普通小麦外源染色体易位系的诱导及其在育种上的应用

采用辐射、细胞组织培养、调控Ph基因、杀配子染色体、着丝点断裂融合等方法,诱导小麦外源染色体易位是有效利用外源基因,开发小麦新种质的重要手段。研究发现外源染色体易位对小麦籽粒蛋白质的含量、小麦的加工品质都有较大的影响,同时也为穗发芽抗性资源和小麦杂种优势恢复系的创建开辟了新的途径。     

利用电离辐射创造普通小麦外源染色体易位系

电离辐射是诱导染色体结构变异尤其是易位系的常用方法。介绍了电离辐射的原理、种类及方法,阐述了电离辐射的生物学效应,分析了辐射的材料、时期和适宜剂量,最后论述了电离辐射创造的普通小麦外源易位系在育种上的应用价值。     

利用杀配子染色体创造普通小麦-大赖草异易位系

某些山羊草染色体在普通小麦遗传背景中可引起小麦染色体发生断裂、重接从而产生染色体结构变异, 利用这一机制, 用抗赤霉病普通小麦-大赖草Lr2和Lr7染色体二体附加系与普通小麦-柱穗山羊草的2C杀配子染色体二体附加系杂交, 再用中国春回交, 采用染色体C分带技术从BC1中初筛出染色体结构发生变异的植株, 再通过染色体C分带和基因组荧光原位杂交技术, 并结合花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ的染色体配对分析, 对其自交后代作细致的细胞学分析, 选育出3个普通小麦-大赖草纯合易位系T1DS-Lr7L(98002, NAU633), T4AL·4AS-Lr7S(98004, NAU634)和T1BL-Lr2S (98048, NAU635), 以及一批尚待鉴定的含小麦与大赖草染色体易位植株. 对杀配子染色体在诱导小麦与外源染色体间易位的可行性和效率, 以及异易位系的利用价值进行了讨论.     

组织培养与普通小麦异源易位系选育

以中国春小麦品种中８６０１、澳大利亚栽培小麦品种Ｓｕｎｓｔａｒ、Ｍｉｌｌｅｗａ作母本,与抗大麦黄矮病毒病（ＢａｒｌｅｙＹｅｌｌｏｗＤｗａｒｆＶｉｒｕｓ,简称ＢＹＤＶ）的小麦－中间偃麦草异附加系Ｌ１杂交,取杂种的幼胚和幼穗作离体培养,获得大量再生植株。经酶联免疫吸附分析（ＥＬＩＳＡ）、限制性内切酶长度多态性分析（ＲＦＬＰ）、染色体数目的检查和田间抗性鉴定,在再生植株回交后代中获得了抗ＢＹＤＶ的杂合易位株,经自交和花药培养纯合,选育出Ｄ１０９１、Ｄ１０９４、Ｄ１６５８、ＴＣ５、ＴＣ６、ＴＣ７等一批抗性稳定或基本稳定的普通小麦选系。以白黑麦６Ｒ二体附加系为抗源,与严重感染白粉病的陕７８５９杂交,经幼胚培养在再生植株回交后代中筛选到白粉病免疫的普通小麦杂合易位系。研究结果表明：在小麦远缘杂交中,组织培养可以作为导入外源基因产生易位的手段之一加以利用。     

染色体结构变异的生物诱导--杀配子染色体的作用及其在生物进化上的意义

来自山羊草属的某些种的染色体在不同小麦背景下,具有不同强度的杀配子能力,从而可高频诱导各类染色体结构变异,与各类物理、化学手段相比,其作用特点具有高效性、多方向性及稳定性等,这种来自生物内部的诱导方式可称为生物诱导,在小麦与山羊草的进化上可能起着隔离基因的作用。     

利用异源双代换系杂交产生染色体易位系

利用异源双代换系杂交产生染色体易位系@贾旭$中国科学院遗传研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室!北京100101双代换系;;染色体;;易位系     

λDNA导入引起小麦染色体变异的研究

小麦种子从萌动至２叶期,用λＤＮＡ进行浸滴处理,Ｄ１代出现花粉母细胞染色体变异的植株占观察株的７３．３％,染色体变异的细胞占观察细胞数的２８．３％。主要有染色体落后、单价体、染色体桥、多价体、染色体多极分离,染色体螺旋化不同步,异常二分体和卤分体及微核等类型,随世代增进,染色体行为趋于稳定,但不同个体间存在的较大差异。这种复杂的染色体变异可能是外源ＤＮＡ在受体整合过程中的细胞学反应。     

小麦异源易位系的高效诱导和分子细胞遗传学鉴定

利用杀配子染色体(gametocidal chromosome)和低剂量(10Gy)γ-射线辐射花粉两种方法诱导小麦(Triticum aestixum L)-滨麦(Leymus mollis Trin)和小麦-中间偃麦草[Thinopyrum intermedium(Host)Barkwarth]的易位系。通过基因组原位杂交(GISH)分析,在59个小滨麦代换系M8724-8-13与离果山羊草(Aegilops trincialis L)3C染色体附加系的杂交后代中获得了3株小麦-滨麦易位系,易位频率达到5．08％。其中1个易位系经C-分带证明是小麦的7D染色体与1条滨麦的染色体发生了整臂易位。同时还获得了3个滨麦染色体的缺失系。滨麦染色体发生结构变异的总频率为8．47％。除了滨麦染色体以外,在一些植株中还观察到小麦的染色体也发生了缺失。在69个普通小麦与小麦-中间偃麦草附加系TAI-14辐射花粉的杂交后代中,得到2株小麦-中间偃麦草的易位系,易位频率为2．90％。两个易位系都是小片段易位,经C-分带证明两个易位系所涉及的小麦染色体分别是3A和4A。利用杀配子染色体和低剂量γ射线辐射花粉诱导小麦异源易位系都是行之有效的方法,但这两种方法各有优缺点,在实际工作中应根据不同的目的选用不同的实验体系。     

普通小麦—簇毛麦异附加系和异代换系的C—分带鉴定

用改良的C-分带技术鉴定南京农业大学细胞遗传研究室获得的普通小麦的簇毛麦V_2、V_3、V_4、V_6、V_7染色体异附加系和V_2、V_5异代换系,得到与N-分带和染色体配对分析一致的结果,并且由于C-分带可同时鉴别小麦全部21对染色体,鉴定出V_2异代换系中被代换掉的小麦染色体为1A。     

“缺体回交法”选育普通小麦异代换系方法的研究

利用从蓝单体自交分离得到的自花结实的4D缺体小麦(缺72180、缺天选15)作母本与3个不同的八倍体小偃麦(小偃784、小偃7631和小偃78829)杂交,再以缺体作为轮回亲本,从F_1或F_2开始连续回交1—2次,在回交中,缺体无论作父本或母本都得到了异代换系,并且发现:(1)在回交过程中,用缺体作母本比作父本更为有效;(2)F_1自交,在F_2群体中选择生长比较正常,染色体数比较少的植株回交,比F_1作母本直接回交效果更好。并对所得的异代换系的特征特性进行了初步的观察研究,发现中间偃麦草(Agropyron intermedium2n=42) 4E染色体(以下用4Ei表示)、长穗偃麦草(Agropyron clongatum 2n=70)的4E染色体(带蓝粒基因,以下用4Ee表示)和4F染色体(带毛叶基因,以下用4Fe表示)均能正常补偿小麦4D染色体。异代换系生长旺盛,育性正常。初步总结了缺体与八倍体小偃麦杂交,回交过程中异代换系的形成规律,证明了“缺体回交法”可以推广应用于八倍体小偃麦等人工合成的新物种,以选育普通小麦异代换系。     

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。     

Development of Wheat-alien Lines with Added Leymus racemosus Chromosomes and 6VS/6AL Translocation Chromosomes

By chromosome C-banding and bi-color fluorescence in situ hybridization (FISH) using digoxigenin-labelled total genomic DNA of Leymus racemosus (Lam.) Tzvel. and biotinylated total genomic DNA of Haynaldia villosa (L.) Schur as probes, three wheat-alien lines with L. racemosus Lr.7 addition and H.　villosa 6VS/6AL translocated chromosomes, and eight lines with L.　racemosus Lr.14 addition and H.villosa 6VS/6AL translocated chromosomes were respectively identified from DALr.7×T6VS/6AL (93G51-4×P64) and DALr.14×T6VS/6AL （94G15×P64）F2 or F3 hybrids. Fluorescein-isothiocyanate-conjugated avidin and rhodamine-conjugated sheep anti-digoxigenin Fab fragment were used in bi-color FISH detection. The chromosomes of L.racemosus and 6VS fragment of H.　villosa were simultaneously detected by their red and green fluorescence. Powdery mildew and scab resistance were also evaluated. The result showed that the obtained plants had high resistance to these two diseases. The potential usage of bi-color FISH in identifying chromatin of L.racemosus and H.villosa was discussed.     

小偃麦部分双二倍体及其异附加系异源染色体的GISH分析

应用ＴＩＳＨ对小偃麦部分双二倍体ＴＡＦ４６（２ｎ＝８ｘ＝５６）及其衍生的６个二体异附加系的中间偃麦草染色体组种类进行了分析、鉴定。以拟鹅冠草（Ｐｓ．ｓｔｒｉｇｏｓａ）ＤＮＡ为探针的分析结果表明,ＴＡＦ４６所含有的中间偃麦草染色体组为合成染色体组,即６条Ｓｔ组染色体和８条Ｅ组染色体。在其衍生的二体异附加系中,Ｌ４和Ｌ７含有Ｓｔ组染色体,Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ５含有Ｅ组染色体。ＴＡＦ４６所含有的中间偃麦草染色体的部分同源群依次为ＩＥ（Ｌ３）、２Ｓｔ（Ｌ６）、３Ｅ（Ｌ２）、４Ｓｔ（Ｌ４）、５Ｅ（Ｌ５）、６Ｓｔ（Ｌ７）、７Ｅ（Ｌ１）。