小麦ph 1 b、ph2a,ph2b突变体与粘果山羊草杂种及其衍生后代的细胞遗传学研究

利用小麦品种“中国春”及其phlb, ph2a、ph2b基因突变体与粘果山羊草杂交, 分析了可交配性方 面的差异,观察了F,花粉母细胞减数分裂中期I染色体配对,就phlb, Ph2a, ph26 3个基因的作用进 行了比较。首次获得了F：回交种子和自交种子,调查了自交、回交一代植株染色体数目,分析了ph基 因对配子育性的影响以及回交结实与染色体配对的关系。本文还分析了F：自交结实的可能原因。     

中国春ph2b突变体×华山新麦草F1自交和回交一代细胞遗传学研究

用中国春ph2b突变体(Triticumaestivum L.cv.Chinese Spring)与华山新麦草(Psathyrostachys huashani-caKeng)杂种F1的部分进行自交,而另一部分与3个不同的普通小麦品种以及中国春ph2b突变体进行回交,并对自交和回交一代的形态学和细胞学进行研究。结果表明:(1)含有AABBDDNs的自交F2的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ平均单价体数都在7以上,说明来自华山新麦草的Ns基因组可引起普通小麦ABD基因组中某一个(几个)同源组发生不联会或联会消失;(2)在回交一代(F1×CS、F1×CSph2b)中,平均单价体数都在7以下,说明其中的ph2b基因起到了促进染色体配对的作用;而在回交一代(F1×J-11、F1×郑麦-9023)中,则表现正常,与理论一致;(3)在所有自交和回交一代中,减数分裂期间均出现染色体桥、落后染色体、三分孢子体、多分孢子体以及微核等各种染色体异常行为,说明Ns基因组引起了所得材料细胞学上的不稳定性。从总体上讲,回交比自交能更快地恢复ph2b基因促进部分同源染色体配对的作用,为染色体重组提供更多的机会,期望在后代中获得新种质。     

中国春ph2b突变体×华山新麦草F1自交和回交一代细胞遗传学研究

用中国春ph2b突变体（Triticum aestivum L.cv.Chinese Spring）与华山新麦草（Psathyrostachys huashanica Keng）杂种F1的部分进行自交,而另一部分与3个不同的普通小麦品种以及中国春ph2b突变体进行回交,并对自交和回交一代的形态学和细胞学进行研究.结果表明：（1）含有AABBDDNs的自交F2的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ平均单价体数都在7以上,说明来自华山新麦草的Ns基因组可引起普通小麦ABD基因组中某一个（几个）同源组发生不联会或联会消失;（2）在回交一代（F1×CS、F1×CSph2b）中,平均单价体数都在7以下,说明其中的ph2b基因起到了促进染色体配对的作用;而在回交一代（F1×J-11、F1×郑麦-9023）中,则表现正常,与理论一致;（3）在所有自交和回交一代中,减数分裂期间均出现染色体桥、落后染色体、三分孢子体、多分孢子体以及微核等各种染色体异常行为,说明Ns基因组引起了所得材料细胞学上的不稳定性.从总体上讲,回交比自交能更快地恢复ph2b基因促进部分同源染色体配对的作用,为染色体重组提供更多的机会,期望在后代中获得新种质.     

ph1b基因在普通小麦与Ae.crassa、Ae.crassassp杂种中的作用

通过对(中国春ph1b突变体×Ae. crassa)F_1、(中国春×Ae.crassa)F_1;(中国春ph1b突变体×Ae.crassassp)F_1、(中国春×Ae.crassassp)F_4花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对的研究。第一次证明了中国春ph1b突变体在诱导Ae.crassa、Ae.crassassp与普通小麦部分同源染色体配对方面有显著作用。可以利用ph1b基因通过诱导部分同源染色体配对交换的方法以染色体易位的方式把Ae.crassa和Ae.crassassp的有益基因导入普通小麦中。Ae.crassa和Ae.crassassp中不含有拟ph1基因。Ae.crassa和Ae.crassassp的D染色体组与普通小麦的D染色体组有明显区别。     

ph1b基因在Aegilops有益基因直接遗传转移中利用的可能性

第一次用中国春和中国春ph1b突变体对(中国春phlb突变体×Ae.uariabilis)F_1和(中国春ph1b突变体×Ae.turcomenica)F_1回交获得了成功,并通过连续回交,把Ae.turcomenica的抗白粉基因转移到了普通小麦中。证实了利用ph1b基因从山羊草属的一些种“直接遗传转移”有益基因到普通小麦中的可能性。     

利用分子标记将2Ai-2染色体转移到小麦ph1b遗传背景的研究

小麦ph1b突变体可诱导部分同源染色体配对和交换,产生遗传上较为稳定、补偿性较好的重组体。将外源染色体引入ph1b的小麦遗传背景是产生目标染色体重组体的基础,但ph1b植株没有明显而稳定的表型性状,难以从表型上进行选择。本研究利用CSph1b缺失区中的分子标记Mads及外源染色体特异的分子标记P4和P68,对小麦-中间偃麦草2Ai-2(2B)异代换系N420与CSph1b的杂种F2群体及其衍生的F5株系进行ph1b-2Ai-2染色体综合体的选择,高效地获得了目标基因型。     

小麦ph1b突变体与小黑麦杂交的细胞遗传学研究

本文利用普通小麦品系"中国春"(对照)、中国春ph1b突变体分别与八倍体小黑麦、六倍体小黑麦杂交,杂种F1的减数分裂前期Ⅰ染色体行为表现异常,中期Ⅰ出现较多的单价体、棒状二价体和多价体,在后期和末期出现落后染色体、染色体片断和微核。原因是ph1b基因的存在造成染色体联会机制紊乱,致使一些部分同源染色体配对并发生互换,有可能在以后的世代产生染色体易位与基因重组。     

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。     

普通小麦与黑麦属间杂种(F_1)育性特点的研究

34个小麦品种(系)与黑麦进行了杂交,结果表明:亲和性在供试材料间存在明显差异,其中12个小麦品种表现了与中国春相似的亲和性;对34个小麦/黑麦属间杂种(F_1)的回交结实率和开放授粉条件下的自交结实率的统计表明,杂种育性普遍较差,但不同组合间存在明显不同,其回交与自交结实率的变异幅度分别为0—4.50%和0—3.087粒/穗;小麦与黑麦属间杂种(F_1)育性与杂交亲和性间存在明显相关,回交和自交结实率以及能够回交和自交结实组合的出现频率均随亲和性的增加而表现增加的趋势;在小麦品种演化过程中,亲和性与杂种育性均表现降低的趋势;小麦/黑麦属间杂种(F_1)PMC MI染色体配对水平普遍较低,平均交叉结仅为0.359,但组合间存在一定差异,变幅为0—1.3;平均99.936%的杂种(F_1)花粉表现败育,仅有0.064%的杂种(F_1)花粉能被KI—I_2正常染色,杂种(F_1)染色体配对水平与正常染色花粉频率、正常染色花粉频率与自交结实率间存在一定程度的相关性,相关系数分别为0.209和0.205。     

中国春Ph1基因的分子标记及冬小麦ph1b代换系的获得

利用大麦 (HordeumvulgareL .)第 5染色体上RFLP探针衍生的 19个序列标志位点PCR(STS_PCR)引物对“中国春”小麦 (TriticumaestivumL .) (CS)及其ph1b突变体基因组总DNA进行PCR扩增 ,筛选出Ph1基因的一个连锁标记 ,再用“中国春”第 5部分同源群缺体_四体系和CS×ph1b突变体F2 群体证明并定位于离Ph1基因近着丝点端 5 .7cM (centiMorgan)处。然后将该标记转换成特异的序列特征扩增区 (SCAR)标记。以“阿勃”5B缺体为桥梁亲本 ,冬小麦“京 411”为受体亲本 ,“中国春”ph1b突变体为供体亲本 ,进行三轮杂交和一轮自交 ,每一轮经减数分裂分析和SCAR标记的辅助选择 ,快速地筛选出了ph1b基因型 ,并选得一个冬小麦“京 411”的ph1b中间代换系。     

“缺体回交法”选育普通小麦异代换系方法的研究

利用从蓝单体自交分离得到的自花结实的4D缺体小麦(缺72180、缺天选15)作母本与3个不同的八倍体小偃麦(小偃784、小偃7631和小偃78829)杂交,再以缺体作为轮回亲本,从F_1或F_2开始连续回交1—2次,在回交中,缺体无论作父本或母本都得到了异代换系,并且发现:(1)在回交过程中,用缺体作母本比作父本更为有效;(2)F_1自交,在F_2群体中选择生长比较正常,染色体数比较少的植株回交,比F_1作母本直接回交效果更好。并对所得的异代换系的特征特性进行了初步的观察研究,发现中间偃麦草(Agropyron intermedium2n=42) 4E染色体(以下用4Ei表示)、长穗偃麦草(Agropyron clongatum 2n=70)的4E染色体(带蓝粒基因,以下用4Ee表示)和4F染色体(带毛叶基因,以下用4Fe表示)均能正常补偿小麦4D染色体。异代换系生长旺盛,育性正常。初步总结了缺体与八倍体小偃麦杂交,回交过程中异代换系的形成规律,证明了“缺体回交法”可以推广应用于八倍体小偃麦等人工合成的新物种,以选育普通小麦异代换系。     

偃麦草与小偃麦染色体组构成的细胞遗传学研究在Ⅴ.硬粒小麦与中间偃麦草杂交及回交的细胞遗传学研究

获得了硬粒小麦(2n=6x=28、AABB)与中间偃麦草(2n=6x=42、NNE_1E_1E_2E_2)杂种F_1及回交后代材料。统计分析杂种F_1及回交一代PMC MI染色体配对构型,认为中间偃麦草具较远缘的同亲关系(distant homologous)染色体组。由三价体出现频率分析,中间偃麦草不含小麦的B染色体组,建议用NE_1E_2为其染色体组公式。根据回交一代及其自交后代染色体数目,分析了六倍体小偃麦这一人工新物种的形成过程。     

ph1b基因对簇毛麦遗传物质导入普通小麦的影响

ph1b基因对簇毛麦遗传物质导入普通小麦的影响@陈静$中国科学院成都生物研究所!成都610041ph1b基因;;小麦;;簇毛麦     

一种桔小实蝇蛹白化突变体的遗传分析

在实验室饲养野生型桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)过程中发现了一种蛹色为白色的桔小实蝇突变品系。根据孟德尔遗传规律,设计野生型与突变型杂交(正交和反交)、F_1代与突变型回交、F_1代自交以及F_2代突变型自交等实验,对蛹白化突变性状的遗传规律进行研究。结果显示野生型与突变型杂交F_1代蛹色全部为野生型;F_2代野生型和突变型的性状分离比为2.98∶1,回交实验野生型与突变型性状分离比为1.19∶1;而突变体自交后代(F_3代)全部为突变体。结果表明桔小实蝇蛹色白化突变品系的遗传规律符合孟德尔遗传规律,属于常染色体上单基因控制的隐性遗传性状。     

phKL基因和Ph2基因缺失重组体的创制及其与小麦外源物种杂种的染色体减数分裂观察

以小麦(Triticum aestivum L.)双端体3DL为细胞学标记,用具有phKL基因的小麦地方品种"开县罗汉麦"为受体连续回交,将促进小麦外源部分同源染色体配对的phKL基因和Ph2基因缺失重组在一起获得了重组体phKL+Ph2.这种重组体有正常的育性.与只有phKL基因的小麦材料相比,重组体与外源物种AegilopsvariabilisEig.或黑麦(Secale cereale L.)杂种的部分同源染色体配对水平显著增加,表明Ph2基因的缺失体与phKL基因可能存在加性效应.部分同源染色体配对水平的增加表现在棒状二价体、环状二价体和三价体的数量变多而单价体数量减少.单价体的减少主要是由于棒状二价体的增加所造成的.在小麦外源遗传转移中,运用重组体pHKL +Ph2可能比单纯应用Ph2缺失或phKL基因材料更理想.当与具有ph1b基因的材料比较时发现,重组体phKL+Ph2与 Ae.variabilis(或黑麦)杂种的部分同源染色体配对水平显著降低,这主要是由环状二价体和多价体的减少造成的,但是棒状二价体数量表现增加(与Ae.variabilis杂种)或达到类似水平(与黑麦杂种),这一有趣的发现从表现型上证明了Ph1基因与Ph2或phKL基因在诱导部分同源染色体配对时的遗传作用机制存在差异.     

苏联球茎大麦有利基因引入普通小麦的研究

本研究从1979年开始,用抗病性较强的苏联球茎大麦(4x)为父本,普通小麦品种中国春(6x)为母本进行属间杂交,经离体培养杂种幼胚,获得了属间杂种(F_1)。杂种自交不育,用秋水仙素加倍亦不成功,而以中国春5B单体与之回交,获得回交一代(BC_1F_1)。杂种F_1形态为两亲的中间型,其花粉母细胞染色体数在24—30条之间。BC_1F_1代杂种的形态与F_1相似,染色体数在45—49条之间(其中大多数细胞终变期有20—21个二价体和3—7个单价体)。BC_1F_1代自交或回交均有部分结实。以后各代继续自交分离;于1985—1986年,分离出6个异源二体附加系(2n=22Ⅱ)和异源八倍体(2n=28Ⅱ)以及若干个与母本形态有明显差异的整倍体杂种后代(2n=21Ⅱ)。这些整倍体和非整倍体后代中,有2个附加系的蛋白质含量较高(22.30％和20.37％);在整倍体后代中有两个株系与其父本一样对小麦黄花叶病(WYMV)具有抗性,而其母本与浙江省当前推广的小麦品种均不抗病,说明球茎大麦抗黄花叶病基因可能已导入母本中国春小麦。     

硬粒小麦、提莫菲维小麦与四倍体长穗偃麦草属间杂种的形态和细胞遗传学研究

首次获得硬粒小麦（Triticum durum Desf),提莫菲维小麦（T.timopheevi Zhuk)与四倍体长穗偃麦草（tetraploid Elytrigia elongata)的属间杂种,杂交当代结实率分别为5．29％和1．41％,杂种均表现为多年生,具很强的生活力,形态上呈双亲中间类型,杂种F1自交不育,用普通小麦,硬粒小麦回交,以硬粒小麦为母本的F1均获得交种子,杂种F1花粉母细胞减数分裂中期I染色体配以构型分别为：13．78I＋6．87II＋0．147III,9．10I＋9．11 II＋0．20III,F1形成的二价体主要是四倍体长穗偃麦草染色体之间配对所致,并推测四倍体长穗偃麦草具促进小麦部分同源染色体配对或抑制小麦ph基因作用的特殊遗传系统。     

普通小麦与粗山羊草属间杂种的染色体构型及其后代的育性特征

利用3个推广品种(莱州953、山农辐63、陕7859)分别与原产地不同的抗白粉病的6份粗山羊草[Aegilops tauschii(Coss.)Schmal.]杂交,得到63个无胚乳的种子,将56枚幼胚接种到N6 0.5mg/L IBA 0.2 mg/L NAA的培养基上进行褓姆培养,得到37个植株。其中莱州953与粗山羊草的杂交结实率和成苗率较高,分别平均为8.58%和4.82%。粗山羊草对白粉病的抗性基因在不同的杂交组合中受到不同程度的改变或抑制。以莱州953为父本,分别与不同组合的杂种F_1回交,大多数组合均得到回交种子,回交结实率平均为1.70%;以莱州953作母本,与莱州953/Y225 F _1回交得到2粒种子,说明普通小麦与粗山羊草的杂种F_1也能产生少量有授精能力的花粉。以山农辐63为父本与山农辐63/Y219 F_1回交亦得到回交种子。通过对普通小麦与粗山羊草6个杂交组合的杂种F_1PMCMI染色体构型的分析,一般多出现14个左右单价体和一定频率的多价体,并观察到可能为A、B组染色体形成的异形二价体;粗山羊草的D组染色体和普通小麦的D组染色体联会正常,可发生自由重组,从而为将粗山羊草的有益基因导入普通小麦提供了细胞学依据。     

八倍体小偃麦与普通小麦杂交后代的细胞遗传学研究

本研究以八倍体小偃麦小偃7430和普通小麦鲁麦1号为亲本,对其杂种的6个世代(F_1、F_2、F_3、B_1F_2、B_1F_3、B_2F_2)的细胞遗传学进行了研究。结果表明:从杂种F_1开始,随着自交和回交世代的增进,杂种后代植株染色体数逐渐减少;植株染色体数越多,减数分裂中期Ⅰ单价体出现频数、多价体出现类型及频数也越多,但二价体出现个数基本稳定在21左右。通过细胞学鉴定和性状观察,从小偃7430与鲁麦1号杂交的不同世代中选出了几个二体异附加株,有的农艺性状较好;还选出了农艺性状好,细胞学基本稳定的2n=42的株系,初步实现了将偃麦草的某些特异染色体或优良基因导入普通小麦遗传背景的目的。     

普通小麦与东方旱麦草杂交世代的细胞遗传学研究

对普通小麦（TriticumaestivumL．）与东方旱麦草（Eremopyrumorientale（Ledeb）Jaub．etspach）属间杂种的回交和自交不同世代（BC2F1、BC3F1、BC2F2、BC3F2和BC2F3）进行了细胞遗传学研究。结果表明,BC2F1代（2n＝44）的植株回交产生的BC3F1代分离2n＝43植株的比例较高;为41．09％,2n＝44的植株类型的比例仅为4．11％;从自交后代BC2F2中分离2n=44植株类型的比例较高,为13．21％。回交二代（BC2F1）多数单株花粉母细胞（PMC）减数分裂过程中出现的单价体数较高,且回交结实率和自交结实率分别与该植株平均每PMC中出现的单价体数呈负相关,其相关系数分别为-0．6766和-0．7429。对BC2F3代部分种子进行的基因组原位杂交检测显示,2n＝44的不同植株所含有的外源染色体数目仍有不同。这些结果说明,由于外源染色体的存在,影响了小麦本身同源染色体的正常配对和分离,降低了小麦染色体的遗传稳定性。