦胞质的附加系生活力、分蘖性基本正常，结实性亦较好。在小麦染色体的传递性方面。两种胞质的附加系都表     

小麦染色体转入黑麦的研究进展

十多年来，德国的Ｓｃｈｌｅｙｅｌ和Ｍｅｌｚ等人从进行黑麦改良的目的出发，致力于将小麦染色体转入黑麦的工作，已获得具有１０个小麦胞质的黑麦－小麦附加系，８个具有黑麦胞质的黑麦－小麦附加系。这些附加系在形态上与黑麦基本相似，其生活力因胞质的不同：具有小麦胞质的附加系生活力弱，分蘖少，结实性差；具有黑麦胞质的附加系生活力、分蘖性基本正常，结实性亦较好。在小麦染色体的传递性方面，两种胞质的附加系都表现低频率。利用获得的附加系，定位了３个小麦基因：控制叶茎部紫色性状的基因Ｒａ２和Ｒａ３分别位于４Ｂ和６Ｂ上；控制过氧化氢酶的Ｃａｔｌ位点位于４ＢＬ上；对Ｐｈ１基因在黑麦传递背景下的表达进行了研究，Ｐｈ１对黑麦染色体的配对具有抑制作用。另外，采用辐射手段进行了染色体的易位研究，将６ＢＬ易位到黑麦染色体组上，此项工作是在二倍体水平上进行染色体工程操作的一个新探索。     

四倍体小麦中黑麦B组染色体的细胞特性与遗传效应

本文对携带有黑麦B组染色体的四倍体小麦(Triticum durum Desf)的细胞遗传效应进行了研究,并与六倍体小麦(T.aestivum)相同数量的同源B组染色体进行了比较。携带有黑麦B组染色体的四倍体小麦在A组染色体减数分裂过程中产生严重的畸形。它们通过减少环状二价染色体和增加棒状二价、单价染色体的频率而使细胞中交叉染色体的频率显著降低。在细胞分裂中期Ⅰ,单价染色体频率的提高还导致细胞分裂后期Ⅰ和二分体与四分体微核形成的滞后现象。携带有单一B染色体的植株的授粉和结实性明显降低,对籽粒性状也有显著的负效应。B组染色体对植株营养体发育的大多数形态性状具有强烈的正效应。B组染色体在四倍体小麦中较在六倍体小麦中表现出更为明显的细胞遗传特性,可能与前者缺乏D组染色体有关。     

新疆杂草黑麦染色体核型分析

为了对新疆杂草黑麦的种质鉴定、起源分析、良种培育和遗传多样性研究提供依据,采用常规压片法制片结合显微摄影技术,分析了3个新疆杂草黑麦居群和1个栽培黑麦品种的核型并比较他们的异同点.结果表明,四种黑麦材料的染色体均为二倍体,染色体数目为14,不同材料之间染色体形态具有丰富的多态性.新疆杂草黑麦居群89R4的染色体核型公式为2n=2x=14=12m+ 2sm,除第7对为近中着丝粒染色体外,其余染色体均为中间着丝粒染色体,核型不对称系数为61.70％,核型类型为1A型,属于基本对称型.新疆杂草黑麦居群89R14的核型公式为2n=2x=14=8m+ 6sm(2sat),除第5、6、7对为近中着丝粒染色体外,其余染色体均为中间着丝粒染色体,其第7对染色体具有随体,核型不对称系数为60.88％,核型类型为2A型,属于基本对称型.新疆杂草黑麦居群89R60的核型公式为2n=2x=14=14m(2sat),其全部染色体均为中间着丝粒染色体,第3对染色体具有随体,核型不对称系数为60.47％,核型类型为1A型,属于基本对称型.栽培黑麦材料H36的染色体核型公式为2n=2x=14=10m+ 4sm,除第5、6对为近中着丝粒染色体外,其余染色体均为中间着丝粒染色体,核型不对称系数为61.20％,核型类型为1A型,属于基本对称型.     

黑麦减数分裂染色体标本制作实验研究

为探索一套适合本科生在有限的课堂时间内操作并且效果良好可用于后续的分带、原位杂交方面研究的减数分裂染色体标本制作技术,使用卡宝品红、醋酸洋红对黑麦花药材料进行染色,采用叔丁醇脱水揭片法和冰冻揭片法对制作好的临时装片进行揭片,明确不同染色方法及不同揭片方法对标本制作效果的影响。结果表明,卡宝品红染色制得的标本颜色饱满鲜艳,适合本科实验教学使用;醋酸洋红染色获得的标本颜色浅红,更适合原位杂交等研究使用。叔丁醇脱水揭片法在脱水过程中花粉材料易与载玻片分离,材料易丢失;低温冷冻揭片法保证材料完好,操作简单。使用卡宝品红染色与冷冻揭片法制得的减数分裂各个时期的永久标本,染色体图像清晰,分裂相动态连续,可用于实验教学,也可用于原位杂交等方面的研究。     

黑麦染色体1R和5R单体附加诱导的小麦和黑麦染色体的变异和易位

利用普通小麦品种绵阳11作母本,抗病的威宁黑麦(Sceale cereale L.)作父本,在其杂交和回交后代中分别鉴定出一个1R和5R单体附加系。为获得新的1BL·1RS初级易位系以及小麦-黑麦5R染色体易位,采用基因组原位杂交和荧光原位杂交相结合的方法,对1R和5R单体附加系的自交后代进行了鉴定。在1R单体附加系的后代中,筛选到一个纯合1R(1B)染色体代换系和一个新的纯合1BL·1RS初级易位系。该1R(1B)代换系表现出比小麦亲本较差的农艺性状;新1BL·1RS初级易位系表现出比其小麦亲本更好的农艺性状以及条锈病和白粉病抗性,而且穗粒数显著增加,是高产抗病小麦育种的新资源。在5R单体附加系的后代中,筛选出一个涉及3BS染色体片段与5RL的易位,发生易位的植株占分析植株总数的1.89%。5R染色体单体附加极其不稳定,在一个世代交替中完整的5R染色体传递率仅有28.3%。除自身的不稳定外,5R染色体单体附加同时导致小麦染色体7B、3B和4D的断裂和丢失,总变异频率达到15.09%;尤其对7B染色体影响较大,含7B染色体变异的植株占分析植株总数的11.32%。5R染色体单体附加诱导的小麦和黑麦染色体的高度不稳定现象值得进一步研究。     

稻属植物染色体组多倍化的研究进展

综述了稻属植物染色体组多倍化的理论研究和应用研究的进展情况,讨论了稻属植物染色体组多倍化研究中存在的局限性,提出了今后进一步深入研究的一系列技术思路。     

黑麦染色体的ASG法G—带分析

用改良 ASG法在黑麦 ( Secale cereale)有丝分裂早中期、中期对染色体进行了 G-带分析 ,并作了G-带带型和变动性分析。结果表明 ,无论是早中期还是中期 ,黑麦染色体都显示了清晰的 G-带 ,而且带纹数目多、细窄而大小较相近 ,分布较密集而均匀 ;同源染色体带纹的数目、分布位置基本一致 ,可较为准确地配对。随着分裂时期的推进 ,G-带带数减少 ,从早中期至中期单倍染色体组 G-带带数减少了 2 9.0 %,单倍染色体组的长度缩短了 2 5.0 %,带纹减少幅度与染色体长度缩短幅度相近。对黑麦 G-带的特征与变动性、G-显带技术及其应用等问题进行了讨论     

秋水仙素诱导黑麦根尖细胞染色体的畸变效应

为了解秋水仙素对黑麦根尖细胞染色体的畸变效应,以黑麦种子为材料,在不同浓度的秋水仙素(0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%)处理下观察了不同时间(12、24、36、48 h)根尖细胞染色体畸变情况,并分析了畸变率与细胞加倍指数.结果表明,秋水仙素能明显诱导染色体变异,除加倍外,光学显微镜下还可观察到多种畸变现象.随着处理时间的延长和秋水仙素浓度的增加,细胞的加倍指数和畸变率均表现为先上升后下降的趋势,加倍指数最高为5.20%(0.15%浓度处理36 h),畸变率最高为8.10%(0.15%浓度处理24 h).可见,秋水仙素对黑麦根尖也有一定的毒害作用.     

黑麦6R染色体特异性PCR标记的建立

为了筛选黑麦染色体组特异性分子标记,以荆州黑麦、秦岭黑麦、森林黑麦、非洲黑麦、普通小麦中国春、R25、R111和MY11为材料,用A～M组142个10碱基随机引物进行RAPD扩增.发现引物M04可以在所有黑麦中扩出一条长1 143 bp(经测序)的特异片段OPM041143,而供试小麦材料均未扩出该片段.根据OPM041143设计特异引物M4-F和M4-R.利用M4-F和M4-R对含黑麦染色体的材料和小麦族其它物种进行扩增,结果表明,只有含黑麦染色体的材料均可以扩出一条分子量为1 082 bp的DNA带,命名为PSCM1082.进而利用一套中国春-Imperial黑麦二体附加系和几个小麦-黑麦染色体6R衍生系进行扩增,发现仅含6R染色体的材料能扩增出PSCM1082,这说明PSCM1082是黑麦6R染色体所特有.黑麦6R染色体特异PCR标记PSCM1082的发现,对于快速跟踪检测导入小麦中的6R染色体具有实用价值,可以应用于小麦育种工作中.     

黑麦中表现新着丝点活性染色体的鉴定

由于观察到黑麦染色体端粒所在部位异染色质区可能和小黑麦异常胚乳核的出现及谷粒皱缩程度有密切关系(Bennett,1977),现在已将很大注意力集中在异染色质区的后期复制上.然而,已知黑麦端粒异染色质最原始的效应之一,即新着丝点的活性还没有用现代分子和细胞学技术研究过.新着丝点的活性是染色体的一种次级动力学活性(Dartington,1965).已知在某些黑麦自交系里发生过,如'Weihenstephaner Winterroggen O_1'(Kattermann)1939)和'St-     

稻属植物染色体组多倍化的潜在价值

稻属植物的物种资源丰富,其染色体组多倍化的潜在价值大。同源多倍体水稻在生殖发育上有其特殊性,这有助于寻找水稻遗传改良的新的研究方向。物种间远缘杂交的生物学效应证实了染色体组多倍化的应用前景。基于稻属植物染色体组多倍化的研究难度和现状,提出了多倍体水稻研究的技术思路。     

植物异源多倍体中特定染色体组的剥离与重建

由于异源多倍体物种的进化时间久远,难以知晓确切的二倍体亲本,现在推测的自然界现存二倍体种又经历过独立的演化,因此,通过特定的实验方法从天然的异源多倍体物种中剥离出特定染色体组并重建异源多倍体的基本种,将为研究异源多倍化过程中祖先基因组的遗传与互作提供独特的材料。现已通过不同的杂交策略,从异源六倍体普通小麦和异源四倍体种甘蓝型油菜中成功重建它们的一个基本种。例如以人工合成的芸薹属异源六倍体（如埃塞俄比亚芥与白菜杂交的AA.BBCC)为桥梁,其中的C染色体组被选择性的丢失后产生的芥菜型油菜（AA.BB）与埃塞俄比亚芥杂交形成的杂种（BBAC）自交后便可重建黑芥(BB)祖先种;将四倍体与二倍体种之一杂交后形成的同源异源六倍体（如AAAACC）连续自交,使处于同源四倍体状态的染色体组（A）快速丢失而重建另一个二倍体基本种（CC）。     

NaCl胁迫对黑麦根尖细胞染色体行为的影响

黑麦是一种耐盐、抗寒、抗旱性强的作物，其根系比小麦发达，是改良小走抗性的重要外源基因供体，为了丰富小麦遗传变异，挖掘黑走在小麦遣传改良中的利用潜力，本实验采用不同浓度的NaCl溶液，用两类不同方法对黑走分别处理24h和48h(共四种处理)。观察其根尖分生组织细胞的染色体行为。结果表明，经NaCl胁迫后的根尖细胞染色体行为产生异常(处理24h，引起染色体畸变的盐浓度范围≥0．15mol／L；处理48h，盐浓度范圈是≥0．10mol／L)，且随着NaCl溶液浓度的升高染色体异常行为不断增多，二者呈极显著正相关。其异常行为类型有微钕、多按(2～3按)、小细胞按(细胞按高度浓缩)、染色体粘连、断裂、染色体桥、染色体落后、染色体多极分布扣不均等分离，四种处理作以比较，发现萌发后根长0．5～1cm再进行盐处理48h，染色体受到的影响最大，染色体畸变率量高。     

利用染色体组型研究花生属花生区组内种间亲缘关系

本文通过染色体组型的鉴定,对花生属花生区组内种间亲缘关系进行了研究.结果表明;(1)二倍体种A染色体组之间的亲缘关系比A、B染色体组之间的亲缘关系近.在A染色体组间,又以A.stenosperma与A.cardenasii之间的关系最近;在A、B染色体组间,以A.villosa与A.batizocoi之间的关系最远。(2)栽培种的亚种内的关系比亚种间的关系近;四倍体野生种A.monricola与密枝亚种的关系比它与疏枝亚种的关系近.     

黑麦、小麦和大麦乳酸脱氢酶基因的染色体定位

本文分别利用小麦品种“中国春”-黑麦lmperial和“中国春”-大麦Betzes的整套标准二体添加系,以及黑麦-小麦单体添加系,对黑麦、大麦及小麦的乳酸脱氢酶(LDH)基因进行了染色定位研究。实验中采用5%聚丙烯酰胺凝胶电脉法。可用于进行LDH同功酶基因定位的酶带仅见于第二区中。结果发现黑麦的LDH同功酶基因Ldh-R1和Ldh-R2位于4R染色体上,大麦LDH同功酶基因Ldh-H1和Ldh-H2位于4H染色体上。由于所用的黑麦-小麦添加系并不成套,只有小麦LDH同功酶基因Ldh-B1被定位在4B染色体上。在供试的3种禾谷类作物中,LDH基因均被定位在第四部分同源群的染色体上。     

稻属(Oryza L.)植物染色体组命名的历史回顾

 稻属约25种，分别属于AA、BB、CC、BBCC、CCDD、EE、FF、GG、HHJJ和HHKK等10类染色体组。早在20世纪30年代，日本学者Morinaga及其同事开创性地开展了稻属染色体组的鉴定和命名工作。他们采用的常规方法是，根据两物种之间的形态和生理差异，尤其是人工杂交产生的种间杂种F1的染色体配对行为来鉴定新的染色体组。其后，不少学者对此进行了补充和完善。然而，对于一些靠人工杂交难以产生种间杂种的稻种来说，就无法利用上述常规方法鉴定其染色体组。最近，人们利用分子标记和荧光原位杂交等分子生物学技术，对这些难以与稻属其他种之间实现有性杂交的个别野生种的染色体组进行了鉴定和命名。由于稻属染色体组的鉴定主要是在20世纪40~60年代间开展的工作，为使人们在今后使用时更加明确其本质含义，对稻属各个种的染色体组定名过程进行了概述和总结。