小麦与高冰草体细胞杂种后代的核基因组和叶绿体基因组的遗传特征

以小麦(Triticum aestivum L.)与高冰草(Agropyron elongatum(Host)Nevski)体细胞杂种同一个克隆来源的F2-F6自交系Ⅱ-2、Ⅱ-Ⅰ-8以及由Ⅱ-Ⅰ-8 F2分离形成的8-1(F3-F6)为材料,利用小麦叶绿体基因组的微卫星(Microsatellite)特异引物及随机扩增多态性DNA(RAPD)引物进行分析.结果表明,杂种株系的叶绿体基因组组成一致,均以小麦叶绿体基因组为主,仅在rpl14和rpl16基因的间隔序列中检测到双亲的特征带,表明有高冰草的叶绿体DNA在杂种中存在,并稳定遗传至第六代.RAPD分析表明,不同杂种株系中存在不同的高冰草核DNA片段,核基因组在传代中基本稳定.     

小麦与高冰草体细胞杂种后代的核基因组和叶绿体基因组的遗传特征

以小麦(TriticumaestivumL.)与高冰草(Agropyronelongatum(Host)Nevski)体细胞杂种同一个克隆来源的F2-F6自交系Ⅱ-2、Ⅱ-Ⅰ-8以及由Ⅱ-Ⅰ-8F2分离形成的8-1(F3-F6)为材料,利用小麦叶绿体基因组的微卫星(Microsatellite)特异引物及随机扩增多态性DNA(RAPD)引物进行分析。结果表明,杂种株系的叶绿体基因组组成一致,均以小麦叶绿体基因组为主,仅在rpl14和rpl16基因的间隔序列中检测到双亲的特征带,表明有高冰草的叶绿体DNA在杂种中存在,并稳定遗传至第六代。RAPD分析表明,不同杂种株系中存在不同的高冰草核DNA片段,核基因组在传代中基本稳定。     

小麦-冰草附加系Ⅱ-21-2的细胞遗传学与分子标记分析

在本研究室获得的一套小麦-冰草附加系材料中,附加了冰草(1.4)重组P染色体的附加系Ⅱ-21-2出现了较高频率的多价体。对小麦-冰草附加系Ⅱ-21-2的10个不同株系花粉母细胞减数分裂进行观察与统计,结果表明,不同株系均存在低频率的单价体,染色体异常联会主要表现为出现六价体和四价体,其中株系1-7-3出现六价体频率较高,出现六价体的花粉母细胞为41%,而株系1-7-7有13%的花粉母细胞出现四价体。小麦SSR标记分析表明,不同株系存在小麦基因组或P基因组的多态性。小麦-冰草附加系Ⅱ-21-2染色体异常联会可能与附加的P染色体有关,而其分子水平的多态性和重组可能对于遗传改良具有潜在的意义。     

八倍体小偃麦与天蓝偃麦草杂交F1染色体组构型

首次获得麦草8号、麦草9号、远中2号八倍体小偃麦与天蓝偃麦草的属间杂种,杂交当代结实率为31.49%,39.28%和10.41%。杂种F1表现为两亲的中间型,植株高大、繁茂,穗长20~30 cm,小穗数25~30个,多年生,抗寒,在哈尔滨冬季无覆盖条件下可安全过冬。对F1植株进行减数分裂行为观察,结果发现,染色体配对不正常,单价体频率高,出现多价体。杂种F1减数分裂中期I染色体配对构型分别为:9.5Ⅰ+16.98Ⅱ+0.27Ⅲ、13.6Ⅰ+14.01Ⅱ+0.87Ⅲ、11.2Ⅰ+16.8Ⅱ+0.08Ⅲ。二价体数变动在13~18间、单价体数变动在11~17间、多价体变动在0.08~0.87间,二价体多数是棒状二价体,推测两亲有一对部分同源关系染色体组,其余为非同源染色体组,但有的染色体间有部分同源关系。小麦5B染色体上Ph基因可能受到E组染色体的抑制。     

天兰冰草及八倍体小冰麦染色体组构成研究

通过天兰冰草、小瞒与天募冰草杂种F：体细胞N带分析,天兰冰草染色体不显示小麦B组染色体的特征带纹．分析6个由普通小麦与天兰冰草杂交衍生而来的八倍体小冰麦染色体组构成,八倍体小冰麦中₁、中₂、苏联多年生染色休组为ABIDE₁、或ABDE₂、中₃、中₄、中₅染色体组构成为ABDX.观察小麦与夭兰冰草杂种F₁及部分组合回交一代减数分裂中期I染色体配对情况,综合分析所得实验结果,我们认为,天兰冰草不含小麦的B组或修饰的B组染色体,而含有两组远同源染色体（distanthomologous),建议将天兰冰草染色体组型定为XE₁E₂.     

普通小麦-冰草6P染色体中间插入易位系的鉴定

远缘杂交技术是将小麦野生近缘植物的染色体片段导入小麦的有效途径。通过这种方法可以拓宽小麦的遗传基础,导入携带控制优异性状的基因从而达到改良小麦的目的。为了获得在小麦遗传及育种中具有较高研究利用价值的纯合的小麦-冰草小片段异源染色体易位系,我们利用细胞学手段对普通小麦-冰草的远缘杂交后代进行鉴定。本研究以小麦-冰草二体代换系4844-8、二体附加系4844-12与普通小麦杂交后辐照产生的易位系为材料,利用基因组原位杂交（GISH）技术从中鉴定出了2个具有冰草染色体小片段的纯合中间插入易位系。其中1个纯合中间插入易位系（104-3）具有高抗小麦白粉病和高千粒重的特性。另1个纯合中间插入易位系（19-2）具有较高的穗粒数和较高的千粒重的特性。本研究鉴定出的2个小麦-冰草6P小片段纯合中间插入易位系的优异农艺性状表明,它们是丰富小麦基因资源的优异的遗传材料,具有很高的研究利用价值。     

小麦新种质4844中外源P染色质的GISH与SSR分析

采用基因组原位杂交(GISH)检测和染色体组成分析方法,对大穗多花小麦新种质4844后代的15个株系进行遗传分析。结果发现,4844-12是1个稳定的异附加系,4844-2和4844-8是稳定的异代换系;对异代换系进行SSR分析表明,代换系中小麦的6D染色体被1对P染色体代换,说明这对冰草染色体与小麦6D染色体有部分同源关系,由此确定4844中的冰草染色体为6P;同时筛选出冰草6P染色体的4个SSR标记。     

长芒猬草与华山新麦草属间杂种的形态学和细胞学研究

为研究长芒猬草Hystrix duthiei ssp．longearistata的染色体组成,将其与华山新麦草Psathyrostachys huashanica进行了人工杂交,获得杂种F₁。对亲本及杂种F₁,花粉母细胞减数分裂染色体配对行为、繁育 特性和形态特征进行了比较分析。结果表明：杂种F₁的许多形态特征介于父母本之间,花粉完全不育, 结实率为0;杂种F₁花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对较高,55.12％的细胞形成5个或6个二价 体,其构型为：9.83Ⅰ+5.46Ⅱ+0.07Ⅲ,C-值为0.57。以上结果表明H．duthiei ssp．Longearistata含有Ns染色体组。本文还讨论了Hystrix与Leymus的关系。     

小麦与高冰草不对称体细胞杂种F_5代部分株系的根尖细胞染色体分析

将普通小麦“济南177”(Triticum oestivum cv．Jinan 177)原生质体(受体)和经紫外线照射的高冰草Agropyron elongatum)原生质体(供体)用PEG(聚乙二醇,polyethylene glycol)法诱导融合,获得外形偏向小麦的不对称体细胞杂种及后代。经过田间繁育,现已到F5代。对来源于同一个体细胞杂种克隆的不同株系(Ⅱ-2,8-l,Ⅱ-I-8)的F5代的根尖细胞染色体进行核型分析,并与其亲本比较,结果表明,杂种株系染色体的形态、数目在遗传上均趋于稳定。各杂种株系的染色体与亲本小麦“济南177”之间有多处显著的不同,杂种株系之间也存在差异,推测高冰草的染色体小片段可能进入了受体小麦的染色体中。     

马铃薯杂种无性株系的SSR鉴定及花粉育性和染色体构型分析

为明确马铃薯‘MB09’ב陇薯7号’杂种F1无性株系在DNA和细胞遗传学水平上的差异,该试验以亲本材料为对照,利用SSR分子标记技术对其20个优良无性株系(F1无性系一代)的DNA指纹特征进行分析,并采用常规制片镜检方法对已选出的8个杂种优良株系(F1无性系二代)的花粉育性及花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)的染色体配对构型进行了研究,为马铃薯杂交新品系选育提供分子细胞遗传学依据。结果显示:(1)试验共筛选出2对SSR特异引物C57和S25,通过PCR扩增建立了能识别出这20个杂种株系及其双亲的SSR指纹图。(2)杂种优异株系F1-1、F1-2、F1-7、F1-11、F1-13、F1-14、F1-15和F1-20的花粉可育率变幅为36.73%~87.08%,并以株系F1-7最高(87.08%),而且显著超过高亲(83.33%),说明各优良株系花粉育性有一定差异。(3)对8个优异株系花粉母细胞的PMCMⅠ观察发现,各优良株系的染色体配对构型明显不同,均包括单价体、二价体、三价体和四价体4类,其中二价体构型的比例最高,其介于49.13%~82.91%之间,其中以株系F1-7的二价体比例最高(82.91%)。该研究明确了20个马铃薯杂种优良株系的SSR指纹特征和8个优异株系的花粉育性及染色体配对构型差异。