普通小麦与东方旱麦草属间杂种的形态和细胞遗传学研究

本文对普通小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．ｅｖ．Ｆｕｋｕｈｏ,２ｎ＝６ｘ＝４２,ＡＡＢＢＤＤ）与东方旱麦草（Ｅｒｅｍｏｐｙｒｕｍｏｒｉｅｎｔａｌｅ（Ｌ．）Ｊａｕｂ．ｅｔＳｐａｃｈ,２ｎ＝４ｘ＝２８,Ｂ′Ｂ′Ｃ′Ｃ′）属间杂种Ｆ_１进行了形态和细胞遗传学方面的探讨。首先,在形态方面的研究表明：（１）杂种Ｆ_１植株生长旺盛,分蘖力强;（２）绝大部分性状如株高、穗长、芒长等介于双亲之间而呈中间型,少数性状如颖脊、颖壳茸毛可作为鉴别杂种的形态标记;（３）花粉粒空秕、无可染性,花粉高度不育,自交完全不结实。其次,从杂种Ｆ_１的细胞遗传学研究表明：（１）染色体平均构型为：２６．０９Ⅰ＋４．３６Ⅱ＋０．０９Ⅲ,二价体数目从０－７个均有分布,但大多数为棒状二价体;（２）每细胞平均交叉数为４．７８;（３）染色体臂平均配对频率（Ｃ值）为０．１７。由上可知,在普通小麦ＡＢＤ基因组与东方旱麦草Ｂ′Ｃ′基因组之间存在微弱的部分同源关系,或在东方旱麦草基因组中可能存在一种抑制普通小麦Ｐｈ基因作用的抑制因子（ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ）。     

普通小麦和新麦草属间杂种的产生及细胞遗传学研究

进行了普通小麦和华山新麦草属间杂交,运用杂种幼胚培养技术,首次成功地获得了它们的属间杂种。F_1形态趋于中间型,均完全不育。F_1花粉母细胞预期类型(2n=28)的减数分裂中期Ⅰ平均染色体配对构型为26.72Ⅰ+0.62Ⅱ+0.01Ⅲ,后期Ⅰ和后期Ⅱ有落后染色体,多分体具大量微核。结果表明普通小麦和华山新麦草的染色体组间不存在同源或部分同源性。还观察到花粉母细胞异常减数分裂现象。用普通小麦回交,未获得回交后代。     

普通小麦与东方旱麦草杂交世代的细胞遗传学研究

对普通小麦（TriticumaestivumL．）与东方旱麦草（Eremopyrumorientale（Ledeb）Jaub．etspach）属间杂种的回交和自交不同世代（BC2F1、BC3F1、BC2F2、BC3F2和BC2F3）进行了细胞遗传学研究。结果表明,BC2F1代（2n＝44）的植株回交产生的BC3F1代分离2n＝43植株的比例较高;为41．09％,2n＝44的植株类型的比例仅为4．11％;从自交后代BC2F2中分离2n=44植株类型的比例较高,为13．21％。回交二代（BC2F1）多数单株花粉母细胞（PMC）减数分裂过程中出现的单价体数较高,且回交结实率和自交结实率分别与该植株平均每PMC中出现的单价体数呈负相关,其相关系数分别为-0．6766和-0．7429。对BC2F3代部分种子进行的基因组原位杂交检测显示,2n＝44的不同植株所含有的外源染色体数目仍有不同。这些结果说明,由于外源染色体的存在,影响了小麦本身同源染色体的正常配对和分离,降低了小麦染色体的遗传稳定性。     

小麦的野生近缘植物——旱麦草属

旱麦草属最早提出于1851年。经本世纪30年代的形态分类研究和50～60年代的细胞学研究,基本确立了该属的分类地位和属下物种划分,但仍有一些分类问题未能解决。该属植物与小麦族内6个属的8个物种进行了成功的杂交,证明旱麦草属与这些属种的遗传关系较远。东方旱麦草与普通小麦已杂交成功,转移其外源种质的工作正在进行中。     

硬粒小麦×天蓝偃麦草属间杂种无性系的建立

本实验以“人民麦”ד天蓝偃麦草”F_0成熟胚、F_1幼穗及“珂珂瑞特”ד天蓝偃麦草”F_1幼穗为外植体,在MS+2mg/L2,4-D的培养基上诱导愈伤组织,在无激素的MS培养基上诱导再生植株。产生胚性愈伤组织的频率最高为78.9％。植株再生方式为体细胞胚胎发生方式,再生频率最高为100％。胚性愈伤组织经13个月的继代培养仍具再生能力。发现一种特殊分化现象,即小花结构的分化,并对产生这种现象的原因进行了分析。     

普通小麦与东方旱麦草异附加系和异代换系的选育与原位杂交检测

旱麦草属（Ｅｒｅｍｏｐｙｒｕｍ）是用于小麦品种改良的又－潜在的植物资源。为了筛选小麦－旱麦草异附加系、异代换系,对普通小麦品种 Ｆｕｋｏｈｏ×东方旱麦草属间杂种的 ＢＣ２Ｆ３代材料的９６粒种子进行了染色体数目的检测,共检出１５粒２ｎ＝４３的种子, ８粒 ２ｎ＝ ４４的种子,进一步对以上材料进行的基因组ＤＮＡ原位杂交,共鉴定出３个单体附加系,２个二体附加系,１个双单体附加,１个小麦三体单体附加,１个附加３条东方旱麦草染色体的小麦单体,在染色体数为４２的个体中,检测出１个单体代换,１个双单体代换。根据ＢＣ２Ｆ３代自交品系来源的不同,初步认为由双单体附加自交比单体附加自交选择异附加系的效率高。     

硬粒小麦×蓝偃麦草属间杂种无性系的建立

本实验以“人民麦”ד天蓝偃麦草”成熟胚幼穗及“珂珂瑞特”ד天蓝偃麦草”F₁幼穗为外植体,在MS+2mg/L2,4-D的培养基上诱导愈伤组织,在无激素的MS培养基上诱导再生植株。产生胚性愈伤组织的频率最高为78.9%。植株再生方式为体细胞胚胎发生方式,再生频率最高为100%。胚性愈伤组织经13个月的继代培养仍具再生能力。发现一种特殊分化现象,既小花结构的分化,并对产生这种现象的原因进行了分析。     

褐家鼠精母细胞中联会复合体的研究I.表面铺展联合复合体的PTA染色

本文应用PTA染色技术研究了褐家鼠精母细胞联会复合体,发现一些PTA或硝酸银对染色质负染而对SC正染的图象,即染色质被漂白。在这铺展的图象中进一步证明,SC是同源染色体配对形成的一种结构。     

小麦×冰草属间杂种F_1的植株再生及其变异

在对0.5—40.cm长幼穗培养4周后诱导出愈伤组织的基础上,获得了88株普通小麦(Triticum aestivum cv.Chinese Spring,2n=6x=42,AABBDD)×沙生冰草(Agropyron desertorum Fisch.> Schult.,2n=4x=28,PPPP)杂种F_1的再生植株。不同长度的幼穗在培养时,其愈伤组织发生的部位及其增殖速度不同。再生植株的产生主要是通过直接器官发生途径。所有的再生植株染色体数目全与杂种F_1相同,为2n=35。与杂种F_1相比,再生植株的减数分裂行为是相当复杂的,证明有染色体结构变异的发生。每茎穗数、叶片失绿斑等形态上的变异是由环境效应引起的;而株高、每穗轴节上小穗数和育性是由遗传效应决定的。特别值得注意的是,再生植株的自交结实率高达5.49%,共获得自交种子484粒,这对利用P染色体组中的期望基因有着极为重要的意义。     

普通小麦与簇毛麦属间杂种体细胞无性系的建立及双倍体的合成

通过将常规有性杂交,杂种幼胚愈伤组织培养,杂种试管苗无性繁殖,和杂种愈伤组织及试管苗的染色体加倍等环节相结合,由普通小麦x簇毛麦的极少数杂种幼胚在半年时间内获得了上万株杂种植株,并从中产生了数以千计的双倍体种子。经人工接种鉴定,这个双倍体对白粉病免疫,已被用做小麦抗白粉病育种的中间材料。与此同时,在实验室内还保存着相当数量的杂种愈伤组织和试管苗。前者已经过30余次继代,保存了近2年半的时间,仍具有良好的生长和分化能力;后者也已经历了20几次继代,保存了2年,仍可不断增殖。     

普通小麦与瓦维洛夫山羊草属间杂种的产生及其育性的细胞学 …

通过重复授粉和７５μｇ．ｇ＾－１ＧＡ３处理,成功地获得了普通小麦（Ｔ．ａｅｓｔｉｕｍ）与瓦维洛夫山羊草（Ａｅ．ｖａｖｉｌｏｖｉｉ）ＲＭ０２８６,ＲＭ０２９１ ２个组合属间杂种的产生及其育性,期间表现出较高的可酱性,杂匀结实率分别３９．８４％和４１．２２％,杂种Ｆ１植株具有双亲的形态特征,并表现出强的生活力。通过对Ｆ１植株小孢子发生和花粉发生和花粉发育的细胞学观察发现,花粉母细胞减数分裂过程异常紊乱     

小麦愈伤组织及再生植株的染色体变异

对培养在含有不同附加成分的MS培养基上的小麦愈伤组织染色体进行了跟踪研究。结果表明,在整个培养过程中各培养基上愈伤组织都有一定程度的染色体变异。在培养初期,高浓度2,4-D可增加愈伤组织中的染色体变异率,AgNO_3可降低染色体变异率。6-BA对培养初期愈伤组织染色体变异率没有显著影响。但高浓度6-BA可加大长期培养愈伤组织中的超倍体细胞频率。蔗糖浓度对最初9代愈伤组织染色体变异率无显著影响。但之后,低浓度蔗糖培养基上亚倍体细胞频率明显减小。随着培养时间的延长,各培养基上愈伤组织中正常二倍体细胞的频率都有逐渐上升的趋势。在再生植株中,大部分核型正常,只有少数植株具有染色体数目或结构变异。有些核型正常植株也有表型变异。     

普通小麦与冰草间杂种的细胞遗传学及其自交可育性

为了进一步研究冰草属（Ａｇｒｏｐｙｒｏｎ Ｇａｅｒｔｎ．）的Ｐ染色体组与小麦染色体组间的遗传关系和评价Ｐ染色体组在属间杂种自交可育性上的遗传效应,获得了普通小麦品种Ｆｕｋｕｈｏ（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ ｃｖ．Ｆｕｋｕｈｏ,２ｎ＝４２;ＡＡＢＢＤＤ）与３个不同来源的四倍体冰草（Ａ．ｃｒｉｓｔａｔｕｍ＜Ｌ．＞Ｇａｅｒｔｎ．,２ｎ＝２８;ＰＰＰＰ）间的杂种（２ｎ＝３５;ＡＢＤＰＰ）。结果表明     

旱麦草属种质资源的随机扩增多态性DNA（RAPDs）分析

利用３１个１０ｂｐ随机引物对来自我国新疆和中东地区的１１份旱麦草属种质资源材料以及两个普通小麦亲本和１个普通小麦与东方旱麦草的远缘杂种后代进行了ＲＡＰＤ分析。对扩增形成的３２１条谱带进行的研究发现,该属植物在新疆地区具有较丰富的遗传多样性,同时还将１个根据形态性状定名为光穗旱麦草的样品修正为东方旱麦草。研究还揭示出旱麦草属与普通小麦之间有明显的遗传分化,并发现四部体光穗旱麦草的两个基因组分别来自二     

小麦叶片愈伤组织及其再生植株的诱导

小麦幼苗基部外植体在补加２,４－Ｄ的ＭＳ、Ｎ６、ＢＡ１（３）培养基上均可诱导出愈伤组织,２,４－Ｄ的最适浓度为２．０ｍｇ／Ｌ;愈伤组织的增殖速度与切段部位及基本培养基有关,其中在以ＭＳ补加２．０ｍｇ／Ｌ２,４－Ｄ的培养基上诱导出的愈伤组织增长速度最快;最后讨论了小麦愈伤组织幼苗诱导率低的原因及可能解决的方法。     

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。     

大麦与小麦属间杂种的形态学和细胞遗传学研究

通过幼胚培养技术分别获得了大麦(Hordeum vulgare L., 2n=2x=14)与普通小麦(Triticum aestivum L., 2n=6x=42)、硬粒小麦(T. durum d. sf., 2n=4x=28)以及栽培二粒小麦(T. dicoccum Schrank 2n=4x=28)之间的属间杂种,平均杂交结实率分别为3.0％、1.2％和0.8％。杂种在形态上偏向小麦,自交不孕,用父本作回交亲本获得了大麦×普通小麦杂种的回交一代。所有杂种均表现细胞学上的不稳定性。杂种减数分裂中期1 PMC染色体平均配对频率和交叉结频率分别为27.31Ⅰ 0.33Ⅱ 0.011Ⅲ,0.45;20.571 0.20Ⅱ 0.008Ⅲ,0.25和20.41Ⅰ 0.28Ⅱ 0.005Ⅲ,0.32,表明双亲染色体组间不存在同源关系。大麦×四倍体小麦杂种小孢子的染色体计数表明,杂种中未减数雄配子的频率在60％以上。