主要作物远缘杂交概况

本文综述了水稻、小麦、玉米、棉花、大豆等作物的远缘杂交的概况。这五种作物远缘杂交中,利用的野生近缘植物有水稻的尼瓦拉野生稻、普通野生稻和药用野生稻,小麦的黑麦、偃麦草、冰草、山羊草、簇毛麦、赖草、鹅观草、新麦草、旱麦草,玉米的类玉米和摩擦禾,棉花的墨西哥野生棉、异常棉、瑟伯氏棉、李奇蒙德氏棉、司笃克氏棉和比克氏棉,大豆的野生大豆和半野生大豆。通过远缘杂交获得了新物种如小偃麦、亚比棉等,还获得了大批异附加系、异代换系、易位系等种质材料,以及生产上推广的优良品种。     

长穗偃麦草分子育种基础研究进展

长穗偃麦草(Elytrigiaelongata)为禾本科小麦族偃麦草属植物,是一种丛生的多年生冷季型牧草。长穗偃麦草原产于欧洲南部、小亚细亚和俄罗斯南部,在美国、加拿大和澳大利亚等国大面积种植。其引入我国后,1956年开始用作小麦(Triticumaestivum)远缘杂交的野生亲本,鲜有作为牧草大面积种植的报道。长穗偃麦草具有耐盐碱、耐涝和抗病等特点,可作为耐盐碱牧草用于建设“滨海草带”,利于避免草粮争地/争水,实现碳中和,保障我国粮食安全。全世界已育成推广了10余个长穗偃麦草品种,但我国尚无引种或自主选育品种,不利于“滨海草带”的建立。长穗偃麦草遗传背景复杂,基础研究薄弱,育种技术远远落后于稻麦等粮食作物。该文对长穗偃麦草分子育种基础,如育种历程、加速育种、资源创新、组织培养、基因组序列及分子标记进行综述,以期为长穗偃麦草品种选育和“滨海草带”建设提供参考。     

小麦-偃麦草-黑麦三属间杂种人工合成途径的研究

远缘杂交是创造新物种的重要途径之一。用小麦属(Triticum)先后分别与偃麦草属(Elytriga=冰草属Agropyron)和黑麦属(Secale)等杂交,以获得二属间杂种,一般需要分两步进行,即首先合成二属间杂种,然后再用第三个属与二属间杂种F_1进行杂交。但是用这种方法获得的三属间杂种照例是不育的。我们认为,合成以小麦特性为主,兼有偃麦     

基于高通量测序的长穗偃麦草功能分子标记发掘和分析

长穗偃麦草是小麦重要的近源物种,含有丰富的抗逆基因,广泛地应用于小麦的遗传改良育种。本研究利用高通量测序,获得长穗偃麦草的转录组测序信息,利用比较基因组学方法研究其与小麦、水稻和玉米等作物的遗传关系,评估它们之间的亲缘关系。同时,将长穗偃麦草的高通量序列比对到小麦基因,利用软件Freebayes和SAMtools/Bcftools发掘功能基因的变异位点,并对这些含有变异位点的功能基因进行注释分析,揭示长穗偃麦草优异性状形成的分子机制,这将为长穗偃麦草优异基因资源的开发和应用奠定重要基础。     

小麦×高粱的受精率和小麦单倍体的诱导(简报)

远缘杂交无论在植物遗传学理论的建立还是在新品种的培育上都是一项十分有用的技术,特别在小麦上成绩更为突出。近来发现小麦不但和其亲缘属(如山羊草属、偃麦草属,赖草属等)植物可以杂交,而且和亲缘关系较远的植物种属如玉米、珍珠栗、大刍草、摩擦禾等杂交也有很高的成胚率,并且通过杂种胚发育过程中父本染色体的消失,可以获得小麦单倍体。Laurie和Bennett以高粱属的     

VE型小麦雄性不育系的研究

利用我所远缘杂交组培育的小偃麦八倍体新种小偃333(2n=56)作母本和普通小麦独秆麦杂交,在其后代65-1478系内初步育成了新的VE型小麦雄性不育系,它具有普通小麦的胞质、胞核和部分长穗偃麦草的胞核成分,其不育性受胞核基因控制,定名VE型。现有的不育系属erythrospermum变种。本文主要研究内容如下:     

小麦属间杂种不同外植体的离体培养

幼胚或幼穗培养技术在克服远缘杂种生活力弱和不结实等方面得到广泛应用。已得到小麦、大麦、簇毛麦、黑麦、山羊草、冰草、偃麦草以及小黑麦等多种属间杂种幼胚或幼穗培养再生植株。近年来,我们对二倍体普通小麦、4D 缺体小麦与黑麦、小黑麦、山羊草、小偃麦杂种后代的幼胚或幼穗进行离体培养,获得大量再生植株。     

不同作物轮作制度对土壤杂草种子库特征的影响

为明确不同作物轮作制度对杂草种子库特征的影响,比较研究了玉米-小麦(MW)、大豆-小麦(SW)轮作和原水稻-小麦(RW)轮作方式下杂草种子库的特征。结果表明,作物轮作显著影响杂草种子库的密度和种类组成,进行玉米-小麦或大豆-小麦轮作2年后,杂草种子库密度分别比稻麦轮作降低27．16％、44．44％。在原水稻-小麦轮作方式下,种子库中主要杂草为陌上菜、异型莎草、菵草、水苋菜、千金子等。玉米-小麦轮作使种子库中马唐、碎米莎草、飘拂草的相对优势度显著上升,鸭舌草、水苋菜、菵草的相对优势度显著下降。而在大豆-小麦轮作方式下,种子库中通泉草、马唐、鳢肠、飘拂草的相对优势度显著上升。玉米-小麦轮作种子库的物种多样性指数高于大豆-小麦轮作和水稻-小麦轮作。玉米-小麦与大豆-小麦轮作种子库的物种组成相似性较高。作物轮作影响杂草种子库密度和种类组成的机制,可能在于通过轮换种植不同的作物,提供了多样化的选择压,限制了某些对单一种植系统有着良好适应性的杂草种类的生长。     

从DNA重复顺序的复性动力学分析小偃麦系的亲缘关系

通过DNA重复顺序的复性动力学的分析,对小偃麦系与其亲本小偃麦草和小麦的亲缘关系作了研究。高等植物DNA的很大部分是由重复顺序所构成,本文讨论了检测亲本及子代基因组内重复顺序的异同程度作为远缘杂交的分子水平指标是简便可行的。     

从DNA重复顺序的复性动力学分析小偃麦系的亲缘关系

通过DNA 重复顺序的复性动力学的分析,对小偃麦系与其亲本小偃麦草和小麦的亲缘关系作了研究。高等植物DNA 的很大部分是由重复顺序所构成,本文讨论了检测亲本及子代基因组内重复顺序的异同程度作为远缘杂交的分子水平指标是简便可行的。     

水稻进化的“路线图”

与其他几大作物(如小麦、玉米、大麦、大豆和棉花等)相比,目前人类对水稻起源的认识仍十分肤浅,这和水稻世界第一大作物的地位是不相称的。     

主要农作物转基因研究现状和展望

近15年来,大豆、水稻、玉米、小麦等主要农作物转基因研究取得了较大进展,几乎各种遗传转化方法在这些作物上都取得了成功,尤其是农杆菌介导法,不仅在难转化的双子叶作物大豆上取得了成功,而且在单子叶作物水稻、玉米、小麦上先后取得了突破。同时,将一些与重要性状改良有关的外源基因转入了主要农作物,包括抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆、品质改良、发育调控、营养吸收等。转基因大豆、玉米、棉花、油菜在生产上得到了大面积种植,产生了极大的经济效益,2004年全球转基因作物的种植面积达到了8100万公顷。本文对大豆、玉米、水稻和小麦等主要农作物转基因研究历史和产业化现状进行了综述,并对主要农作物转基因研究中存在的问题进行了分析。     

普通小麦与长穗偃麦草的杂交育种及其遗传分析——小麦与偃麦草杂交的研究(三)

本文是普通小麦与长穗偃麦草杂交育种二十年的经验总结。内容介绍了长穗偃麦草的特性和染色体组型,克服杂交不育和杂种不育的方法,杂交育种的程序及其遗传分析和选出的小偃麦八倍体种、异附加系、异代换系与丰产抗病的小偃麦新品种。     

偃麦草属遗传资源的应用研究

偃麦草属(Elytrigia)是小麦的野生近缘属,具有许多优良基因,是小麦的三级基因库和小麦性状改良的优异供体之一。综述了偃麦草属基因组的研究和其在小麦遗传育种中的应用。     

远缘杂交和异源多倍体化技术在水稻育种中的应用

从野生稻遗传资源在育种中的作用出发,概述了栽培稻与野生稻远缘杂交和多倍体化在水稻育种中的应用。对远缘杂交中的杂交不亲和性以及杂种不育等问题采用激素处理、胚挽救等途径解决,对所获杂种从形态学、细胞学、生物化学以及分子生物学等多方面鉴定,对栽野杂种存在的野生性状通过选择与改造相结合的方法而淘汰,对其有利基因则加以选择和聚合以获得稳定优良品种。这些从理论上和实践上证明远缘杂交和多倍体化相结合的异源多倍体化是获得高产优质水稻新品种的一条新途径。     

小偃麦的选育及其形成途径的研究

对普通小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ）与中间偃麦草Ｔｈｉｎｏｐｙｒｕｍ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉｕｍ）杂交衍生的八倍体小偃麦,硬粒小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ｄｕｒｕｍ）与中间偃麦草杂交衍生的六倍体小偃麦的形成过程进行系统的细胞遗传学研究,并用荧光原位杂交（Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｉｎ ｓｉｔｕ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ）技术研究了小偃麦的染色体构成。结果表明：小偃麦的形成是由杂种Ｆ１产生非减     

研发动态

李振声获2006年度国家最高科技奖在日前举行的二○○六年度国家科学技术奖励大会,中国科学院院士、遗传学家李振声被授予国家最高科学技术奖。李振声院士在迄今五十五年的科学生涯中,主要从事小麦遗传与远缘杂交育种研究,开创了小麦与偃麦草远缘杂交育种新领域并育成“小偃”系     

小麦与彭梯卡偃麦草杂种及其衍生后代的细胞遗传学研究──Ⅱ．来自小麦和彭梯卡（长穗）偃麦草及中间偃麦草杂种后代11个八倍体小偃麦的比较研究

利用染色体配对分析和酯酶及种子醇溶蛋白电泳分析研究了我国育成的１１个八倍体小偃麦,结果表明：（ａ）来源于小麦和中间偃麦草杂交后代的６个部分双二倍体中,中１和中２的偃麦草染色体组不同于中３、中４、中５和小偃７８８２９的偃麦草染色体组;（ｂ）来源于小麦和长穗偃麦草杂交后代的５个部分双二倍体中,小偃７８４的偃麦草染色体组不同于小偃６９３和小偃７６３１中的偃麦草染色体组,表明在长穗偃麦草中有两个互不相同又不同于小麦的染色体组Ｅ和Ｆ,而小偃７４３０和小偃６８中的偃麦草染色体组很可能是Ｅ和Ｆ染色体组的重组体;（ｃ）小偃７８４中的长穗偃麦草染色体组和中５及小偃７８８２９中的中间偃麦草染色体组基本相同,而中２的中间偃麦草染色体组不同于小偃６９３和小偃７６３１中的长穗偃麦草染色体组Ｆ,这意味着在长穗偃麦草和中间偃麦草中可能只有一个共同的染色体组Ｅ。部分双二倍体中酯酶及醇溶蛋白偃麦草染色体特征带的存在和发现,为这些染色体或其片段导入小麦后的鉴定提供了方便。     

美国农业部批准抗麦草畏大豆等新一代杂草控制性状产品

<正>孟山都公司研发的新一代抗麦草畏大豆和抗麦草畏抗草铵膦棉花近日获得了美国农业部批准。孟山都公司即将推行抗麦草畏抗农达二代两种复合性状的大豆产品和抗麦草畏、抗草铵膦、抗农达和抗虫四种复合性状的棉花产品的商业化,新的杂草管理解     

普通小麦与长穗偃麦草杂种及其衍生材料的细胞遗传学特性

对十倍体长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum)与普通小麦杂交F1及其与普通小麦回交BC1F1的形态学和细胞学特性进行了分析。结果表明,长穗偃麦草与普通小麦‘兰考矮早八’衍生F1(‘兰考小偃麦’)的根尖细胞染色体数为56条;花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体构型平均值为19.81Ⅰ+15.78Ⅱ+0.75Ⅲ+0.59Ⅳ;基因组荧光原位杂交(GISH)显示,兰考小偃麦中含有35条完整的长穗偃麦草和21条小麦染色体。‘兰考小偃麦’/‘科育818’和‘兰考小偃麦’/‘Cp02-3-5-5’杂交F1的根尖细胞染色体数及其所遗传的长穗偃麦草染色体数分别为50~52和16~22条,且存在染色体易位;花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ平均染色体构型为14.54Ⅰ+17.40Ⅱ+0.55Ⅲ+0.14Ⅳ,平均49.4%的细胞出现多价体(三价体或四价体)。这些材料为创造小麦-长穗偃麦草新种质奠定了基础。