筛选利用小麦微卫星标记追踪簇毛麦各条染色体

选用定位于普通小麦7个部分同源群上的276对微卫星引物对普通小麦中同春和簇毛麦的基因组DNA进行扩增分析,有148对引物可在两个物种间检测到多态性。利用上述显示多态性的引物进一步对7个中国春-簇毛麦二体附加系进行扩增分析,筛选出分别可用来追踪簇毛麦1V至7V染色体的引物wmc49（1BS）、wmc25（2BS）、gdm36（3DS）、gdml45（4AL）、wmc233（5DS）、wmc256（6AL）和gwm344（7BL）。此外还发现6DS上的微卫星引物gwm469可以用来追踪簇毛麦的2V染色体;2DS上的微卫星引物gdm107可用来追踪簇毛麦的6V染色体。进一步用涉及不同簇毛麦和小麦背景的小麦一簇毛麦染色体附加系、代换系和易位系进行扩增分析,这些微卫星标记也可用来鉴定簇毛麦的各条染色体。因此,这然簇毛麦染色体特异的微卫星标记可用来追踪普通小麦背景中的簇毛麦染色体。     

小麦—簇毛麦染色体代换系、易位系特异蛋白组分的双向电泳比较分析

利用双向电泳技术,对栽培小麦(AABBDD)、染色体代换系(6V/6A)、易位系(6VS/6AL)、(6VS/6DL)和簇毛麦(VV)的叶片全蛋白进行了比较研究。在栽培小麦、代换系和两个易位系中检测到超过350个蛋白组分,它们的分子量范围是10~110 KD,等电点在4.5～8.6之间。栽培小麦、6V/6A、6VS/6AL、与6VS/6DL之间的双向电泳谱型极为相似,但与簇毛麦不同。在代换系、两个易位系和簇毛麦中检测到了特异蛋白组分16 KD/pI5.0,而在栽培小麦中未检测到该组分,这些结果表明16 KD/pI5.0蛋白可能定位于簇毛麦V染色体短臂上。     

利用组织培养和辐射诱变创造高频率小麦与簇毛麦染色体易位

利用荧光原位杂交证明普通小麦与硬粒小麦－簇毛麦双二倍体杂种培养细胞和再生植株中能够发生属间染色体易位,易位染色体不仅有臂间易位,还有小片段易位,表明通过杂种组织培养是创造属间易位的一个可行的方法,辐射处理能够大幅度促进杂种愈伤组织细胞中的染色体数目和结构变异,特别是易位频率达到７．４％。观察还表明,培养时间对杂种愈伤组织细胞中染色体数目和结构变异都有较大影响,培养细胞的染色体 异在培养的初期阶段就     

小麦背景中簇毛麦6V染色体的遗传稳定性及其在配子中的传递

小麦－簇毛麦６Ｖ二体附加系,６Ａ（６Ｖ）二体代换系,６Ａ＾Ｌ．６Ｖ＾ｓ二体易位系在细胞学上是基本稳定的６Ｖ,６Ａ＾Ｌ．６Ｖ＾ｓ染色体能够通过配子稳定地传递给后代,在杂合状态下,带有６Ｖ的配子传递率普遍显著下降,在单体附加系（２１”Ｗ＋６Ｖ）中,６Ｖ通过雌配子的传递率（１１．３％）高于通过雄配子的传递率（５．９％）,在单体代换系（２０”Ｗ＋６Ａ－６Ｖ）中,６Ｖ通过雌配子的传递率（１０．４％）低于通过     

小麦-簇毛麦属间染色体易位系的高效诱导

利用60Coγ射线以不同剂量照射硬粒小麦-簇毛麦双二倍体即将成熟的花粉,将其授于母本中国春,创造出一批包含小麦-簇毛麦易住染色体的材料,对这些材料用中国春进行连续回交或自交,可有效保留簇毛麦染色体片段,实现外源基因的转移.研究结果表明,60Coγ射线照射花粉后产生易位染色体的频率因剂量不同而有显著差异,12 Gy和8 Gy剂量照射后杂交的M1群体中,产生小麦-簇毛麦易位染色体的单株分别占调查总数的76.7%和50.0%,均显著高于用其他方法创造易住的频率,并且12 Gy较8 Gy产生了更优的易住类型;创制的易位染色体有67.6%可以从M1传递到BC1,BC1的易位染色体有96.4%可传递到BC,;在回交后代中,加以人为选择,整条簇毛麦染色体很快丢失,至BC2F2即有纯合易位株出现.     

普通小麦与簇毛麦原生质体的紫外线融合

从来源于普通小麦品种济南177（Triticum aestivum cv.Jinan 177）悬浮细胞系的原生质体与来源于簇毛麦（Haynaldia villosa）胚性愈伤组织的原生质体融合获得体细胞杂种。供体簇毛麦原生质体在融合之前用紫外线照射30s或1min,紫外线剂量为360Цw/cm^2。仅由紫外线照射30s的组合获得再生愈伤组织克隆。细胞学、生物化学及PCR分析结果证实了再生克隆的杂种性质。用线粒体基因特异的探针进行的RFLP分析的结果表明,杂种中含有融合双亲的线粒体并且发生了重组。由杂种愈伤组织再生得到白化苗。讨论了紫外线对融合产物的影响。     

具一对双随体染色体的硬粒小麦—簇毛麦双二倍体的合成,抗病性及 …

通过幼胚培养和秋水仙碱处理,人工合成了具有一对双随体染色体的硬粒小麦－簇毛麦双二倍体（ＡＡＢＢＶＶ）。根尖细胞染色体数目２ｎ＝４２;花粉母细胞减数分裂中期Ｉ,２ｎ＝２１″的细胞占６９．９４％,染色体构型为１．０＇＋２０．４７″＋０．０２＇″。天然和自交结实率分别为４９．０７％和３９．２３％。籽粒蛋白质含量为２０．９８％。抗白粉、条锈、叶锈和赤霉病。     

用基因组原位杂交与RFLP标记鉴定小麦——簇毛麦抗白粉病代换系

用荧光素标记的簇毛麦(Haynaldia villosa)基因组总DNA作探针,以普通小麦基因组总DNA作封阻,与花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ制片的染色体进行原位杂交。结果表明,抗白粉病小麦品系GN22是普通小麦-簇毛麦二体代换系;用已定位在小麦第6部分同源群上的RFLP探针psr113、psr371进行Southern分析,进一步证明,小麦品系GN21、GN22是普通小麦-簇毛麦6A(6V)代换系;结合同工酶等电聚焦电泳分析,首次把簇毛麦编码的α-淀粉酶-1生化位点定位在簇毛麦6V染色体长臂上,暂命名为α-Amy-Ⅴ1。研究结果表明,原位杂交与RFLP技术相结合是全面、准确鉴定小麦外源染色体及其与小麦染色体部分同源关系的有效方法。     

簇毛麦染色体的改良C—分带

运用改良的C-分带技术,使簇毛麦(Haynaldia villosa Schur)V染色体组的7对染色体全部显示出特异性的丰富带纹,包括与N-带相似的近着丝粒带以及N-带所不具有的末端带和亚端带。这些带纹使V组7对染色体之间以及簇毛麦染色体与小麦染色体之间能明确地相区分。     

簇毛麦的利用价值和染色体操作

簇毛麦是小麦的一个野生近缘种,蛋白质和赖氨酸含量高,抗逆性和抗病性强,特别是对小麦白粉病的绝大多数生理小种表现免疫或高抗,是小麦品种改良中的一种潜在的抗性基因源。本文详细介绍了簇毛麦研究的历史和现状、簇毛麦染色体形态学、生化标记、分子细胞遗传学、分子标记等识别技术,以及簇毛麦与小麦组其它染色体组的关系     

Identification, mapping, and application of polymorphic DNA associated with resistance gene Pm21 of wheat.

A new powdery mildew resistance gene designated Pm21, from Haynaldia villosa, a relative of wheat, has been identified and incorporated into wheat through an alien translocation line. Cytogenetic and biochemical analyses showed that chromosome arms 6VS and 6AL were involved in this translocation. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis was performed on recipient wheat cultivar Yangmai 5, the translocation line, and H. villosa with 180 random primers. Eight of the 180 primers amplified polymorphic DNA in the translocation line, and the same results were obtained in four replications. Furthermore, RAPD analysis was reported for substitution line 6V, seven addition lines (1V-7V), and the F1, as well as F2 plants of (translocation line x 'Yangmai 5'), using two of the eight random primers. One RAPD marker, specific to chromosome arm 6VS, OPH17-1900, could be used as a molecular marker for the detection of gene Pm21 in breeding materials with powdery mildew resistance introduced from H. villosa. Key words : RAPD analysis, 6VS-specific marker, Pm21, Erysiphe graminis f.sp. tritici, Triticum aestivum - Haynaldia villosa translocation.     

Development and molecular cytogenetic analysis of wheat-Haynaldia villosa 6VS/6AL translocation lines specifying resistance to powdery mildew

Several Triticum aestivum L.-Haynaldia villosa disomic 6VS/6AL translocation lines with powdery mildew resistance were developed from the hybridization between common wheat cultivar Yangmai 5 and alien substitution line 6V(6A). Mitotic and meiotic C-banding analysis, aneuploid analysis with double ditelosomic stocks, in situ hybridization, as well as the phenotypic assessment of powdery mildew resistance, were used to characterize these lines. The same translocated chromosome, with breakpoints near the centromere, appears to be present in all the lines, despite variation among the lines in their morphology and agronomic characteristics. The resistance gene, conferred by H. villosa and designated as Pm21, is a new and promising source of powdery mildew resistance in wheat breeding.This research was supported by grants from the National High-Tech R and D Program and the National Science and Technology Commission     

从小麦-簇毛麦易位系TAC文库中筛选Hv-S/TPK基因

本实验室已经通过基因芯片技术筛选到一个白粉菌诱导后上调表达的抗病相关基因Hv-S/TPK, 并获得了它的全长cDNA序列。利用Hv-S/TPK的特异引物筛选小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系基因组可转化人工染色体(Transformation-competent artificial chromsome, TAC)文库, 获得了阳性TAC单克隆, 并进一步获得了含有Hv-S/TPK cDNA序列的5160 bp(GenBank Accession No. EU153366)的亚克隆。对亚克隆的序列分析结果表明, Hv-S/TPK基因在起始密码子和终止密码子之间有3个内含子和4个外显子, 4个外显子序列与簇毛麦上已得到的Hv-S/TPK的cDNA序列100%同源。对起始密码子上游序列分析结果表明, 该基因的调控序列中, 含有W-Box、OCS-element等与抗病相关的元件。以TAC克隆为探针与小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系有丝分裂中期染色体进行荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization, FISH), 结果表明含有Hv-S/TPK基因的TAC克隆来自于簇毛麦。     

小麦-簇毛麦6VS/6AL易位染色体对小麦农艺性状的影响

南京农业大学细胞遗传研究所选育的小麦－簇毛麦6VS/6AL易位系在6VS上携有Pm21基因,用它作抗源已选育出一批高抗白粉病的新品系和新品种。为了研究6VS/6AL易位染色体对普通小麦农艺性状的影响,本研究选用由不同生态类型的推广品种与6VS/6AL易位系经过杂交回交选育的11个高代品系(种)及其轮回亲本和3份涉及6VS/6AL的高代分离品系以及5个F2群体,对产量、株高、穗长、穗粒数、穗粒重和千粒重等农艺性状进行比较分析。结果表明,6VS/6AL易位染色体对后代的小穗数、穗粒数、穗粒重和产量等农艺性状没有表现出明显的影响,对穗长和千粒重表现出一定的正向效应。多数6VS/6AL衍生品系的株高与亲本相比有所增加,但在同一组合的不同品系之间表现出一定的差异,在育种过程中通过选择能够改变增高趋势。6VS/6AL易位系对白粉病免疫,并且遗传稳定,对小麦的抗病育种是很有潜力的抗源亲本。     

利用phlb突变体创造普通小麦-簇毛麦6VS端二体代换系

用中国春phlb突变体（C.Sphlbphlb)与普通小麦柎-簇毛麦6V（6A）异代换系（Sub.6V)杂交,再用phlb突变体与F     

Radiation-induced translocations with reduced Haynaldia villosa chromatin at the Pm21 locus for powdery mildew resistance in wheat

Haynaldia villosa Schur. (syn. Dasypyrum villosum Candargy, 2n = 2x = 14, genome VV), a species related to wheat, is highly resistant to powdery mildew. The powdery mildew resistance gene Pm21 from H. villosa was introduced into common wheat by means of a translocation line T6VS·6AL, where the 6VS chromosome arm of H. villosa was joined at the centromere with wheat chromosome arm 6AL. To develop small alien translocations, especially interstitial translocations of small alien chromosome segments, we irradiated mature female gametes of a T6VS·6AL translocation line with gamma rays. More than 20 new translocations and deletions of 6V chromatin were obtained and subsequently used to map Pm21. Pm21 was located in a small region (FL 0.45–0.58) by genomic in situ hybridization, molecular marker analysis, and powdery mildew response. Two homozygous translocation lines with small H. villosa chromosome fragments carrying Pm21 were identified by fluorescence in situ hybridization and molecular marker analysis: an interstitial translocation in which a small fragment of 6VS is inserted into chromosome 4B and a terminal translocation with a small fragment of 6VS inserted into 1A. These small alien translocations are being transferred into an adapted elite wheat background by backcrossing to allow their easy use in breeding programs.     

小麦—簇毛表6VS／6AL易位系可转化人工染色体（TAC）文库的构建

可转化人工染色体（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ,ＴＡＣ）是具有克隆和转移大片段基因能力的新型载体,是植被基因克隆和转化的有效工具。为了克隆泪科抗白粉病基因和其它基因,本研究用ＴＣＡ载体ｐＹＬＴＡＣ１７构建了带有抗白粉病基因Ｐｍ２１的小麦＝簇毛麦６ＶＳ／６ＡＬ易位系的基因组ＤＮＡ文库。该文库包含２１０万个克隆平均插入征段３５ｌｂ,相当于