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。     

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。     

鹅观草属三个物种及其居群间的醇溶蛋白分析

利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术(APAGE)对小麦族鹅观草属3个物种:毛叶鹅观草、纤毛鹅观草和竖立鹅观草进行了醇溶蛋白电泳分析,23份材料电泳分离出22条相对迁移率不同的谱带,其中3条(16.6%)共同带,19条(83.4%)具多态性,每个材料可分离出9～16条谱带。结果表明:(1)三个物种具有相似的醇溶蛋白带型,但存在明显的种间差异;(2)同种不同居群间也存在遗传差异;(3)种间差异大于种内差异。     

鹅观草属部分种的叶表皮微形态特征及其分类学意义

在过去叶表皮实验的基础上,本从鹅观草属不同组、系中新增解剖了１６个有代表性的种。根据这些种叶片反映的表皮微形态特征,进一步证实了鹅观草属共族分属以及属下类群划分的正确性,揭示了属中各主要类群的演化水平和系统发育关系。研究结果最后表明：鹅观草属的半颖组最原始,在系统发育中它可能既派生了较进化的小颖组和大颖组,又派生了最进化的长颖组;在大颖组中,齿草系较原始,纤毛草系较进化,宽叶草系最进化,纤毛草系     

向普通小麦导入纤毛鹅观草抗黄矮病基因的研究──Ⅰ.F_1和BC_1的产生及其细胞遗传学

为了将纤毛鹅观草Z1010对黄矮病毒株系PAV和RPV的抗性基因转入普通小麦,通过幼胚拯救,获得了纤毛鹅观草Z1010×普通小麦品种莱州953的杂种F1,以及用5个普通小麦品种（系）回交的BC1衍生系。对杂种F1及BC1植株的细胞学分析表明,纤毛鹅观草Z1010不仅对Ph基因具有很强的抑制作用,而且能使杂种F1形成未减数配子,对细胞遗传学资料的进一步分析认为,通过部分同源染色体间的交换将纤毛鹅观草Z1010的抗黄矮病基因转入小麦是可能的。     

鹅观草属部分种的叶表皮微形态特征及其分类学意义

在过去叶表皮实验的基础上 ,本文从鹅观草属不同组、系中新增解剖了 1 6个有代表性的种。根据这些种叶片反映的表皮微形态特征 ,进一步证实了鹅观草属共族分属以及属下类群划分的正确性 ,揭示了属中各主要类群的演化水平和系统发育关系。研究结果最后表明 :鹅观草属的半颖组最原始 ,在系统发育中它可能既派生了较进化的小颖组和大颖组 ,又派生了最进化的长颖组 ;在大颖组中 ,齿草系较原始 ,纤毛草系较进化 ,宽叶草系最进化 ,纤毛草系和宽叶草系可能相继起生于齿草系。并且 ,鹅观草属的这种进化关系同过去细胞学和形态学提供的证据是基本一致的。     

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。     

青海鹅观草属的叶片表皮微形态特征及其分类意义的探讨

通过青海鹅观草属叶片表皮的解剖观察,结合外部形态,表明了该属植物在小麦族中共族分属的合理性,同时对青海地区属下类群重新进行了确认,共划分2组16种,即拟技碱草组,包括6种;弯穗草组,包括10种．过去处理的种短柄鹅观草和多秆鹅观革分别作为短颖鹅观草和缘毛鹅观草的变种。此外,类群间的演化水平和属的地理起源也作了初步探讨。     

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。     

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。     

利用RFLP分子标记确定导入小麦的鹅观草(R. kamoji)染色体的部分同源群归属

选用来自小麦族7个部分同源群的26个DNA探针对45个小麦-鹅观草衍生后代株系及鹅观草、中国春和扬麦5号亲本进行RFLP分析,结果表明16个小麦-鹅观草异附加系、异代换系或可能的易位系中所涉及鹅观草染色体分别属于第1、3、5、6、7部分同源群。小麦-鹅观草异染色体系中导入的成对鹅观草染色体能够较稳定地遗传给后代。K139、K141、K214、K218、K219、K224二体附加系所添加的鹅观草染色体属第1部分同源群,但K214和K218所添加的鹅观草染色体与K219、K224的添加的鹅观草染色体分别来自鹅观草不同的染色体组。K147端体添加系涉及鹅观草第1部分同源群染色体长臂,而K139、K141和K147所涉及的鹅观草染色体长臂分别来自鹅观草3个不同的染色体组。鹅观草U染色体与小麦第1部分同源群有同源关系,属第1部分同源群的鹅观草染色体尤其是其长臂与赤霉病抗性有关。鹅观草第1部分同源群与第6部分同源群染色体之间可能涉及重排。K203添加的2条鹅观草染色体分别与第1和6部分同源群同源。K166导入鹅观草染色体涉及第5部分同源群短臂。K177（2n=41,20Ⅱ I）中,所渗入的鹅观草染色质涉及第5（5L）、6（6S）、7（SL）部分同源群。鹅观草S、H和Y3个染色体组间具部分同源性。     

同胞质普通小麦—纤毛鹅观草附加系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－分型,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９４２２７添加的是纤毛鹅鸡草染色体Ｂ的一对长壁９４Ｋ２８０添加的是纤毛鹅观草的一对染色体Ｄ。     

禾本科牧草的同工酶分析

本文分析了23种禾本科牧草的酯酶同工酶和过氧化物酶同工酶。结果表明,如果统一取材标准及实验条件严格,酶谱资料是稳定可比较的,有一定的系统分类价值。酶谱并结合其它资料证明了成立鼠茅属(Vulpia)的合理性。酶谱资料还表明,黑麦草属(Lolium)可能是小麦族和羊茅族相互联系的桥梁。根据酶谱距离的资料,讨论了小麦族的某些属间关系。例如,作者发现,酶谱资料显示出鹅观草属与披碱草属赖草与披碱草属之间有更近的亲缘关系。     

我国小麦族的形态演化与分类、分布的研究

本文以演化形态为基础,结合地理分布和生境条件,研究了中国小麦族的分类和属 间的亲缘关系。 小麦族的穗状花序可认为由雀麦族的圆锥花序和短柄草族的总状花序演化而来,演化路 线可归纳为：1．圆锥花序的各级花序柄缩短直接形成圆锥穗状花序,具不定数小穗或假单生小穗,其颖与外稃的中线及小穗轴不在同一面上。2．圆锥花序简化为总状花序后小穗柄再缩短,形成简单穗状花序,具真单生小穗,其颖、稃的中线与小穗轴处于同一面上。 3．聚伞圆锥花序简缩为聚伞穗状花序,具三联小穗,其居中小穗的颖位于外稃的背面,侧小穗的颖位于外稃 的侧面。据此,根据小麦族颖、外稃的形态和其它性状、生境、分布,国产的和引种的小麦族植物可分为13个属(赖草属、披碱草属、鹅观草属、偃麦草属、山羊草属、小麦属、冰草属、旱麦草属、黑麦属、簇毛麦属、新麦草属、大麦属和猬草属),本文主要讨论了它们之间的亲缘关系。     

华山新麦草和鹅观草属两个种间物种生物学研究

通过华山新麦草（２ｎ＝１４,ＮＮ）和鹅观草属的两个种（纤毛鹅观草（２ｎ＝２８ ＳＹ）和鹅观草（２ｎ＝４２ ＳＨＹ）属间杂交,两个组合均得到生长健壮的植株。杂种Ｆ１形态上均为双亲的中间型。纤毛鹅观草Ｘ华山新麦草和鹅观草Ｘ华山新麦草杂种Ｆ１染色体配对构型分别为：２０．７３Ｉ＋０．３１８Ⅱ,２４．８０１Ⅰ＋１．５７Ⅱ＋０．０１２Ⅲ。后期Ⅰ均出现多极分离。两个组合均发现减数分裂过程异常现象。两个组合染色体     

山东小麦族植物叶表皮微形态的研究

利用光学显微镜,对山东小麦族5属9种植物的叶片下表皮微形态特征进行了研究。叶片下表皮微形态在属间差异明显,可作为分属的参考依据;山东5种鹅观草属植物的叶片下表皮微形态可分为两种类型,这与形态上划分的拟披碱草组和犬草组相一致。     

鹅观草属、披碱草属、猬草属和仲彬草属物种的RAMP分析及系统学意义

对鹅观草属、披碱草属、猬草属和仲彬草属4属23个物种进行了RAMP分析。结果表明属间变异极大,多态性极高。31个引物组合产生的286条DNA扩增片段均具有多态性。聚类分析显示鹅观草属、披碱草属、猬草属和仲彬草属物种各自聚为一类;Roegneria alashanica、R．elytrigioides和R．magnticaespes聚类在一起;猬草属的模式种Hystrix patula与披碱草属物种聚类在一起,而Hystrix duthiei和H．longearistata单独聚为一类;形态相似、染色体组相同、地理分布一致的物种聚类在一起。本研究结果基本上同形态学和细胞学研究结果相吻合,将鹅观草属、披碱草属和仲彬草属作为属分类等级处理比较恰当,而猬草属的系统地位有待进一步确认。RAMP标记可作为评价多年生小麦族物种遗传多样性和亲缘关系的一种分子标记技术。     

新疆、青海和四川等地区小麦族植物的细胞学观察

本文对采集于新疆、青海和四川等地的小麦族(Triticeae Dumortier)10属、52种、370份种子材料进行了细胞学观察。该地区小麦族各属种的染色体数目变化范围是从2n=14到2n=84,前者主要存在于大麦属(Hordeum)、新麦草属(Psathyrostachys)和黑麦属(Secale),而后者全部集中于赖草属(Leymus)。其中染色体数目为2n=28和2n=42的类型出现的频率很高,大多存在于鹅观草属(Roegneria)和披碱草属(Elymus)。除个别种内存在不同倍性的细胞型外,绝大多数种的染色体数目非常稳定。在所有的样本中均没有观察到具非整倍体和B-染色体的材料。     

鹅观草属五个类群的核型与进化

报道了鹅观草属５个类群的核型,即长芒鹅观草,核型２ｎ＝４ｘ＝２８＝２２ｍ＋６ｓｍ（２ＳＡＴ）;短颖鹅观草,核型２ｎ＝４ｘ＝２８＝２０ｍ（２ＳＡＴ）＋８ｓｍ（２ＳＡＴ）;短柄鹅观草,核型２ｎ＝４ｘ＝２８＝２２ｍ（２ＳＡＴ）＋６ｓｍ;纤毛鹅观草,核型２ｎ＝４ｘ＝２８＝２０ｍ＋８ｓｍ（４ＳＡＴ）;毛盘鹅观草,核型２ｎ＝４ｘ＝２８＝１８ｍ＋６ｓｍ（４ＳＡＴ）＋４ｓｔ。同时,通过核型重要性状的递变分析,揭示了鹅观草属５个类群的相对进化程度以及宏观分类中４个组的系统发育关系,表明鹅观草属的半颖组在系统发育中可能既派生了颖体短小的小颖组,又派生了颖体长大的大颖组和长颖组。     

鹅观草属的地理分布

鹅观草属是禾本科小麦族中的最大的属,现知全世界有4组,20系,126种,分布于北半球的温带和寒带,中国有4组,18系,79种,主要分布于西北,西南,华北和东北,是鹅观草属植物种类最为集中的区域,尤其高原东北部的唐古特地区又是我国鹅观草属分布相对密集之地,有3组,12系,30种,而且其间不同等级,不同演化水平的类群均有分布,该地可能就是该属的现代分布中心,同时,唐古特地区多汇聚有鹅观草属不同等级的原始类群和与原始类群有很缘的短柄草属植物,其中最原始的大柄鹅观草特产于该区,而该区缺乏的是高级的大颖组类群,故推测唐古特地区可能又是该属的起源地,起源时间大约在青藏高原明显增高,气候转凉的晚第三纪初的中新世,鹅观草属起源后,在中国境内地质活动比较剧烈的地区得到了进一步的发展和分化,但只有少数适应性较强的类群大概以3条路径扩展到国外,并向东到在北美的巴芬岛,向西延伸到大西洋滨岸,向北进入寒冻的北极地区。