小麦与高冰草体细胞杂种后代的核基因组和叶绿体基因组的遗传特征

以小麦(Triticum aestivum L.)与高冰草(Agropyron elongatum(Host)Nevski)体细胞杂种同一个克隆来源的F2-F6自交系Ⅱ-2、Ⅱ-Ⅰ-8以及由Ⅱ-Ⅰ-8 F2分离形成的8-1(F3-F6)为材料,利用小麦叶绿体基因组的微卫星(Microsatellite)特异引物及随机扩增多态性DNA(RAPD)引物进行分析.结果表明,杂种株系的叶绿体基因组组成一致,均以小麦叶绿体基因组为主,仅在rpl14和rpl16基因的间隔序列中检测到双亲的特征带,表明有高冰草的叶绿体DNA在杂种中存在,并稳定遗传至第六代.RAPD分析表明,不同杂种株系中存在不同的高冰草核DNA片段,核基因组在传代中基本稳定.     

叶绿体基因组与叶绿体基因表达的调节

对叶绿体基因组的测序和已鉴定出的叶绿体编码基因及不同水平上叶绿体基因表达的调控机制的研究进展进行了概述。     

小麦与高冰草不对称体细胞杂种F5代部分株系的根尖细胞染色体分析

将普通小麦“济南177”(Triticum oestivum cv．Jinan 177)原生质体(受体)和经紫外线照射的高冰草Agropyron elongatum)原生质体(供体)用PEG(聚乙二醇,polyethylene glycol)法诱导融合,获得外形偏向小麦的不对称体细胞杂种及后代。经过田间繁育,现已到F5代。对来源于同一个体细胞杂种克隆的不同株系(Ⅱ-2,8-l,Ⅱ-I-8)的F5代的根尖细胞染色体进行核型分析,并与其亲本比较,结果表明,杂种株系染色体的形态、数目在遗传上均趋于稳定。各杂种株系的染色体与亲本小麦“济南177”之间有多处显著的不同,杂种株系之间也存在差异,推测高冰草的染色体小片段可能进入了受体小麦的染色体中。     

小麦叶绿体中细胞分裂素结合蛋白的功能

采用ＢＡ－Ｓｅｐｈａｒｏｓｅ ６Ｂ亲和层析法从小麦叶绿体中纯化了ＣＴＫ结合蛋白并制备了抗体。小麦叶绿体经ＣＴＫ结合蛋白的抗体处理后,表现出：希尔反应活力降低;ＭＶ（包括光系统Ⅰ和Ⅱ）和ＰＭＳ（包括光系统Ⅰ）系统的毫秒延迟发光的慢相强度下降,光合磷酸化活力受到抑制,说明小麦叶绿体中的ＣＴＫ结合蛋白存在状态的状态的改变会影响叶绿体的能量转换过程。     

小麦叶绿体基因组定点整合表达载体的构建

从小麦中分别克隆了包括rbcL基因3′端部分和完整的psaI、ycf4基因的DNA片段.利用克隆到的DNA片段作为同源重组片段、烟草叶绿体16S rRNA基因的启动子Prrn和PsbA基因的终止子PsbA3′控制筛选标记基因aadA和报告基因gfp的转录,构建了小麦叶绿体基因组定点整合表达载体pRAGY. 用该载体转化大肠杆菌,在激光扫描共聚焦显微镜下,检测到了gfp基因成功表达的产物被激发出的强烈的绿色荧光.     

小麦细胞质雄性不育与不同核基因组及其染色体的关系

本文用１７个中国春小麦的缺体四体、９种不同的核基因组小麦与Ｇ、Ｓ￣ｕ、Ｍ￣ｏ、Ｄ￣２型细胞质中国春小麦杂交,探讨这４种异细胞质中国春小麦的育性与不同染色体、核基因组的关系。实验结果表明,某些染色体对这４种细胞质或某一细胞质类型的育性有影响;某些核基因组对这４种细胞质或某一细胞质类型的育性有较大的影响。     

叶绿体基因组进化的速率和方式

叶绿体是植物细胞重要的细胞器,叶绿体基因组被广泛用于系统进化的研究。对叶绿体基因组进化的速度和方式进行了介绍,并对造成其特异的点突变的原因进行了一定的分析。     

小麦和水稻叶绿体基因组进化中核苷酸替代的种属特异性

以玉米叶绿体基因组为参照序列,采用三序列比较法系统分析了小麦和水稻分化过程中叶绿体基因组核苷酸替代的发生方式.结果表明,小麦中存在(A+T)/(G+C)替代偏差,水稻则无,该差异对小麦和水稻分化后叶绿体基因组G+C含量产生不同的影响,替代使小麦叶绿体基因组G+C含量降低、水稻叶绿体基因组G+C含量表现增加.无论在编码区、非编码区,还是不同功能基因区,小麦叶绿体基因组转换与颠换的比值都显著低于水稻.小麦和水稻叶绿体基因组进化中核苷酸替代呈现种属特异性.     

盐胁迫下小麦体细胞杂种与亲本小麦幼苗的生长量和Na+、K+含量比较

对小麦体细胞杂种F6株系Ⅰ-1-3和其亲本小麦济南177的幼苗在不同NaC1浓度处理6d时的生长量和Na^ 、K^ 含量进行了比较。结果表明：盐胁迫下杂种的生长量明显高于亲本小麦。随着盐浓度的增加,杂种和亲本的叶、茎和根中Na^ 含量均增加,但杂种叶与茎的Na^ 含量显著低于亲本,而根的却高于亲本,这可能提示杂种根部液泡较亲本有较强的储Na^ 功能。受盐胁迫的杂种叶与茎中K^ 含量显著高于亲本,K^ ／Na^ 比值高。杂种的Na^ 净积累速率也高于亲本。可见杂种比亲本小麦有更强的耐盐性。     

小麦与高冰草体细胞杂种F2代的性状和蛋白质组分

普通小麦（Triticum aestvum L.）“济南177”原生质体和经紫外线照射的高冰草（Agropyton elongatum(Host)Nevski）原生质体（供体）用PEG法诱导融合,形成外形偏像小麦的不对称体细胞杂种植株及后代,F2代株系可分为3种类型：1.株型松散、大穗大粒;2.株型直立紧凑、分蘖多、中穗型;3.大穗大粒直立型。蛋白质含量明显优于亲本小麦,株系之间也存在显差异;采用微IEF／SDS－PAGE双向电泳技术分析杂种F2代植株旗叶及幼胚蛋白质组分可见,杂种不仅含有双亲的蛋白质组,而且还产生了特异的新蛋白;不同杂种株系间蛋白质组分差异明显。     

混合小麦亲本与新麦草不对称体细胞杂交体系的建立

以小麦品种济南177悬浮细胞系来源的原生质体与同品系胚性愈伤组织制备的原生质体混合后作为受体;以经过380μＷ/ｃｍ²紫外线照射1min、2min的新麦草原生质体分别作为供体,用PEG法诱导融合。组合Ⅰ(176+cha9+新麦草UV 1min)获得16个再生克隆。经过形态学、同工酶、染色体和RAPD分析,确定其全部为属间体细胞杂种。其中的5个克隆再生杂种植株。用7对小麦SSR引物对杂种克隆的叶绿体基因组进行了分析;组合Ⅱ(176+cha9+新麦草UV 2min)只获得3个克隆,且逐渐褐化死亡。表明以小麦济南177的两种培养细胞混合作受体的融合体系有利于杂种的获得及再生;紫外线对融合产物的生长发育有明显的剂量效应。     

Intermediate fertile Triticum aestivum （＋）Agropyron elongatum somatic hybrids are generated by low doses of UV irradiation

We report the production and characterization of somatic hybrids between Triticum aestivum L. and Agropyron elongatum (Host) Nevishi (the synonym is Thinopyrum ponticum). Asymmetric protoplast fusion was performed between Agropyron elongatum protoplasts irradiated with a low UV dose and protoplasts of wheat taken from nonregenerable suspension cultures. More than 40 green plantlets were obtained from 15 regenerated clones and one of them produced seeds. The phenotypes of the hybrid plants and seeds were intermediate between wheat and Agropyron elongatum. All of the regenerated calli and plants were verified as intergeneric hybrids on the basis of morphological observation and analysis of isozyme, cytological, 5SrDNA spacer sequences and random amplified polymorphic DNA (RAPD). RFLP analysis of the mitochondrial genome revealed evidence of random segregation and recombination of mtDNA.     

小麦与谷子不对称体细胞杂交

以不同剂量的紫外线(UV)照射谷子(Setariaitalica cy. Shanxi)原生质体为供体与普通小麦(Triticum aestivum)济南177和99P的原生质体用PEG法诱导融合.利用同工酶,RAPD和染色体分析再生的克隆及白化苗.从小麦济南177与谷子融合再生的86个克隆中,24个被鉴定为杂种克隆;而小麦99P与谷子融合再生的67个克隆中,27个被鉴定为杂种克隆.虽然用作融合材料的双亲培养细胞均丧失再生能力,但是部分来源于低剂量UV处理的杂种克隆再生了绿点、根和白化苗.证明小麦体细胞杂交中的双亲再生能力互补现象也存在于远缘族间融合组合中.讨论了小麦远缘族间融合未能再生绿色植株的原因.     

小麦与高冰草（长穗偃麦草）体细胞杂种株系与其亲本幼苗抗盐 …

利用不同浓度ＮａＣｌ处理高冰草、小麦、小麦和高冰草体细胞杂种Ｆ３代Ⅲ－１、Ⅱ－２的幼苗,５ｄ后观察其形态,计算耐盐系数,测定生长量脯按酸含量,Ｎａ＾＋、Ｋ＾＋、Ｃａ＾＋等生理指标。结果表明,高冰草具有典型耐盐单子叶植物的特征,。亲本小麦属非生植物,抗盐能力较弱,当ＮａＣｌ浓度达０．５％时已有盐害影响,超过后迅速加重甚至死亡,而杂 受害的盐度比小麦高。１．０％以上ＮａＣｌ浓度达０．５％时已有盐害影     

胡萝卜与川西獐牙菜不对称体细胞杂种的核/质基因组特征

胡萝卜(Daucus carota var.sativa)原生质体与经260μW/cm2紫外线照射的川西獐牙菜(Swertia mussotii)原生质体用PEG法诱导融合.对融合再生的克隆的5SrDNA间隔序列和RAPD分析结果得知,各再生克隆均存在双亲的核DNA及重组DNA.杂种的核基因组组成以胡萝卜(受体)为主,供体川西獐牙菜DNA谱带较少;UV照射剂量对体细胞杂种核基因组组成没有明显的影响.进一步对再生克隆叶绿体DNA的SSR分析表明,杂种细胞中双亲叶绿体基因组随机分离并发生重组.     

同一小麦品种不同来源的两种原生质体与簇毛麦原生质体融合再生杂种植株

小麦(Triticum aestivum L.)济南177的两种原生质体,一种来自快速生长的悬浮细胞,它们因长期继代而丧失分化能力, 其染色体只有2n=24～28;另一种来自可以再生的愈伤组织,其原生质体不能持续分裂.它们中任一种与UV照射过的簇毛麦原生质体融合均不能再生植株.然而当它们混合在一起作为受体时,能够获得再生绿色植株.细胞核基因和胞质基因的分析证明这些绿色植株是杂种.以上事实说明这两种原生质体在融合时存在某些互补的关系,讨论了这种融合方式的可能作用及重要性.     

叶绿体S S R标记:柑橘体细胞杂种胞质遗传分析的一种新方法

从水稻(Oryza sativa L.)、烟草(Nicotiana tabacum L.)和黑松(Pinus thunbergiiParl.)等植物的22对叶绿体SSR引物中筛选出 5对能用于柑橘叶绿体SSR分析的引物,应用这5对引物对9个组合的柑橘体细胞杂种的叶绿体遗传进行了分析.结果表明:这些组合再生的杂种中叶绿体都呈现随机分离,该现象与以前报道的RFLP分析结果一致,而且其可靠性已被CAPS分析所证实.表明柑橘叶绿体SSR同RFLP及CAPS一样可靠,并且更简单高效、易于操作,特别适合对柑橘等植物体细胞杂种进行早期胞质遗传组成分析.