来源于中国春×洛夫林10的DH群体的磷利用效率的鉴定

黑麦(Secale cereale L.)1R染色体上带有磷高效基因,含有1RS/1BL易位的洛夫林10号是-个磷高效的品种.证明P效率的基因是否位于1RS上和洛夫林10号的P高效基因是否来源于1RS具有重要意义.为了验证该假设正确与否,调查了一个DH群体的61个系的P利用效率,该群体来自于高效吸收磷的品种洛夫林10号和低效吸收磷的中国春的F1代花药培养,是否带有1RS/1BL易位和不含有1RS/1BL易位的DH系间的磷利用效率存在差异?应用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)和基因组原位杂交(GISH)鉴定DH群体中的1RS/1BL易位系.A-PAGE分析表明61个DH系中有34个含有1RS/1BL易位染色体,因为它们含有1RS特有的Sec-1醇溶蛋白带纹.进一步用GISH证明了34个系中33个含有一对1RS/1BL纯合易位,只有一个是1RS/1BL单体.田间试验在缺磷土壤中进行,调查各DH系以及它们的亲本在-p(不施P肥)和 P(60kg P/hm-2)条件下的籽粒产量、生物量、每株穗数、磷吸收效率和磷利用效率.结果表明,土壤缺磷降低洛夫林10号的前四个性状的值,但中国春的降低更加严重.洛夫林10号无论在 P和-p条件下所有测试性状的值都高于中国春,但磷的利用效率二者相似.在-P和 P条件下,所测定的五个性状存在分离,且在DH系之间有显著差异;虽然DH系间的变异超出双亲,但是所有DH系的平均值介于双亲之间.前述五个性状的平均值和耐低磷值(-P/ P的相对籽粒产量)在含有1RS/1BL易位和无1RS/1BL易位的DH系之间没有差异.这表明在洛夫林10号中的1RS与磷的利用效率和耐低磷能力没有关系,1RS上可能没有磷高效基因.因此,有可能从洛夫林10号的后代中选出高品质、高效利用磷和耐低磷的优良品种.     

黑麦碱基因（Sec–1）表达缺失的1RS／1BL易位系的鉴定

用改良的Giemsa C－带技术、DNA原位杂交和酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（A-PAGE）对来源于小麦品种绵阳11与不同黑麦自交系远缘杂交获得的高代株系（BC1F7）的染色体结构和醇溶蛋白进行了研究。结果发现,在鉴定的200个株系中,有45个株系经C-带和A-PAGE检测均一致地发现它们含有一对1RS /1BL易位染色体,而一个株系843-1-1,C-带鉴定、原位杂交结果均证明它含有一对1RS/1BL易位染色体,但A-PAGE醇溶蛋白图谱却不具有黑麦1RS染色体臂的黑麦碱特征带,而表达出既不同于黑麦碱又不同于亲本绵阳11的醇溶蛋白带型。这一结果表明,利用不同的黑麦亲本资源,可以获得黑麦碱基因Sec-1表达缺失的新的1RS/1BL易位系。这种新的1RS/1BL易位系缺失了影响小麦品质的黑麦碱蛋白,因此是进一步研究1RS/1BL 易位对小麦品质影响的珍贵材料。研究指出,在利用外源基因的植物育种中,外源种供体材料的遗传多样性是值得重视的基因资源。     

K型小麦细胞质雄性不育保持系T911289中外源遗传物质的初步鉴定

利用荧光基因组原位杂交(GISH)、生化标记和DNA分子标记技术对普通小麦(Triticum aestivum L.)K型细胞质雄性不育保持系T911289的染色体组成进行了鉴定与分析.GISH鉴定和黑麦特异散布重复序列的检测结果表明, T911289的外源遗传物质来源于黑麦,黑麦1RS上的微卫星引物SCM9扩增结果和醇溶蛋白酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)分析、低分子量谷蛋白的SDS-PAGE分析均表明,T911289所含的黑麦遗传物质来源于1RS;A-PAGE和SDS-PAGE分析及小麦1BS上的微卫星引物的扩增结果则表明,T911289缺少1BS染色体臂或1BS末端片段.GISH鉴定结果还表明,T911289中有罗泊逊易位和小片段易位两种类型的杂交信号,说明T911289是一个异质群体,但其罗泊逊易位又不同于生产上大面积应用的1BL/1RS易位,它可能是一种新的复杂易位形式.虽然T911289的小片段易位未能打破优异农艺性状与劣质蛋白基因的连锁,但这种小片段易位的获得将有利于小麦和黑麦的遗传研究,这种种质材料在育种上的应用价值也应优于罗泊逊易位.     

小麦易位系1BL/1RS×7DL.7Ag的F2分子检测及其农艺和品质性状分析

以‘豫农982’(1BL/1RS易位)和wheatear(7DL.7Ag易位)杂交后代的900个F2群体及其F2∶3家系为实验材料,对F2群体进行1BL/1RS易位和7DL.7Ag易位类型分子检测,调查分析F2群体及F2∶3家系的农艺、产量性状(F2群体的农艺性状仅作参考,重点分析F2∶3家系的性状),并探讨1BL/1RS易位和7DL.7Ag易位对小麦品质的影响。结果表明:(1)STS标记Lr19130与SSR引物Xgwm428联合使用可作为共显性标记鉴定纯合7DL.7Ag易位与杂合7DL.7Ag易位,完善了7DL.7Ag易位的分子检测方法。(2)在农艺和产量性状方面,1BL/1RS易位可显著降低株高,有助于提高穗粒数和小穗数;7DL.7Ag易位在籽粒千粒重和产量上有显著的正向作用,但7DL.7Ag易位的穗粒数显著低于非7DL.7Ag易位且有延迟小麦成熟和增加株高的趋势;1BL/1RS和7DL.7Ag双重易位可同时提升小穗数和千粒重,但穗粒数减少。(3)在品质性状方面,1BL/1RS易位主要影响沉淀值、稳定时间、弱化度、最大拉伸阻力、延伸度等主要反映蛋白质质量的性状,使面筋质量显著降低,而对蛋白质含量、湿面筋含量和吸水率等主要反映蛋白质数量的性状影响较小;7DL.7Ag易位显著提高沉淀值和面团拉伸品质参数,对小麦粉质参数和糊化参数贡献不大。由此推测,将7DL.7Ag易位应用于小麦品种选育,有望突破产量瓶颈并可较好地提升品质。     

K型小麦细胞质雄性不育保持系T911289中外源遗传物质的初步鉴定

利用荧光基因组原位杂交(GISH)、生化标记和DNA分子标记技术对普通小麦(triticum aestivum L.)K型细胞质雄性不育保持系T911289的染色体组成进行了鉴定与分析。GISH鉴定和黑麦特异散布重复序列的检测结果表明,T911289的外源遗传物质来源于黑麦,黑麦1RS上的微卫星引物SCM9扩增结果和醇溶蛋白酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A—PAGE)分析、低分子量谷蛋白的sDS_PAGE分析均表明,T911289所含的黑麦遗传物质来源于1RS;A-PAGE和SDS-PAGE分析及小麦1BS上的微卫星引物的扩增结果则表明,‘1911289缺少1BS染色体臂或1BS末端片段。GISH鉴定结果还表明,‘1911289中有罗泊逊易位和小片段易位两种类型的杂交信号,说明T911289是一个异质群体,但其罗泊逊易位又不同于生产上大面积应用的1BL／1RS易位,它可能是一种新的复杂易位形式。虽然T911289的小片段易位未能打破优异农艺性状与劣质蛋白基因的连锁,但这种小片段易位的获得将有利于小麦和黑麦的遗传研究,这种种质材料在育种上的应用价值也应优于罗泊逊易位。     

几类异质1BL／1RS小麦雄性不育系诱导孤雌生殖性的研究

系统调查了4种异质（即偏凸,粘果,易变和二角山羊草细胞质）1BL/1RS小麦雄性不育系与其一系列异质同核系,同质异核系,异质异核系杂交,回交世代诱导孤雌生殖性的遗传变异规律,染色体分裂行为和对外表现特点,结果表明：1、异源细胞质与小麦1BL/1RS核型专一互作,有着消弱同源染色体配对,提高中期单价体细胞率的作用;2、特定细胞质背景下,专一核型内细胞单价体频率高低与诱导孤雌生殖性的频率直接相关;3、1BL/1RS易位染色体中易位片所存在系列差异以及1BL/1RS易位染色体外基因型背景不同,诱导孤雌生殖性的频率明显不同;4、提高或抑制不同杂交,回交世代间孤雌生殖频率,不育系母本或不同基因型父本有着同等重要的作用。选择最佳父母本组合杂交可明显提高或降低后代群体中的孤雌生殖性频率。     

小麦-黑麦1BL/1RS 易位染色体和外源染色体在两个三属杂种中的减数分裂行为

利用荧光原位杂交技术分析了两个小麦-外源种杂种花粉母细胞中1BL/1RS 小麦-黑麦易位染色体和外源染色体包括中间偃麦草(Thinopyrum intermedium (Host) Barkworth & DR Dewey)、簇毛麦(Haynaldia villosa (L.) Schur)染色体的减数分裂行为. 我们首次发现:在减数分裂后期, 1BL/1RS 小麦-黑麦易位染色体发生错分裂,形成两个易位染色单体. 这种错分裂导致易位染色单体在末期Ⅰ分配到两个正在形成的细胞核内,错分裂的易位染色单体进一步形成微核,并在四分体期观察到黑麦的微核出现.从贵农22×遗4095 的F2代植株中检测到一个2n=41的植株,其含有一对1BL/1RS 小麦-黑麦易位染色体,核型分析表明,其中一条黑麦染色体臂比另一条的黑麦染色体臂短1/3左右.在遗4212×遗4095的F2代中检测到一个具有中间偃麦草染色体小片段易位到小麦染色体端粒部分的小麦-中间偃麦草易位植株.这可能是由于在减数分裂过程中发生非均等分裂导致小麦-黑麦1BL/1RS易位染色体的黑麦染色体段臂缺失1/3及小麦-中间偃麦草非罗伯逊易位.在两个杂种F2植株中,中间偃麦草染色体分布频率为39.6%, 簇毛麦染色体分布频率为43.4%, 1BL/1RS 小麦-黑麦易位染色体分布频率分别为51.8%和56.6%.实验结果表明,1BL/1RS 小麦-黑麦易位染色体与外源染色体包括中间偃麦草、簇毛麦染色体在减数分裂过程中没有相互作用.小麦-黑麦1BL/1RS易位染色体在减数分裂过程中可以发生错分裂,并导致杂种后代黑麦染色体臂发生缺失.这对于培育以小麦为背景含有不同长度的黑麦1R染色体短臂的种质及小麦-外源染色体非罗伯逊易位的小片段易位系具有指导意义.     

青海省小麦品种中Yr10和Yr15基因及其1BL/1RS易位的分子检测

利用抗条锈病基因Yr10和Yr15的SCAR和Barc8标记以及1BL/1RS易位的复合标记,对青海省育成和引进的137份小麦品种进行检测,以明确Yr10和Yr15基因以及1BL/1RS易位在青海小麦品种资源中的分布.结果显示:在137份材料中,有4份检测到Yr10基因,19份检测到Yr15基因,分别占参试材料的2.9%和13.9%,没有检测到同时携带Yr10和Yr15基因的材料;有22份材料为1BL/1RS易位,占参试材料的16.1%.研究表明,青海省大部分小麦抗锈品种及1BL/1RS易位品种为外引种品种.     

粘类非1BL/1RS小麦CMS基因定向选择及其育性特性的研究

对携有不同不育基因的4个粘类小麦雄性不育系进行了定向选择与鉴定,并对其育性特性进行研究,以选育更具应用价值的粘类非1BL/1RS小麦雄性不育系,推动三系杂交小麦的实际应用.结果表明:(1)根尖体细胞随体鉴定和A-PAGE技术分析筛选出的SP4、莫迦小麦为非1BL/1RS类型,其它供试不育系均属于1BL/1RS类型;(2)减数分裂及成熟花粉粒形态观察,粘类非1BL/1RS小麦雄性不育系其不育性是在整个配子发育过程中连续产生的,且在B型不育细胞质背景下,SP4和莫迦小麦的花粉细胞学形态与在K、Ven型2种不育细胞质背景下的不同,B型不育细胞质背景下SP4和莫迦不育系的花粉萌发率比K、Ven型不育细胞质背景下的花粉萌发率高;(3)以不同来源不育基因培育成的粘类K、Ven型非1BL/1RS不育系育性恢复性测定发现,SP4、莫迦小麦2种雄性不育系育性恢复性有一定差异,莫迦小麦不育类型育性恢复性高于SP4.     

粘、易、偏型非1BL／1RS小麦雄性不育系育性恢复性研究

以粘、易、偏型非1BL/1RS不育系ms(kots)-90-110、ms(var)-90-110为母本,一些优良小麦品种（系）为父本,广泛进行测交和育性恢复性分析,结果表明：（1）粘、易、偏型非1BL/1RS不育系不同于相同细胞质背景下1BL/1RS易位型不育系,突出地表现为：不育性稳定,恢复源广泛,高恢复度恢复系在普通小麦中占较大比例,且F1育性变异幅度小,变异系数低,并可将二者视为选择优良恢复系的辅助指标（2）粘、易、偏型非1BL/1RS不育系安全克服了同质1BL/1RS不育系产生单倍体的缺点,不育系和测交F1无单倍体产生;（3）粘、易、偏型非1BL/1RS不育系持有的易恢复性特点,为常规育种的最新成果直接应用于杂种小麦组配强优势组合创造了极有利条件。     

1RS-7DS.7DL小麦-黑麦小片段易位系的鉴定

黑麦(Secale cereale L., RR)是改良普通小麦(Triticum aestivum L., AABBDD)的重要基因资源,将黑麦优异基因转移到普通小麦中,是小麦品种改良的有效途经之一。文章将四川地方品种蓬安白麦子(T. aestivum L., AABBDD) 与秦岭黑麦(S. cereale cv. Qinling, RR)杂交,染色体自动加倍获得八倍体小黑麦CD-13(AABBDDRR);通过顺序FISH和GISH分析,发现该八倍体小黑麦1RS端部与7DS的端部发生相互易位,是一个携带1RS-7DS.7DL小麦-黑麦小片段易位染色体的八倍体小黑麦。利用八倍体小黑麦CD-13与四川推广小麦品种川麦42杂交、连续自交,获得包含60个株系的F₅群体;对F₅群体的58个株系进行GISH和FISH分析发现,其中13个株系含有1RS-7DS.7DL小片段易位染色体。在这13个株系中,株系811染色体数目为2n=6x=42,是稳定的1RS-7DS.7DL小片段易位系;并且1RS特异分子标记和醇溶蛋白分析表明,1RS-7DS.7DL易位染色体1RS小片段的断裂点位于分子标记IB267-IAG95之间,不包含编码黑麦碱蛋白的Sec-1位点;同时1RS-7DS.7DL小片段易位系的千粒重与川麦42相当,远远高于八倍体小黑麦CD-13,对千粒重无负作用。因此,1RS-7DS.7DL小麦-黑麦小片段易位系可作为进一步深入研究1RS小片段上的优异基因及其遗传效应的重要材料。     

小偃6号背景下黑麦遗传物质的荧光原位杂交分析

利用普通小麦(Triticum aestivum L.)“小偃6号”与黑麦(Secale cereale L.)品种“德国白粒”杂交,选育出“小偃6号”类型带有黑麦性状的种质材料。应用总基因组原位杂交(GISH)进行检测,在8份材料中探测到黑麦染色质的存在,其中附加系3个,代换系1个,易位系4个;进一步用荧光绿标记探针pSc119.2及荧光红标记探针pAs1的双色荧光原位杂交(FISH)技术,对其中部分品系的染色体组成进行分析鉴定,结果表明:易位系BC116-1是1RS/1BL小麦/黑麦易位系,BC152-1是涉及一条1B染色体的1RS/1BL易位系, 代换系BC97-2是2R(2D)二体代换系;附加系BC122-3附加了一条6R黑麦染色体,一条6B染色体的长臂缺失。同时,对连续的总基因组原位杂交和双色荧光原位杂交技术在小麦育种中的应用进行了讨论。     

小偃6号背景下黑麦遗传物质的荧光原位杂交分析

利用普通小麦(Triticum aesttvum L.)"小偃6号"与黑麦(Secale cereale L.)品种"德国白粒"杂交,选育出"小偃6号"类型带有黑麦性状的种质材料.应用总基因组原位杂交(GISH)进行检测,在8份材料中探测到黑麦染色质的存在,其中附加系3个,代换系1个,易位系4个;进一步用荧光绿标记探针pScll9.2及荧光红标记探针pAsl的双色荧光原位杂交(FISH)技术,对其中部分品系的染色体组成进行分析鉴定,结果表明:易位系BCll6-1是1RS/1BL小麦/黑麦易位系,BCl52-l是涉及一条lB染色体的1RS/1BL易位系,代换系BC97-2是2R(2D)二体代换系;附加系BCl22-3附加了一条6R黑麦染色体,一条6B染色体的长臂缺失.同时,对连续的总基因组原位杂交和双色荧光原位杂交技术在小麦育种中的应用进行了讨论.     

一个1B/1R小麦-黑麦染色体易位的鉴定

本研究对冬小麦品系73(36)9-1的1B/1R易位染色体进行了遗传分析。发现73(36)9-1有一对随体染色体,它的两个亲本矮丰四号及洛夫林10(Lovrin lo)分别有两对和一对随体染色体。观察用矮丰四号回交的F_1,绝大部分花粉母细胞的中期染色体都能正常配对,而用洛夫林10回交的,除了多数产生两个单价体之外,正常配对的情况也能经常看到。同时还发现,73(36)9-1和“中国春”双端体(CSDT)的1BL能很好地配对并形成一个棒状的异形二价体,而它和CSDT 1BS的染色体则主要产生20″+1′+t′的构型,从而证明易位发生在1B染色体的短臂,并且该易位的片段来自黑麦染色体1RL。本文还讨论了该易位发生的可能途径,推断是由于在F_1花粉母细胞中的两个单价体(一个是小麦染色体1B,一个是黑麦染色体1R)同时进行错分裂之后产生的两种端着丝点染色体(1BL和1RL)重新并合形成的,因而冬小麦73(36)9-1可能是一个自发产生的易位系。     

用染色体工程法培育小麦新品种

染色体工程是培育小麦新品种的有效方法。利用5B染色体效应及定向选择,将黑麦抗条锈基因导入普通小麦,选育出的M8003品系,对条中22—29号等7个生理小种完全免疫,农艺性状良好。核型鉴定,2n=42,含4条随体染色体;Giemsa C-带和N-带分析,以及杂种F_1染色体配对分析,初步判断属于2BS/2RS端部易位和5AL/5RL部分易位。它不同于洛夫林10、13号等1B/1R类型的抗条锈基因,为一新的小麦-黑麦类型条锈抗源,而且是可供生产直接利用的优良品系。     

重庆温光型雄性不育小麦的染色体分析

本研究采用种子醇溶蛋白酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（APAGE）和染色体C分带技术对重庆温光型雄性不育小麦的染色体组成进行分析,结果表明：不育系染色体1B短臂（1BS）已被黑麦1R短臂（1RS）取代,具有1RS/1BL易位染色体及普通小麦细胞质。 Abstract:Seed gliadin acid-polyacrlamide-gel-electrophoresis(APAGE) and chromosome C-banding techniques were used to identify chromosome constitution of Chongqing thermo-photo sensitive male sterile wheat.Results showed that 1BS of the male sterile lines was substituted by 1RS of rye.They were 1B/1R wheat with Triticum aestivum cytoplasm.     

APAGE技术在小麦细胞质雄性不育系选育中的应用研究

利用大量小麦亲本材料和优良品种(系)与具有粘果、易变、偏凸和二角山羊草细胞质的小麦雄性不育系杂交,筛选出一系列保持系。利用APAGE(酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳)技术对其进行了醇溶蛋白电泳图谱分析,发现大部分保持系表现出1BL/lRS易位系的1RS醇溶蛋白标记位点GldlB3。利用细胞学镜鉴,发现含有GldlB3标记位点的保持系均只含有两个随体,而不含有GldlB3标记位点的保持系均含有4个随体,证明了GldlB3标记位点与两个随体数的一致性。粘、易、偏型不育系育性基本表现一致,而二角型不育系除了与前3种不育系具有相同的保持系以外,对某些小麦品种(系)还表现出育性特异性。同时还讨论了ANGE技术在快速筛选小麦细胞质雄性不育保持系中的作用,为非1BL/1RS不育系的选育提供了必要的手段。     

粘类非1BL／1RS小麦雄性不育系恢复性遗传规律的研究

系统考察了粘、易、偏和二角型4种异质非1BL／1RS小麦雄性不育系的育性恢复性,结果表明：(1)供试4种异质非1BL／1RS小麦雄性不育系均属易恢复、易保持不育类型;(2)以4种异质非1BL／1RS不育系为母本与同一父本或不同父本测交,其F1平均结实率与单株间结实率的变异系数呈显著负相关;(3)4种异质非1BL／1RS小麦雄性不育系,各自不育细胞质源对杂种F1的平均结实率影响程度不同,但不育胞质问恢复度差异不显著;(4)4种异质非1BL/1RS小麦雄性不育系,虽然育性载体相同,但粘、易型的育性位点、偏型育性位点和二角型育性位点各自在同一连锁群中的位置可能不同;(5)4种异质非1BL／1RS不育系和恢复系基因除主效育性基因外,亦在不同核型中存在有不等量的育性微效基因和抑制基因,其组成形式和杂交后的结合方式是粘类不育系育性恢复度高低的主要判别。     

普通小麦×大麦杂交后代中间材料的GISH及PAGE鉴定

利用基因组荧光原位杂交 (GISH)及种子贮藏蛋白聚丙烯酰胺凝胶电泳 (PAGE)对普通小麦×大麦杂交后代中间材料进行了鉴定分析。GISH结果表明 ,WBA984和WBA9812为二体小大麦异附加系 ,WBS0 2 15和WBS0 2 6 4为小大麦二体异代换系 ,WBT0 2 12 5和WBT0 2 183为端部易位系 ;种子贮藏蛋白PAGE分析表明 ,WBA9812和WBS0 2 6 4含有大麦特有的高分子量麦谷蛋白亚基和在γ区含有大麦特有的醇溶蛋白带型 ,WBA9812为大麦 5H附加系 ,WBS0 2 6 4为 1B/ 5H代换系 ,WBT0 2 12 5为 1BL/ 5HL端部易位系。     

小麦芒基因定位及其与农艺性状的相关性分析

芒是位于植物穗上的针状结构,广泛存在于禾本科作物水稻、小麦、高粱和大麦中,不同作物芒的结构存在差异。小麦中,芒对提高穗光合效率和产量、防鸟、抗虫及抗逆有重要作用。前人已经对抑制小麦芒发育的主要基因进行了定位和遗传分析,4个主效基因中仅有B1(Tipped1)基因被克隆。本研究基于人工群体云南3号和偃展1号BC_3F_6群体(YN3/YZ1)和自然群体,分析了芒与其他农艺性状的关系,发现芒对株高和产量性状有显著影响;用小麦660K SNP芯片扫描YN3/YZ1和自然群体,全基因组关联分析(GWAS)显示小麦染色体5AL和6BL存在与芒性状显著相关的基因组区域,分别对应于小麦芒抑制基因B1和B2;长芒和顶芒近等基因系转录组分析发现,在6BL候选区间内有23个差异表达基因。本研究将为进一步克隆B2基因提供参考。