六倍体小黑麦×六倍体小麦杂交后代中染色体遗传与结构变异鉴定

六倍体小黑麦是普通小麦品种遗传改良的重要基因资源,可以拓宽小麦的遗传基础。本研究以六倍体小黑麦为供体向普通小麦转移黑麦染色质,以探明六倍体小黑麦×六倍体小麦杂交、回交后代的染色体遗传特性,为小黑麦种质材料的后续研究和利用奠定基础。以六倍体小黑麦16引171为母本,六倍体小麦川麦62为父本配制杂交及回交组合,利用非变性荧光原位杂交技术(non-denaturing florescence in situ hybridization,ND-FISH)对F1、BC1F1和BC1F2植株进行细胞学跟踪鉴定。结果表明,杂种F1回交结实率为2.61%;BC1F1植株2R染色体传递频率最高;BC1F2植株中黑麦染色体在后代的传递率为6R>4R>2R,小麦背景中5B-7B相互易位染色体在BC1F2植株中表现出严重偏分离。在BC1F1和BC1F2植株中观察到24种结构变异染色体,包括染色体片段、等臂易位染色体、易位染色体以及双着丝粒染色体,且部分BC1F2植株的种子表现粒长和千粒重均优于六倍体小麦亲本川麦62。因此,在利用六倍体小黑麦作为桥梁向普通小麦导入黑麦遗传物质时,应尽量采取多次回交的...     

节节麦远缘杂种胚的组织培养(简报)

利用活体-离体胚培养和胚愈伤组织诱导、再生植株技术有效地克服了节节麦远缘杂种胚的败育,高效产生了节节麦与硬粒小麦-簇毛麦双倍体、六倍体小黑麦、小麦、大麦间的杂种植株,从而为节节麦种质利用提供了技术方法。     

八倍体小黑麦的酯酶同工酶

在小黑麦的酯酶同工酶研究中,一些报道指出,六倍体小黑麦的胚乳产生5条快速移动带,带1、2和3来自小麦,带5来自黑麦,带4是杂种带;小麦和黑麦胚乳样品机械混合物的酶谱中,只有1、2、3和带5。在比较六倍体小黑麦(AABBRR)和某些八倍体小黑麦(AABBDDRR)时,我们看到在两者的酯酶同工酶酶谱中都有上述E_1区5条标志带。同时,我们也发现,有一些八倍体小黑麦表现出另外     

基于SSR标记的六倍体小黑麦遗传多样性分析

采用已筛选出的多态性较好的分布于六倍体小黑麦21对染色体上的100对SSR引物对从国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)引进的339份六倍体小黑麦进行了遗传多样性分析。结果显示,100对引物共检测出323个等位变异,变幅是1~6个,平均等位变异丰富度为3.23;多态信息含量(PIC)的变幅为0~0.748,平均多态信息含量为0.465;平均遗传多样性指数(H')为0.1439,说明供试的339份六倍体小黑麦品种的SSR遗传多样性较为丰富。同时基于Nei's遗传距离对339份材料进行聚类分析,可以将供试材料分为6个类群。其中,第Ⅵ类群与其他类群的遗传距离较大、遗传差异较明显。研究结果为将六倍体小黑麦的优良基因应用于普通小麦的遗传改良提供了理论依据。     

远缘杂交不需幼胚培养的节节麦基因型

六倍体普通小麦（Triticum aestivum L.)是由四倍体小麦（T.turgidum L.)与二倍体节节麦（Aegilops tanschii Coss.)天然杂交然后通过染色体自然加倍形成的异源多倍体。这一起源过程是自然条件下天然发生的,它的发生需要具备一个条件：四倍体小麦与节节麦的天然杂交种子在自然条件（没有幼胚培养等）下能够正常发芽出苗。我们从22份节节麦中发现来自中东的节节麦AS60在不采用幼胚培养等人工辅助条件下,仍然很容易与四体小麦和普通小麦产生有生活力的杂种植株。AS60与四倍体小麦的杂交种子有50．0％（反交）及57．1％（正交）的种子,而AS60与六倍体普通小麦的杂交种子则有45．5％不需幼胚培养等措施能够正常发芽,生长。AS60的这一特征正是普通小麦起源过程需要的条件。最后探讨了这一发现对小麦遗传改良和对普通小麦起源演化研究的意义。     

六倍体小黑麦与普通小麦杂种F_1花粉植株的细胞遗传学研究

用六倍体小黑麦Rosner与普通小麦科冬58的杂种F_1为材料进行了花药培养。观察了27株花粉植株根尖细胞的染色体,其中有17株非整倍体、9株混倍体和1株单倍体。从花粉植株PMC的染色体构型表明,在单倍水平的植株中以单价体为主,在二倍水平植株中以二价体为主。用Giemsa显带技术鉴定花粉植株的染色体组成,其中黑麦染色体为2—7条,小麦染色体为18—21条。提示用花药培养的方法,可以将六倍体小黑麦与普通小麦杂种F_1理论上可以形成的花粉的染色体组成在植株水平显现出来。     

八倍体小黑麦的醋酶同工酶

在小黑麦的醋酶同工酶研究中,一些报道 指出,六倍体小黑麦的胚乳产生5条快速移动 带,带1, 2和3来自小麦,带5来自黑麦,带4 是杂种带;小麦和黑麦胚乳样品机械混合物的 酶谱中,只有1.2、3和带5^[367]。在比较六倍 体小黑麦（AABBRR）和某些八倍体小黑麦 (AABBDDRR）时,我们看到在两者的醋酶同工 酶酶谱中都有上述E,区5条标志带^[3]。同时, 我们也发现,有一些八倍体小黑麦表现出另外 一种类型的酶谱,对这种酶谱还未见报道。对 于八倍体小黑麦的遗传育种,鲍文奎等曾进行 过许多研究^[12]。为了研究八倍体小黑麦醋酶同 工酶的特点,我们对中国农业科学院作物研究 所提供的14个八倍体小黑麦进行了醋酶同工 酶的电泳分析,     

远缘杂交不需幼胚培养的节节麦基因型

六倍体普通小麦(Triticum aestivum L.)是由四倍体小麦(T.turgidum L.)与二倍体节节麦(Aegilops tanschii Coss.)天然杂交然后通过染色体自然加倍形成的异源多倍体.这一起源过程是自然条件下天然发生的,它的发生需要具备一个条件:四倍体小麦与节节麦的天然杂交种子在自然条件(没有幼胚培养等)下能够正常发芽出苗.我们从22份节节麦中发现来自中东的节节麦AS60在不采用幼胚培养等人工辅助条件下,仍然很容易与四倍体小麦和普通小麦产生有生活力的杂种植株.AS60与四倍体小麦的杂交种子有50.0%(反交)及57.1%(正交)的种子,而AS60与六倍体普通小麦的杂交种子则有45.5%不需幼胚培养等措施能够正常发芽、生长.AS60的这一特征正是普通小麦起源过程需要的条件.最后探讨了这一发现对小麦遗传改良和对普通小麦起源演化研究的意义.     

在六倍体小麦的异源多倍化早期微卫星侧翼序列迅速发生了改变

在异源多倍体形成的早期, DNA序列和基因的表达迅速发生了改变. 以异源六倍体小麦为例, 比较了四倍体小麦与节节麦合成六倍体小麦前后, 位于普通小麦D染色体组不同染色体臂上的特异性引物揭示的微卫星位点变化特点. 结果表明, 从四倍体小麦与节节麦杂交, 将A, B与D染色体组结合在一起并加倍得到AABBDD的六倍体小麦这一“剧烈事件”中: (ⅰ) 微卫星的侧翼序列发生了变化, 导致出现了供体物种没有的新带纹或供体物种的带纹消失, 其中, 供体物种的带纹消失是主要的. (ⅱ) 供体物种的带纹消失不是随机的, 而是四倍体小麦消失频率远高于节节麦的频率, 即发生在A, B染色体组的消失频率比发生在D染色体组的频率高得多. (ⅲ) 微卫星侧翼序列的变化在多倍化的早期(F₁代或S₁代)就开始发生. 由此看来, 微卫星两边的侧翼区域在多倍化过程中很活跃, 是容易发生变化的区域. 微卫星的生物学功能可能与多倍体进化过程有关, 微卫星两边的侧翼区域在多倍化过程的早期迅速发生有方向性的改变可能有利于新形成异源多倍体的迅速进化, 从而使不同染色体组在遗传上迅速达到协调.     

合成六倍体小麦的遗传育种

普通小麦是由四倍体小麦栽培类型与野生二倍体节节麦远缘杂交形成的异源六倍体.普通小麦保持了四倍体小麦的高产潜力,D基因组的加入丰富了食品加工产品类型、增强了环境适应能力.与二倍体作物不同,普通小麦有3个亚基因组,存在大量重复基因,基因组缓冲性、可塑性强,单个基因拷贝可能对育种改良的效果有限.小麦3个亚基因组的遗传多样性是...     

小黑麦与普通小麦杂交的研究

小麦与黑麦的属间杂交已有相当长的历史 了。直到多倍体法在小黑麦育种上应用后,才 使小黑麦育种工作取得重大的突破,相继育成 了许多小黑麦新种,如八倍体小黑麦和六倍休 小黑麦。它们的共同优点是抗病性、抗逆性强, 经济性状好（大穗、多花、品质好）。六倍体小黑 麦的主要缺点是籽粒不饱满;八倍体小黑麦的 主要缺点是晚熟秆高容易倒伏,影响了在生产 上直接推广应用。     

矮败八倍体小黑麦

八倍体小黑麦是人工合成的新物种,含有Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｒ４个染色体组,作物育种工作者经过几十年坚持不懈的努力,小黑麦的农艺性状已经有了很大改良,选育的品种也开始应用于生产。但是,小黑麦毕竟是１个新作物,整体水平远不如有数千年栽培历史的普通小麦。因此,小黑麦...     

节节麦与小麦、黑麦或小黑麦的杂种幼胚的离体培养

以山羊草属节节麦作母本,普通小麦、二粒系小麦、黑麦及小黑麦分别作父本杂交,将授粉后不同天数的幼胚取下,在无菌条件下接种于试管内培养。共接种101个杂交组合的1090个幼胚,分化成全苗的31个(2.84％),无根小苗20个(1.83％),类苗24个(2.2％)、愈伤组织66块(6.05％)未分化的950个(87.16％)。在31个全苗中包括普通小麦的21株、二粒系小麦的5株、黑麦的2株、小黑麦的3株。试验说明,用二倍体节节麦作母本,借助于幼胚培养,也可以获得远缘杂种。     

叶绿体膜的结构与功能Ⅴ.不同倍体小麦叶绿体膜在生物发生中的超微结构变化

观察了二、四、六倍体小麦和八倍体小黑麦叶绿体膜在生物发生中的超微结构变化。发现不同倍体小麦叶绿体膜除有近似的生物发生过程以外,在膜的发育速度和组装程度上均有显著的差异。最引人注目的是四倍体硬粒小麦和八倍体小黑麦质体的被膜上,频繁出现向外隆起形成具有多层环形双脂膜层结构的“芽孢状小体”,非常类似原核生物的光合膜系。在黄化幼苗转绿1小时后,其被膜仅往外隆起1—2层双脂膜的小凸起;转绿4小时后,已成长为具有多层双脂膜层结构的“芽孢状小体”;至22小时后消失(或脱落)。根据这一变化以及前质体中邻接“小体”的区域同时出现有非常明显的 DNA 区,推断这些变化很可能是叶绿体增殖的一种方式。     

易组"太谷核不育基因"(Ms2)基因定位的研究

将在远缘杂交中由普通小麦（AABBDD）4D染色体易组导入六倍体小黑麦（AABBRR）以及硬粒小麦（AABB）的太谷核不育基因Ms2（原位于普通小麦4D染色体短臂距着丝点31．2cM的显性雄性不育核基因）。重新异回普通小麦染色体组中,所获得携带易组Ms2基因的新型太谷核不育小麦其显性雄性不育特性表达正常,且雄性不育株的雌性可育机制正常,对不育株幼穗花粉母细胞减数分型期染色体构型的观察可见其为整倍体（2n=42),尚未发现回归普通小麦的易组太谷核不育与原位 的太谷核不育基因有不同的表型。采用系统的标志基因测交法对回归普通小麦的易组太谷不育基因进行测交定位,发现易组Ms2基因与普通小麦显性秆标志基因Rht3连锁,从而将其定位于普通小麦4B 色体虎Rht3基因9.7cM处,新位点被命名为Ms2（4BS）,对Ms2基因在六倍体小黑麦与原太谷核不育小麦远缘杂交中位时的走向,普通小麦4A与4B染色体的互换更名以及Ms2（4BS）新位点的开发利用进行了讨论,认为异源多倍体生物核基因的组间易位倾向于从供体染色体向进化亲缘关系较密切,且染色体序数与染色体臂相同的部分同源染色体易位;1988年第7届国际小麦遗传学会对普通小麦4A与4B染色体的互换更名是正确的;Ms2（4BS）作为一个新型的遗传标记,作为小麦族内所有携带B染色体组的物种的育种工具和在拓建各为小麦种质资源的基因库等方面均有广泛的用途。     

六倍体小黑麦与普通小麦杂交的细胞遗传学研究

利用六倍体小黑麦与普通小麦杂交,Ｆ１具有两个单倍体染色体组（Ｄ、Ｒ）,在减数分裂时,单倍的染色体组（Ｄ、Ｒ）可产生较多的单价体断裂与再融合。可诱发染色体易位,同时在杂种自交的情况下探讨单倍的Ｄ、Ｒ染色体组的遗传规律性与染色体组的再形成。１材料与方法１...     

显性雄性不育六倍体小黑麦选育初报

利用Beagle等4个不含D染色体组的完全六倍体小黑麦为父本,给一个混合群体内的不育株分 株系连续5次杂交（包括回交）,从中选出了一个株系,其杂交（包括回交）一代始终分离出一半左右的不 育株,从而认为MS, (Tal)基因,’巳经由4D染色休上易位到其他染色体组的某一条染色体上去了。 新育成的显性雄性不育六倍体小黑麦雄性不育彻底且稳定,异交结实率高,无其他不良性状,可作为六 倍体小黑麦杂交育种（特别是轮回选择育种）的好工具来使用。     

不同小麦进化材料生育后期光合特性和产量

以二倍体野生一粒小麦(Triticum boeoticum)、栽培一粒小麦(T. monococcum)、节节麦(Aegilops tauschii)和黑麦(Secale cereale)、四倍体野生二粒小麦(T. dicoccoides)、栽培二粒小麦(T. dicoccum)、硬粒小麦(T. durum)、六倍体普通小麦(T. aestivum)‘扬麦9号’和‘扬麦158’及八倍体小黑麦(Triticale)为材料,采用盆栽试验研究了不同小麦进化材料生育后期旗叶光合特性的演变及产量的差异。结果表明,与六倍体普通小麦和八倍体小黑麦相比,二倍体和四倍体材料在开花前具有较高的光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、最大光能转换效率(F_v/F_m)和实际光化学效率(Φ_PSⅡ)。开花以后,二倍体和四倍体材料受非气孔因素的影响,光合能力下降较快;除黑麦外,旗叶光合速率在开花10 d后都低于普通小麦和小黑麦,胞间CO₂浓度(C_i)迅速增加,F_v/F_m、Φ_PSⅡ和叶绿素含量快速下降。二倍体和四倍体材料开花前单株总叶面积和旗叶叶面积较大,花后下降迅速,功能期短;单株穗数也较多,但穗粒数、千粒重、产量和收获指数却显著低于普通小麦。因此,小麦长期进化过程中,普通小麦花后较高的光合能力及较长的光合持续期是提高千粒重,进而提高产量的重要生理基础。     

合成六倍体小麦与其亲本在合成后小麦A/B染色体组微卫星位点的比较

构建人工合成六倍体小麦是利用小麦近缘材料优异基因的很有效的方法。但是目前在人工合成异源六倍小麦的过程中对微卫星位点的影响研究尚不完善。本研究直接比较了亲本四倍体小麦PS5与4个不同粗山羊草进行远缘杂交并经染色体自然加倍后获得4个人工合成六倍体小麦前后,位于普通小麦A/B染色体组不同染色体臂上的104对引物的变化。结果表明,104对微卫星引物的扩增产物在4个合成六倍体小麦中具有与普通小麦相同的带型;但在22对引物的扩增产物上存在差异,其中Am4与其它3个六倍体小麦Am1,Am2,Am3在15对引物扩增的条带存在差异;另外发现有45对特异与AB染色体的引物能够在粗山羊草中扩增出产物,其中特异于B染色体组的引物47.54%的可以在粗山羊草中扩增出产物,而A染色体组的引物占38.24%。因此,基于普通小麦开发的微卫星引物可以用于合成六倍体小麦的研究,而Am4材料与其它3个合成二倍体小麦的差异尚需进一步研究,另外我们推测普通小麦的B染色体组与A染色体组相比与粗山羊草存在较近的亲缘关系。     

异细胞质八倍体小黑麦的获得及其细胞遗传

改变小黑麦细胞质有可能增加减数分裂的稳定性,提高小黑麦的结实率与籽粒饱满度。作者以不同细胞质的“中国春”小麦与黑麦杂交,F_1幼苗用秋水仙素加倍获得双二倍体、或以八倍体小黑麦为父本与F_1杂交,获得异细胞质八倍体小黑麦(Triticale 8x)8个品系。实验结果表明:细胞质不同的“中国春”小麦与黑麦杂交结实率差异显著,出苗率亦不同,F_1株型多为两亲的中间型,花药不开裂,个别组合出现雄蕊雌化现象,有的组合表现生长弱性,减数分裂中期Ⅰ常出现1至数个末端交叉的棒状二价体,其数量在不同组合间差异显著,表明异细胞质对染色体配对有影响。D类细胞质对改进八倍体小黑麦的结实率可能有一定的作用。