小麦核质杂种及其在育种中的应用

一般说的杂种，指的是细胞核里染色体及 其载荷基因不同的两个亲本杂交得到的后代。 通过两个亲本精、卵细胞的融合，杂种得到了两 亲本细胞核中的遗传物质，能表现出双亲的特 征。我们现在所说的核质杂种却是另外一种情 况。大家知道，生物的不同物种之间遗传性不 同，细胞核和细胞质之间都有一定分化。愈来愈 多的事实证明，不只是细胞核中存在遗传物质， 细胞质中也有遗传物质，细胞质对细胞核的活 动和遗传性状的表现都有影响^[1]。细胞核与细 胞质有着相互联系和彼此制约的关系。如果将 一个物种的细胞核成功地移植到另一个不同物 种的细胞质里，这种不同的核和细胞质结合后 得到的杂种就称为核质杂种。它的性状形成是 细胞核和细胞质等因素相互共同作用的结果。     

硬骨鱼类的细胞核移植 Ⅳa．不同亚科间的细胞核移植一一由草鱼细胞核和团头鲂细胞质配合而成的核质杂种鱼

本文报道了,用细胞核移植的方法,获得亲缘关系更远的,不同亚科鱼类之间的核质杂种鱼,即由鲤科(Cyprinidae)中,雅罗鱼亚科(Leucinae) 的草鱼 (Ctenopharyngodon ldellus)的胚胎细胞核和鳊 亚科(Abramidinae)的团头鲂(Megalobrama amblycephala) 的卵细胞质配台而成的 核质杂种鱼。被移植的卵子共659个,得杂种成鱼24尾,成活率为3.6％。这些核质杂种鱼的若干形态特征,如体长/头长,体长/体高,体长/体宽,背鳍硬刺,腹棱、臀鳍条数,鳃耙数,咽喉齿,侧线鳞片数和脊椎骨数等,与草鱼者相似,这表明此核质杂种鱼的上述特征受草鱼细胞核的影响。 检查草鱼,团头鲂和由草鱼细胞核和团头鲂细胞质配台而成接质杂种鱼的染色体组成表明,它们的染色体数目均为2n=48。但这三种鱼的绝大多数染色体在形态上很难彼此区别。不过,根据我们初步观察发现,在我们于长江水产研究所选用的草鱼和团头鲂染色体组型中,它们的第十一对亚端部。着丝点染色体可以区别：草鱼中,该对染色体的臂比指数>3 (见图Id、Id’),而团头鲂中该对 染色体的臂比指数为2 (见图Ie、Ie’)。经检查也发现核质杂种鱼染色体组型中的第十一对染色体 的臂比指数也>3 (见图If、If’)。由此可见,核质杂种鱼的细胞核系来源于被移植的草鱼细胞核, 与核质杂种鱼所表现的若干形态特征所表明的结果相一致。 初步观察还表明,核质杂种鱼的生长速度明显比团头鲂快,也稍优于一般报道的草鱼的生长速 度。没有发现在这些杂种鱼中,有象草鱼那样往往困惑染疾病而死亡的例子。 目前,已有一尾雄性核质杂种鱼成熟并能产生正常的精子使草鱼卵受精。鉴于在这远缘鱼类之间 进行有性杂交,例如草鱼和团头鲂之间进行有性杂交,它们的杂交胚胎往往不正常,或在不同发育阶 段致死,或即使能获得少数成鱼,它们也因性腺发育不良而不能繁殖后代形成杂种体系。而用细胞核 移植的方法则能在远缘鱼类之间获得核质杂种鱼,它们因能繁殖而有可能发展为新的鱼类克隆,为用 生物工程的方法培育鱼类新品种探索一条新途径。有关此核质杂种鱼的生化等性状分析,将另文报 道。     

植物胞质杂交

体细胞杂交是植物杂交的重要途径。与有性杂交相比,它可以同时将双亲细胞核基因组和细胞质基因组结合在一起,形成体细胞杂种细胞。在其继代过程中,易产生遗传物质的部分丢失,从而形成不对称体细胞杂种。胞质杂种则属不对称体细胞杂种,因其会有一万余本的细胞核和双方亲本的细胞质。随着体细胞杂交技术的发展,现已能走向诱导一方亲本细胞核的丢失,通过原生质体融合的途径实现双亲细胞质的结合;获得胞质杂种。利用这种胞质杂交技术,并成功地转移了胞质基因控制的有关性状,在植物育种中发挥了一定作用。王植物胞质杂交技术的建立胞质…     

核质杂种小麦Rubisco大亚基的基因结构与功能的关系

NC4号小麦是一高产、抗逆的核质杂种 ,它是由山羊草 (Aegilops squarrosa,♀ )与小麦 (Triticumaestivum, )杂交 ,并多次回交和筛选而获得。测定了 NC4号及其父本的 Rubisco rbc L序列 ,证明 NC4号的 rbc L是由山羊草基因编码。对核质杂种及其亲本 Rubisco的羧化和加氧活性测定表明 ,杂种的羧化 /加氧活性比低于母本山羊草 ,高于父本小麦。rbc L序列测定表明 ,NC4号与父本小麦的 rbc L 有 3个核苷酸的差异 ,即在其氨基酸序列上第 14、86和 95位有 3个残基不同。     

甜橙与酸橙体细胞杂种核质组成鉴定(英文)

采用流式细胞术(flow cytometry, FCM)、简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)和酶切扩增多型性序列(cleaved amplified polymorphic sequence, CAPS)等技术分析酸橙(Citrus aurantium L. )叶肉原生质体和甜橙(C. sinenis Osbeck cv. Shamouti)胚性愈伤组织原生质体电融合再生的体细胞杂种。FCM研究结果表明,所有的体细胞杂种植株荧光强度是二倍体对照的2倍,说明所分析的植株为四倍体。用SSR和CAPS分析了体细胞杂种的核质遗传组成,在试验的4对SSR引物中,有2对能区分开融合亲本。在2对引物中,体细胞杂种植株包含双亲的全部特异带,表明它们为异核杂种。通用引物扩增结合限制性内切酶酶切能鉴别融合亲本,在具有多型性的引物/酶组合中,所有体细胞杂种的线粒体和叶绿体DNA带型与胚性亲本(甜橙)完全一样。结果表明体细胞杂种核基因组来自双亲,而胞质基因组来自悬浮系亲本。讨论了所用技术的特点、柑橘四倍体体细胞杂种核质遗传规律及本组合体细胞杂种的应用。     

甜橙与酸橙体细胞杂种核质组成鉴定

采用流式细胞术(flow cytometry,FCM)、简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)和酶切扩增多型性序列(cleaved amplifiedpolymorphic sequence,CAPS)等技术分析酸橙(Citrus aurantium L.)叶肉原生质体和甜橙(C.sinenis Osbeck cv.Shamouti)胚性愈伤组织原生质体电融合再生的体细胞杂种.FCM研究结果表明,所有的体细胞杂种植株荧光强度是二倍体对照的2倍,说明所分析的植株为四倍体.用SSR和CAPS分析了体细胞杂种的核质遗传组成,在试验的4对SSR引物中,有2对能区分开融合亲本.在2对引物中,体细胞杂种植株包含双亲的全部特异带,表明它们为异核杂种.通用引物扩增结合限制性内切酶酶切能鉴别融合亲本,在具有多型性的引物/酶组合中,所有体细胞杂种的线粒体和叶绿体DNA带型与胚性亲本(甜橙)完全一样.结果表明体细胞杂种核基因组来自双亲,而胞质基因组来自悬浮系亲本.讨论了所用技术的特点、柑橘四倍体体细胞杂种核质遗传规律及本组合体细胞杂种的应用.     

苜蓿红豆草属间体细胞杂种的分子生物学鉴定

通过原生质体融合和培养获得苜蓿红豆草属间体细胞杂种植株。采用一种简便方法从杂种组织再生植株叶片、红豆草羟脯氨酸抗性系再生植株叶片和苜蓿根癌农杆菌702转化系愈伤组织提取DNA用于RAPD和Southern杂交分析。随机引物扩增结果显示两种亲本的RAPD多态具有明显差异。在所用20种随机引物中,6种产生较多的DNA片段。杂种组织具有两种亲本特有的DNA片段,但倾向于排除红豆草亲本的染色体,表明该杂种为非对称杂种,两种亲本染色体之间可能发生了重组。由于红豆草DNA的介入,杂种组织表现出较强的分化能力。分别利用RAPD扩增得到的OPA141000bp红豆草羟脯氨酸抗性系特异产物和OPA141600bp苜蓿根癌农杆菌702转化系特异产物为探针进行Southern分子杂交,证明杂种组织同时具有这两种DNA片段的同源序列。     

浅谈植物细胞融合的方法

细胞融合是指通过组织培养的方法,在机体外将两个不同种、不同属、不同科,甚至不同界的生物体细胞混合培养在一起,使这两个细胞发生融合,形成具有两个亲本体细胞染色体的杂种细胞。杂种细胞经过再培养诱导成为杂种生物。所以,细胞融合即是体细胞的杂交。是一种无性杂交。细胞融合包括动物体细胞杂交、植物体细胞杂交、动物和植物间体细胞杂交等方面。因此,细胞融合是细胞水平的遗传工程,属于细胞工程。     

果蝇发育中细胞决定和分化与基因表达环境

胚胎发育是个程序化的,复杂而有趣的生命现象。在胚胎发育中,不同细胞的分化和其 功能由基因决定,受到核内遗传物质的控制。而细胞的决定和分化则是在不同的细胞质对细胞核的不断作用下,才能逐步进行。核质之间的相互作用先建立特定的基因表达状态,从而选择性表达发育调控基因或分化基因。发育调控基因产物一旦进入胞质,就可改变原来的基因表达环境,使细胞核进入新的基因表达状态,选择表达新的发育调控基因。如果新的发育调控基因的产物再影响细胞核,改变原来的基因表达状态,其它的发育调控基因的表达就可使胚胎细胞进一步分化。在发育过程中,细胞质和细胞核的这个相互作用不断进行,使控制发育程序的不同基因群在特定的时空中表达,受精卵分裂产生的子细胞才能不断决定和逐步分化,最后形成组成个体所必须的各种细胞类型。     

草木樨状黄芪和木本霸王的科间体细胞杂交

在成功培养原生质体的基础上, 用改进的PEG-高pH高钙法诱导草木樨状黄芪(Astragalus melilotoides)和木本霸王(Zygophyllum xanthoxylum)原生质体融合, 得到了科间体细胞杂种融合细胞。采用罗丹明-6G预处理草木樨状黄芪原生质体以及UV-B辐照霸王原生质体, 使双亲原生质体及其同源融合产物均不能持续分裂而死亡, 融合后的杂种细胞由于生理互补可恢复持续分裂能力而被筛选出来。融合产物经培养分裂获得了2个杂种细胞系, 其中1个分化出芽。染色体计数和分子鉴定证明了杂种的真实性。初步比较了杂种细胞系及亲本对盐分和水分胁迫的耐受性, 结果表明杂种细胞系对盐分和水分胁迫的耐受性介于两个亲本之间。     

草木樨状黄芪和木本霸王的科间体细胞杂交

在成功培养原生质体的基础上,用改进的PEG-高pH高钙法诱导草木樨状黄（Astragalus melilotoides）和木本霸王（Zygophyllum xanthoxylum）原生质体融合,得到了科间体细胞杂种融合细胞。采用罗丹明-6G预处理草木樨状黄芪原生质体以及UV-B辐照霸王原生质体,使双亲原生质体及其同源融合产物均不能持续分裂而死亡,融合后的杂种细胞由于生理互补可恢复持续分裂能力而被筛选出来。融合产物经培养分裂获得了2个杂种细胞系,其中1个分化出芽。染色体计数和分子鉴定证明了杂种的真实性。初步比较了杂种细胞系及亲本对盐分和水分胁迫的耐受性,结果表明杂种细胞系对盐分和水分胁迫的耐受性介于两个亲本之间。     

核质杂种与杂交种

近些年来,由于遗传育种工作者对生物种细胞质的注意,许多研究者开始搜集、利用好的细胞质资源来创造优异的核质杂种(the Nucleus-cytoplasm Hybrid).因为从研究得出:某些物种的细胞质与同属的不同种间或不同属间的细胞核结合,能使后者在一些重要的经济性状上获得原先所没有的优良性状.例如,木原均(H.Kihara 1973,1977)用著名美国冬小麦高产品种格涅斯(Gaines)的细胞核与粗山羊草(Aegilops squarrosa L.)细胞质通过连续置换回交,最后成功地得到高产、早熟、抗病、蛋白     

线粒体中的遗传物质

本文介绍了与高中生物课有关的线粒体遗传物质的复制、转录、蛋白质的合成,以及线粒体遗传物质和细胞核遗传物质之间的相互关系,可供师生在“细胞的结构和功能”一节教学中参考。     

二倍体多年生大刍草及其与玉米的杂种F_1同工酶和可溶性蛋白质电泳研究

两年来用聚丙烯酰胺凝胶电泳方法对二倍体多年生大刍草与玉米配制的16个杂交组合的杂种F_1叶片过氧化物酶同工酶分析结果表明:杂种F_1酶谱的主要特点:第一,所有杂种都像亲本二倍体多年生大刍草一样具有Rf=0.52的酶带。第二,杂种酶谱主要表现为互补两个亲本酶谱的模式。在杂种F_1的可溶性蛋白质扫描曲线图中有一像亲本二倍体多年生大刍草一样的Rf=0.28的蛋白质分子峰甚显著。     

一个异源胞质单体附加系小麦的遗传分析

以长穗偃麦草(Elytrigia elongata=Agropyron elongatum,2n=70)为母本,普通小麦为父本,进行核代换回交,在第九次回交的F_1(BC,F_1)代里,发现了一个异源胞质单体附加系小麦,代号E617。以E617做母本,普通小麦做父本进行杂交,杂种F_1出现正常株和弱株两种类型。正常株具有43条染色体,弱株具有42条染色体。反交,以普通小麦做母本,E617做父本,杂种F_1,无论是具有43条染色体还是具有42条染色体的植株,都是正常的。正反杂交结果表明,长穗偃麦草细胞质对普通小麦的细胞核产生了抑制作用,使核质杂种生长不正常,而附加一条特异的长穗偃麦草染色体(或端体),就能消除长穗偃麦草细胞质的抑制作用,使核质杂种恢复正常生长。     

曲霉属种间原生质体融合后遗传重组及病毒传递I．黑曲霉及无花果曲霉种间杂交

以曲霉属工业生产菌黑曲霉作为亲本与分类地位不周的无花果曲霉进行种间原生质体融合,获得形态性状不同的原养型菌落;经孢子体积,核的DNA含量测定及菌落的分寓性质证明该菌落是种间二倍俸杂种。杂种经单倍化剂处理后得到形态性状不同的分离子。实验还比较了亲本、杂种及分离子的葡糖淀粉酶产量,并研究了黑曲霉病毒在杂种及分离子中的传递。     

落叶松杂种优势及其利用的研究

通过日本落叶松、兴安落叶松、欧洲落叶松、长白落叶松、华北落叶松、四川落叶松的种间杂交,比较 了12个杂交组合F,和部分亲本的冻害指数、枯梢病指数、鼠害指数;树高、胸径、材积等杂种生长优 势,认为亲本和杂种F：之间,杂交组合F。之间有明显差异。其中的LXO,LXG,LXd杂交组 合F：抗冻性、抗病（枯梢病）性、抗鼠害性最强,而且同时表现出杂种生长优势明显,列12个杂交组合 之首。杂种优势利用,主要体现在优良杂交组合种子的再生产和无性繁殖利用两个方面,两者应该有机 配合。     

爪蟾(Xenopus laevis)的雄性二倍体成体的产生

野生型爪蟾的色素基因是显性,a~p白化型的色素基因是隐性。用a~p型精子与野生型卵子受精,以UV照射卵子使卵核失活,再用静液压方法抑制受精卵的第一次核分裂,结果产生雄核发育的二倍体(androgenetic diploid)。它们是核质杂种。这些杂种发育时黑色素细胞出现时期同野生型一致。色素细胞的数目和颜色介于野生型和白化型之间。当白化型蝌蚪本来就极少的色素细胞消退时,杂种蝌蚪仍有许多色素细胞,直至变态完成两个月后色素才完全消退。因此核质杂种黑色素细胞的发育并维持到变态后,归因于野生型卵细胞质对a~p型核的作用。??实验还证明了仅具有父本基因组的爪蟾能发育至成体,性成熟,均为雄性。其精子与正常卵结合产生发育正常的下一代。现已变态成为幼蟾。     

哺乳动物细胞电融合技术及其影响因素的研究进展

细胞电融合技术是指利用电脉冲促使两个或更多个不同的细胞融合在一起的过程。由于可以获得较高的融合率,而且可以在显微镜下定向诱导细胞融合和直接挑选杂种细胞,故电融合技术得到了广泛的应用。电融合技术对于哺乳动物杂种细胞的构建;哺乳动物四倍体发育的研究;以及胚胎细胞核移植都具有十分重要的意义。因此,人们对哺乳动物的电融合问题进行了大量的研究,现将这方面的研究进展做一综述。 (一)电融合技术的原理及方法 悬于平行电极之间的低电导率溶液中的细胞,在适当强度与持续时间的直流电脉冲的刺激下,其细胞膜可发生可逆电击穿,此时如两个具有膜微孔的细胞紧穿接触,可导致细胞质桥的形成,进而发生细胞融合。     

烟草种间的体细胞杂交──Ⅰ．通过原生质体融合将波缘烟草部分核基因组转移给普通烟草

通过“供体──受体”原生质体融合获得５个“波缘烟草＋普通烟草”体细胞杂种细胞系（ＴＵ＿１至ＴＵ＿５）。对５个杂种细胞系的细胞学观察表明,其中２个系为多细胞融合产物,其平均染色体数目分别为１６７．２和１９８．４;３个系为二细胞融合产物,其平均染色体数目分别为５４．３７０．６和６２．８。杂种细胞系的一个明显特征是所有观察的中期细胞均存在数量不等的畸变染色体。对５个杂种细胞系再生植株叶片苹果酸脱氢酶和酯酶的同工酶分析结果表明,它们均为程度不同的不对称核杂种,即只含有供体亲本（波缘烟草）的部分核基因组。以小麦ｒＤＮＡ为探针对杂种细胞系基因组ＤＮＡ的Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交结果表明,杂种中双亲的载有ｒＤＮＡ的染色体可能均有部分消除;此外,杂种中新ＤＮＡ片段的存在说明双亲ｒＤＮＡ可能发生了分子间重组。两个由多细胞融合产生的杂种细胞系（ＴＵ＿２和ＴＵ＿５）再生苗不易生根而且形态上异常。３个由二细胞融合产生的杂种细胞系（ＴＵ＿１、ＴＵ＿３和ＴＵ＿４）再生苗可生根长大,形态上类似受体亲本;对其根尖的细胞学观察表明,染色体数目在５１─６６之间,说明均为只含有少量供体亲本染色体的不对称核杂种。