将大赖草种质转移给普通小麦的研究——Ⅶ.一个普通小麦-大赖草等臂染色体异附加系的选育与鉴定

通过花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对构型分析、Giemsa C-分带,从普通小麦-大赖草第7条染色体二体异附加系自交后代中选育并鉴定出了93G51-9和93G52-8 2个等臂染色体异附加系。该异附加系在花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ,其等臂染色体自身两臂配对频率高,染色体易发生断裂,且又携带有较抗赤霉病的基因,是向小麦转移大赖草赤霉病抗性基因的有用中间材料。     

将大赖草种质转移给普通小麦的研究：Ⅶ.一个普通小麦—大赖草等臂？…

通过花粉母细胞减数分裂中期Ｉ染色体配对构型分析ＧｉｅｍｓａＣ－分带,从普通小麦－大赖草第７条染色体二体异附加系自交后代中选育并鉴定出了９３Ｇ５１－９和９３Ｇ５２－８２个等臂染色体异附加系,该异附加系在花粉母细胞减数分裂中期Ｉ,其等臂染色体自身两臂配对频率高,染色体易发生断裂,且又携带有较抗赤霉病的基因,是向小麦转移大赖草赤霉病抗性基因的有用中间材料。     

同源四倍体矮牵牛花粉母细胞减数分裂观察

以同源四倍体矮牵牛06P-12为材料,采用常规压片法对花粉母细胞减数分裂过程及染色体行为进行了观察研究,以探明同源四倍体矮牵生育性降低的细胞学原因.结果显示:花粉母细胞减数分裂过程与二倍体基本相同但有其特殊性,主要表现在:终变期染色体的构型复杂,有四价体、三价体和单价体;中期Ⅰ和中期Ⅱ有赤道板外染色体;后期Ⅰ和后期Ⅱ出现落后染色体、丢失染色体、染色体桥及不均等分裂的现象;四分体时期出现一分体、二分休、三分体以及含微核的异常三分体、四分体、多分体.花粉母细胞减数分裂过程中正常细胞平均达78.6%,异常细胞频率平均为21.4%.研究表明,同源四倍体矮牵生育性降低的细胞学原因是减数分裂过程中染色体行为异常.     

抗白粉病小麦-中间偃麦草种质的选育和SSR鉴定

在从抗白粉痛小麦砷间偃麦草异附加系Ⅱ-1—1与含杀3C配子染色体的农林26杂交井自交的后代中,通过人工接种鉴定,选出4个抗白粉病种质03012、04060、04112、04146。细胞学鉴定表明,4个种质的染色体数目均为2n=42条。花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ多形成二价体。03012／烟农15杂种F1花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ细胞中平均形成2个单价体,可能为异代换系。04060／烟农15、04112／烟农15和04146／烟农15的F1中均出现一定数量的单价体和多价体,可能为易位系。利用SSR标记鉴定表明,引物WMC327是含中间偃麦草抗白粉病基因所在染色体的特异标记;03012可能是一个2D染色体的异代换系。     

青花菜花粉母细胞减数分裂及雄配子体发育

采用染色体制片及爱氏苏木精染色-冬青油透明技术对青花菜花粉母细胞减数分裂及雄配子体发育过程进行了细胞学研究.结果表明:花粉母细胞减数分裂的细胞质分裂为同时型,四分体为正四面体型或十字交叉型;中期Ⅰ和中期Ⅱ,少数细胞可见赤道板外染色体;后期Ⅰ和后期Ⅱ部分细胞出现染色体桥及落后染色体;四分体时期可观察到二分体、三分体及含微核的异常四分体.雄配子体发育过程包括2次有丝分裂,成熟花粉为3细胞型,具3个萌发孔.减数分裂过程中染色体行为异常的花粉母细胞约占10.28%;雄配子体发育过程中异常频率约为3.2%,败育主要发生在单核期.     

斑叶蒲公英的核型分析和花粉母细胞的减数分裂观察

采用根尖压片法确定斑叶蒲公英的染色体数目,通过分析斑叶蒲公英核型及花粉母细胞减数分裂过程,以确定其倍性水平。结果表明:(1)斑叶蒲公英根尖细胞染色体数目为32条,核型公式为2n=3x+x′=32=(18m+6sm)+(3m+4sm+1T),属于2A型。(2)斑叶蒲公英花粉母细胞减数分裂为同时型胞质分裂,四分体的排列方式以正四面体型居多,十字交叉型偏少,偶见左右对称型。(3)前期Ι染色体的构型复杂,中期Ι和中期Ⅱ有赤道板外染色体;后期Ι和后期Ⅱ出现落后染色体、染色体桥及断片;后期Ⅱ和末期Ⅱ还出现染色体分离不同步及不均等分裂的现象;四分体时期出现二分体、三分体、含微核的异常四分体及多分体等异常现象。(4)对其花粉进行离体萌发试验,花粉萌发率只有26.3%,说明斑叶蒲公英是异源四倍体,32条染色体不均等的减数分裂异常,造成花粉活性较低。     

水稻亚种间杂种F1半不育小孢子发生的细胞学观察

利用石蜡切片和染色体压片法对水稻亚种间半不育杂种F1及其亲本的小孢子母细胞减数分裂过程进行细胞学观察.结果显示:亲本及杂种F1的花药壁发育正常,但部分F1的小孢子母细胞减数分裂异常,形成不均等的二分体和异常的四分体;其染色体在中期Ⅰ分散在赤道板两旁或远离赤道板,形成单价体;在后期Ⅰ和后期Ⅱ产生大量落后染色体或染色体桥.研究表明,部分花粉母细胞减数分裂中期和后期染色体行为异常可能是造成杂种F1花粉半不育的主要原因.     

抗全蚀病小麦-华山新麦草中间材料H8911的细胞遗传学研究与利用

抗小麦全蚀病中间材料H8911(BC1F1)是通过小麦与华山新麦草杂种幼胚培养及杂种F1(ABDN2n=28)再与小麦回交后得到的。根尖细胞染色体数目49条,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ,染色体构型为20．85(19～21)Ⅱ 7．30(7～11)Ⅰ,21Ⅱ 7Ⅰ的细胞占86．67％。BC1F2和BC1F3体细胞染色体数目范围分别为45～53和44～52,49条染色体的植株类型分别占30．19％和27．50％,华山新麦草染色体丢失率分别为11．85％和13．14％;花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ,染色体构型分别为20．62(18～22)Ⅱ 7．64(5～13)Ⅰ 0．04(0～1)Ⅲ和20．53(17～22)Ⅱ 7．79(5～15)Ⅰ 0．05(0～1)Ⅲ,21Ⅱ 7Ⅰ的细胞分别占77．24％和69．42％。随着自交世代的延续,21Ⅱ 7Ⅰ细胞的传递能力逐渐降低。利用H8911作供体,选育出小麦-华山新麦草抗全蚀病新种质13个,其中1个附加系表现近高度抗病性,6个附加系、3个代换系和3个易位系材料表现中度抗病性。     

鹅观草×黑麦杂种F_1的形态及细胞遗传学研究

以鹅观草作母本,黑麦作父本进行杂交,采用杂种幼胚培养技术,首次成功地获得了F_1杂种。杂种穗形呈双亲的中间类型,完全雄性不育。花粉母细胞减数分裂中期在Ⅰ平均染色体配对构型为:27.01Ⅰ+0.47Ⅱ+0.02Ⅲ,后期Ⅰ形成大量的落后染色体以及发生不均等的两极分裂和多极分裂,进而形成多分体。花粉粒发育过程中出现不同数目的微核。     

小麦等离子束处理的生物学效应研究

本文以早熟品种冀麦31号和晚熟品系88—4284萌动种子为材料,报道了等离子束处理对小麦种子萌发的影响和细胞学效应。观察表明,等离子束长时间处理抑制种子发芽。在根尖细胞有丝分裂中期观察到染色体断裂和断片,冀麦31号染色体断裂的频率为0.49—1.34％,88—4284为0.21—2.14％。随着处理时间延长,染色体断裂频率逐渐提高。有丝分裂后期和末期出现大量的落后染色单体和染色体桥。在花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ,经过等离子束处理的材料出现环状单价体。后期Ⅰ观察到染色体倒位造成的染色体桥和断片。在四分体期还有微核出现。     

普通小麦与东方旱麦草异附加系和异代换系的选育与原位杂交检测

旱麦草属（Ｅｒｅｍｏｐｙｒｕｍ）是用于小麦品种改良的又－潜在的植物资源。为了筛选小麦－旱麦草异附加系、异代换系,对普通小麦品种 Ｆｕｋｏｈｏ×东方旱麦草属间杂种的 ＢＣ２Ｆ３代材料的９６粒种子进行了染色体数目的检测,共检出１５粒２ｎ＝４３的种子, ８粒 ２ｎ＝ ４４的种子,进一步对以上材料进行的基因组ＤＮＡ原位杂交,共鉴定出３个单体附加系,２个二体附加系,１个双单体附加,１个小麦三体单体附加,１个附加３条东方旱麦草染色体的小麦单体,在染色体数为４２的个体中,检测出１个单体代换,１个双单体代换。根据ＢＣ２Ｆ３代自交品系来源的不同,初步认为由双单体附加自交比单体附加自交选择异附加系的效率高。     

小冰麦异附加系中天兰冰草染色体的变异

通过对两套14种小冰麦异附加系的体细胞染色体观察,发现3个异附加系各有1对染色体发生了显著变异。其中TAl-14t有1对端着丝点染色体,TAl-22s和TAl-27s各有1对近中着丝点的小染色体。通过组胞遗传学分析,从3个方面证明了发生变异的染色体均来自天兰冰草。此外还发现在其中的两个异附加系(TAI-14t和TAl-27s)中可能产生了自发易位。     

单体异附加系花药培养创制小麦- 中间偃麦草纯合易位系

利用单体异附加系花药培养细胞工程途径,诱导小麦与中间偃麦草发生染色体易位,通过细胞学分析、荧光原位杂交(F ISH)和SSR鉴定出纯合易位系.研究结果表明,经单体异附加系花药培养创制出1个小麦-中间偃麦草纯合易位系99-803;其花粉母细胞(PM C s)减数分裂中期I染色体构型为18.42个环状二价体 2.57个棒状二价体 0.01个单价体;中间偃麦草的7A i-1染色体与小麦7A或7B染色体发生了非罗伯逊易位,且中间偃麦草易位片段较小;通过该途径获得纯合易位系的频率约为2%.以上结果表明,单体异附加系花药培养是一条向小麦转移异源染色体小片段(基因)的快速高效途径.     

Molecular Cytogenetic Identification of Triticum aestivum-Secale cereale Substitution and Addition Lines

Two substitution lines, designated as 930498 and 930483, and one addition line, designated as 930029, via Fo immature embryo culture of Triticum aestivum x octoploid triticale ( x Triti-cosecale Wittmack) were identified. Fluorescence in situ hybridization (FISH) using total genomic DNA of rye ( Secale cereale L. ) as probe corroborated the existence of rye chromosomes, further confirmed through chromosome paring at meiotic metaphase 1, C-banding and glutenin SDS- PAGE. The results demonstrated that the two substitution lines are ID/IR, and the addition line is also IR addition. Rye chromosomes that are distinct to the red-colored wheat chromosomes appear yellow-green at mitotic metaphase after FISH.     

普通小麦－华山新麦草异附加系的选育及细胞遗传学研究

利用普通小麦与华山新麦草（２ｎ＝１４,ＮＮ）杂交与回交产生的七倍体杂种（ＡＡＢＢＤＤＮ,２ｎ＝４９）,再与普通小麦回交,即产生单体附加（２ｎ＝４３）,当以七倍体作父本时,产生单体附加的频率（２４．２％）高于七倍体作母本的频率（１２．２８％）。单体附加自交产生二体附加的频率为７．１９％。不同附加系的细胞学稳定性有差异,并随着逐代选择而有所提高。     

Alterations and Abnormal Mitosis of Wheat Chromosomes Induced by Wheat-Rye Monosomic Addition Lines

Background

Wheat-rye addition lines are an old topic. However, the alterations and abnormal mitotic behaviours of wheat chromosomes caused by wheat-rye monosomic addition lines are seldom reported.

Methodology/Principal Findings

Octoploid triticale was derived from common wheat T. aestivum L. ‘Mianyang11’×rye S. cereale L. ‘Kustro’ and some progeny were obtained by the controlled backcrossing of triticale with ‘Mianyang11’ followed by self-fertilization. Genomic in situ hybridization (GISH) using rye genomic DNA and fluorescence in situ hybridization (FISH) using repetitive sequences pAs1 and pSc119.2 as probes were used to analyze the mitotic chromosomes of these progeny. Strong pSc119.2 FISH signals could be observed at the telomeric regions of 3DS arms in ‘Mianyang11’. However, the pSc119.2 FISH signals were disappeared from the selfed progeny of 4R monosomic addition line and the changed 3D chromosomes could be transmitted to next generation stably. In one of the selfed progeny of 7R monosomic addition line, one 2D chromosome was broken and three 4A chromosomes were observed. In the selfed progeny of 6R monosomic addition line, structural variation and abnormal mitotic behaviour of 3D chromosome were detected. Additionally, 1A and 4B chromosomes were eliminated from some of the progeny of 6R monosomic addition line.

Conclusions/Significance

These results indicated that single rye chromosome added to wheat might cause alterations and abnormal mitotic behaviours of wheat chromosomes and it is possible that the stress caused by single alien chromosome might be one of the factors that induced karyotype alteration of wheat.     

陆海BC_4F_3和BC_4F_(3:4)代换系纤维产量与品质的表型评价

对陆海BC4F3和BC4F3:4代换系群体的纤维产量与品质的表型性状进行初步评价分析,结果表明,群体代换系各性状平均值与轮回亲本中棉所45相近,但群体内部个体间仍存在丰富的遗传变异,其中不乏超越中棉所45的材料。从中筛选20个纤维品质突出单株(株行),2年的上半部平均长度高于30.00 mm,断裂比强度高于31.0 c N/tex,表现较好的一致性和稳定性,为进一步棉花纤维品质育种提供了选择材料。     

利用AABBDDDD八倍体培育小麦-簇毛麦二体附加系的研究

对普通小麦（Triticumaestivum）-节节麦（Aegilopssquarrosa）八倍体（2n=8x=56,AABBDDDD）与硬粒小麦（Triticumdurum）-簇毛麦（Haynaldiavillosa）六倍体（2n=6x＝42,AABBVV）杂交后,将所得七倍体杂种（AABBDDV）进行连续自交,在F4代中利用C-分带鉴定出可能的簇毛麦6V二体附加系95－7和2V二体附加系26－7,其花粉母细胞染色体在减数分裂中期I的配对构型分别为0.14I＋20．42＋1．5和0．10I＋20．07＋1.82;进一步将95－7和26－7的基因组DNA用EcoRI酶切,分别用小麦族第6部分同源群短臂探针Psr113和第2部分同源群长臂探针BCD240进行Southern杂交,结果显示具有簇毛麦的特异杂交带,进一步确证了95－7和26－7分别是普通小麦-簇毛麦6V和2V二体附加系。     

普通小麦-百萨偃麦草(Thinopyrum bessarabicum)二体异附加系的选育与鉴定

为转移与利用百萨偃麦草耐盐、抗病等优良基因,用普通小麦中国春-百萨偃麦草双倍体与中国春杂交,通过染色体C-分带、分子原位杂交并结合减数分裂中期I的染色体配对分析,从回交后代中选育出一套小麦-百萨偃麦草二体异附加系。对这套异附加系进行的鉴定与分析表明,各附加系除添加了一对百萨偃麦草染色体外,小麦的21对染色体未见明显变化。各附加系所添加的百萨偃麦草染色体在减数分裂中期I配对基本正常,仅有少量单价体,其自交后代中外源染色体亦能正常传递。这说明所培育的这套二体异附加系在细胞学上已相对稳定,暂分别编号为DAJ1、DAJ2、DAJ3、DAJ4、DAJ5、DAJ6和DAJ7。各异附加系中百萨偃麦草染色体在小麦族中的部分同源群归属和百萨偃麦草耐盐抗病基因在染色体上的定位研究正在进行之中。     

甜菜单体附加系M14花蕾cDNA文库的构建

为了克隆甜菜单体附加系M14无融合生殖相关基因 ,采用cDNA文库快速构建法制备了M14花蕾cDNA文库。根据甜菜单体附加系M14无融合生殖的细胞胚胎学研究结果 ,提取甜菜M14花蕾三个关键时期的RNA ,分离纯化mRNA ,以Oligo(dT)为引物 ,在逆转录酶的作用下 ,合成第一链cDNA ,进而合成第二链cDNA。含有EcoRⅠ和NotⅠ粘性末端的双链cDNA在T4DNA连接酶的作用下与载体λZAP臂相连 ,并对连接产物进行体外包装 ,得到噬菌体颗粒 ,即甜菜单体附加系M14花蕾cDNA文库。经大肠杆菌寄主菌株XL1-blueMRF’平板检测 ,三个文库滴度分别为 2 .8× 10 5pfu·mL-1、1.6× 10 5pfu·mL-1和 3.5× 10 5pfu·mL-1,克隆重组率为 83%、78%和 81%。cDNA文库可直接用于目的基因的筛选