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。     

普通小麦和新麦草属间杂种的产生及细胞遗传学研究

进行了普通小麦和华山新麦草属间杂交,运用杂种幼胚培养技术,首次成功地获得了它们的属间杂种。F_1形态趋于中间型,均完全不育。F_1花粉母细胞预期类型(2n=28)的减数分裂中期Ⅰ平均染色体配对构型为26.72Ⅰ+0.62Ⅱ+0.01Ⅲ,后期Ⅰ和后期Ⅱ有落后染色体,多分体具大量微核。结果表明普通小麦和华山新麦草的染色体组间不存在同源或部分同源性。还观察到花粉母细胞异常减数分裂现象。用普通小麦回交,未获得回交后代。     

普通小麦与冰草间杂种的细胞遗传学及其自交可育性

为了进一步研究冰草属（Ａｇｒｏｐｙｒｏｎ Ｇａｅｒｔｎ．）的Ｐ染色体组与小麦染色体组间的遗传关系和评价Ｐ染色体组在属间杂种自交可育性上的遗传效应,获得了普通小麦品种Ｆｕｋｕｈｏ（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ ｃｖ．Ｆｕｋｕｈｏ,２ｎ＝４２;ＡＡＢＢＤＤ）与３个不同来源的四倍体冰草（Ａ．ｃｒｉｓｔａｔｕｍ＜Ｌ．＞Ｇａｅｒｔｎ．,２ｎ＝２８;ＰＰＰＰ）间的杂种（２ｎ＝３５;ＡＢＤＰＰ）。结果表明     

普通小麦与东方旱麦草杂交世代的细胞遗传学研究

对普通小麦（TriticumaestivumL．）与东方旱麦草（Eremopyrumorientale（Ledeb）Jaub．etspach）属间杂种的回交和自交不同世代（BC2F1、BC3F1、BC2F2、BC3F2和BC2F3）进行了细胞遗传学研究。结果表明,BC2F1代（2n＝44）的植株回交产生的BC3F1代分离2n＝43植株的比例较高;为41．09％,2n＝44的植株类型的比例仅为4．11％;从自交后代BC2F2中分离2n=44植株类型的比例较高,为13．21％。回交二代（BC2F1）多数单株花粉母细胞（PMC）减数分裂过程中出现的单价体数较高,且回交结实率和自交结实率分别与该植株平均每PMC中出现的单价体数呈负相关,其相关系数分别为-0．6766和-0．7429。对BC2F3代部分种子进行的基因组原位杂交检测显示,2n＝44的不同植株所含有的外源染色体数目仍有不同。这些结果说明,由于外源染色体的存在,影响了小麦本身同源染色体的正常配对和分离,降低了小麦染色体的遗传稳定性。     

Elymus与普通小麦属间杂种的细胞遗传学研究

本研究以Elymus pendulinus(Nevski)Tzvelev(2n=4x=28,SSYY)、E.shandongenisis B.Salomon(2n=4x=28,SSYY)与普通小麦(Triticum aestivum L.:2n=6x=42,AABBDD)进行了属间远缘杂交。通过对杂种胚的离体培养,两个组合均产生了杂种F_1植株。杂种F_1为多年生,植株生长旺盛;形态上介于亲本种之间而兼具双亲的某些特征;穗状花序发育正常,但均完全不育。两个组合的根尖和花粉母细胞染色体数目为2n-5x=35。通过对杂种减数分裂染色体配对行为的分析,发现其MI染色体的配对水平很低,二价体均为棒状,每细胞的平均染色体交叉数在0.25-0.31之间。这表明E.pendulinus t E.shandongensis 所含的SY染色体组与普通小麦的ABD染色体之间的同源程度很低。由于在E.shandongeasis 及其它具有SY染色体组的Elymus 单倍体中,SY染色体组之间的部份同源染色体配对数均明显高于该杂种中的配对数,这表明存在于普通小麦中的ph基因及其它具类似作用的基因系统能抑制SY染色体组之间的部份同源染色体配对。     

鹅观草与大麦属间杂种的形态和细胞遗传学研究

用活体/离体幼胚培养法成功地获得了鹅观草(Roegneria kamooji,2n=12,SSHHYY)与大麦(Hordeum vulgare,2n=14,11)间的属间杂种。杂交结实率为31.4％,胚培成苗率60.9％。杂种表现一年生,具有很强的生活力,形态上偏向鹅观草。F_1自交不孕,用大麦回交亦不结实。杂种具有预期的2n=28(SHYI)条染色体,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ平均形成26.38个单价体,0.67个棒状二价体,0.12个环状二价体和0.02个三价体。本文对双亲染色体组间的同源性以及在大麦育种中利用鹅观草种质的可能性进行了讨论。     

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。     

大鹅观草与蛇河披碱草属间杂种的细胞遗传学研究

为探讨大鹅观草(Roegneria grandis,2n=4x=28)的染色体组组成,为其正确的分类处理提供细胞学依据。该研究通过人工远缘杂交,成功获得3株大鹅观草与蛇河披碱草(Elymus wawawaiensis,2n=4x=28)属间杂种F1植株。杂种植株形态介于两亲本之间,不育。亲本及杂种经I2-IK溶液染色后进行花粉育性检测,结果显示Roegneria grandis和Elymus wawawaiensis的花粉可育,育性高达94.6%和90.5%;杂种F1不育。花粉母细胞减数分裂中期I染色体配对结果显示,亲本花粉母细胞配对正常,均形成14个二价体,以环状二价体为主,Roegneria grandis有频率很低(0.04/细胞)的单价体出现;杂种F1平均每个花粉母细胞形成6.46个二价体,变化范围为5~8;在观察的83个花粉母细胞中,有35.2%的花粉母细胞形成了7个二价体,形成6个二价体的细胞占42.59%,较少细胞形成8个二价体;平均每个细胞形成14.66个单价体,变化范围为10~18;平均每细胞观察到0.14个三价体;杂种花粉母细胞染色体构型为14.66 I+6.46 II+0.14 III;平均每细胞交叉数为9.83,C值为0.35。结果表明:(1)R.grandis与Elymus wawawaiensis有一组染色体组同源的St染色体组,另外一组染色体组不是St或者H染色体组,Roegneria grandis的染色体组组成不是St Stg;(2)较低频率的三价体(平均0.14个/细胞),可能是由于R.grandis的St和Y染色体组间具有一定的同源性,也可能是染色体易位等原因导致,对于Y染色体组的起源还需深入地研究;(3)在不同地理来源的披碱草属和鹅观草属物种中St染色体组同源性不同,R.grandis与来自于北美的Elymus lanceolatus与E.wawawaiensis的St染色体组较与分布于亚洲的E.sibiricus和E.caninus的St染色体组同源性反而更高,其原因还需要进一步地研究。     

一个多抗小麦—中间偃麦草新种质的选育和细胞分子生物学鉴定

经过多年田间和温室接种抗病性鉴定,从(77-5433×中5)杂交组合花药培养后代中选育出一个兼抗大麦黄矮病、条锈、叶锈和秆锈4种小麦主要病害的新种质遗4212。遗4212的体细胞染色体数为42,在减数分裂中期Ⅰ,在几乎所有的花粉母细胞中都可以观察到21个二价体,这说明遗4212是一个在遗传上业已稳定的整倍体材料。对(遗4212×77-5433)F_1代花粉母细胞的观察表明,遗4212可能是含1对外源中间偃麦草染色体的代换系或具较大中间偃麦草染色体片段的易位系。用基因组原位杂交(genomic in situ hybridization,GISH)对遗4212的有丝分裂中期相、减数分裂后期Ⅰ相和(遗4212×77-5433)F_1代花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ、后期Ⅰ进行了检测,确证遗4212含1对外源中间偃麦草染色体。这些结果表明,遗4212是一个小麦一中间偃麦草代换系,其抗病性来自其携带的1对中间偃麦草。     

普通小麦与粗山羊草属间杂种的染色体构型及其后代的育性特征

利用３个推广品种（莱州９５３、山农辐６３、陕７８５９）分别与原产地不同的抗白粉病的６份粗山羊草［Ａｅｇｉｌｏｐｓｔａｕｓｃｈｉｉ（Ｃｏｓｓ．）Ｓｃｈｍａｌ．］杂交,得到６３个无胚乳的种子,将５６枚幼胚接种到Ｎ６＋０．５ｍｇ／ＬＩＢＡ＋０．２ｍｇ／ＬＮＡＡ的培养基上进行褓姆培养,得到３７个植株。其中莱州９５３与粗山羊草的杂交结实率和成苗率较高,分别平均为８．５８％和４．８２％。粗山羊草对白粉病的抗性     

Morphology,fertility and cytogenetics of intergeneric hybrid between Roegneria kamoji Ohwi and Dasypyrum villosum (L.) Candargy (Poaceae: Triticeae)

The intergeneric hybrids between Roegneria kamoji Ohwi and Dasypyrum villosum (L.)Candargy were successfully obtained by means of embryo culture in vitro. Studies on morphology, fertility and chromosome pairing behavior in meiosis of the parents and their hybrid F_l were carried out in the present work. The results showed that: (1) there were ob vious morphological differences between R. kamoji and D. villosum, and spikes of F_l plants were morphologically intermediate between the two parental species; (2) the seed set of the cross was 11.63%; the hybrid plant was infertile, which indicated that strong repro ductive isolation existed between the parents and R. kamoji and D. villosum were inde pendent biological species; (3) The somatic chromosome number in root-tips of F_l hybrids was 28. Chromosome pairing at MI of PMCs in F_l hybrids was quite low. The meiotic con figuration was 26.72 Ⅰ + 0.62 Ⅱ + 0.02 Ⅲ, which indicated that very low homoeology was detected between the St, H, Y genomes of R. kamoji and the V genome of D. villo- sum, and the relationship between the parental species was remote.     

Preliminary Report on Breeding and Identification of Triticum aestivum and Roegneria kamoji Alien Addition Lines

Three alien disomic addition lines (V35-8-8, V39-15-5 and V58-6-11) were isolated and identified from Triticum aestivum L. and Roegneria kamoji Ohwi progenies (Fs, BC1F3, BC1F4 and BC2F4), by means of morphological observation, cytogenetical analysis and chromosome C-banding technique. The value of C-banding technique in distinguishing the chromosome of R. kamoji from those of T. aestivum and other relevant points were also discussed.     

Comparative characteristic of Triticum aestivum/Triticum durum and Triticum aestivum/Triticum dicoccum hybrid lines by genomic composition and resistance to fungal diseases under different environmental conditions

The genetic diversity of common wheat hybrid lines Triticum aestivum/Triticum durum and Triticum aestivum/Triticum dicoccum (2n = 42, F_6–7) using chromosome-specific microsatellite (SSR) markers and C-banding of chromosomes was studied. Cluster analysis of data obtained by 42 SSR markers indicated that the hybrid lines can be broken into three groups according to their origin. There were two cases of complete genetic similarity between lines 183₂-2/184₁-6 and 208-3/213-1, which were obtained using common wheat as the parental plants. In cross combinations, when the stabilization of the nuclear genome of hexaploid lines occurred against a background of the cytoplasmic genome of tetraploid wheats, there was a high level of divergence between sister lines, in some cases exceeding 50%. The evaluation of the degree of susceptibility of the lines to powdery mildew, leaf and stem rust, and septoria leaf blotch was performed under different environmental conditions. It was shown that resistance to powdery mildew and leaf rust significantly depended on the region where assays were conducted. An evaluation of the field data showed that the lines 195-3, 196-1, and 221-1 with T. durum genetic material displayed complex resistance to fungal pathogens in Western Siberia and the Republic of Belarus. For lines 195-3 and 196-1, one shows a possible contribution of chromosomes 4B and 5B in the formation of complex resistance to diseases. Hybrid lines with complex resistance can be used to expand the genetic diversity of modern common wheat cultivars for genes of immunity.     

马铃薯杂种F1无性株系的ISSR鉴定

为给马铃薯新品种选育提供可靠材料,采用ISSR分子标记对2个马铃薯杂交组合‘J07-4’ב陇薯6号’和‘J07-6’ב陇薯6号’杂交种F₁无性繁殖株系的真实性进行了鉴定。结果从152个ISSR引物中筛选出适于‘J07-4’ב陇薯6号’杂种F₁ 5个无性株系鉴定的3个ISSR引物AF18550、AW75511和AW20617及‘J07 6’ב陇薯6号’杂种F₁ 7个无性株系鉴定的2个ISSR引物AW20607和AF18549;以子代中含有父本特征带为主要依据,鉴定出杂种F₁共12个无性繁殖株系均为真实的杂交种,并建立了杂种F₁不同无性株系间的ISSR指纹图。表明ISSR分子标记技术用于马铃薯杂种F₁无性株系鉴定是可行的。     

光温因子与杂交水稻生态群体的产量和品质性状的典型相关分析

以54个杂交水稻组合的F₁生态群体为材料,应用典型相关分析方法分析了光温因子与杂交水稻的产量和品质性状的典型相关性.结果表明,光温因子与杂交水稻的产量构成因素、产量性状和品质性状间均有显著典型相关关系,尤其是营养生长期的光温因子与产量性状的第一典型相关系数为λ₁=0.9975^**,其相关信息占两组性状间总相关信息的99.96%,引起的产量变异为99.50%;光温因子主要通过对每穗实粒数、每穗总粒数和结实率的作用而影响杂交水稻的产量;不同生育期起主导作用的光温因子并不相同,营养生长期为积温和有效积温,生殖生长期为极端温差和日照时数;光温因子对杂交水稻品质性状的精米率和整精米率影响明显;不同生育期影响品质性状的主导光温因子不同,灌浆期前是积温,之后是极端温差和日照时数.     

小麦-鹅观草第一部分同源群染色体渗入系鉴定与基因组归属分析

鹅观草（Roegneria kamoji,2n=42,SSHHYY）是小麦异源六倍体野生近缘种,对小麦赤霉病具有良好抗性,是改良小麦赤霉病抗性的重要遗传资源。通过远缘杂交,将鹅观草第一部分同源群染色体上的抗赤霉病基因Fhb6导入普通小麦。由于第一部分同源群染色体包含1S、1H和1Y三条染色体,为研究这些同源染色体对小麦赤霉病抗性的影响,筛选出4个鹅观草第一部分同源群染色体特异分子标记,通过PCR扩增鹅观草属不同野生种的基因组DNA,明确了抗赤霉病Fhb6基因位于鹅观草1Y#1染色体。进一步利用分子细胞遗传学技术从中国春与鹅观草的后代中选育出5份涉及鹅观草1Y#2和1S#2染色体的渗入系材料。其中：21RK?1为二体异代换系DS1Y#2(1A),21RK?2为二体异代换系DS1S#2（1D）,21RK?3为二体异附加系DA1S#2,21RK?4为1S#2和TW·1S#2S的双单体附加系,21RK?5为纯合TW·1S#2S易位系。这些新种质为小麦抗赤霉病基因的发掘及遗传改良奠定了基础。     

利用鸡F2资源群体构建1号染色体遗传连锁图谱

在鸡1号染色体上选取23个微卫星标记,利用东北农业大学鸡F2资源群体构建了遗传连锁图谱。选用369只F2个体用于基因型测定。结果表明23个微卫星位点除MCW0058为低度多态,其他位点均为中高度多态。构建的连锁图谱覆盖1号染色体全长,总共637.9 cM。MCW0115和ROS0025标记顺序与EL图谱不同,但与WAU图谱一致。其他标记顺序与3大参考家系标记顺序一致,图谱总长和标记间距离大于3大参考家系。此连锁图谱的构建为数量性状位点（QTL）定位奠定了良好的基础。     

小麦分蘖角度TaTAC1基因同源克隆及表达分析

分蘖角度影响植物群体结构、光合效率以及植株的形态建成,最终影响其产量及品质。小麦中关于分蘖角度的研究鲜有报道。前人研究显示,水稻OsTAC1正向调控分蘖角度的大小,玉米Zm TAC1与叶片角度呈正相关。本研究的目的是解析Ta TAC1的表达模式并初步了解该基因的分子遗传机制及其与分蘖角度的遗传关系。本研究以CN16、SM969、Lan2399、SHW-1为材料,利用同源克隆分离获得Ta TAC1,利用生物信息学软件对Ta TAC1进行序列特征分析,应用实时荧光定量PCR对其表达模式进行分析,并进行Ta TAC1蛋白的亚细胞定位分析。结果显示,Ta TAC1长度约1.1~1.2 kb,包括780 bp的完整开放阅读框和320~370 bp的3'-UTR。Ta TAC1的c DNA序列分为2类,其中CN16-2、SM969-2的第10号碱基发生突变,引起终止子提前,导致Ta TAC1表达受阻;Lan2399-2和SHW-1-2在109~115碱基位置有"CGCGCG"片段插入,导致蛋白质β-折叠片减少。表达分析表明,Ta TAC1在分蘖期的叶鞘、茎高效表达,分蘖节其次,叶与根表达量最低。相关分析表明该基因在分蘖节各时期表达量与分蘖角度呈显著正相关,Pearson相关系数为0.677,其他组织表达量与分蘖角度无显著相关性。亚细胞定位分析显示Ta TAC1定位于细胞膜。从上述结果可以推测Ta TAC1在mRNA水平上正向调控分蘖角度,且可能参与生长素极性运输过程从而改变分蘖角度大小。