小麦—簇毛麦易位系6VS—6AL中6VS的遗传传递及其所携Pm21基因的 …

以簇毛麦（Ｈａｙｎａｌｄｉａ ｖｉｌｌｏｓａ（Ｌ．）Ｓｃｈｕｒ）物种专化重复序列探针ｐＨｖ６２及小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｎ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌ．）第六部分同源群短臂专化ＲＦＬＰ探针Ｐｓｒ１１３对肠９４－１３８（“扬麦１５８”的改良品系）与易位系９２Ｒ１４９配制的Ｆ２群体进行分析,观察到易位系中的６Ｖ短臂在杂交后代中的传递率为６９．５％,接近７５％的理论值。     

滨麦抗条锈病基因的染色体定位和分子标记

从滨麦与普通小麦杂交后代中筛选到一条抗条锈病的小滨麦品系93784。以滨麦基因组DNA为探针的荧光原位杂交结果表明,93784是小麦与滨麦的小片段易位系,易位的滨麦染色体片段位于一对小麦染色体的短臂端部,利用该易位系构建了F2分离群体,进行F2单株成株期抗条锈鉴定,抗性分析证明,小滨麦93784中的抗条锈病基因是单基因控制的,位于滨麦染色体的易位片段上,命名为YrLm。进一步采用24对TaqⅠ（T1-T4）/PstⅠd(P1-P6)引物组合对抗感亲本及F2分离群体进行AFLP分析,筛选出一个与抗条锈病基因YrLm连锁的AFLP分子标记,经克隆和测序,该标记片段长度为205bp,定名为P1T3205。     

小偃6号背景下黑麦遗传物质的荧光原位杂交分析

利用普通小麦(Triticum aestivum L.)“小偃6号”与黑麦(Secale cereale L.)品种“德国白粒”杂交,选育出“小偃6号”类型带有黑麦性状的种质材料。应用总基因组原位杂交(GISH)进行检测,在8份材料中探测到黑麦染色质的存在,其中附加系3个,代换系1个,易位系4个;进一步用荧光绿标记探针pSc119.2及荧光红标记探针pAs1的双色荧光原位杂交(FISH)技术,对其中部分品系的染色体组成进行分析鉴定,结果表明:易位系BC116-1是1RS/1BL小麦/黑麦易位系,BC152-1是涉及一条1B染色体的1RS/1BL易位系, 代换系BC97-2是2R(2D)二体代换系;附加系BC122-3附加了一条6R黑麦染色体,一条6B染色体的长臂缺失。同时,对连续的总基因组原位杂交和双色荧光原位杂交技术在小麦育种中的应用进行了讨论。     

普通小麦99-2439中的白粉病抗性遗传

普通冬小麦品系99-2439在郑州连续4年对田间白粉菌(Blumeria graminis sp.tritici)表现高抗,但其抗性基因来源不清.通过染色体C-分带和IRS染色体特异性SCAR标记鉴定,表明它是一个小麦-黑麦(Triticum aestivum-Secale cereale)lBL/1RS异易位系.通过对中国春×99-2439杂交F2代分离群体抗性鉴定和1RS染色体臂检测结果分析,证明该抗病基因不在1RS染色体臂上.用单孢小麦白粉菌分离株对其抗性遗传进行研究,结果表明,99-2439的白粉病抗性由一对小种专化、隐性抗病基因控制.由于携带Pm5a的Hope/8Cc对中国的21个小麦白粉菌分离菌株均高度感病,而99-2439高抗混和白粉菌和5个单孢分离菌株,所以,99-2439所携带的抗白粉病基因不同于Pm5a.     

普通小麦–大赖草易位系T6DL·7LrS的分子细胞遗传学鉴定

大赖草高抗小麦赤霉病,将大赖草抗性基因导入普通小麦,对创新小麦赤霉病抗性种质有重要意义。为了获得普通小麦-大赖草抗赤霉病易位系,采用12 00 R~(60)Co-γ射线处理小麦-大赖草二体附加系DA7Lr花粉,授予已去雄的普通小麦中国春,对其后代(M1)种子根尖细胞有丝分裂中期染色体进行GISH分析,获得了1株具有1条普通小麦-大赖草易位染色体的植株,让其自交,对自交后代中具有2条易位染色体植株的花粉母细胞减数分裂中期I进行观察,发现2条易位染色体形成了稳定的棒状二价体,表明该植株为纯合体。利用顺序GISH-双色FISH分析,结合小麦D组专化探针Oligo-pAs1-2和B组专化探针Oligo-pSc119.2-2,进一步鉴定出该普通小麦-大赖草易位系为T6DL·7LrS,该易位系的育成也为小麦赤霉病遗传改良提供了新种质。     

簇毛麦5VS染色体臂特异分子标记开发与遗传效应分析

簇毛麦(Dasypyrum villosum(L.)P.Candargy 2n=14,VV)是小麦改良重要的三级基因源.簇毛麦5VS染色体臂上携带抗白粉病基因Pm55、抗条锈病基因Yr5V和籽粒硬度基因Dina/Dinb等优异基因.已创制的小麦-簇毛麦T5VS.5AL和T5VS.5DL易位系为小麦抗病和品质改良提供了优...     

小偃6号背景下黑麦遗传物质的荧光原位杂交分析

利用普通小麦(Triticum aesttvum L.)"小偃6号"与黑麦(Secale cereale L.)品种"德国白粒"杂交,选育出"小偃6号"类型带有黑麦性状的种质材料.应用总基因组原位杂交(GISH)进行检测,在8份材料中探测到黑麦染色质的存在,其中附加系3个,代换系1个,易位系4个;进一步用荧光绿标记探针pScll9.2及荧光红标记探针pAsl的双色荧光原位杂交(FISH)技术,对其中部分品系的染色体组成进行分析鉴定,结果表明:易位系BCll6-1是1RS/1BL小麦/黑麦易位系,BCl52-l是涉及一条lB染色体的1RS/1BL易位系,代换系BC97-2是2R(2D)二体代换系;附加系BCl22-3附加了一条6R黑麦染色体,一条6B染色体的长臂缺失.同时,对连续的总基因组原位杂交和双色荧光原位杂交技术在小麦育种中的应用进行了讨论.     

簇毛麦端体6VS的显微切割及其专化DNA序列的克隆和分析

从簇毛麦(Haynaldia villosa (L.) Schur.)组合CA9211/RW15(6D/6V异代换系)幼胚培养SC2后代中,用原位杂交方法鉴定出T240-6为6VS端体异代换系. 以此为材料,采用微细玻璃针切割法及"单管反应"技术体系,对6VS进行切割分离及LA (Linker adaptor)-PCR扩增.扩增带在100～3 000 bp 之间,大部分集中在600～1 500 bp.利用32P标记的簇毛麦基因组为探针进行Southern杂交,证实扩增产物来源于簇毛麦.扩增产物纯化后,连接到pGEM-T载体上,构建了6VS DNA质粒文库.对文库的分析表明,文库大约有17 000个白色克隆;插入片段分布在100～1 500 bp,平均600 bp.点杂交结果表明,37%克隆有中度到强烈的杂交信号,证明含有中度或高度重复序列;63%克隆有较弱的信号或没有信号,证明为单/低拷贝序列克隆.从文库中获得8个簇毛麦特异克隆,对其中两个克隆pHVMK22和 pHVMK134进行了RFLP分析和序列分析,并利用该探针对小麦抗白粉病基因Pm21进行了检测.RFLP 结果表明,两个克隆一个为低拷贝序列克隆(pHVMK22),另一个为高度重复序列克隆,均为簇毛麦专化DNA序列.以pHVMK22为探针对抗、感病小麦(Triticum aestivum L.)品系的Southern杂交发现抗病品系有一条2 kb的特征带, 该探针可能作为检测抗病基因Pm21的探针.     

普通小麦99-2439 中的白粉病抗性遗传

普通冬小麦品系99-2439在郑州连续4年对田间白粉菌(Blumeria graminis sp. tritici)表现高抗,但其抗性基因来源不清。通过染色体C-分带和1RS染色体特异性SCAR标记鉴定, 表明它是一个小麦-黑麦(Triticum aestivum - Secale cereale)1BL/1RS异易位系。通过对中国春×99-2439杂交F2代分离群 体抗性鉴定和1RS染色体臂检测结果分析, 证明该抗病基因不在1RS染色体臂上。用单孢小麦白粉菌分离株对其抗性遗传进行研究, 结果表明, 99-2439的白粉病抗性由一对小种专化、隐性抗病基因控制。由于携带Pm5a的Hope/8Cc对中国的21个小麦白粉菌分离菌株均高度感病, 而99-2439高抗混和白粉菌和5个单孢分离菌株, 所以, 99-2439所携带的抗白粉病基因不同于Pm5a。     

小麦耐盐种质的筛选鉴定和耐盐基因的标记

通过对 40 0份材料的芽期、苗期鉴定 ,筛选出 11份耐盐性较强的普通小麦 (TriticumaestivumL .)、小麦和黑麦 (SecalecerealeL .)、小麦和延安赖草 (Leymuschinensis (Trin .)Tzvel.)杂交后代材料 ,其中耐盐性突出的材料有 :普通小麦品种“红蚂蚱”、“科遗 2 6”、“希望”(Hope) ;小麦与黑麦杂交后代材料 98_46、98_113、98_131;小麦与延安赖草杂交后代材料 98_16 0、98_16 1、98_16 3。耐盐性表现最突出的材料是 98_113和 98_16 0。细胞学鉴定和原位杂交及醇溶蛋白酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳 (A_PAGE)分析和低分子量谷蛋白SDS_PAGE分析 ,证明 98_113是稳定的小麦 黑麦二体附加系 ,但具体附加的是黑麦的哪条染色体还不清楚 ;98_131是小麦 黑麦 1B/ 1R易位系。结合其他 1B/ 1R材料的耐盐表现 ,提出了黑麦 1R染色体短臂上存在耐盐基因的可能性。对 (98_16 0×BanacakaMska)F2 代分离群体苗期抗盐鉴定分析 ,表明在这一杂交组合中的耐盐性状可能由一个主效基因控制。应用SSR标记技术 ,筛选到了与 98_16 0耐盐性状连锁的SSR标记WMS6 7和WMS2 13,它们与耐盐基因的遗传距离分别为 13.9cM (centMorgan)和 31.0cM。结合小麦SSR图谱分析 ,将该主效抗性基因定位在 5BL上。     

簇毛麦端体6VS的显微切割及其专化DNA序列的克隆和分析

从簇毛麦（Haynaldia villosa (L.)Schur.)组合CA9211／RW15（6D／6V异代换系）幼胚培养SC2后代中,用原位杂交方法鉴定出T240－6为6VS端体异代换系。以此为材料,采用微细玻璃针切割法及“单管反应”技术体系,对6VS进行切割分离及LA（Linker adaptor)-PCR扩增。扩增带在100－3000bp之间,大部分集中在600－1500bp。利用^32P标记的簇毛麦基因组为探针进行Southern杂交,证实扩增产物来源于簇毛麦。扩增产物纯化后,连续到pGEM-T载体上,构建了6VS DNA质粒库。对库的分析表明,库大约有17000个白色克隆;插入片段分布在100－1500bp,平均600bp。点杂交结果表明,37％克隆有中度到强烈的杂交信号,证明含有中度或高度重复序列;63％克隆有较弱的信号或没有信号,证明为单／低拷贝序列克隆。从库中获得8个簇毛麦特异克隆,对其中两个克隆pHVMK22和pHVMK134进行了RFLP分析和序列分析,并利用该探针对小麦抗白粉病基因Pm21进行了检测。RFLP结果表明,两个克隆一个为低拷贝序列克隆（pHVMK22),另一个为高度重复序列克隆,均为簇毛麦专化DNA序列。以pHVMK22为探针对抗、感病小麦（Triticum aestivum L.)品系的Southern杂交发现抗病品系有一条2kb的特征带,该探针可能作为检测抗病基因Pm21的探针。     

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。     

幼胚培养创造抗白粉病簇毛麦6VS端体

通过白粉病抗性鉴定、生化标记及分子原位杂交相结合的方法,从小麦(Triticum aestivum L.)幼胚培养组合T240 (普通小麦×小麦-簇毛麦(Haynaldia villosa Lam.) 6D/6V异代换系)的32个SC2代株系中,筛选出T240-6株系,其所有的抗白粉病单株均缺失簇毛麦6V染色体长臂上的谷草转氨酶位点GOT-V2,而具有短臂上的醇溶蛋白位点Gli-V2.细胞学染色体观察表明,该株系的所有抗病单株均具有1～2个端体,这些端体不能与小麦染色体配对,双端体之间可以配对.经原位杂交分析,端体杂交呈阳性,表明它们均为簇毛麦6V染色体短臂(6VS).     

小麦-簇毛麦6VS/6AL易位染色体对小麦农艺性状的影响

利用3类试验材料,即由不同生态类型的推广品种与小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系经过杂交回交选育的高代品系(种),3份涉及6VS/6AL的高代分离品系以及5个以小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系作杂交亲本的F2群体,对含有与不含有6VS/6AL易位染色体材料的产量、株高、穗长、德粒数、穗粒重和千粒重等农艺性状进行方差分析.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可改变增高趋势.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.     

笋瓜节间长发育逆转及其遗传模型研究

分别以短蔓型和长蔓型笋瓜材料为亲本构建6世代群体,测量各群体不同节位节间长的变化,对节间长性状进行遗传规律分析。研究结果表明:节间长性状受核基因控制,F1群体的节间长性状在生长过程中存在发育逆转现象,逆转时期发生在6~15节位之间。遗传模型分析结果显示,在幼苗期和逆转期,笋瓜的节间长受到2对主效基因控制,符合E1模型,主基因方差能解释F2群体方差的70%以上;生长后期则受到主效单基因控制,符合D4模型,但主效基因效应不强,只能解释F2群体方差的10%,且环境因素对植株生长后期节间长具有明显影响。     

小麦遗传背景对黑麦抗叶锈基因Lr26的抗性表达的影响

利用1套从小麦纯系和黑麦自交系培育出的1R附加系、代换系和易位系,研究了1RS上的抗叶锈基因Lr26在小麦中的表达。结果发现,1R二体附加系和纯合1RS/1BL易位系高抗小麦叶锈病;而其小麦亲本、1R(1B)代换系和1BS/1RL易位系重感叶锈病。这一结果指出了黑麦染色体臂1RS上的抗小麦叶锈病基因Lr26在小麦中的表达受小麦染色体臂1BL上的基因的强烈影响,指出了外源基因在小麦中的表达可受染色体臂或基因水平上的相互作用的制约。文中讨论了外源基因与小麦遗传背景相互作用在小麦育种中的意义。     

水稻籼粳交F2、F6群体遗传连锁图谱的比较分析

以部分基因组和全基因组测序水稻籼稻(O sativa L. indica)品种“培矮64S”(Pei’ai 64S♀)和粳稻(O sativa L. japonica)品种“日本晴”(Nipponbare♂)为构图亲本, 选取F2代180个株系为作图群体, 构建含138个微卫星位点的水稻遗传连锁图谱, 覆盖基因组2 046.2 cM, 平均图距17.1 cM, 即F2 图谱; 采用单粒传法获得F2:6 代330个株系, 用相同的多态性标记分析F6群体, 构建含92个标记连锁图谱, 覆盖基因组2 563.5 cM, 平均图距27.86 cM, 即F6图谱; F2、F6图谱在连锁群数、定位标记数、标记的位置顺序、遗传图距、平均图距等方面发生了较大变化, 并对产生这些差异的原因进行了初步分析。     

小麦—冰草T7PL·7AL罗伯逊易位系的分子细胞学鉴定

冰草是小麦遗传改良的重要野生近缘植物之一,有目标的导入冰草外源优异基因是拓宽小麦遗传基础的有效途径。前期研究表明:小麦-冰草衍生系II-23(2n=38W+6P)由19对小麦染色体(缺少4B和7A)和3对冰草染色体(2P、4P和7P)组成。本研究报道从II-23的回交后代中分离鉴定出1个自发易位系7-20。基因组原位杂交(GISH)鉴定表明7-20是一个整臂易位系;经非变性荧光原位杂交(ND-FISH)检测发现,小麦的7A染色体发生易位;进一步利用小麦7A染色体特异SSR标记以及冰草7P染色体特异STS标记对7-20易位系中的外源易位片段大小以及易位染色体的组成进行鉴定,确定7-20为T7PL·7AL罗伯逊易位系(Robertsonian translocation line)。对该易位系与小麦品种Fukuhokomugi构建的BC1F2和BC2F1世代分离群体进行田间农艺性状考察,发现该易位系阳性株系和阴性株系在有效分蘖数和千粒重性状上无显著差异,在株高上表现为阳性材料显著低于阴性材料,但同时出现穗粒数下降的现象。总之,本研究表明易位系7-20为T7PL·7AL罗伯逊易位,该创新材料不仅为后续利用断裂—融合机制创制出更多的补偿易位材料提供了理论依据,而且也为今后向小麦中转移冰草优异基因提供了重要的中间桥梁材料。