小麦BNS雄性不育中国春恢复基因的连锁群检测和QTL初步定位

BNS是一个新发现的温敏小麦雄性不育系,有良好的不育性和自身转换性,在杂交小麦利用和不育资源研究中有重要价值。为定位BNS的恢复基因,首先以BNS的高恢复系中国春为材料,创建BNS×中国春F2作图群体,建立自交结实率和花粉可育率两个表型BSA池;然后用中国春缺体-四体系检测恢复相关连锁群;最后用这些连锁群上的SSR分子标记筛选BSA池,用检测的连锁标记筛选F2作图群体,进一步定位恢复基因的QTL位点。结果表明,用BNS与中国春缺四体杂交,根据F1不育性检测到4个相关连锁群,分别是1A、1B、2B和7B;利用4个相关连锁群和4个非相关连锁群共8个染色体上的222对SSR分子标记筛选2对共4个BSA池,结果在3个相关连锁群上检测到8对连锁标记;用这8对连锁标记筛选F2群体210个个体植株,检测到5个QTL位点,位于1A、1B和2B染色体上。这些位点中,1个与自交结实率相关,2个与两个表型均相关,是主效QTL位点,另2个与花粉可育率相关,是微效QTL位点。这些结果为BNS恢复基因分子标记选择和精细定位奠定了基础。     

小麦基因定位的两种方法

一、利用小麦的缺体系和单体系把基因定位在相应的染色体上.任务:1.掌握缺体的遗传学分析方法;2.根据产量结构的基本因素对"中国春"单体系列植株进行分析;3.对中国春单体系列植株的形态学予以说明.材料和设备:1.小麦植株(腊叶标本、田间或温室生长的植株均可);2.尺子;3.铅笔、记录本.     

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。     

一种小麦蓝粒标记单体代换系4E(6B)的创制

为探索利用长穗偃麦草4E染色体代换方法快速创制具有蓝粒标记性状的小麦单体系统,本试验以中国春6B单体和小麦－长穗偃麦草4E二体异附加系为材料,通过杂交、回交结合染色体鉴定等方法培育出具有蓝粒标记的小麦单体代换系4E(6B)。该蓝粒标记小麦单体代换系籽粒为浅蓝色,能够正常生长结实,其自交后代可分离出27.8％的深蓝籽粒小麦4E(6B)二体代换系、66.7％的浅蓝籽粒小麦4E(6B)单体代换系和5.5％的白粒小麦6B缺体,表明长穗偃麦草4E染色体对小麦6B染色体的缺失具有一定的补偿功能。     

普通小麦的端着丝点染色体(续完)

应用一、鉴定非整倍体和其它畸变类型小麦端体首先用于单体的鉴定。要确定两个单体植株是否属同一染色体的单体,需要让二者杂交,而后出现一个缺体,或者出现一个双单体,这种测验需要多至50—100个F_1植株。但是当一个染色体是端体(或等臂体),并以它作父本与另一个单体杂交时,如果产生出单端体后代,就证实这两个单体品系所涉及的是同一染色体,而这种单端体出现的频率大约为     

普通小麦基因组中籽粒戊聚糖含量的染色体控制

以普通小麦中国春及其30种缺四体为材料,对其籽粒戊聚糖含量进行遗传分析和鉴定。结果表明,1D、2B、3B、4B、6A和7A染色体可能携有增加水溶性戊聚糖(WSP)含量的相关基因,1B染色体可能携有降低WSP含量的相关基因;1B、3D、4A和7D染色体可能携有增加非水溶性戊聚糖(WIP)含量的相关基因,1A、2D和6A染色体上可能携有降低WIP含量的相关基因。     

“Largo”和“Amigo”小麦品种抗麦二岔蚜基因的染色体位置

麦二岔蚜(Schizaphis graminumRondani)引起小麦、燕麦、大麦和高梁的严重经济损失。近年来,曾研究过种质品系‘Amigo’(Triticumaestivum L.)和‘Largo’(Triticum turgidum XTtauschii)六倍体小麦对麦二岔蚜的遗传抗性。Amigo含有从黑麦(Secale cerealeL.)转移来的单显性基因。Largo是‘Langdon’硬质小麦(T.turgidum L.)和T.tauschii(Coss)Schmal的双倍体。 Largo和Amigo之间的杂交表明,每个亲本都有一种抗麦二岔蚜生物型C的独立基因。用一组“中国春”单体小麦品种测定Amigo和Largo抗性基因的染色体位置。把来自单体Fl的F2植株种植在直径为12厘米的盆钵中或平地上,生长到2至3叶时,接种生物型C的麦二岔蚜。我们发现Amigo的抗性基因位于染色体1A上,Largo的抗性基因位于染色体7D上。中国春单体小麦和Amigo之间杂交的染色体对的资料表明,Amigo不同于包括染色体6A、6B、7A和7B的两个相互易位的中国春单体小麦。     

历经13年小麦基因组图谱绘制完成

正经过13年努力,来自20个国家73个研究机构的200多名科学家终于绘制完成完整的小麦基因组图谱。这项"里程碑"工作为培育产量更高、营养更丰富、气候适应性更强的小麦品种奠定基础。国际小麦基因组测序协会16日在美国《科学》杂志上发表论文说,他们以一种叫做"中国春"的小麦遗传研究模式品种为材料,研究整合了21条小麦染色体参考序列,获得107 891个基因的精确位置、超过400     

一个大穗型小麦-黑麦异代换系的细胞学和SSR鉴定

为了深入研究大穗型小麦的遗传基础,利用细胞学和SSR方法对从普通小麦与六倍体小黑麦杂交后代中选育的大穗型小麦-黑麦材料7-25进行了鉴定.结果表明,品系7-25的根尖细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期I(PMC MI)绝大多数细胞内可观察到21个二价体,平均染色体构型2n=20.94Ⅱ 0.11Ⅰ,它与中国春杂种F1的多数花粉母细胞染色体构型为2n=20Ⅱ 2Ⅰ,因此表明品系7-25 是一个小麦-黑麦的二体异代换系.使用位于黑麦1R～3R、5R～7R染色体上的黑麦特异的20对SSR引物,其中有2对引物SCM268和SCM120能在7-25品系中稳定地扩增出黑麦特异染色体片段.SCM268、SCM120分别位于黑麦5R染色体的短臂和长臂上.综合细胞学和SSR分析结果,进一步确定品系7-25为小麦-黑麦5R代换系.     

燕麦单体系列的育成及其特性的研究

因为栽培燕麦(Avena byzantina 或 A.Sativa)是六倍体(2n=6x=42),所以认为能够育成21种单体(2n-1=41)和21种缺体(2n-2=40)。这个完整的单体和缺体系列在燕麦的遗传学及育种学研究上有很大的实用价值。燕麦的单体育种曾在多个品种中间断的进行,但同一品种内近等基因系的完整系列     

染色体工程技术在小麦雄性不育研究和杂种优势利用中的应用

染色体工程技术主要包括染色体的添加、削减和代换。随着科学技术的不断发展，现代生物技术亦融入到染色体工程技术，赋予染色体工程以新的内容，不仅包括在染色体组、染色体和染色体片段水平上所进行的染色体遗传操作，而且涵盖了染色体原位杂交、染色体微切割和人工染色体等新技术。本文阐述了染色体工程技术在小麦雄，巨不育研究和杂种优势利用中的应用，其主要有：(1)育性基因的定位，如育性基因的单体、缺体、端体和缺四体分析等；(2)外源育性基因的染色体鉴定；(3)核型雄性不育的染色体保持技术；(4)育性载体染色体的定向替换等。本文还对染色体工程技术研究应用进展进行了分析与展望。     

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。     

基于TRAP的长穗偃麦草SCAR标记的开发及应用

为了开发长穗偃麦草的特异标记,依据TRAP技术,利用56对固定引物与随机引物的组合对中国春-长穗偃麦草附加系等材料进行PCR扩增,共筛选出160条分布于长穗偃麦草1E-7E染色体的特异扩增片段。通过对104个片段的序列进行同源比对,选择与小麦无同源序列的区段设计138对引物,分别对中国春、长穗偃麦草、中国春-长穗偃麦草附加系进行PCR扩增,最终获得30个长穗偃麦草特异SCAR标记,发展标记的效率为53.6%。利用这些特异SCAR标记对硬粒小麦(AABB)与异源六倍体小麦(AABBEE)杂交产生的F2中38个单株进行扩增鉴定,9个单株仅附加了1条相同的E染色体,其余为多条E染色体或者无E染色体附加。这些SCAR标记在不同材料和世代表现出优越的特异性和稳定性,可用于检测小麦背景中附加的相关长穗偃麦草染色体。     

中国春背景下长穗偃麦草抗赤霉病相关基因的染色体定位

长穗偃麦草具有良好的赤霉病抗性,是小麦赤霉病抗性改良的重要种质资源。为了深入研究长穗偃麦草的赤霉病抗性并对其抗性相关基因进行染色体定位,连续两年两地于开花期通过单花滴注法对中国春-长穗偃麦草二体附加系、置换系等31份材料进行穗部接种,21d后调查发病情况;同时调查了各材料的自然发病情况。结果表明,长穗偃麦草的赤霉病抗性主效基因定位于1E和7E染色体,其中7E染色体的短臂具有良好的赤霉病抗性,2E和4E染色体具有微效抗性基因,而3E、5E和6E可能存在易感基因。     

新消息

0158 小麦非整倍体、染色体代换系,易位系花药培养的遗传分析——利用1个中国春1D单体、6个品种的带有来自中国春5B或5BL染色体的代换系和1B(1BL—1BS/1BL—1RS)易位杂合体的杂种F_1研究花药培养。结果表明:①中国春1D和5BL上的基因可以增加胚胎发生频率②1RS上含有与再生能力有关的基因③增加白化体频率的一个基因位     

具有6MV染色体(偏凸山羊草)的代换系材料细胞学及白粉病抗性的初步研究

为了扩充小麦抗白粉病基因种质资源,对具有普通小麦特征的中国春×硬偏麦六倍体杂种F6代稳定株系9606217、9606117、9606233、9606324和9606344进行苗期室内白粉病抗性鉴定和细胞学观察.发现5个株系染色体数目均为42,在9606217、9606117和9606233中都带有1对臂比值约为4.44的近端着丝粒染色体,与原始亲本之一偏凸山羊草6MV染色体相似,而9606324和9606344没有这对近端着丝粒染色体,9606117和9606233缺少1对随体染色体6B;9606117的花粉母细胞减数分裂染色体可构成21个二价体,9606117与中国春杂交的F1减数分裂染色体构成20个二价体和2个单价体;白粉病抗性鉴定表明,9606217、9606117和9606233对低毒力1号病小种和高毒力315号小种免疫,9606324对1号和315号小种均感病,9606344对1号小种免疫而对315号小种感病.可以初步判断,9606117为6MV/6B染色体代换系,9606217、9606117和9606233对白粉病的优良抗性与6MV染色体有关.     

普通小麦的端着丝点染色体

起源普遍小麦的21个染色体都有两个臂,但单价体在减数分裂时发生错分裂,可以产生一个臂的染色体,称为端着丝点染色体(译者注:简称端体)也可以产生两臂相同的等臂染色体(译者注:简称等臂体)。现已得到所有的42个端体。 11个端体(1AL、2AS、4Aa、5AL、2BL、3AS、4BL、1DL、5DL、6DS和6DL)来自一般染色体错分裂产生的等臂     

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。     

小麦种内的染色体代换

目前,小麦非整倍体的利用已十分广泛,并且在遗传分析和染色体代换方面的应用已发展成为一门精密的方法学。多年来已经收集到与普通小麦21条染色体相应的一套非整倍体(即单体、四体、双端     

粗穗披碱草1HtS染色体的蛋白质二硫键异构酶基因CAPS标记

中国春-粗穗披碱草罗伯逊1Ht S.1BL易位系高抗小麦条锈病、叶锈病和白粉病。为了获得抗病小片段易位系,用中国春ph1b基因缺失突变体对1Ht S.1BL进行了诱导,获得了大量诱导后代。本研究用位于小麦1DS染色体的87个EST-STS标记对中国春、粗穗披碱草和1Ht S.1BL易位系进行分析,未发现多态性标记。对其中扩增较好的引物BE444859的PCR产物进行随机克隆测序,获得了14个序列,与已发表的小麦蛋白质二硫键异构酶基因序列具有97%以上的同源性,14个序列均包含3个外显子和2个内含子。限制性酶切位点分析表明,仅2个序列含有HaeIII酶切位点。验证实验结果表明,BE444859/HaeIII组合可以在供试材料中获得多态性。进而用BE444859/HaeIII对一套中国春-粗穗披碱草附加系和151株诱导后代材料进行分析,结果显示,特异多态性条带仅出现在含1Ht S的材料中;68株后代材料均可扩增出多态性带。因此,BE444859/HaeIII可以作为粗穗披碱草蛋白质二硫键异构酶基因CAPS标记,用于检测小麦背景中的1Ht S染色体。本研究揭示当杂交亲本间无直接PCR多态性而又需要建立标记时,发展CAPS标记是行之有效的方法。