小麦-簇毛麦种质系'山农030713'的细胞学和SSR鉴定

利用形态学、细胞学以及SSR标记技术对从硬簇麦和Am 3的杂种后代中选育的种质系‘山农030713’进行了鉴定,结果表明:种质系‘山农030713’大田生长整齐一致,农艺性状较好,且对白粉病免疫;其根尖细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PM C MⅠ)染色体构型为2n=21Ⅱ;它与普通小麦的杂种F1PM C MⅠ多数细胞中形成21个二价体,且常有四价体出现,可能伴有染色体的结构变异;SSR分析证明‘山农030713’基本染色体组成为AABBDD,引物X gwm 99-1A在‘山农030713’中扩增出簇毛麦的特异带,表明‘山农030713’中有来自于簇毛麦的遗传物质,此特异带可作为识别‘山农030713’的SSR标记.综合形态学、细胞学和SSR分析结果推测,‘山农030713’可能是一个小麦-簇毛麦易位系.     

一个小麦-中间偃麦草异代换系的形态学和细胞学鉴定

中间偃麦草含有丰富的优良基因,在小麦的遗传改良中具有重要利用价值。对从中间偃麦草与小麦品种烟农15杂种后代(BC2F4)中选育的小麦种质系山农0095进行形态学和细胞学鉴定,结果表明：山农0095株高78cm,穗长17．3cm,旗叶长36．3cm,旗叶宽3．03cm,茎杆粗壮,繁茂性好,既长又宽的旗叶、长圆锥型穗是其显著的形态学特征;其根尖细胞染色体数日为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMC M Ⅰ)染色体构型为2n=21Ⅱ;它与普通小麦的杂种FⅠPMC M Ⅰ绝大多数细胞出现2个单价体,没有观察到多价体,平均染色体构型为2n=20．08Ⅱ 1．84Ⅰ。以上结果表明,山农0095是一个小麦-中间偃麦草的双体异代换系。     

兼抗白粉和条锈病小滨麦种质系山农6343的细胞学和SSR鉴定

利用抗性接种鉴定、细胞学和SSR分子标记技术相结合的方法,对从八倍体小滨麦和普通小麦烟农15杂种后代选育出的兼抗白粉病和条锈病的小滨麦种质系山农6343进行了鉴定.结果表明,山农6343的根尖细胞染色体数目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,平均染色体构型为2n=21Ⅱ,与普通小麦烟农15杂种F1的花粉母细胞内观察到2n=19Ⅱ+1Ⅳ的染色体构型,四价体出现频率为24.1%.利用SSR分子标记技术,在1283对SSR和EST-SSR引物中筛选出两对特异引物BARC236-4A和KSUM134,均能稳定地在山农6343中扩增出滨麦草的特异标记BARC236255和KSUM134245,且两个标记在小滨麦易位系山农0096中得到了验证.初步确定山农6343是一个小滨麦易位系.由于在目前已命名的小麦白粉病和条锈病抗性基因中尚未有来自滨麦草的,推测山农6343可能为新的白粉病和条锈病抗源,对小麦白粉病和条锈病的抗性遗传改良将具有重要的利用价值.     

抗白粉病小偃麦异代换系的细胞学和RAPD鉴定

利用细胞学和RAPD方法,对从长穗偃麦草与普通小麦复合杂交后代中选育的抗白粉病小麦种质系山农87074－526和山农87074－551进行了鉴定。结果表明,两种质系的根尖细胞染色体数目均为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期I（PMC MI）染色体构型为2n=21Ⅱ;二者杂交F1 PMC MI染色体构型亦为2n=21Ⅱ,两种质系分别与小麦中国春的杂种F1 PMC MI染色体构型均为2n=20Ⅱ 2I,说明两种质系为相同的双体异代系。在苗期和成株期两种质系对白粉病15号菌种均表现免疫,其白粉病抗性为显性,并且来自长穗偃麦草,抗白粉病基因位于它们所含的偃麦草染色体上。从80个随机引物中,筛选出2个引物OPE13和OPH15能在两种质系中稳定地扩增出长穗偃麦草亲本的特异DNA片段。     

抗条锈病小偃麦双体异附加系山农87074-519的鉴定

综合利用抗性接种鉴定、细胞学分析、SSR分子标记和基因组原位杂交(GISH)技术相结合的方法,对从长穗偃麦草与小麦复合杂交后代中选育的抗条锈病种质系山农87074-519进行了鉴定。结果表明,山农87074-519的根尖细胞染色体数目2n=44,花粉母细胞减数分裂中期I(PMCMI)绝大多数细胞内可观察到22个二价体,平均染色体构型2n=44=21.82Ⅱ 0.36Ⅰ,它与普通小麦中国春杂种F1的多数花粉母细胞内染色体构型为2n=21Ⅱ 1Ⅰ,因此它是1个附加了1对长穗偃麦草染色体的双体异附加系;以假鹅冠草St基因组总DNA作探针进行原位杂交发现山农87074-519的44条染色体中有2条出现黄绿色杂交信号,且杂交信号遍布整条染色体,证明其附加的长穗偃麦草染色体为St基组;利用SSR分子标记技术,在170对SSR引物中筛选出特异引物BARC165,它能稳定地在山农87074-519中扩增出长穗偃麦草特异标记BARC165268;将长穗偃麦草中BARC165的特异扩增片段克隆测序后制备成探针进行原位杂交,可在山农87074-519的间期染色体和有丝分裂中期染色体检测到杂交信号。山农87074-519综合农艺性状较好,对条锈病免疫,其抗性基因为显性,且位于附加的长穗偃麦草St基组染色体上,暂将其表示为YrSt。该种质系在小麦的遗传改良中具有重要利用价值。     

抗白粉病耐盐小麦-中间偃麦草附加系‘山农120211’的鉴定

以中间偃麦草(Thinopyrum intermedium,2n=42)与普通小麦‘烟农15’杂交,从其杂种后代中选育出一个细胞学稳定的二体异附加系‘山农120211’,该研究对其细胞学和主要性状特点进行了鉴定。白粉病抗性鉴定结果表明,‘山农120211’成株期对白粉病的田间抗性为免疫,苗期对白粉病菌种E09表现为免疫。以耐盐品种‘山融3号’为对照进行苗期耐盐性鉴定表明,‘山农120211’耐盐级别为2级(较强)。细胞学鉴定表明:‘山农120211’根尖细胞染色体数目为2n=44,PMC MI染色体构型为2n=22Ⅱ,具有高度的细胞学稳定性。以拟鹅观草基因组DNA为探针,‘烟农15’DNA为封阻,在‘山农120211’的根尖有丝分裂细胞中检测到2条染色体具有明显的杂交信号,确定其为二体异附加系。利用该实验室筛选的71对E组染色体特异分子标记,对‘山农120211’分析显示,标记BE494262在中间偃麦草和‘山农120211’中可以稳定扩增出1条440bp特异带,而‘烟农15’中缺少此带,BE494262可作为‘山农120211’中附加中间偃麦草染色体的特异标记。利用二倍体长穗偃麦草和一套中国春-长穗偃麦草异附加系(1Ee~7Ee),进一步将BE494262定位在2Ee染色体,确定‘山农120211’所附加的中间偃麦草染色体为2Ee染色体。     

小麦-大麦矮秆易位系T2DL·2HS的鉴定

利用形态学、细胞学及分子标记技术对从普通小麦和农家二棱大麦的杂交后代中选育的矮秆种质系WB7-3进行了鉴定。结果表明:WB7-3田间农艺性状较好,且表现为矮秆;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)染色体构型为2n=21Ⅱ,基因组原位杂交(GISH)未出现杂交信号;位于大麦2H染色体短臂上的特异STS引物ABC454能在WB7-3中扩增出大麦特征条带,表明WB7-3含有大麦2HS的染色体片段;利用210对位于小麦各条染色体上的SSR引物对其进行扩增结果显示,2DS上4对引物(Xgdm35、Xgdm5、Xgwm261和Xgwm455)在WB7-3中有条带缺失,由此确定该小大麦矮秆材料WB7-3是一个2DL/2HS小片段易位系。     

小偃麦异代换系山农0095辐照花粉后代的细胞学及SSR标记分析

本研究采用^60Co-γ射线辐照小偃麦异代换系山农0095花粉,对其M1、M2代的细胞遗传学特点进行分析,结果表明：M1、M2代均出现频率不同和染色体数目不等（2n=41、2n=40和2n：39）的染色体数目变异类型;在两个世代的花粉母细胞减数分裂过程中．普遍观察到单价体、多价体、染色体片段、落后染色体、染色体桥及微核等现象,说明辐射有效地促进了染色体数目和结构的改变,有可能导致染色体易位重组。利用已建立的山农0095中中间偃麦草染色体的特异SSR标记BARC159240对M2代进行检测,结果发现大部分M2单株仍含有该标记位点,说明这些植株仍然具有标记位点的中间偃麦草染色体特异区段：少部分单株虽然保留了该位点．但缺少普通小麦中的条带．这些单株可能发生了染色体重组。     

节节麦-簇毛麦属间杂种的形态学和细胞遗传学研究

通过远缘杂交,结合杂种幼胚离体培养,获得了节节麦（Aegilops tauschii,2n=14,DD）和簇毛麦（Dasypyrum villosum,2n=14,VV）的属间杂种F1。对杂种F1花粉母细胞减数(PMC)分裂中期Ⅰ (MⅠ)染色体配对行为进行观察发现,“节节麦×簇毛麦”杂种F1平均每PMC有1.25个棒状二价体, 染色体的平均构型为2n=14=11.49Ⅰ+1.25Ⅱ (Xta=1.25), 大部分被观察的细胞出现1～5个二价体, 表明节节麦D染色体与簇毛麦V染色体间具有相对较高的部分同源配对, D和V染色体之间存在一定的部分同源性。F1植株高度自交不育,经染色体加倍处理后能够自交结实。Abstract: ‘Aegilops tauschii×Dasypyrum villosum’ F1 hybrids were obtained by the combination of hybridization and embryo culture in vitro. Chromosome pairing behavior in meiosis of the hybrid F1 was carried out. Results showed that in an average , 1.25 rod bivalents were observed in one PMC, meiotic configuration was 2n=14=11.49Ⅰ+1.25Ⅱ(Xta=1.25) and most of PMCs possessed 1～5(rod) bivalens, indicating that the relatively high homeology was detected between the D genome of Ae.tauschii and the V genome of D.villosum. The morphological differences between F1 hybrids and their parents were significant. F1 plants were highly self-sterile, but partially self-fertile after treated by chromosome doubling technique.     

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。     

簇毛麦染色体组特异性RAPD标记的筛选、定位和应用

以普通小麦中国春、中国春－簇毛麦二体附加系以及不同来源的簇毛麦为材料,用100个10碱基随机引物进行RAPD扩增。引物OPF02能在不同来源的簇毛麦及所有中国春－簇毛麦二体附加系中扩增出一条长约750bp的片段OPF02 750。普通小麦和硬粒小麦不能扩增出该片段。因此,OPF02 750为分布于簇毛麦所有染色体上的一个簇毛麦染色体组特异片段。用引物OPF02对普通小麦－簇毛麦双二倍体、硬粒小麦－簇毛麦双二倍体以及几个普通小麦的簇毛麦二体代换系、二体附加系进行检测,发现NAU302已经丢失了其所附加的簇毛麦3V染色体。     

簇毛麦及其与普通小麦杂种双二倍体的C一分带分析

本研究对簇毛麦(Haynaldia villosa),普通小麦“农大146" (Tritieum aestivum）及其产生的双 二倍体进行了C一分带分析,结果表明：(1) 7对簇毛麦染色体均可显示清晰的带型、根据带型可以把各 簇毛麦染色体与小麦染色体相互区别开来; (2)普通小麦一簇毛麦双二倍体的染色体数变幅在”-56 之间,其中2n - 5‘的个体占,7.680%     

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。     

不同小麦背景小簇麦双二倍体的品质、抗病性及分子细胞遗传学研究

对不同小麦（Triticum aestivum 2n=42 AABBDD）背景的4个小簇麦双二倍体进行了分子细胞遗传学分析。结果表明,经过自交7代选育,小簇麦双二倍体的遗传逐渐趋于稳定。其中V852cd和V853cd的遗传稳定性相对较好,RTC M,2m=56的植株分别占100％和83.33%,PMC MI,2n=28Ⅱ的频率分别为73.34%和70.72%,相对紊乱系数分别为0.021和0.022;用簇毛麦（Haynaldia villosa 2n=14 VV)DNA作探针进行原位杂交时,V851cd、V852cd和V853cd的体细胞中都有14条簇毛麦染色体,其染色体组成为2n=56=42W 14V,V854cd中有12条簇毛麦染色体,其染色体组成为2n=56=42W 12V 2T(W/V)。4个双二倍体籽粒蛋白质含量为19.28％－20.52%;V851cd,V852cd和V853cd对条锈病免疫或近免疫,高抗白娄病和叶锈病,中抗雪霉病和赤霉病。     

用基因组原位杂交与RFLP标记鉴定小麦——簇毛麦抗白粉病代换系

用荧光素标记的簇毛麦(Haynaldia villosa)基因组总DNA作探针,以普通小麦基因组总DNA作封阻,与花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ制片的染色体进行原位杂交。结果表明,抗白粉病小麦品系GN22是普通小麦-簇毛麦二体代换系;用已定位在小麦第6部分同源群上的RFLP探针psr113、psr371进行Southern分析,进一步证明,小麦品系GN21、GN22是普通小麦-簇毛麦6A(6V)代换系;结合同工酶等电聚焦电泳分析,首次把簇毛麦编码的α-淀粉酶-1生化位点定位在簇毛麦6V染色体长臂上,暂命名为α-Amy-Ⅴ1。研究结果表明,原位杂交与RFLP技术相结合是全面、准确鉴定小麦外源染色体及其与小麦染色体部分同源关系的有效方法。     

小麦-中间偃麦草双体异附加系的鉴定

利用形态学、细胞学、A-PADE和RAPD方法,对5个小麦-中间偃麦草(Thinopyrum intermedium)双体异附加系Line 1、Line 4、Line 10、Line 14和Line 15进行了鉴定。细胞学鉴定结果表明,它们根尖细胞染色体数目为2n=44,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)染色体构型为2n=22 Ⅱ,具有高度的细胞学稳定性;形态学鉴定和A-PADE电泳分析证明,Line 1和Line 15可能附加了中间偃麦草第7部分同源群的染色体,Line 10和Line 14可能附加了中间偃麦草第1部分同源群的染色体,Line4则可能同时存在多种染色体变异;RAPD分析表明,在供试的100个随机引物中,有5个引物S21、S29、S57、S121和S152能够在亲本中间偃麦草和双体异附加系中稳定扩增出特异带型,并可作为异附加系所附加染色体的特异RAPD标记。     

簇毛麦基因组特异性PCR标记的建立和应用

以普通小麦中国春、簇毛麦、中国春－簇毛麦二体附加系和代换系为材料进行RAPD分析,筛选出一个簇毛麦基因组特异性RAPD片段OPFO2757,该片段分布于簇毛麦所有染色体上。在对OPFO2757进行克隆、测序的基础上,设计一对PCR引物,建立了簇毛麦基因组特异性PCR标记。用这对PCR引物对不同普通小麦品种、不同硬粒小麦品种、不同居群的簇毛麦、中国春－簇毛麦二体附加系、中国春－簇毛麦二体代换系、普通小麦－簇毛麦双二倍体、硬粒小麦－簇毛麦双二倍体等材料进行扩增,凡具有簇毛麦染色体的材料都能扩增出一条长为677bp的DNA片段,而不具簇毛麦染色体的材料包括大麦、黑麦、长穗偃麦草、中间偃麦草等不能扩增出该片段。所以,该特异性PCR标记可用于快速跟踪检测小麦背景中的簇毛麦染色体。     

筛选利用小麦微卫星标记追踪簇毛麦各条染色体

选用定位于普通小麦7个部分同源群上的276对微卫星引物对普通小麦中同春和簇毛麦的基因组DNA进行扩增分析,有148对引物可在两个物种间检测到多态性。利用上述显示多态性的引物进一步对7个中国春-簇毛麦二体附加系进行扩增分析,筛选出分别可用来追踪簇毛麦1V至7V染色体的引物wmc49（1BS）、wmc25（2BS）、gdm36（3DS）、gdml45（4AL）、wmc233（5DS）、wmc256（6AL）和gwm344（7BL）。此外还发现6DS上的微卫星引物gwm469可以用来追踪簇毛麦的2V染色体;2DS上的微卫星引物gdm107可用来追踪簇毛麦的6V染色体。进一步用涉及不同簇毛麦和小麦背景的小麦一簇毛麦染色体附加系、代换系和易位系进行扩增分析,这些微卫星标记也可用来鉴定簇毛麦的各条染色体。因此,这然簇毛麦染色体特异的微卫星标记可用来追踪普通小麦背景中的簇毛麦染色体。     

荧光原位杂交分析小麦-簇毛麦杂种减数分裂与染色体易位

利用基因组ＤＮＡ荧光原位杂交技术详细地研究了小麦－簇毛麦杂种染色体的减数分裂和配对行为,结果表明,在中期Ⅰ,小麦和簇毛麦染色体多呈两个单价体,在０．３％的ＰＭＣ中小麦与簇毛麦染色体发生配对;在后期Ⅰ时,单价体错分裂频率为３２．７％－３７．５％,另有０．７％的小麦－簇毛麦染色体重组易位出现;后期Ⅱ时,断列染色体的频率为２０．５％－２２．４％,还发现有０．８２％－１．７２％的自发易位染色体形成,此外,     

簇毛麦的利用价值和染色体操作

簇毛麦是小麦的一个野生近缘种,蛋白质和赖氨酸含量高,抗逆性和抗病性强,特别是对小麦白粉病的绝大多数生理小种表现免疫或高抗,是小麦品种改良中的一种潜在的抗性基因源。本文详细介绍了簇毛麦研究的历史和现状、簇毛麦染色体形态学、生化标记、分子细胞遗传学、分子标记等识别技术,以及簇毛麦与小麦组其它染色体组的关系