普通小麦–大赖草易位系T6DL·7LrS的分子细胞遗传学鉴定

大赖草高抗小麦赤霉病,将大赖草抗性基因导入普通小麦,对创新小麦赤霉病抗性种质有重要意义。为了获得普通小麦-大赖草抗赤霉病易位系,采用12 00 R~(60)Co-γ射线处理小麦-大赖草二体附加系DA7Lr花粉,授予已去雄的普通小麦中国春,对其后代(M1)种子根尖细胞有丝分裂中期染色体进行GISH分析,获得了1株具有1条普通小麦-大赖草易位染色体的植株,让其自交,对自交后代中具有2条易位染色体植株的花粉母细胞减数分裂中期I进行观察,发现2条易位染色体形成了稳定的棒状二价体,表明该植株为纯合体。利用顺序GISH-双色FISH分析,结合小麦D组专化探针Oligo-pAs1-2和B组专化探针Oligo-pSc119.2-2,进一步鉴定出该普通小麦-大赖草易位系为T6DL·7LrS,该易位系的育成也为小麦赤霉病遗传改良提供了新种质。     

普通小麦-大赖草易位系NAU601和NAU618的选育及双端二体测交分析

利用根尖体细胞有丝分裂中期染色体Giemsa C-分带和荧光原位杂交从普通小麦-大赖草Lr.2、Ir.7异附加系辐射后代中选育出2个纯合易位系：（1）易位系NAU618(MS142-3),2n=44,易位染色体由大赖草Lr.7染色体的大部分（约5/6,包括着丝粒）及小麦染色体1A短臂的一部分（近端1/3）组成,外源染色体片段的长度约占易位染色体总长度的4/5;（2）易位系MAU601（MS101-4）,2n=42,易位染色体由小麦染色体4B的整个短臂和4B长臂近着丝粒部分（1/3）及大赖草Lr.2短臂的绝大部分组成,外源染色体片段占易位染色体长臂的1/2。对易位系进行的双端二体侧交分析证交易位所涉及的小麦染色体分别为1A和4B。连续3年单花滴注法进行的田间赤霉病抗性接种鉴定结果表明,普通小麦-大赖草异源异位系MAU618(MS142-3)对赤霉病的抗性与抗病对照品种苏麦3号相仿,易位系MAU601（MS101-4）对赤霉病抗性低于苏麦3号,但明显高于感病亲本中国春。     

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。     

利用中国春-山羊草2C二体附加系与中国春-偃麦草5E二体附加系杂交诱发染色体易位和缺失

通过对中国春－长穗偃麦草（E.elongata 2n=14EE)二体附加系与中国春－柱穗山羊草（Ae.cylindrica 2n=28CCDD)2C二体附加系（杀配子染色体）杂交F1减数分裂的观察,看到F1单价体数超过理论数值,后期出现大量的染色体段片,认为这种异常现象与杀配子染色体的作用有关。对76株中国春－长穗偃麦草5E二体附加系与中国春－柱穗山羊草2C二体附加系杂交、回交一代进行染色体C－分带鉴定,初步认定株系21－5－14、21－5－37、21－5－67、21－5－71为中国春染色体与偃麦草5E染色体易位。经染色体组原位杂交（GISH）进一步确定21－5－14为T5ES.4AS易位系,21－5－37为T5E.2BS易位系,21－5－67为T5E.3AS易位系,21－5－71为T5ES.5BS易位系。易位频率为5.3%。株系21－5－27、21－5－18、21－5－18、21－5－72、21－5－4、21－5－71经染色体C－分带鉴定,分别为6B、4B、5B、4A、4B、2A缺失系。杀配子染色体引起缺失频率为6.5%。证明利用杀配子染色体诱导染色体易位和缺失的频率较高。杀配子染色体引起中国春B组染色体畸变大于A、D组,与Endo观察结果相似。     

利用离果山羊草3C染色体诱导簇毛麦4V染色体结构变异

通过普通小麦农林26-离果山羊草3C异附加系与普通小麦-簇毛麦4V（4D）代换系杂交,杂交F1代与普通小麦回交,综合运用染色体构型分析、C-分带和荧光原位杂交等技术从BC1F2、BC1F3代中鉴定出涉及簇毛麦4V染色体的易位系、端体、等臂染色体系等变异植株,表明离果山羊草3C染色体可有效诱发簇毛麦4V染色体结构变异,是创造小麦-簇毛麦4V易位系的一种有效途径。     

利用荧光原位杂交技术检测导入普通小麦的大赖草染色质

利用以大赖草基因组ＤＮＡ为探针的荧光原位杂交技术对导入普通小麦的大赖草染色质进行检测。结果：９１）根尖体中花粉母细胞时期均可用于检测大赖草染色质。间期核中杂交信号点数与所含大赖草染色体数目之间的对应关系依染色体显强Ｃ－带末端数不同而不同;（２）利用荧光原位杂交,从普通小麦－大赖草单体异附加系的减数分裂前植株＾６０Ｃｏ－γ射线辐射后代中检测到一批大赖草端着丝粒染色体和小麦－大赖草染色体易位等结构变异     

杀配子染色体特异RAPD 标记及山羊草属与普通小麦间分子多态性的研究

以普通小麦"中国春"、三个"中国春"具杀配子染色体的二体异附加系及作为三个杀配子基因种源的三种山羊草为材料, 用46 个10 nt 随机引物对基因组DNA 进行扩增, 以筛选杀配子染色体特有的RAPD 标记, 并检测普通小麦与三种山羊草之间的RAPD 多态性。结果表明:46 个引物中有35 个扩增出比较稳定的RAPD 产物。其中引物OPF-14 和OPQ-09 分别在普通小麦"中国春"-山羊草附加系间扩增出多态性产物;因而认定OPF-14₁₃₀₀ 与OPQ-09₈₀₀、OPF-14₁₁₆₀ 与OPQ-09₇₇₀、OPF-14₁₂₈₀分别为三个杀配子染色体3C、Gcl 和2C 的特异性RAPD 标记, 可以用于快速跟踪鉴定3C、Gcl、2C 杀配子染色体。对三种山羊草与普通小麦"中国春"进行了基因组DNA多态性分析, 结果表明, 35 个引物在"中国春"中共扩增出162 个产物, 在离果山羊草、拟斯卑尔脱山羊草、柱穗山羊草中分别扩增出140、154 和155 个产物;三种山羊草与"中国春"之间的共有扩增产物分别为69、87、96 个, 占总扩增产物的29.61%、37.70%和43.44%。上述结果, 从分子水平揭示了山羊草属与普通小麦之间存在着较近的亲缘关系。     

将大赖草种质转移给普通小麦的研究——Ⅶ.一个普通小麦-大赖草等臂染色体异附加系的选育与鉴定

通过花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对构型分析、Giemsa C-分带,从普通小麦-大赖草第7条染色体二体异附加系自交后代中选育并鉴定出了93G51-9和93G52-8 2个等臂染色体异附加系。该异附加系在花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ,其等臂染色体自身两臂配对频率高,染色体易发生断裂,且又携带有较抗赤霉病的基因,是向小麦转移大赖草赤霉病抗性基因的有用中间材料。     

利用杀配子染色体2C诱导中国春-黑麦二体附加系染色体畸变的研究

将中国春-黑麦(1R-7R)二体附加系与中国春-2C(Aegilops cylindrica)二体附加系杂交,获得F1,对F1体细胞染色体进行C分带鉴定和花粉母细胞减数分裂行为的观察与分析,发现减数分裂行为异常。对自交获得的430株F2进行单株染色体C分带和荧光原位分子杂交鉴定,检测到易位、缺失、等臂染色体、双着丝点染色体等染色体畸变类型。此外还检测到2C与小麦2A、2B、2D染色体的二体或单体自发代换系。杂交F。染色体畸变的规律与频率如下：研究共得到含黑麦染色体的变异22株,变异频率为5,1％。其中含黑麦染色体的易位系为10株,占2,3％;缺失12株,占2．79％;黑麦的等臂染色体3株,占O．7％。易位染色体既有含小麦着丝点的(大部分),也含有黑麦着丝点的(仅1例)。黑麦的染色体畸变中,发生于不同同祖群的频率不同,1R为5个,2R为3个;3R为1个;4R为3个;5R为6个;6R为4个。易位多为端部易位。共鉴定出小麦的缺失系54株,其中A基因组有27个,占6.27％;B基因组有20个,占4,65％;D基因组有7个,占1.66％。对杀配子染色体对小麦及黑麦不同同祖群染色体作用的差异性及作用特点进行了探讨。     

小麦—大赖草易位系的RFLP分析

利用辐射、花药培养及杀配子基因效应已创制出一系列小麦-大赖草易位系.为在其中找出可能的纯合易位系、明确易位所涉及的相关染色体以及易位断裂点的确切位置,利用了已被定位于小麦7个部分同源群染色体长、短两臂上的67个探针进行了RFLP分析,结果鉴定出3个纯合的易位系:T1BL*7Lr#1S、T4BS*4BL-7Lr#1S和T6AL*7Lr#1S.其中,易位系T1BL*7Lr#1S和T6AL*7Lr#1S中染色体7Lr#1的断裂点位于标记MWG808和标记ABG476.1之间,而1B和6A染色体上的断裂点都在着丝粒附近.易位系T4BS*4BL-7Lr#1S中染色体7L#1的断裂点位于标记BCD349和标记CDO595之间,4B染色体断裂点则位于标记CDO541和标记PSR164之间的长臂上.     

柱穗山羊草2C染色体诱发中国春小麦背景中黑麦1R染色体结构变异的研究

当柱穗山羊草(Aegilops cylindrica Host．)2C染色体单体添加到普通小麦品种中国春和以中国春为背景的派生系时,减数分裂时,不含2C染色体的配子会发生染色体结构变异。为了制备一套黑麦1R染色体缺失系以用于定位黑麦1R染色体上的控制重要农艺性状的基因,把一条2C染色体导人到小黑麦1R二体附加系(21″ 1R″)中,然后让这些个体(21″ 1R″ 2C′,2n=45)自交,以便产生1R染色体结构变异体。实验共检测了345粒F,种子,83粒种子带有结构变异的黑麦1R染色体(24．1％)。通过C分带和原位杂交检测,对来自于23株F2的46个F3植株所带有的异常1R染色体进行了归类：其中1RL端体为39．1％,1RL等臂染色体为2．2％,1RL易位系为32．6％。1RS端体为4．3％,1RS等臂染色体为4．3％,切点在长臂上的缺失体为2．2％。在6．5％的植株中同时含有2种类型的1R染色体结构变异。其余8．7％带有异常1R染色体的个体因为没有原位杂交结果而无法判断是属于哪种类型。已获得的1R结构变异株将有可能进一步发展成为一套可用于定位黑麦1R染色体上重要功能基因的遗传材料。另外,还探讨了综合应用细胞学和分子标记方法鉴定易位染色体中小麦染色体片段的尝试,并对所获结果进行了讨论。     

杀配子染色体在构建小麦族缺失图谱方面的应用

山羊草属的某些染色体,当其以单价体形式附加到各种不同的基因型的普通小麦中时,就会发挥完全的或不完全的杀配子作用。在不完全的这种杀配子作用下,可以高频率的诱导产生各种类型的染色体结构畸变,如易位、缺失等,实现外源有益基因向小麦的渗入,也有利于构建缺失图谱和物理图谱［1］。本文综述了利用杀配子染色体构建小麦、黑麦、大麦染色体的缺失图谱的研究进展。     

利用减数分裂期成株电离辐射选育小麦—大赖草易位系的研究

采用６００１１２５Ｒ剂量的６０Ｃｏγ射线对小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）大赖草（Ｌｅｙｍｕｓｒａｃｅｍｏｓｕｓ（Ｌａｍ．）Ｔｚｖｅｌ．）Ｌｒ．７单体异附加系在减数分裂期进行成株辐射处理,经过Ｍ１代根尖细胞有丝分裂中期（ＲＴＣ,Ｍ期）染色体ＧｉｅｍｓａＣ分带粗筛,Ｍ２代ＲＴＣＭ期染色体Ｃ分带和荧光原位杂交鉴定,选育出２个小麦大赖草Ｌｒ．７异易位系。其中Ｔ０２易位系是由Ｌｒ．７染色体绝大部分与一小片段小麦染色体接在一起组成的易位类型（ＴＬｒ．７·Ｌｒ．７Ｗ）;Ｔ０８的易位染色体由小麦４ＡＬ和大赖草Ｌｒ．７某臂组成。     

将大赖草种质转移给普通小麦的研究：Ⅶ.一个普通小麦—大赖草等臂？…

通过花粉母细胞减数分裂中期Ｉ染色体配对构型分析ＧｉｅｍｓａＣ－分带,从普通小麦－大赖草第７条染色体二体异附加系自交后代中选育并鉴定出了９３Ｇ５１－９和９３Ｇ５２－８２个等臂染色体异附加系,该异附加系在花粉母细胞减数分裂中期Ｉ,其等臂染色体自身两臂配对频率高,染色体易发生断裂,且又携带有较抗赤霉病的基因,是向小麦转移大赖草赤霉病抗性基因的有用中间材料。     

单体异附加系花药培养创制小麦- 中间偃麦草纯合易位系

利用单体异附加系花药培养细胞工程途径,诱导小麦与中间偃麦草发生染色体易位,通过细胞学分析、荧光原位杂交(F ISH)和SSR鉴定出纯合易位系.研究结果表明,经单体异附加系花药培养创制出1个小麦-中间偃麦草纯合易位系99-803;其花粉母细胞(PM C s)减数分裂中期I染色体构型为18.42个环状二价体 2.57个棒状二价体 0.01个单价体;中间偃麦草的7A i-1染色体与小麦7A或7B染色体发生了非罗伯逊易位,且中间偃麦草易位片段较小;通过该途径获得纯合易位系的频率约为2%.以上结果表明,单体异附加系花药培养是一条向小麦转移异源染色体小片段(基因)的快速高效途径.     

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。     

GC1代换系与小麦杂交减数分裂行为的研究

用来自拟斯卑尔脱山羊草（Ae.speltoides）的杀配子染色体2S(GC基因),诱导普通小麦（Triticum aestivum L.）“宁农”、普通小麦—黑麦（Secale cereale L.）二体代换系（5R/5A）的染色体断裂,观察杂种F₁的减数分裂行为,在减数分裂中期I和中期II均出现较高频率的单价体、多价体,后期I和后期II出现大量的落后染色体、染色体断片和桥等异常现象,在二分孢子和四分孢子中出现较多的微核。在本实验中,GC1代换系与5R/5A代换系杂交F₁代减数分裂行为比GC1代换系与普通小麦“宁农”杂交F₁代减数分裂行为复杂,经统计学分析,含杀配子染色体的代换系间杂交比单一的杀配子染色体作用对单价体、多价体、微核的产生具有显著差异。因此,利用带有杀配子染色体的代换系间杂交来诱导染色体易位是一条有效的途径。     

小麦-黑麦代换系间杂交后代染色体易位的研究

主要利用小麦-黑麦5R/5A二体代换系与6R/6A二体代换系杂交,在其杂种自交F3中未利用辐射、杀配子染色体、Ph基因等方法,鉴定出易位系,同时,首次观察到有丝分裂中的染色体断裂现象.发现在小麦遗传中,没对Ph基因进行特殊处理的情况下,小麦同祖染色体间可能发生部分同源配对并交换,产生易位.     

中国春—山羊草2C二体附加系同中国春—偃麦草二体附加系杂交后代的细胞遗传学研究

对中国春—长穗偃麦草（E.elongata 2n=14EE）二体附加系（1E-7E）与中国春—柱穗山羊草(Ae.cylindrica 2n=28 CCDD)2C二体附加系杂交后代进行细胞遗传学研究。结果表明,杂交当代（1E-7E）的结实率最高为36.06%,最低为19.43%,平均为29.5%。F₁自交结实率最高为62.09%,最低为30.92%,平均为39.64%。对照实验和方差分析表明,杀配子染色体对不同品系杂交的结实率影响有差异。杂交F₁减数分裂观察,看到F1单价体数超过理论数值,后期出现大量的染色体片段,认为这种异常现象与杀配子染色体的作用有关。     

VE161小麦外源染色体的传递特点

VE161小麦包括具有一对长穗偃麦草染色体的雄性不育代换系,可育附加系和杂育系,杂育系由其代换系×附加系产生,其外源染色体（E染色体）具有促进小麦部分同源染色体配对作用。本报道了VE161小麦本身含E染色体配子的传递率为VE161小麦与普通小麦杂交F2,BC1中分离出含E染色体植株的频率,发现VE161小麦本身含E染色体配子的传递率极高,而在F2和BC1代分离群体中保留或消除E染色体都较为容易,这一特点极利于E染色体促进部分同源染色体配对作用在创造易位系上的应用。