普通小麦与鹅观草属间杂种F1及BC1的分子细胞遗传学、育性和赤霉病抗性研究

通过胚拯救, 成功获得鹅观草Roegneria kamoji (2n=6x=42, SSHHYY)和普通小麦中国春Triticum aesti-vum (2n=6x=42, AABBDD)的正反交属间杂种F1, 并对这些杂种F1及其BC1的形态学、减数分裂配对行为、育性和赤霉病抗性进行研究。结果表明, (鹅观草×中国春)F1和(中国春×鹅观草)F1的形态介于双亲之间。杂种F1花粉母细胞减数分裂中期I染色体构型分别为40.33I + 0.78II + 0.03III和40.40I + 0.79II 。杂种F1高度雄性不育, 用中国春花粉与其回交可获得BC1代种子。(鹅观草×中国春) F1×中国春BC1植株的染色体数目主要分布在55~63之间, 单价体较多, 植株高度不育; (中国春×鹅观草)F1×中国春BC₁植株染色体数目也主要分布在55~63之间, 但其中部分植株拥有整套小麦染色体且能正常配对、分离, 可形成部分可育花粉粒, 能收到少量自交结实种子。在 (鹅观草×中国春)F1中有1株穗型趋向中国春, 其染色体数目为2n=63, 经染色体分子原位杂交(GISH)检测, 含有42条小麦染色体和21条鹅观草染色体。该杂种F1在减数分裂中期I平均每个花粉母细胞有26.40I+18.30II, 但植株高度雄性不育, 用中国春花粉回交能收到BC₁种子。(鹅观草×中国春) F₁ (2n=63)×中国春BC₁的染色体数目主要分布在40~59之间, 其中的外源染色体已经逐渐减少, 虽然该BC₁的穗型已接近中国春, 但仍然高度不育。赤霉病抗性鉴定结果显示, 所有杂种F1及大部分BC₁对赤霉病均表现出较好的抗性。     

中国春phlb突变体与多倍体Aegilops杂种F1回交植株（BC1F1）的细胞学研究

中国春phlb突变体与5个多倍体Aegilops的杂种F1用普通小麦进行回交,并对回交一代（BC1F1）的细胞学进行了研究。结果表明,BC1F1植株花粉母细胞最高染色体数56条,最低35条,一般情况下phlb基因可以增加BC1F1植株的染色体数（不是所有组合）,但不能增加染色体配对水平。杂种F1回交时有效雌配子最高染色体数在含有phlb基因组合中高于不含phlb基因的组合,但最低不杂色体数目相等,且含有21条染色体雌配子最具有竞争力,同时也证明,回交的成功并不取决于杂种F1通过重建分裂（restitution division)形成的未减数雌配子。     

普通小麦与鹅观草属间杂种F1及BC1的分子细胞遗传学、育性和赤霉病抗性研究

通过胚拯救, 成功获得鹅观草Roegneria kamoji (2n=6x=42, SSHHYY)和普通小麦中国春Triticum aesti-vum (2n=6x=42, AABBDD)的正反交属间杂种F1, 并对这些杂种F1及其BC1的形态学、减数分裂配对行为、育性和赤霉病抗性进行研究。结果表明, (鹅观草×中国春)F1和(中国春×鹅观草)F1的形态介于双亲之间。杂种F1花粉母细胞减数分裂中期I染色体构型分别为40.33I + 0.78II + 0.03III和40.40I + 0.79II 。杂种F1高度雄性不育, 用中国春花粉与其回交可获得BC1代种子。(鹅观草×中国春) F1×中国春BC1植株的染色体数目主要分布在55~63之间, 单价体较多, 植株高度不育; (中国春×鹅观草)F1×中国春BC₁植株染色体数目也主要分布在55~63之间, 但其中部分植株拥有整套小麦染色体且能正常配对、分离, 可形成部分可育花粉粒, 能收到少量自交结实种子。在 (鹅观草×中国春)F1中有1株穗型趋向中国春, 其染色体数目为2n=63, 经染色体分子原位杂交(GISH)检测, 含有42条小麦染色体和21条鹅观草染色体。该杂种F1在减数分裂中期I平均每个花粉母细胞有26.40I+18.30II, 但植株高度雄性不育, 用中国春花粉回交能收到BC₁种子。(鹅观草×中国春) F₁ (2n=63)×中国春BC₁的染色体数目主要分布在40~59之间, 其中的外源染色体已经逐渐减少, 虽然该BC₁的穗型已接近中国春, 但仍然高度不育。赤霉病抗性鉴定结果显示, 所有杂种F1及大部分BC₁对赤霉病均表现出较好的抗性。     

纤毛鹅观草同阿拉善鹅观草、大丛鹅观草间杂种细胞学研究

为了探索阿拉善鹅观草RoegneriaalashanicaKeng、大丛鹅观草RoegneriamagnicaespesD .F .Cui与纤毛鹅观草Roegneriaciliaris (Trin .)Nevski间的相互关系 ,将其进行了远缘杂交 ,通过幼胚离体培养 ,两个组合均成功合成了杂种。对亲本及杂种F1 花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对行为及形态学进行了统计分析。结果表明 ,上述物种的种间杂交较难进行 ,杂种F1 减数分裂染色体平均构型分别为 :R ciliaris×R alashanica 10 6 2Ⅰ 8 17Ⅱ 0 32Ⅲ 0 0 2Ⅳ (c -值 =0 4 4 ) ,R ciliaris×R magnicaespes 18 0 0Ⅰ 4 76Ⅱ 0 16Ⅲ (c -值 =0 2 1) ;杂种穗部特征多数介于双亲之间。阿拉善鹅观草、大丛鹅观草与纤毛鹅观草间至少有一个基因组具有较高的同源性 ,即为S基因组 ,本文对它们在分类中的地位也进行了讨论。     

兼抗抗白粉病和黄矮病小麦育种材料的创造与鉴定

白粉病和黄矮病是小麦生产上的重要病害,近几年来这两种病害经常在我国一些小麦产区同时发生。为解决该问题,本研究通过杂交、回交方法将抗黄矮病的Bdv2基因（源自于YW642）和抗白粉病的Pm21基因（源自于CB037）聚合在一起,育成了兼抗黄矮病和白粉病的小麦新材料。通过田间抗病性鉴定与分子标记辅助选择相结合,得到聚合了Bdv2基因和Pm21基因的BC1代小麦22株,F2代小麦51株。农艺性状调查显示,这些含Pm21和Bdv2基因的双抗白粉病和黄矮病小麦新材料的农艺性状优于感病植株和原先的亲本,可以在小麦白粉病和黄矮病兼性抗病育种中作为优异种质资源加以利用。     

普通小麦-纤毛鹅观草染色体异附加系的分子标记鉴定

随机选取定位于小麦和大麦7个部分同源群上的135对EST、27对STS和253对SSR引物对24个可能的普通小麦-纤毛鹅观草二体异附加系的基因组DNA进行扩增。结果表明, 55对引物在亲本普通小麦中国春、Inayama Komugi、纤毛鹅观草和Inayama Komugi-纤毛鹅观草双二倍体间有多态性扩增, 其中31对引物可以在异附加系中扩增到纤毛鹅观草特异条带。根据PCR扩增结果, 异附加系07K02、07K06、07K39、07K201、07K202、07K255和07K256所添加的纤毛鹅观草染色体归属小麦第1部分同源群; 07K07、07K08、07K09、07K11、07K14和07K17所添加的纤毛鹅观草染色体归属小麦第2部分同源群; 07K15、07K16、07K21和07K47所添加的纤毛鹅观草染色体归属小麦第6部分同源群。     

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...     

小麦族鹅观草属三个物种的关系研究

通过形态学特征比较、种间杂交、染色体组配对和繁育学资料,探讨鹅观草属拟披碱草组纤毛草系中的三个物种毛叶鹅观草、纤毛鹅观草和竖立鹅观草间的亲缘关系。结果表明毛叶鹅观草与纤毛鹅观草、竖立鹅观草存在一定的生殖障碍,纤毛鹅观草和竖立鹅观草不存在生殖障碍。建议将毛叶鹅观草作为纤毛鹅观草的亚种,而竖立鹅观草作为纤毛鹅观草的变种处理较为适宜。     

纤毛鹅观草的研究与利用

纤毛鹅观草属于禾本科、小麦族、小麦亚族的鹅观草属,是鹅观草属中最常见的一个种。介绍了纤毛鹅观草的形态及分布,分析了纤毛鹅观草的优良性状及其利用价值,着重探讨了纤毛鹅观草在小麦遗传育种中的相关应用研究进展。     

纤毛鹅观草DREB类基因RcDREB1的克隆及其蛋白结合干旱应答元件DRE的功能验证

以纤毛鹅观草为材料,通过RT-PCR和RACE技术,作者首次克隆了一个纤毛鹅观草DREB类基因的全长cDNA序列,命名为RcDREB1。该基因编码蛋白含有一个保守的AP2结构域,表明该基因是AP2大家族的一个新成员。种系发生树分析表明,RcDREB1与小麦AP2家族DREB类基因高度同源。酵母单杂交试验表明,RcDREB1表达的蛋白具有特异结合干旱应答DRE元件的功能;通过实时定量PCR分析发现,高盐、干旱、重金属镉和低温胁迫均可诱导RcDREB1表达,但其对高盐反应较为显著。本研究表明,RcDREB1是DREB类转录因子基因,在介导植物响应逆境信号方面可能发挥着重要生物学功能,为进一步分析小麦族的进化和转基因应用奠定了基础。     

水稻丽粳2号近等基因系杂种后代耐冷性遗传研究

在昆明低温冷害条件下,以十和田×(十和田和丽粳2号BC4F5)配制的杂种BC5F1、BC5F2、BC5F3和BC5F4及亲本为材料,用主基因-多基因混合遗传模型对丽粳2号作耐冷基因供体培育出的近等基因系进行孕穗期耐冷性遗传研究。结果表明:(1)杂种BC5F2、BC5F3和BC5F4分离群体在同一世代每穗实粒数与总粒数、结实率呈极显著的正相关;(2)以结实率为耐冷性鉴定指标,近等基因系孕穗期耐冷性受2对主基因和多基因共同控制,其主效基因的遗传率为90.97%,微效基因遗传率为3.83%,主基因和微效基因都存在加性-显性-上位性效应。     

小麦-鹅观草第一部分同源群染色体渗入系鉴定与基因组归属分析

鹅观草（Roegneria kamoji,2n=42,SSHHYY）是小麦异源六倍体野生近缘种,对小麦赤霉病具有良好抗性,是改良小麦赤霉病抗性的重要遗传资源。通过远缘杂交,将鹅观草第一部分同源群染色体上的抗赤霉病基因Fhb6导入普通小麦。由于第一部分同源群染色体包含1S、1H和1Y三条染色体,为研究这些同源染色体对小麦赤霉病抗性的影响,筛选出4个鹅观草第一部分同源群染色体特异分子标记,通过PCR扩增鹅观草属不同野生种的基因组DNA,明确了抗赤霉病Fhb6基因位于鹅观草1Y#1染色体。进一步利用分子细胞遗传学技术从中国春与鹅观草的后代中选育出5份涉及鹅观草1Y#2和1S#2染色体的渗入系材料。其中：21RK?1为二体异代换系DS1Y#2(1A),21RK?2为二体异代换系DS1S#2（1D）,21RK?3为二体异附加系DA1S#2,21RK?4为1S#2和TW·1S#2S的双单体附加系,21RK?5为纯合TW·1S#2S易位系。这些新种质为小麦抗赤霉病基因的发掘及遗传改良奠定了基础。     

同胞质普通小麦-纤毛鹅观草异附加系D和端体异附加系tBL的选育

用普通小麦－纤毛鹅观草双倍体与普通小麦中国春连续回交两次,然后连续自交,通过形态观察、根尖细胞染色体计数、花粉母细胞减数分裂中期Ｉ染色体配对分析及染色体Ｃ－分带,在ＢＣ２Ｆ２和ＢＣ２Ｆ３群体中,分别筛选到一个端二体异附加系９４Ｋ２２７和一个二体异附加系９４Ｋ２８０,其中Ｃ－分带显示９４Ｋ２２７添加的是纤毛鹅观草染色体Ｂ的一对长臂,９４Ｋ２８０添加的是纤毛鹅观草的一对染色体Ｄ。     

phKL基因诱导小麦远缘杂种部分同源染色体配对的能力界于Ph1和Ph2基因突变体之间

在普通小麦地方品种自然群体中天然存在促进小麦-外源杂种部分同源染色体配对的基因phKL。本研究比较了phKL基因与人工Ph基因突变系诱导小麦-Aegilops variabilis及小麦-黑麦杂种部分同源染色体配对的作用大小。研究结果表明,诱导小麦- Ae. variabilis(或黑麦)部分同源染色体配对作用的顺序是ph1b > phKL > ph2b > ph2a,即phKL基因的作用介于Ph1与Ph2突变体之间。     

利用电离辐照创造小麦-冰草异源多粒新种质的初步研究

为了将冰草的多粒基因转入小麦,以具有多粒特性的小麦-冰草二体附加系4844．12为材料与小麦品种藁城8901杂交,对其杂种F1进行^60Co-1辐照处理。采用冰草P基因组特异SSR和SCAR标记对M2 236个单株进行鉴定,进而对部分含P染色质阳性植株进行基因组原位杂交（GISH）检测,初步分析发现有3株为小麦一冰草异源易位（渐渗）系;进一步的穗粒数分析表明,该3株材料具有多粒特性,可能成为小麦丰产育种的创新种质。     

小麦抗黄矮病基因相关cDNA片段的克隆

以从小麦品种间杂交组合川35050/山农483 F7株系中分离出的感、抗小麦黄矮病的2个近等基因系为材料,利用DDRT-PCR技术和抗病基因保守结构域序列设计的7条简并或特异引物进行差异显示,PCR分析获得4条差异序列,并分别命名为:Rbdv1~Rbdv4(GenBank注册号:EU267934~EU267937).以Rbdv1为靶序列,利用RACE对其3′末端进行PCR扩增,得到长778 bp、末端有poly(A)尾巴的序列.用DNAMAN软件将3′RACE得到的序列与靶序列拼接得到1 196 bp长的片段,命名为A1(GenBank注册号:EU267938).BlastN分析表明,A1与拟南芥、水稻中CDC48蛋白的同源性分别为81%和90%,其氨基酸序列中包含1个P-Loop,具有R基因的特征结构域,推测该片段很可能与抗小麦黄矮病基因相关.     

小麦HMW-GS转基因沉默效应的遗传分析

以主栽小麦品种'高原602'和'高原142'为母本,'QQ5'为父本进行杂交,采用SDS-PAGE检测亲本、杂种F1、F2及BC1F1、BC1F1′代的HMW-GS表达情况.结果表明:'QQ5'中HMW-GS的沉默效应在杂交后代中表现为显性,在杂种F1、F2及BC1F1、BC1F1′代中遵循孟德尔遗传规律;'QQ5'自身的沉默效应对育成品种中的其他HMW-GS也有作用;在'QQ5'和杂交后代中,对HMW-GS的沉默并不影响LMW-GS的表达;在杂交F2中,出现了一些原本只在'QQ5'的野生型(bobwhite)中表达的带型,这说明'QQ5'中HMW-GS的基因组DNA并没有被破坏,其沉默机制可能在mRNA水平.     

小麦族鹅观草属三种植物的生物系统学研究

本文研究了禾本科小麦族鹅观草属的3个种:缘毛鹅观草(Roegneria pendulina Neuski 2n=4x=28),纤毛鹅观草(R. ciliaris (Trin.) Nevski 2n=4x=28)和鹅观草(R. kamoji Ohwi 2n=6x=42)及其种间杂种的形态变异和染色体配对行为。各杂种F_1的减数分裂染色体配对数较高,但杂种高度不育。在杂种减数分裂中还观察到一定频率的多价体形成。以上结果充分表明该3种植物享有两个共同的基本染色体组,在S和Y染色体组之间发生过染色体相互易位,缘毛鹅观草的染色体组可拟定为S~PY~P。     

小麦遗传背景对普通小麦×6x小簇麦杂种F_1减数分裂行为的影响及育性

利用普通小麦与6x小簇麦杂交转移簇毛麦有利基因的过程中,发现由小麦品系J－11为亲本的杂种F1花粉具有高可育的特性,研究结果表明,它可能是由小麦品系J－11核基因组上所携带的基因与簇毛麦染色体相互作用影响杂种F1减数分裂四分体时期的行为而形成的,导致其花粉育性及结实性的增高和外源染色体传递行为的不同。结果指出了可能存在一类影响远缘杂种减数分裂四分体时期行为的新基因,这种基因与外源染色体的相互作用对控制远缘杂种结实性及其外源基因的转移具有重要意义。     

家蚕性连锁平衡致死系致死基因的SSR定位

家蚕性连锁平衡致死系(S-14)雄蚕的两条Z染色体分别携带有一个非等位、紧密连锁的隐性胚胎期致死基因l1(lethal gene1)和l2(lethal gene2)。两个致死基因的致死时期分别是转青期和G2期。将S-14品系的雄蚕和家蚕P50品系的野生型雌蚕杂交,F1代雄蚕和P50品系雌蚕回交,即P50×(P50×S14)。回交后代雌蛾根据父本(F1代雄蚕)携带l1或l2基因分成两类BC1-l1和BC1-l2,分别用来做l1和l2基因定位。利用公布的家蚕全基因组序列筛选l1基因和l2基因所在Z染色体与P50品系Z染色体间的差异SSR标记,分别获得16个和18个差异性SSR标记,用差异性标记检测BC1-l1和BC1-l2,最终将l1基因定位在Z染色体物理图谱中的19.79Mb位点到染色体末端约2.60Mb范围内,将l2基因定位在Z染色体物理图谱的17.86Mb位点到18.55Mb位点约0.69Mb范围内。