兼抗白粉、条锈病小偃麦渗入系CH7124抗性遗传及细胞学鉴定

CH7124是通过八倍体小偃麦TAI8335与感病小麦杂交、回交育成的兼抗白粉病、条锈病的小偃麦种质系。利用抗性接种鉴定、细胞学和基因组原位杂交(GISH)技术相结合的方法,对CH7124的抗性来源、遗传方式及细胞学特征进行了分析和鉴定。结果表明,CH7124在苗期和成株期对条锈菌系CYR29、CYR31、CYR32、CYR33和白粉菌系E09、E20、E21、E26表现为免疫或近免疫,其抗性来自中间偃麦草,受1对显性核基因控制;CH7124的根尖细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期I(PMC MI)绝大多数细胞内可观察到21个二价体,平均配对构型为2n=0.30 I+20.79 II+0.04 III;与普通小麦中国春、绵阳11的杂种F1中,有80%以上的花粉母细胞可观察到2n=21Ⅱ的染色体构型,其平均配对构型均为2n=21II。说明CH7124具有与普通小麦相似的染色体结构和规则的配对构型。由于利用以中间偃麦草总DNA为标记探针的原位杂交未观察到可见的外源DNA杂交信号,进一步证明CH7124是一个小麦-中间偃麦草的隐形异源渗入系。     

小麦生长素结合基因 TaABP1-D的定位表达及染色体定位

生长素影响了植物生长发育的诸多过程。生长素结合蛋白 ABP1 (auxin binding protein) 作为一种生长素受体,在质膜上生长素诱导的快速反应中起重要作用。小麦中已经克隆得到了TaABP1-D,但其在细胞中的作用位置以及在染色体定位情况仍不明确。本实验利用洋葱表皮细胞瞬时表达系统对小麦生长素结合基因 TaABP1-D进行亚细胞定位,表明TaABP1-D蛋白为膜蛋白,存在于细胞质和细胞膜中;同时利用中国春缺体-四体材料和信息学方法,将TaABP1-D定位在小麦5D染色体长臂的近着丝粒位置上,距两侧EST标记BE490079和BE405060的遗传距离分别为0.51 cM和0.28 cM。     

小麦三雌蕊性状的遗传分析与连锁标记开发

CH257是‘三粒小麦’与普通小麦‘石优20’回交3次后选育的一个三雌蕊材料,可大幅度增加小麦的穗粒数。为了解析小麦三雌蕊性状的遗传方式,挖掘其控制基因并开发相关分子标记,该研究利用CH257和‘中国春’配制组合,获得其F₁、F₂和BC₁F₁群体进行遗传分析;使用纯合正常和纯合三雌蕊F₂株系,采用分离群体分组分析法(bulked segrgant analysis,BSA)构建单雌蕊、三雌蕊混池进行90K基因芯片扫描,根据芯片结果在相应区段开发分子标记。结果表明：CH257中三雌蕊的发育受1对显性单基因Pis CH257控制;使用90K基因芯片扫描将Pis CH257定位于2DL染色体上,在2DL相应区段开发标记,共获得5个与Pis CH257连锁的共显性SSR标记,其顺序为2DL07、2DL17、2DL22、Pis CH257、2DL25、2DL38,Pis CH257两侧的连锁标记2DL22、2DL25与其遗传距离分别为1.1cM和2.5cM。本研究结果为克隆控制小麦三雌蕊性状的基因奠定了基础。     

八倍体小偃麦与不同需水性小麦气孔特性比较研究

在温室大棚中对八倍体小偃麦(TAI 7045、中1)和不同需水性普通小麦(晋麦66、晋麦67、晋麦70和晋太170)开花期的气孔特性进行了比较研究.结果表明:正常生长条件下,八倍体小偃麦的气孔频率显著低于高水肥小麦晋麦66(P<0.01),而与中水肥及抗旱性小麦的差异不显著(P>0.05);八倍体小偃麦的光合速率显著高于普通小麦(P<0.05),这种差异主要是由高水肥品种晋麦66造成的,虽然八倍体小偃麦的气孔导度和羧化效率高于普通小麦,但差异不显著;光合速率与气孔频率呈负相关,与气孔导度呈显著正相关.     

小麦苗期盐胁迫下DREB基因的表达

为了从全基因组和转录组水平鉴定响应盐胁迫的小麦DREB (dehydration responsive element binding,DREB) 基因,该研究对小麦耐盐材料CH7034苗期施加盐胁迫后的根部样本进行Illumina转录组测序,从中分离TaDREB家族成员的表达数据和可变剪接信息,并对其下游靶基因进行预测;利用 qRT PCR对盐胁迫响应TaDREB成员和预测靶基因进行验证。结果显示：(1)从小麦中共鉴定出48个DREB成员(204个拷贝序列),命名为TaDREB1~TaDREB48,分布于21条染色体。(2)TaDREB家族分为14组(G1~G14),位于G2、G5、G10和G14的TaDREB成员受NaCl胁迫后转录水平均无显著变化,其余组中共有25个(52%) TaDREB成员表现出对盐胁迫不同程度的响应;其中有9个成员在盐胁迫后持续上调(含5个新报道基因),有2个成员表现为持续下调;蛋白互作预测结果显示,下调成员TaDREB35的编码蛋白可能会受到1个小麦RING型E3泛素连接酶作用而降解。(3)盐胁迫后有9个成员TaDREB3、TaDREB6、TaDREB16、TaDREB19、TaDREB21、TaDREB24、TaDREB25.12、TaDREB43和TaDREB47发生了可变剪切变化。(4)从转录组差异表达基因中进一步鉴定出3个起始密码子上游2 000 bp序列,包含DRE/CRT元件且在A/B/D组间表达趋势一致的候选靶基因TaRD29、TaGLOS和TaCKX。(5)qRT PCR验证结果显示,上调成员中,除TaDREB19外,其余成员以及TaDREB16均表现出持续上升的趋势;下调成员中只有TaDREB25和TaDREB35的表达量呈持续下降的趋势;3个预测靶基因的表达量均持续上升,验证结果与转录组测序结果一致。该研究鉴定出的11个盐胁迫响应TaDREB成员以及预测的3个下游靶基因为小麦耐盐机制解析和分子育种奠定了基础。     

小麦生长素结合基因TaABP1-D的表达与染色体定位

生长素影响了植物生长发育的诸多过程。生长素结合蛋白ABP1(auxin binding protein)作为一种生长素受体,在质膜上生长素诱导的快速反应中起重要作用。小麦中已经克隆获得了TaABP1-D,但其在细胞中的作用位置以及在染色体的定位情况仍不明确。本研究利用洋葱表皮细胞瞬时表达系统对小麦生长素结合基因TaABP1-D进行亚细胞定位,结果表明TaABP1-D蛋白为膜蛋白,存在于细胞质和细胞膜中;同时利用中国春缺体-四体材料和信息学方法,将TaABP1-D定位在小麦5D染色体长臂的近着丝粒位置上,距两侧EST标记BE490079和BE405060的遗传距离分别为0.51 c M和0.28 c M。     

小偃麦衍生品系CH7086抗白粉基因的遗传及SSR分析

CH7086是兼抗白粉病、条锈病的小麦新品系,衍牛于来自十倍体长穗偃麦草的八倍体小偃麦与普通小麦的杂种后代.温室接种鉴定结果显示,CH7086对白粉病菌系E09、E21、E26均表现为免疫,且其抗件来自长穗偃麦草.抗性遗传分析表明CH7086的白粉病抗性由1对显性基因控制,暂定名为MlCH86.应用分离群体分组法(BSA)对从CH5241×CH7086的F2中随机选取的95个单株进行微卫星标记检测,发现位于2BL、2DL上的SSR位点Xbarc159在双亲和抗、感池间有特异性,并与抗性基因MlCH86连锁,其遗传距离为10.8 cM.用中国春第2部分同源群的缺体-四体系和双端体系进行验证,进一步将MlCH86定位在2BL上.用白粉病菌系E21、E26接种鉴定表明,MlCH86的抗性反应明显不同于2BL上已命名的抗性基因Pm6、Pm33.根据抗性基因的来源、染色体位置及抗性反应,初步推断存在于CH7086的抗性基因来自长穗偃麦草,它不同于已有的抗白粉病基因,可能是一个新基因.     

小麦抗条锈基因Yr69的连锁标记开发

抗条锈病基因Yr69对我国小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)小种具有广谱抗性,在小麦抗条锈病育种中具有重要价值.为提高分子标记辅助选择育种的效率,加快Yr69在小麦抗病育种中的应用,本研究利用条锈菌小种CYR34对包含340个小麦家系的'Taichung29/CH7086'...     

八倍体小偃麦和普通小麦旗叶及叶鞘光合日变化比较研究

以温室大棚中栽培的普通小麦'中国春'(对照)及八倍体小偃麦'小偃7430'(染色体组为ABDE_1)、'小偃693'(染色体组为ABDF_1)为材料,采用TPS-1光合作用测定系统及FMS-2荧光仪测定了开花期旗叶和叶鞘的净光合速率、气孔导度和叶绿素荧光参数的日变化,以揭示普通小麦与八倍体小偃麦旗叶及其叶鞘的光合作用差异.结果表明:八倍体小偃麦与普通小麦'中国春'的旗叶和叶鞘光合作用均有午休现象,净光合速率于上午11:00左右出现高峰,午间下降,下午又呈现上升趋势,且'小偃693'叶片在上午时上升较快;气孔导度和荧光参数F_v/F_m、Fv/F_o、 Φ_(PS)Ⅱ、ETR的变化趋势与净光合速率相似,而NPQ的变化趋势则相反.各光合作用和叶绿素荧光参数在材料间表现为八倍体小偃麦高于普通小麦'中国春',器官间表现为旗叶高于相应叶鞘,而'小偃693'的叶鞘和'中国春'叶片的相似.研究发现,八倍体小偃麦旗叶和叶鞘的光合效率优于普通小麦'中国春';'小偃693'的光合效率因其较高的光反应活性表现得尤为突出,其叶鞘的光合能力也不容忽视.     

锦鸡儿属植物染色体制片与3个种的核型分析

对锦鸡儿属植物根尖染色体制片中的几种预处理、解离、染色方法进行了比较.结果表明,用0.002 m o l/L8-羟基喹啉和饱和对二氯苯混和液(1∶1)预处理,1 m o l/L HC l预热60℃解离,改良苯酚品红染色效果较好.对锦鸡儿属植物3个种的体细胞中期染色体制片,核型分析结果表明,小叶锦鸡儿(C arag ana m icrophy lla)为2n=2x=16=8m(2SAT) 4sm 4M,中间锦鸡儿(C.interm ed ia)为2n=2x=16=6m 8sm 2M,青海锦鸡儿(C.ch ing-ha iensis)为2n=2x=16=4m 8sm 4M 2B,核型不对称性为“2A”型.此外,还发现这3种植物的根尖细胞中均有内源有丝分裂现象.