节节麦和硬粒小麦-簇毛麦双二倍体间杂种的产生及其细胞遗传学研究

通过胚培养产生了节节麦和硬粒小麦-簇毛麦双二倍体间的杂种。结果表明节节麦和硬粒小麦-簇毛麦双二倍体杂交以节节麦作母本较易结实,3个组合的结实率分别为59.18%、67.72%和60.22%,胚培成苗率分别为39.13%、38.10%和50%。杂种F_1生活力旺盛,形态像父本硬粒小麦-簇毛麦双二倍体。杂种自交可孕,3个组合自交结实率平均为7.63%。杂种F_1(ABVD)的减数分裂平均构型为25.36个单价体,1.21个二价体和0.06个三价体,平均每个细胞交叉结频率为1.38,高于“中国春”单倍体的配对频率,推测V组和A、B、D组染色体间有部分同源关系。节节麦和硬粒小麦-簇毛麦双二倍体杂交可能是产生八倍体(AABBDDVV)的又一途径。     

小麦属间杂种不同外植体的离体培养

幼胚或幼穗培养技术在克服远缘杂种生活力弱和不结实等方面得到广泛应用。已得到小麦、大麦、簇毛麦、黑麦、山羊草、冰草、偃麦草以及小黑麦等多种属间杂种幼胚或幼穗培养再生植株。近年来,我们对二倍体普通小麦、4D 缺体小麦与黑麦、小黑麦、山羊草、小偃麦杂种后代的幼胚或幼穗进行离体培养,获得大量再生植株。     

麦类作物多胚的研究 Ⅰ.麦类作物多胚的自然发生

用青海高原自然条件下种植的小麦不同种、杂种、幼胚培养后代,大麦、黑麦和小黑麦的种子作发芽试验,从普通小麦及其杂种、幼胚离体培养后代和大麦中,出现了多胚苗。５９个小麦品种中只有高原６０２及２９０个普通小麦品种间杂种吸８个、１８个幼胚培养后代中有２个出现了双胚苗,出现频率虽低,但能遗传。     

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.     

普通小麦与粗山羊草正,反交的育性研究

普通小麦与粗山羊草杂交需借助幼胚培养方可获得杂种,取授粉１２～１６天的幼胚进行拯拯救,成苗率较高,效果较好。而不同杂交方式对共杂种成胚率、成苗率及思胚拯救率影响很大。以普通小麦为母本,粗山羊草为父杂交时,１５个杂交组合平均杂种成胚率,成苗率及幼胚拯率分别为５．３５％和５８．７３％,而在１２个反交组合中,其平均成胚率,成苗率及幼胚拯救率分别为９８．８８％、１７．１０％和２４．４４％。由此可见,普通小     

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。     

拟斯卑尔脱山羊草×非洲黑麦属间杂种的形态和减数分裂的研究

黑麦属(Secale)是小麦的近缘属之一,该属有普通黑麦(S.cereale)、山地黑麦(S.montanum)、非洲黑麦(S.africanum)、瓦维洛夫黑麦(S.vavilovii)和森林黑麦(S.sylvestre)五个种。其中,除普通黑麦被广泛用于改进小麦和合成小黑麦外,其他四种黑麦种基本上没有被利用。 为了探索普通黑麦以外的黑麦种在小麦和小黑麦育种上的价值及利用途径,作者近年来研究了不同倍性小麦与各黑麦种的可杂交性,     

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。     

大麦和小麦杂种胚的离体培养及杂种幼苗的形态和染色体观察

1978年3月至7月,我们研究了大麦与小麦远缘杂交杂种幼胚离体培养的技术,并获得了大麦与小麦属间杂种,现简要报道如下: 1.用六稜裸大麦天津1号品种(Hordeum vulgare,2n=14)与辐射育成品种、杂交育成品种以及含有偃麦草、黑麦血统的遗传性状已稳定的15个小麦品种(除小黑麦2n=56外,其余小麦品种2n=42,属于Triticum aestivum)进行正、反交。授粉后第二     

人工合成冬性六倍体小麦的研究

以冬性四倍体硬粒小麦(Triticum durum,2n=28,AABB)为母本与粗山羊草(Aegilops tauschii,2n=14,DD)杂交,得到的单倍体幼胚(n=21,ABD)经组织培养拯救,获得的幼苗经染色体加倍而成为合成小麦(AABBDD)。从中鉴定、筛选出冬性的合成小麦。幼胚仅在1/2 MS培养基上培养,成苗率为75.81%;根据幼胚的发育状态,将发育较完善的幼胚直接接种在1/2 MS培养基上,将发育不良的幼胚先接种于1/2 MS+2 mg/L 2,4-D培养基上进一步养育幼胚,之后视幼胚发育状况再将其转入1/2 MS培养基中培养成苗,此方法的成苗率为92.44%,较前者的成苗率提高了16.63%。染色体加倍在冬季塑膜拱棚内用0.05%秋水仙素进行半根法处理,较容易获得健壮苗,并且分蘖多。     

小麦Kr基因在小麦与玉米或鸭茅状摩擦禾杂交中的失活

用３７个小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍ）品种（系）为母本,分别与黑麦（Ｓｅｃａｌｅｃｅｒｅａｌｅ）、球茎大麦（Ｈｏｒｄｅｕｍｂｕｌｂｏｓｕｍ）、玉米（Ｚｅａｍａｙｓ）和鸭茅状摩擦禾（Ｔｒｉｐｓａｃｕｍｄａｃｔｙｌｏｉｄｅｓ）杂交,比较其亲和性,小麦和玉米或鸭茅状摩擦禾杂交比小麦与黑麦或球茎大麦杂交的亲和性显著提高。携带着显性Ｋｒ１和Ｋｒ２基因的小麦品种Ｈｏｐｅ与黑麦杂交,不能形成胚,而与玉米及鸭茅状摩擦禾杂交时,成胚率分别达１６．００％和３２．５０％。表明控制小麦与黑麦及球茎大麦杂交亲和性的Ｋｒ基因系统在小麦与玉米及小麦与鸭茅状摩擦禾属间杂交中失活。讨论了还存在有其它控制小麦属间杂交亲和性的遗传调控系统的可能性。     

组织培养诱导的普通小麦─黑麦代换系和附加系分子细胞遗传学检测

通过组织培养从普通小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）与八倍体小黑麦（×ＴｒｉｔｉｃｏｓｅｃａｌｅＷｉｔｍａｃｋ）杂种Ｆ０幼胚再生植株后代中获得２个代换系９３０４９８、９３０４８３和１个附加系９３００２９。以黑麦（ＳｅｃａｌｅｃｅｒｅａｌｅＬ．）基因组ＤＮＡ为探针,采用荧光原位杂交（ＦＩＳＨ）证实了黑麦染色体的存在。在有丝分裂中期,经ＦＩＳＨ处理的黑麦染色体为黄绿色,明显区别于红色的小麦染色体。染色体配对、Ｃ分带、麦谷蛋白电泳分析,证明两个代换系为１Ｄ／１Ｒ代换,附加的也是黑麦１Ｒ染色体     

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。     

利用杀配子染色体2C诱导中国春-黑麦二体附加系染色体畸变的研究

将中国春-黑麦(1R-7R)二体附加系与中国春-2C(Aegilops cylindrica)二体附加系杂交,获得F1,对F1体细胞染色体进行C分带鉴定和花粉母细胞减数分裂行为的观察与分析,发现减数分裂行为异常。对自交获得的430株F2进行单株染色体C分带和荧光原位分子杂交鉴定,检测到易位、缺失、等臂染色体、双着丝点染色体等染色体畸变类型。此外还检测到2C与小麦2A、2B、2D染色体的二体或单体自发代换系。杂交F。染色体畸变的规律与频率如下：研究共得到含黑麦染色体的变异22株,变异频率为5,1％。其中含黑麦染色体的易位系为10株,占2,3％;缺失12株,占2．79％;黑麦的等臂染色体3株,占O．7％。易位染色体既有含小麦着丝点的(大部分),也含有黑麦着丝点的(仅1例)。黑麦的染色体畸变中,发生于不同同祖群的频率不同,1R为5个,2R为3个;3R为1个;4R为3个;5R为6个;6R为4个。易位多为端部易位。共鉴定出小麦的缺失系54株,其中A基因组有27个,占6.27％;B基因组有20个,占4,65％;D基因组有7个,占1.66％。对杀配子染色体对小麦及黑麦不同同祖群染色体作用的差异性及作用特点进行了探讨。     

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...     

组织培养与普通小麦异源易位系选育

以中国春小麦品种中８６０１、澳大利亚栽培小麦品种Ｓｕｎｓｔａｒ、Ｍｉｌｌｅｗａ作母本,与抗大麦黄矮病毒病（ＢａｒｌｅｙＹｅｌｌｏｗＤｗａｒｆＶｉｒｕｓ,简称ＢＹＤＶ）的小麦－中间偃麦草异附加系Ｌ１杂交,取杂种的幼胚和幼穗作离体培养,获得大量再生植株。经酶联免疫吸附分析（ＥＬＩＳＡ）、限制性内切酶长度多态性分析（ＲＦＬＰ）、染色体数目的检查和田间抗性鉴定,在再生植株回交后代中获得了抗ＢＹＤＶ的杂合易位株,经自交和花药培养纯合,选育出Ｄ１０９１、Ｄ１０９４、Ｄ１６５８、ＴＣ５、ＴＣ６、ＴＣ７等一批抗性稳定或基本稳定的普通小麦选系。以白黑麦６Ｒ二体附加系为抗源,与严重感染白粉病的陕７８５９杂交,经幼胚培养在再生植株回交后代中筛选到白粉病免疫的普通小麦杂合易位系。研究结果表明：在小麦远缘杂交中,组织培养可以作为导入外源基因产生易位的手段之一加以利用。     

小麦—簇毛麦杂种幼胚无性系的建立及植株再生的研究

普通小麦与簇毛麦杂交十分困难,得到的植株很少。然而通过杂种幼胚无性系培养,不但能获得大量的再生植株,而且利用愈伤组织能较长时间保存杂种种质。经过继代培养十个月共九代,由四个杂种幼胚的愈伤组织获得试管苗1957株,其中秋水仙碱处理1350株,成活1122株。套袋自交后获种子664粒,并获得自然授粉种子508粒。对幼胚愈伤组织和再生植株根尖进行了细胞学观察,绝大多数染色体数目为2n=28,变异率分别为33.04%和12.90%。愈伤组织保存一年后,仍有很强的分化能力,幼苗分化率为85%。     

普通小麦×栽培大麦杂种植株及其回交后代的产生和鉴定

以小麦做母本与大麦杂交结实率仅0.77％。本试验通过幼胚培养获得了杂种植株,胚培出苗率37.14％。杂种植株在形态上与小麦相似,完全自交不育。F_1体细胞染色体数目为28,和预期结果一致。花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ每个细胞平均二价体数为0.98,单价体数为26.04。用普通小麦做父本与杂种回交,回交结实率为0.26％。     

小麦Ms2基因易位后的染色体组定位研究

Ms2基因易位后育成的显性核不育六倍体小黑麦与硬粒小麦（包括二粒小麦）杂交,F₁代群休中的不育株用原父本连续回交,每轮F₁群体中的不育株与可育株之比都符合1:1。同时用黑麦为父本所做的杂交与回交,各F,群体中的不育株比例明显下降。说明易位后的Ms2基因到达A或B染色体组的某一条染色体上了。细胞学检查的结果也支持这一结论。     

“缺体回交法”选育普通小麦—山羊草异代换系的研究

利用从兰单体自交分离得到的5个自花结实的4D缺体小麦(映72180、块天选15等)作母本与11个山羊草(Ae.speltoides, Ae.sharonensis等)杂交,再以4D缺体为轮回亲本对杂种进行回交,借助于幼胚培养技术,获得了缺天选15×拟斯卑尔脱山羊草二体异代换系,缺72180×沙融山羊草单体异代换系。代换系生长发育良好,育性基本正常,表明山羊草的4S染色体能够补偿小麦缺失的4D染色体的功能。证明利用“缺体回交法”选育普通小麦—山羊草异代换系是有效的和可行的。