Ogura细胞质雄性不育紫菜苔×萝卜属间杂种F_1的获得及细胞遗传学研究

以Ogura细胞质雄性不育紫菜苔(AA, 2n＝20)为母本,以不同萝卜品种(RR,2n＝18)为父本进行杂交,获得了大量的属间杂种.杂种F1幼苗在低温下子叶及真叶均不缺绿.以红萝卜为父本获得的杂种F1植株叶柄、叶脉呈紫红色;以白萝卜为父本获得的杂种F1植株叶柄、叶脉不呈紫红色.所有的杂种F1植株都开白花,蜜腺正常,雄配子高度不育,但是雌配子具有部分育性.杂种F1花粉母细胞的染色体数目为预期的2n＝19,染色体平均配对构型为15.53+1.34+0.25+0.01,多数染色体以单价体的形式存在,但也有一些二价体、三价体甚至四价体,最多达到6+3+1,参加配对的染色体数达到13条,表明A染色体组和R染色体组具有一定的同源性.对该杂种的遗传及育种意义进行了讨论.     

Ogura细胞质雄性不育紫菜苔×萝卜属间杂种F1的获得及细胞遗传学研究

以Ogura细胞质雄性不育紫菜苔(AA,2n＝20)为母本,以不同萝卜品种(RR,2n＝18)为父本进行杂交,获得了大量的属间杂种.杂种F1幼苗在低温下子叶及真叶均不缺绿.以红萝卜为父本获得的杂种F1植株叶柄、叶脉呈紫红色;以白萝卜为父本获得的杂种F1植株叶柄、叶脉不呈紫红色.所有的杂种F1植株都开白花,蜜腺正常,雄配子高度不育,但是雌配子具有部分育性.杂种F1花粉母细胞的染色体数目为预期的2n＝19,染色体平均配对构型为15.53+1.34+0.25+0.01,多数染色体以单价体的形式存在,但也有一些二价体、三价体甚至四价体,最多达到6+3+1,参加配对的染色体数达到13条,表明A染色体组和R染色体组具有一定的同源性.对该杂种的遗传及育种意义进行了讨论.     

Iris japonica×Iris confusa种间杂种的细胞遗传学研究

对Irisjaponica、I confusa和它们的人工种间杂种花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对行为、形态学和繁育特征进行了分析 ,结果表明 :(1)I japonica和I confusa的形态差异较小 ,杂种F1形态介于亲本之间 ;(2 )人工杂交比较容易 ,杂种种子能正常发育 ;杂种F1体细胞染色体数为 2n =30 ,减数分裂中期I染色体配对频率很高 ,为 13 9个二价体 ,构型为0 95Ⅰ + 5 95Ⅱ (棒形 ) + 7 95Ⅱ (环形 ) + 0 0 5Ⅲ + 0 2 7Ⅳ ,表明它们有相似的染色体组 ,亲缘关系很近 ;(3)杂种中有少量的三价体和四价体存在 ,可能是亲本染色体间发生了结构重排或是部分同源染色体配对 ;(4)杂种中大多数细胞存在 2个单价体 ,有的高达 8个单价体 ;花粉育性为 5 0 5 1% ,不能正常结实 ,表明I japonica和I confusa间存在生殖隔离 ,是独立的生物学物种 ;(5 )杂种F1减数分裂前期可观察到细胞融合 ,这可能是造成I japonica和I confusa不同居群出现多倍体和非整倍体的重要原因。     

玉米(Zea may)×四倍体多年生玉米(Zea perennis)可育三倍体形态学和细胞遗传学研究

通过将普通玉米与四倍体多年生玉米大量杂交,获得一株部分可育三倍体植株MT-71,为外源遗传物质在普通玉米的导入创造新种质。MT-71杂交结实率分别为3X/2X=7.84%,2X/3X=0.56%,3X/4X=0.52%,开放授粉结实率为1.18%;其花粉母细胞(PMC)染色体平均构型为2.30Ⅰ+3.72Ⅱ+6.49Ⅲ+0.23Ⅳ;3X/2X后代植株染色体几乎包括所有2n=20~30染色体数目,2X/3X和开放授粉后代中染色体数目仅有2n=20,21。结果表明,MT-71可产生有功能的雌雄配子,其中n=10,11的配子更易遗传;雌配子体对额外染色体的传递能力显著高于雄配子体,异源三倍体最有效的遗传方式为3X/2X。     

萝卜与甘蓝属间杂种基因组原位杂交分析

用基因组原位杂交方法（Genomic in situ hybridization, 简称GISH）研究了萝卜( Raphanus sativus,2n=18,RR)和甘蓝（Brassica oleracea , 2n=18, CC）属间杂种F1减数分裂过程。结果表明杂种体细胞染色体组成为RC,2n=18,但花粉母细胞有三种不同类型：1. RC,2n=18, 终变期染色体平均配对构型为14.87Ⅰ+1.20Ⅱ+0.04Ⅲ+0.06Ⅳ, 染色体配对主要发生在萝卜和甘蓝染色体之间, 后期Ⅰ9条萝卜染色体主要以5/4和6/3的分离比移向两极, 所形成配子的染色体数目和组成均不平衡,配子败育; 2. RRCC,4n=36, 终变期染色体形成18个二价体,后期Ⅰ染色体均衡分离,形成RC不减数配子;3. RRCC缺体,4n=30－34, 少数萝卜染色体丢失,形成的配子具有全套的甘蓝染色体和部分萝卜染色体。     

八倍体小偃麦与普通小麦杂种F_1花粉单倍体减数分裂研究

利用八倍体小偃麦和普通小麦杂种F_1的花粉单倍体植株为材料,观察了29株单倍体的减数分裂中期Ⅰ染色体配对。供试材料的体细胞染色体数包括2n=21到2n=28等8种类型。发现所有附加有异源染色体的单倍体的每个细胞平均染色体配对数目均大于2n=21的对照植株。在附加不同数目异源染色体的单倍体间,平均染色体配对数目有不同程度差异。这种差异也存在于染色体数相同的植株间。随染色体数目增加,染色体配对数有增加趋势,但有些仅附加2—3条异源染色体的单倍体,其每个细胞平均配对数显著大于中3单倍体对照。认为这一现象是由存在于E组染色体上的控制染色体配对基因所致。花粉单倍体植株在遗传分析中显示了优越性。     

加拿大披碱草和圆柱披碱草BC1植株的细胞遗传学鉴定

以加拿大披碱草(2n=4x=28)和圆柱披碱草(2n=6x=42)为材料,对其BC1植株染色体数目、配对构型以及花粉育性和结实性等进行了鉴定。结果显示:BC1代85%以上细胞染色体数目为28条(2n=4x=28);BC1植株的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对行为较规则,其平均染色体构型分别为0.04Ⅰ 13.98Ⅱ,且环状二价体多于棒状二价体;BC1植株的花粉可育率和自然结实率分别为84.83%和70.98%,说明BC1植株的育性已得到恢复,为其后代优良株系的选育奠定了基础。     

节节麦×大麦杂种胚再生植株的细胞遗传学研究

以节节麦(2n=14)为母本和大麦(2n=14)进行杂交,两组合平均结实率为31 .11%。对31个幼胚进行愈伤组织诱导培养,其中2个形成全能性愈伤组织进而分化出再生杂种植株。细胞学观察表明,杂种胚再生植株均是染色体加倍的节节麦-大麦双二倍体(2n=28)或染色体再加倍的多倍体。节节麦-大麦双二倍体在减数分裂中期Ⅰ染色体配对平均构型为14.79Ⅰ+1.95Ⅱ+ 4.53Ⅱ′+0.01Ⅲ,表现为自交不育。杂种胚再生植株染色体数目再加倍的多倍体有少数产生了自交种子。 Abstract:Hybridizations between Aegilops tauschii(2n=14)and Hordeum vulgare(2n=14)were made using Ae.tauschii as female.The mean frequency of seed set was 31.11% in two cross combinations,13 hybrid embryos were cultured for inducing callus,of which 2 produced totipotent callus,and plants were regenerated from them.These plants were Ae.tauschii-H.vulgare amphidiploids with doubling chromosome number(2n=28)and octoploids with repeatedly doubling chromosome number(2n=50~56).The Ae.tauschii-H.vulgare amphidiploids were sterile and their average chromosome pairing at MI were 14.79I+1.95II+4.53II′+0.01III.Some octoploid(2n=56)plants produced seeds after selfing.     

鹅观草和簇毛麦属间杂种的形态学和细胞遗传学研究

通过幼胚离体拯救培养,成功地获得鹅观草Roegneria kamoji Ohwi(2n=6x=42,StStHHYY)和 簇毛麦Dasypyrum villosum(L．)Candargy(2n=2x=14,VV)属间杂种,对这两个种及其杂种F_l的形 态学、繁育学和减数分裂配对行为进行了研究。结果表明：(1)鹅观草和簇毛麦形态差异极大,杂种F1 的形态特征介于父母本之间;(2)杂交结实率低,为11．63％;经幼胚组织培养,获2株杂种苗;杂种F_l高 度不育,表明亲本间存在极强的生殖隔离,是独立的生物学种;(3)杂种F_l体细胞染色体数目为稳定的 28条,减数分裂中期I染色体配对很低,其构型为：26．72Ⅰ+0．62Ⅱ+0．02Ⅲ。表明鹅观草的St、H、Y染色体组与簇毛麦的V染色体组部分同源性很低,它们的亲缘关系较远。     

鹅观草×黑麦杂种F_1的形态及细胞遗传学研究

以鹅观草作母本,黑麦作父本进行杂交,采用杂种幼胚培养技术,首次成功地获得了F_1杂种。杂种穗形呈双亲的中间类型,完全雄性不育。花粉母细胞减数分裂中期在Ⅰ平均染色体配对构型为:27.01Ⅰ+0.47Ⅱ+0.02Ⅲ,后期Ⅰ形成大量的落后染色体以及发生不均等的两极分裂和多极分裂,进而形成多分体。花粉粒发育过程中出现不同数目的微核。     

甘蓝型油菜与埃塞俄比亚芥杂交创制有限花序新种质

远缘杂交是作物遗传改良和种质创新的重要途径。本研究通过甘蓝型油菜(2n=38,AACC)与埃塞俄比亚芥(2n=34,BBCC)的种间杂交获得了形态属于两亲本中间型的杂种F_1,且表现埃塞俄比亚芥的有限花序特性。该杂种具有预期的体细胞染色体数目(2n=36,ABCC),GISH分析显示含有8条B染色体组的染色体;在减数分裂终变期的花粉母细胞中出现多种染色体配对构型,在后期Ⅰ染色体分离多以17∶19分离为主,但在后期Ⅰ及后Ⅱ期均出现大量的落后染色体、染色体桥,导致花粉败育。将该杂种与亲本甘蓝型油菜品种中双11连续回交,获得有限花序的后代材料BC_5F_1,其他形态特征与中双11类似,其体细胞染色体数目恢复至2n=38,减数分裂染色体行为也正常;GISH分析虽检测到少数B染色体组信号,但没有整条的染色体。利用46对B基因组特异引物对有限花序杂种及后代材料进行SSR扩增,发现在杂种F_1及部分BC_5F_1植株中都能检测到B基因组特异带,表明有埃塞俄比亚芥B基因组遗传成分的导入。所创建的有限花序新品系为油菜的遗传改良和选育适于机械化作业的新品种提供新材料。     

白菜型油菜(B. Chinensis)与海甘蓝(Crambe abyssinica)属间杂种的细胞学观察

白菜型油菜与海甘蓝属间杂种F₁代染色体数目早期为2n=55。经多代组培无性繁殖后,杂种染色体大量减少,数目变化于25～28条间,平均为26条。杂种PMC减数分裂中,平均配对构型为0.06Ⅲ+11.26Ⅱ+3.80Ⅰ,二价体数目变化于8～13之间,以10Ⅱ、11Ⅱ、12Ⅱ的细胞出现频率较高,分别为26.60%,23.91%和30.98%,单价体数目变化于0～8个之间。杂种染色体数目减少,二价体个数较高,这说明海甘蓝染色体在大量丢失的同时,白菜型油菜的染色体组发生了自然加倍。在后期Ⅱ观察到三分体、染色体落后、染色体桥等异常现象。      

披碱草与新麦草属间杂种的细胞遗传学研究

将澳大利亚披碱草(Elymus scabervar.scaber,2n=6x=42,StYW)和华山新麦草(Psathyrostachys huas-hanica,2n=2x=14,Ns)进行属间杂交,成功获得杂种F1。分析亲本及其杂种F1的形态特征、繁育特性及花粉母细胞减数分裂染色体配对行为发现:杂种F1形态特征介于父母本之间,分蘖数等农艺性状超过双亲;花粉完全不育,结实率为0。亲本减数分裂染色体配对正常,但杂种F1花粉母细胞在减数分裂中期I染色体几乎没有配对,其构型为:27.31Ⅰ 0.01Ⅱ(环) 0.32Ⅱ(棒) 0.01Ⅲ,C值仅为0.01。以上结果表明:澳大利亚披碱草的StYW染色体组与华山新麦草的Ns染色体组间无同源性,它们之间的亲缘关系甚远。     

普通小麦与鹅观草属间杂种F1及BC1的分子细胞遗传学、育性和赤霉病抗性研究

通过胚拯救, 成功获得鹅观草Roegneria kamoji (2n=6x=42, SSHHYY)和普通小麦中国春Triticum aesti-vum (2n=6x=42, AABBDD)的正反交属间杂种F1, 并对这些杂种F1及其BC1的形态学、减数分裂配对行为、育性和赤霉病抗性进行研究。结果表明, (鹅观草×中国春)F1和(中国春×鹅观草)F1的形态介于双亲之间。杂种F1花粉母细胞减数分裂中期I染色体构型分别为40.33I + 0.78II + 0.03III和40.40I + 0.79II 。杂种F1高度雄性不育, 用中国春花粉与其回交可获得BC1代种子。(鹅观草×中国春) F1×中国春BC1植株的染色体数目主要分布在55~63之间, 单价体较多, 植株高度不育; (中国春×鹅观草)F1×中国春BC₁植株染色体数目也主要分布在55~63之间, 但其中部分植株拥有整套小麦染色体且能正常配对、分离, 可形成部分可育花粉粒, 能收到少量自交结实种子。在 (鹅观草×中国春)F1中有1株穗型趋向中国春, 其染色体数目为2n=63, 经染色体分子原位杂交(GISH)检测, 含有42条小麦染色体和21条鹅观草染色体。该杂种F1在减数分裂中期I平均每个花粉母细胞有26.40I+18.30II, 但植株高度雄性不育, 用中国春花粉回交能收到BC₁种子。(鹅观草×中国春) F₁ (2n=63)×中国春BC₁的染色体数目主要分布在40~59之间, 其中的外源染色体已经逐渐减少, 虽然该BC₁的穗型已接近中国春, 但仍然高度不育。赤霉病抗性鉴定结果显示, 所有杂种F1及大部分BC₁对赤霉病均表现出较好的抗性。     

紧穗野生稻的褐飞虱抗性导入栽培稻的研究

栽培品种的远缘野生种O.eichingeri (2n=24,CC染色体组)是褐飞虱的重要抗源。为了将原产乌干达的O.eichingeri两个编号材料的褐飞虱抗性导入栽培稻02428中,利用胚培养技术获得了两个组合的F.杂种,可交配力分别为0.36％和1.62％。所得F.杂种生长旺盛,分蘖力强,但高度不育,其花粉母细胞中期Ⅰ二价体数为0～4个,平均1.33～1.37。F_1植株用02428回交及套袋自交产生的BC_1F_1和F_2植株形态相似,染色体组均为AAC,花粉母细胞中期Ⅰ染色体构型为(12.02～12.18)Ⅰ (11.67～11.89)Ⅱ (0.04～0.19)Ⅲ,均表现完全不育。进一步检查了42个BC_1F_2植株和9个BC_2F_1植株的染色体数目,其变幅为24～38,从中筛选到2n=25及2n=24的植株各21个,其中5个整倍体植株对褐飞虱表现抗,说明两份紧穗野生稻载有抗性基因的染色体片段已成功转入02428中。本研究还发现一些株高及每穗粒数等明显超亲的材料,这可能与染色体组A与C上某些基因的互作有关。     

八倍体小偃麦与天蓝偃麦草杂交F1染色体组构型

首次获得麦草8号、麦草9号、远中2号八倍体小偃麦与天蓝偃麦草的属间杂种,杂交当代结实率为31.49%,39.28%和10.41%。杂种F1表现为两亲的中间型,植株高大、繁茂,穗长20~30 cm,小穗数25~30个,多年生,抗寒,在哈尔滨冬季无覆盖条件下可安全过冬。对F1植株进行减数分裂行为观察,结果发现,染色体配对不正常,单价体频率高,出现多价体。杂种F1减数分裂中期I染色体配对构型分别为:9.5Ⅰ+16.98Ⅱ+0.27Ⅲ、13.6Ⅰ+14.01Ⅱ+0.87Ⅲ、11.2Ⅰ+16.8Ⅱ+0.08Ⅲ。二价体数变动在13~18间、单价体数变动在11~17间、多价体变动在0.08~0.87间,二价体多数是棒状二价体,推测两亲有一对部分同源关系染色体组,其余为非同源染色体组,但有的染色体间有部分同源关系。小麦5B染色体上Ph基因可能受到E组染色体的抑制。     

小麦和彭梯卡偃麦草杂种及其衍生后代的细胞遗传学研究——Ⅰ.彭梯卡偃麦草及其与普通小麦和硬粒小麦杂种F_1的染色体配对

花粉母细胞中期Ⅰ染色体配对观察发现,长穗偃麦草平均染色体配对构型为:27.65Ⅱ(20—35)+1.15Ⅲ(0—4)+1.22IⅤ(0—4)+0.42Ⅴ(0—2)+0.43Ⅵ(0—2)+0.20Ⅶ(0—1)+0.06Ⅷ(0—1)+0.021Ⅹ(0—1)+0.75Ⅰ(0—5)。大量多价体的出现说明在Th.ponticum中必然存在着染色体组重复。小麦和长穗偃麦草杂种F_1根尖细胞及花粉母细胞染色体醋酸洋红N-带分析发现在Th.ponticum中并无B染色体组存在,并且在杂种F_1花粉母细胞中显带的B组染色体很少参与配对。普通小麦品种Fukuho和“中国春”与Th.ponticum杂种F_1的染色体配对构型分别为:16.40Ⅱ(6—12)+2.78Ⅲ(0—6)+0.55Ⅳ(0—3)+0.25Ⅴ(O—3)+10.87Ⅰ(5—19)和14.73Ⅱ(7—20)+3.12Ⅲ(0—6)+0.67Ⅳ(0—2)+0.63Ⅴ(0—5)+11.19Ⅰ(4—17)。综合两个小麦品种与Th.ponticum杂种染色体配对资料发现20.5%的花粉母细胞中单价体数小于7,表明在Th.ponticum中有与小麦极为相近的染色体组。硬粒小麦品系DR147和该偃麦草杂种F_1花粉母细胞染色体配对构型为:11.92Ⅱ(5—18)+2.14Ⅲ(0—5)+0.54Ⅳ(0—3)+0.41Ⅴ(0—2)+14.93Ⅰ(9—25)。T.aestivum×Th.ponticum F_1由于比T.durum×Th.ponticum F_1多了一个D染色体组,使前者配对染色体数比后者增加了约11条,表明Th.ponticum可能含有与D组非常     

鹅观草属——人工合成双二倍体(2n=10x=70)的细胞学及育性的研究

本文对缘毛鹅观草(Roegneria pendulina)、鹅观草(R.tsukushiensis var.transiens)及其人工合成杂种F_1、双二倍体进行了细胞学,育性等的分析和研究。结果表明双亲的减数分裂,花粉育性和结实性均正常,杂种F_1的减数分裂不规则且完全不育;当代双二倍体的染色体数目为70,其减数分裂构型为:6.04 Ⅰ+26.21 Ⅱ+1.52 Ⅲ+1.59 Ⅳ+0.02 Ⅴ:第二代双二倍体的染色体数目为70,个别植株为69,减数分裂构型分别为:4.16 Ⅰ+27.33 Ⅱ+0.50 Ⅲ+2.16 Ⅳ和4.79 Ⅰ26.26 Ⅱ+1.13 Ⅲ+2.13 Ⅳ。与期望染色体配对模式相比,双二倍体中二价体出现的频率有明显增大的趋势。在减数分裂AⅠ和AⅡ分别观察到数目不定的落后单价体,大部份的四分体中出现了微核。双二倍体的育性得到了很大程度的恢复,其花粉可染色性及结实率分别为54.4％和64.0％。     

鹅观草属——人工合成双二倍体(2n=10x=70)的细胞学及育性的研究

本文对缘毛鹅观草（Roegneria pendulina）、鹅观草（R.tsukushiensis var.transiens）及其人工合成杂种F1、双二倍体进行了细胞学,育性等的分析和研究。结果表明双亲的减数分裂,花粉育性和结实性均正常,杂种F1的减数分裂不规则且完全不育;当代双二倍体的染色体数目为70,其减数分裂构型为:6.04 Ⅰ+26.21 Ⅱ+1.52 Ⅲ+1.59 Ⅳ+0.02 Ⅴ:第二代双二倍体的染色体数目为70,个别植株为69,减数分裂构型分别为:4.16 Ⅰ+27.33 Ⅱ+0.50 Ⅲ+2.16 Ⅳ和4.79 Ⅰ26.26 Ⅱ+1.13 Ⅲ+2.13 Ⅳ。与期望染色体配对模式相比,双二倍体中二价体出现的频率有明显增大的趋势。在减数分裂AⅠ和AⅡ分别观察到数目不定的落后单价体,大部份的四分体中出现了微核。双二倍体的育性得到了很大程度的恢复,其花粉可染色性及结实率分别为54.4％和64.0％。     

八倍体小滨麦的形成及细胞遗传学研究

通过普通小麦(AABBDD 2n=42)与滨麦(JJNN 2n=28)杂种幼胚培养,获得F_17株(ABDJN 2n=35)。用秋水仙碱处理分蘖节后,再用普通小麦回交得到11粒种子。幼胚培养后得到BC_1F_17株(AABBDDJN 2n=56)。经过连续自交选育至BC_1F_0代,获得3种穗型的八倍体小滨麦(AABBDDJJ或AABBDDNN)。根尖细胞染色体数目为52—56。花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ,2n=28Ⅱ的细胞占45.38—48.89%,染色体构型为1.69Ⅰ+27.07Ⅱ+0.06Ⅲ。株高89—105厘米;穗长13—16厘米;小花数96—108个;籽粒红色、大粒、不饱满,千粒重44.5—51克;自交和天然结实率分别为27.70—54.58%,49.48—58.63%;成熟期偏晚;耐寒耐旱;抗条锈、秆锈、叶锈、赤霉和白粉病。