小麦-黑麦染色体配对的遗传控制

关于普通小麦减数分裂二倍化的遗传控 制,国外已有不少报道[5,10.12]O近来,一些学者 对小麦染色体配对进行人工调控,以期诱导小 麦与近缘属种间的染色体交换,培育栽培小麦 优良新品种［[8,13]。笔者曾报道过普通小麦Ph基 因缺失对于小麦一黑麦杂种染色体配对的遗传 效应121。本文进一步提供有关这种效应的细胞 遗传学证据,并进一步探讨其实际应用价值。     

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。     

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。     

应用原位杂交技术对小麦—黑麦代换系间杂交的细胞遗传研究

应用原位杂交技术结合染色体组型分析方法,对两个小麦-黑麦异源双代换系5R/5A和6R/6A杂交后代的遗传进行了研究,探讨同祖染色体配对的可能性并获得小麦-黑麦易位系。实验中对杂种F1代植株减数分裂各时期的花粉母细胞染色体行为进行分析,结果发现有22.91%的花粉母细胞中黑麦染色体与小麦染色体发生同祖配对。F2代通过C-分带、原位杂交鉴定,在45株中检测到9株易位,易位频率为20%,是目前报道易位频率最高的。染色体易位有的来源于同祖配对交换,有的来源于单价体错分裂或断裂的重建。     

小麦K、V型胞质雄性不育育性恢复的细胞学研究

以Ｋ、Ｖ型１Ｂ／１Ｒ不育系分别和四个非１Ｂ／１Ｒ恢复系杂交,观察了异质杂种小麦的花粉母细胞减数分裂。以Ｔ型细胞质和普通小麦胞质作比较,研究了Ｋ、Ｖ型异源细胞质对１Ｂ·１Ｂ／１Ｒ杂合核型染色体配对的影响。实验结果表明,Ｋ、Ｖ胞质背景下,育性恢复度与１Ｂ·１Ｂ／１Ｒ杂合核型染色体配对行为不直接相关。减数分裂中期Ⅰ、Ｋ、Ｖ、Ｔ型异源细胞质对杂合核型染色体配对的影响随父本遗传背景不同而异。后期Ⅰ,三类异质小麦杂种Ｆ１代均出现了不正常分离,后期Ⅰ和后期Ⅱ出现了落后染色体,四分体时期出现了微核。三类异源细胞质对落后染色体率和微核率的影响因不同遗传背景而异。     

不同细胞质的普通小麦“中国春”（Triticum aestiuum var.Chi …

１５个同细胞质“中国春”小麦主倍体小偃麦杂交,杂种Ｆ１减数分裂的染色体行为表明：普通小麦与天葛偃麦草的Ｆ或Ｅ组染色体之间存在着部分同源关系;Ｄ＾２型细胞质促进部分同源染色体配对、但却抑制同源染色体配对;Ｓ＾Ｖ型细胞质对同源染色体或部分同源染色体的配对均有抑制作用;Ｇ型细胞质促进同源染色体配对。１５个不同细胞质“中国春”小麦与六倍体小偃麦杂交,Ｆ１结实率很三数体配对。１５个不同细胞质“中国春”泪科与     

phKL基因诱导小麦远缘杂种部分同源染色体配对的能力界于Ph1和Ph2基因突变体之间

在普通小麦地方品种自然群体中天然存在促进小麦-外源杂种部分同源染色体配对的基因phKL。本研究比较了phKL基因与人工Ph基因突变系诱导小麦-Aegilops variabilis及小麦-黑麦杂种部分同源染色体配对的作用大小。研究结果表明,诱导小麦- Ae. variabilis(或黑麦)部分同源染色体配对作用的顺序是ph1b > phKL > ph2b > ph2a,即phKL基因的作用介于Ph1与Ph2突变体之间。     

远缘杂交早代稳定小麦导入了外源DNA片段并发生了DNA重排

在植物界, 多倍体植物非常普遍. 具有A, B, D三个部分同源染色体组的普通小麦是异源多倍体物种的一个典型代表. 近几年, 模拟普通小麦的起源过程进行的研究表明, 从四倍体小麦注入节节麦整个基因组形成异源六倍体小麦的早期阶段, DNA序列和基因表达发生了可能有利于遗传“二倍化”的变化. 利用普通小麦-黑麦远缘杂交自然结实的早代稳定特异小麦99L2研究发现: (ⅰ) 99L2至少导入了两个黑麦染色体上的DNA片段, 表明可能存在不同于传统的小麦-外源染色体配对重组的外源DNA导入机制; (ⅱ) 99L2自身的DNA序列发生了变化, 表明外源DNA部分片段注入小麦染色体组过程中, 也可能导致小麦自身DNA序列发生变化.     

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.     

小麦K,V型胸质雄性不育育性恢复的细胞学研究

以Ｋ、Ｖ型１Ｂ／１Ｒ不育系分别和四个非１Ｂ／１Ｒ恢复系杂交,观察了异质杂种小麦的花粉母细胞减数分裂。以Ｔ型细胞质和普通小麦胞质作比较,研究了Ｋ、Ｖ型异源细胞质对１Ｂ·１Ｂ／１Ｒ杂合核型染色体配对的影响。实验结果表明,Ｋ、Ｖ胞质背景下,育性恢复度与１Ｂ·１Ｂ／１Ｒ杂合核型染色体配对行为不直接相关。减数分裂中期Ｉ、Ｋ、Ｖ、Ｔ型异源细胞质对杂合核型染色体配对的影响随父本遗传背影不同而异。后期Ｉ,三类异质     

一个柱穗山羊草（Aegilops cylindrica）系统中的类Ph1基因

第一次在一个Ａｅ．ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａ系统中发现了Ｐｈ１－ｌｉｋｅ基因,但它的作用略小于Ｐｈ１。同时证明了Ａｅ,ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａ在控制染色体配对基因方面存在多态现象。ｐｈ１ｂ基因可以诱导普通小麦与Ａｅ．ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａ间的部分同源染色体配对,同时用普通小麦对（中国春ｐｈ１ｂ突变体×Ａｅ．ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａ）Ｆ_１回交获得了成功。表明利用ｐｈ１ｂ基因通过诱导部分同源染色体配对可以把Ａｅ．ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａ中的有益基因导入到普通小麦中。     

一个小黑麦附加—双代换花粉株系（M16）的创制与鉴定

报道了一个遗传组成复杂的小麦／小黑麦杂种花粉株系Ｍ１６的创制,形态性状,遗传稳定性,染色体组成以及抗白粉病的鉴定结果,Ｍ１６植株形态为普通小麦型,染色体数目为２ｎ＝４４,具有很高的遗传稳定性,有丝分裂和减数分裂的染色体稳定性分别为９１．０５％和９３．２３％,接种鉴定表明Ｍ１６高抗小麦白粉病,原位杂交,Ｃ－分带和同工酶标记分析证明Ｍ１６有３对黑麦染色体,是一个４Ｒ附加,３Ｒ（３Ｄ）和６Ｒ（６Ｄ）代换     

普通小麦与祖山羊草杂种后代的细胞遗传学初步研究

粗山羊草(Aegilops tauschii(Coss.)Schmal.,DD,2n=14)是普通小麦(Triticumaestivum L.,AABBDD,2n=42)D染色体组的供体。粗山羊草中含有丰富的抗病,抗虫,抗逆,优质等优异基因,因此粗山羊草是改良普通小麦的宝贵遗传资源。但有关普通小麦与粗山羊草杂交的研究报道较少。本文试图通过对普通小麦与粗山羊草杂种后代的细胞遗传学和染色体分离规律的研究,探讨转移粗山羊草优异基因的方法和途径。     

ph1b基因在普通小麦与Ae.crassa、Ae.crassassp杂种中的作用

通过对(中国春ph1b突变体×Ae. crassa)F_1、(中国春×Ae.crassa)F_1;(中国春ph1b突变体×Ae.crassassp)F_1、(中国春×Ae.crassassp)F_4花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对的研究。第一次证明了中国春ph1b突变体在诱导Ae.crassa、Ae.crassassp与普通小麦部分同源染色体配对方面有显著作用。可以利用ph1b基因通过诱导部分同源染色体配对交换的方法以染色体易位的方式把Ae.crassa和Ae.crassassp的有益基因导入普通小麦中。Ae.crassa和Ae.crassassp中不含有拟ph1基因。Ae.crassa和Ae.crassassp的D染色体组与普通小麦的D染色体组有明显区别。     

内蒙古紫皮小麦紫皮性状的遗传分析

本文对内蒙古紫皮小麦进行了遗传分析。研究了这一材料的来源,普通小麦与内蒙古紫皮小麦杂交后代的细胞学特征,回交一代和杂种第二代的紫皮性状表现,以及内蒙古紫皮小麦、普通小麦和赖草的同工酶。综合研究的结果初步表明,这一紫皮小麦与国外报道的紫皮小麦材料不同。本材料是由普通小麦(Triticum aestivum L.)与赖草(Leymus dasystachys(Trin.) Dilger)杂交,经回交、自交后得到的,而国外报道的紫皮小麦材料是由普通六倍体小麦与四倍体紫皮小麦杂交得到的。内蒙古紫皮小麦很可能是一个异代换系,具有一对来自赖草的染色体,控制紫皮性状的基因在这对外源染色体上,其紫皮性状能稳定遗传,受控于一对显性基因。     

一个柱穗山羊草（AegilposCylindrica）系统中的类Ph1基因（Ph1—like）…

第一次在一个Ａｅ．ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａ系统中发现了Ｐｈ１－ｌｉｋｅ基因,但它的作用略小于Ｐｈ１,同时证明了Ａｅ．ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａ在控制染色体配对基因方面存在多态现象,Ｐｈ１ｂ基因可以诱导普通小麦与Ａｅ．ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａ间的部分同源染色体配对,同时用普通小麦对（中国春ｐｈ１ｂ突变体ＸＡｅ．ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａ）Ｆ１回交获得了成功,表明利用Ｐｈ１ｂ基因通过诱导部分同源染色体配对可以把Ａｅ．ｃｙ     

表达7个高分子量谷蛋白亚基的小麦新种质创制、鉴定及分子细胞学分析

报道了六倍体小黑麦和普通小麦杂交、回交获得的特异表达7个高分子量谷蛋白亚基的2个小麦新种质——NR98116-9-2和NR98116-9-3的创制、形态性状、染色体组成、遗传稳定性、抗条锈病鉴定以及HMW-GS组成的鉴定结果。这2个品系的植株形态为普通小麦型,Feulgen染色、GISH结合C-带综合鉴定表明：NR98116-9-2为3R／3D代换系,2n=42;NR98116-9-3为3R附加系,2n=44;减数分裂中期Ⅰ染色体配对正常,具有较高的遗传稳定性。接种鉴定表明：它们高抗小麦条锈病。种子全蛋白和高分子量谷蛋白选择性沉淀的SDS-PAGE分析表明：它们具有的7条高分子量谷蛋白亚基组成分别是1、14＋15、6r＋8、4＋12和1、14＋15、6r＋8、5＋10,其中包括2个Glu-B1位点。     

硬粒小麦、提莫菲维小麦与四倍体长穗偃麦草属间杂种的形态和细胞遗传学研究

首次获得硬粒小麦（Triticum durum Desf),提莫菲维小麦（T.timopheevi Zhuk)与四倍体长穗偃麦草（tetraploid Elytrigia elongata)的属间杂种,杂交当代结实率分别为5．29％和1．41％,杂种均表现为多年生,具很强的生活力,形态上呈双亲中间类型,杂种F1自交不育,用普通小麦,硬粒小麦回交,以硬粒小麦为母本的F1均获得交种子,杂种F1花粉母细胞减数分裂中期I染色体配以构型分别为：13．78I＋6．87II＋0．147III,9．10I＋9．11 II＋0．20III,F1形成的二价体主要是四倍体长穗偃麦草染色体之间配对所致,并推测四倍体长穗偃麦草具促进小麦部分同源染色体配对或抑制小麦ph基因作用的特殊遗传系统。     

Elymus与普通小麦属间杂种的细胞遗传学研究

本研究以Elymus pendulinus(Nevski)Tzvelev(2n=4x=28,SSYY)、E.shandongenisis B.Salomon(2n=4x=28,SSYY)与普通小麦(Triticum aestivum L.:2n=6x=42,AABBDD)进行了属间远缘杂交。通过对杂种胚的离体培养,两个组合均产生了杂种F_1植株。杂种F_1为多年生,植株生长旺盛;形态上介于亲本种之间而兼具双亲的某些特征;穗状花序发育正常,但均完全不育。两个组合的根尖和花粉母细胞染色体数目为2n-5x=35。通过对杂种减数分裂染色体配对行为的分析,发现其MI染色体的配对水平很低,二价体均为棒状,每细胞的平均染色体交叉数在0.25-0.31之间。这表明E.pendulinus t E.shandongensis 所含的SY染色体组与普通小麦的ABD染色体之间的同源程度很低。由于在E.shandongeasis 及其它具有SY染色体组的Elymus 单倍体中,SY染色体组之间的部份同源染色体配对数均明显高于该杂种中的配对数,这表明存在于普通小麦中的ph基因及其它具类似作用的基因系统能抑制SY染色体组之间的部份同源染色体配对。     

普通小麦与天蓝偃麦草杂交中间型遗传的研究

在(普通小麦×天蓝偃麦草)×普通小麦后代中选出具有普通小麦染色体组AABBDD和天蓝偃麦草染色体组EE(或FF)的中间型远中_2、远中_3、远中_4、远中_5与普通小麦附加一对天蓝偃麦草染色体的远中_1等类型,并利用中间型与普通小麦杂交,选出一批新品种与新品系。作者认为研究中间型的细胞遗传在理论与实践上均有重要意义。