小麦品种小偃6号染色体结构变异的细胞学研究

本文报道了小麦品种小偃6号的染色体结构变异。小偃6号及其亲缘品种与中国春小麦杂交,杂种F_1染色体配对资料表明:小偃6号及其父本小偃96与中国春在染色体结构上有很大差异。八倍体小偃麦小偃693与小偃6号和小偃96杂种F_1减数分裂中期出现19″+2′′′+5′的染色体构型,说明小偃6号和小偃96至少含有两个长穗偃麦草染色体片段。将小偃6号与中国春双端体系列杂交,杂种F_1中1AL、2AS、5AS、6AS和7BS端着丝点染色体配对频率极显著地低于(中国春×小偃6号)F_1的平均染色体臂配对频率(90.1％),从而将小偃6号中的异源片段局限于这5个染色体臂内;同时发现:1AL、2DS、4DS、6AL及3B(t″s+t′L)端体中的端着丝点染色体参与了杂种F_1中多价体的形成,或与此有关,故认为小偃6号与中国春至少有两个相互易位的差异,涉及到染色体1A、2D、3B、4D和6A。文章还对小偃6号异源易位的起源和鉴定等进行了讨论。     

八倍体小偃麦与普通小麦杂交育种的研究

利用八倍体小偃麦与普通小麦杂交,创造了一些异附加系和异代换系,选育出一个特早熟、矮秆、抗病、高产、优质小麦新品种－“早优５０４”。总结了八倍体小偃麦与普通小麦杂交育种程序。     

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。     

八倍体小偃麦与普通小麦杂交后代花药培养的研究

本试验研究了八倍体小偃麦与普通小麦杂交后代愈伤组织的诱导频率、雄核发育和秋水仙碱诱导小孢子染色体加倍的效果。结果表明:八倍体小偃麦与普通小麦杂种F_1愈伤组织的产量具有明显的杂种优势;其雄核发育存在均等分裂和不均等分裂等类型,这与小麦中的观察结果相似;在培养基中加入秋水仙碱可以有效地诱导小孢子第一次有丝分裂时染色体加倍。     

小麦与彭梯卡偃麦草杂种及其衍生后代的细胞遗传学研究──Ⅱ．来自小麦和彭梯卡（长穗）偃麦草及中间偃麦草杂种后代11个八倍体小偃麦的比较研究

利用染色体配对分析和酯酶及种子醇溶蛋白电泳分析研究了我国育成的１１个八倍体小偃麦,结果表明：（ａ）来源于小麦和中间偃麦草杂交后代的６个部分双二倍体中,中１和中２的偃麦草染色体组不同于中３、中４、中５和小偃７８８２９的偃麦草染色体组;（ｂ）来源于小麦和长穗偃麦草杂交后代的５个部分双二倍体中,小偃７８４的偃麦草染色体组不同于小偃６９３和小偃７６３１中的偃麦草染色体组,表明在长穗偃麦草中有两个互不相同又不同于小麦的染色体组Ｅ和Ｆ,而小偃７４３０和小偃６８中的偃麦草染色体组很可能是Ｅ和Ｆ染色体组的重组体;（ｃ）小偃７８４中的长穗偃麦草染色体组和中５及小偃７８８２９中的中间偃麦草染色体组基本相同,而中２的中间偃麦草染色体组不同于小偃６９３和小偃７６３１中的长穗偃麦草染色体组Ｆ,这意味着在长穗偃麦草和中间偃麦草中可能只有一个共同的染色体组Ｅ。部分双二倍体中酯酶及醇溶蛋白偃麦草染色体特征带的存在和发现,为这些染色体或其片段导入小麦后的鉴定提供了方便。     

八倍体小偃麦与普通小麦杂交选育抗旱小麦品种的研究

利用八倍体小堰麦与普通小麦杂交,通过连续选择选育出抗旱小麦品种小偃５９７,试验结果表明,小偃５９７抗旱,叶组织细胞膜的稳定性（７．６％）,叶片持水力（５１．６０％）和叶组织相对含水量（７７．０６％）高,株高８５ｃｍ,白粒,角质,品质优。每公顷６７５０ｋｇ。     

应用荧光原位杂交和染色体配对研究八倍体小冰麦中2的染色体组构成及染色

通过染色体配对分析和荧光原位杂交对八倍体小冰麦中２的染色体组构成进行分析,结果表明：八倍体小冰麦中２含有的冰草染色体是来自天蓝冰草（Ａｇｒｏｐｙｒｏｎｉｎｔｅｒｍｅｄｉｕｍ（Ｈｏｓｔ）Ｐ．ｂ．＝Ｅｌｙｔｒｉｇｉａｉｎｔｅｒｍｅｄｉａ（Ｈｏｓｔ）Ｎｅｖｓｋｉ＝Ｔｈｉｎｏｐｙｒｕｎｉｎｔｅｒｍｅｄｉｕｍ（Ｈｏｓｔ）ｂＡＲＫＷＯＲＨａｎｄＤｅｗｅｙ）具同亲关系的染色体组,但冰草的这种同亲关系的染色体组不     

八倍体小滨麦染色体组构成的分子细胞遗传学研究

应用基因组荧光原位杂交技术对６种类型的八倍体小滨麦（ｏｃｔｏｐｌｏｉｄ Ｔｒｉｔｉｌｅｙｍｕｓ）的染色体结构成进行了分子细胞遗传学分析。结果表明,６种八倍体小滨麦的体细胞染色体数目均为２ｎ＝５６。用滨麦（Ｌｅｙｍｕｓ ｍｏｌｌｉｓ （Ｔ ｒｉｎ．） Ｈａｔａ）（染色体组为ＪＪＮＮ）ＤＮＡ作控针进行原位杂 时,Ｍ８４２－４、Ｍ８４２－８、Ｍ８４２－１２、Ｍ８４２－１３和Ｍ８４２－１６等５种类型八倍体     

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。     

长穗偃麦草中E和E1基因组高分子量麦谷蛋白基因启动子部分序列的进化分析

通过PCR克隆的方法,获得了分别来自二倍体长穗偃麦草的E基因组和四倍体长穗偃麦草的E_1基因组的4个高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)基因启动子的部分序列。序列分析表明,它们之间的同源性较高,两个x型亚基启动子序列之间只有1个碱基的差异,而两个y型亚基启动子序列完全相同,x和y型亚基启动子序列之间的长度和部分碱基位点都有差异。推测四倍体长穗偃麦草中的E_1基因组可能起源于二倍体的E基因组。与来自小麦族的A、B、D和G基因组部分亚基基因的启动子序列比较表明,小麦族的这一区域在进化上是相当保守的,不同基因组来源的序列同源性都在90％以上。经过对这些序列的聚类分析,表明长穗偃麦草的y型HMW-GS基因与其他亚基基因的进化关系较远,而x型亚基基因与一个来自小麦1B染色体的亚基基因关系最近。     

Restoration of ecosystem function in an abandoned sandpit: plant and soil responses to paper de-inking sludge

1. In minesoil reclamation, the establishment of a sustainable plant cover requires the improvement of limiting conditions and the re-initiation of carbon (C) and nutrient cycling.
2. The approach used in this study for reclaiming an abandoned sandpit in Quebec, Canada, was based on a heavy organic amendment as an attempt to accelerate the reconstruction of a functional ecosystem.
3. The one-time intervention consisted of incorporating paper de-inking sludge into soil at two rates (0 and 105 dry t ha^–1), supplemented with nitrogen (N) at three rates (3, 6 and 9 g kg^–1 sludge) and phosphorus (P) at two rates (0·5 and 1·0 g kg^–1 sludge) followed by seeding (mid-summer) of Agropyron elongatum (Host) Beauv. (tall wheatgrass).
4. Standing biomass increased in the presence of sludge after both the first and second full growing seasons. High N application rates further increased yield, more importantly in the second season. The high P rate improved grass establishment in all cases. Ground cover increased with time and doubled in the presence of sludge whereas it declined in the absence of sludge. Phosphorus and N uptake was improved consistently in the presence of sludge.
5. Sludge application resulted in improved water retention and cation exchange capacities, and an increase in pH and bulk density of sandpit minesoil, all of which may have accounted for the significant improvement in plant responses. Levels of soil C and N suggest that this reconstructed system is approaching sustainability.
6. Adequate N and P supplements will accentuate the positive influence of sludge on revegetation.     

VE161小麦的外源染色体鉴定

通过染色体原位杂交、ＲＦＬＰ分析和染色体重双端体分析,对在小麦遗传育种研究中具有重要理论和应用价值的ＶＥ１６１小麦不育异代换系及其附加系进行了染色体鉴定。结果表明,ＶＥ１６１小麦代换的或附加的外源染色体为来自长穗偃麦草的４Ｅ染色体,被代换的小麦染色体为４Ｂ。过去曾鉴定为７Ｂ,可能是由于ＶＥ１６１早代染色体易位较多所致。同时发现,ＶＥ１６１小麦在５Ｂ,７Ｂ和１Ｄ所在的３个部分同源群中仍有染色体相互易     

Intermediate fertile Triticum aestivum （＋）Agropyron elongatum somatic hybrids are generated by low doses of UV irradiation

We report the production and characterization of somatic hybrids between Triticum aestivum L. and Agropyron elongatum (Host) Nevishi (the synonym is Thinopyrum ponticum). Asymmetric protoplast fusion was performed between Agropyron elongatum protoplasts irradiated with a low UV dose and protoplasts of wheat taken from nonregenerable suspension cultures. More than 40 green plantlets were obtained from 15 regenerated clones and one of them produced seeds. The phenotypes of the hybrid plants and seeds were intermediate between wheat and Agropyron elongatum. All of the regenerated calli and plants were verified as intergeneric hybrids on the basis of morphological observation and analysis of isozyme, cytological, 5SrDNA spacer sequences and random amplified polymorphic DNA (RAPD). RFLP analysis of the mitochondrial genome revealed evidence of random segregation and recombination of mtDNA.     

The contribution of distant hybridization with decaploid Agropyron elongatum to wheat improvement in China

Wheat is a staple food crop in the world as well as in China. Because of the progress of wheat breeding and other agricultural sci-technologies, the wheat grain yield per unit area has increased more than five folds from 1952 to 2006 in China. The first part of this article briefly reviews the history of wheat breeding in China. Second, the establishment of "Triticum aestivum-Agropyron" distant hybridization system and its contribution to wheat production and breeding in China are summarized. Finally, the future challenges of wheat breeding are discussed, which include how to increase the utilization efficiencies of water, soil nutrient and light energy through breeding.As an example, our research progress on how to increase light use efficiency in wheat through breeding is introduced and discussed.     

高冰草中高分子量麦谷蛋白亚基的编码基因

通过SDS-PAGE法分析了高冰草(Agropyron elongatum(Host)Nevski)种子麦谷蛋白亚基,发现高冰草的麦谷蛋白亚基种类比普通小麦更加丰富.通过基因组PCR法用高分子量麦谷蛋白亚基基因的特异引物从高冰草核基因组中分离出了7条麦谷蛋白亚基的全编码序列,分别命名为AgeloGl～AgeloG7.其中的5条已进行全序列测定,对AgeloGl和AgeloG4进行了末端测序.尽管其中的4条基因的编码序列(AgeloG4,AgeloG5,AgeloG6和AgeloG7)小于1.8kb,但是对从克隆到的序列推导出的氨基酸序列与已经发表的小麦高分子量麦谷蛋白亚基序列进行对比分析发现,这些亚基与来自小麦的高分子量麦谷蛋白亚基具有很高的同源性.并且对信号肽、N-、C-末端的氨基酸序列分析显示,这7条序列编码的亚基皆为y-型亚基.用5条全部测序的编码序列与普通小麦的A、B、D、粗山羊草的D、圆柱山羊草的C、伞穗山羊草的U、黑麦的R染色体的编码高分子量麦谷蛋白的序列进行了聚类分析.表明,AgeloG2与小麦lDy,AgeloG3与小麦1By,AgeloG5、AgeloG6和AgeloG7与小麦1Ay在起源和进化上有较高的相似性.     

长穗偃麦草DNA导入小麦后代变异系醇溶蛋白的研究

应用花粉管通道技术,将抗逆性强的长穗偃麦草总ＤＮＡ导入普通小麦甘麦８号,后代中出现了广泛的变异,并筛选出两个高产、分蘖力强、抗条锈病的新品系。以这两个品系为材料,以供体和受体作为对照,研究了外源ＤＮＡ导入后籽粒醇溶蛋白的变化,发现醇溶蛋白的增加、缺失和电泳迁移率的变化,新增加的组分与供体长穗偃麦草某些组分相对应。由此推测外源ＤＮＡ导入受体后有可能某些ＤＮＡ片段插入受体基因组从而导致受体基因表达改变或基因突变。     

高冰草中高分子量麦谷蛋白亚基的编码基因

通过SDS-PAGE法分析了高冰草(Agropyron elongatum (Host) Nevski)种子麦谷蛋白亚基,发现高冰草的麦谷蛋白亚基种类比普通小麦更加丰富。通过基因组PCR法用高分子量麦谷蛋白亚基基因的特异引物从高冰草核基因组中分离出了7条麦谷蛋白亚基的全编码序列,分别命名为AgeloG1~AgeloG7。其中的5条已进行全序列测定,对AgeloG1和AgeloG4进行了末端测序。尽管其中的4条基因的编码序列(AgeloG4, AgeloG5, AgeloG6和AgeloG7)小于1.8 kb,但是对从克隆到的序列推导出的氨基酸序列与已经发表的小麦高分子量麦谷蛋白亚基序列进行对比分析发现,这些亚基与来自小麦的高分子量麦谷蛋白亚基具有很高的同源性。并且对信号肽、N-、C-末端的氨基酸序列分析显示,这7条序列编码的亚基皆为y-型亚基。用5条全部测序的编码序列与普通小麦的A、B、D、粗山羊草的D、圆柱山羊草的C、伞穗山羊草的U、黑麦的R染色体的编码高分子量麦谷蛋白的序列进行了聚类分析。表明,AgeloG2与小麦1Dy, AgeloG3与小麦1By, AgeloG5、AgeloG6和AgeloG7与小麦1Ay在起源和进化上有较高的相似性。     

长穗偃麦草4E染色体上的K／Na判别性状基因研究

在１５０ｍｍｏｌ／ＬＮａＣｌ胁迫下,长穗偃麦草（Ａｇｒｏｐｙｒｏｎｅｌｏｎｇａｔｕｍ,２ｎ＝７０）４Ｅ染色体代换普通小麦４Ｄ染色体后能显著降低胁迫下植株上部的Ｎａ离子含量而维持较高水平的Ｋ离子含量。