核质杂种小麦Rubisco大亚基的基因结构与功能的关系

NC4号小麦是一高产、抗逆的核质杂种 ,它是由山羊草 (Aegilops squarrosa,♀ )与小麦 (Triticumaestivum, )杂交 ,并多次回交和筛选而获得。测定了 NC4号及其父本的 Rubisco rbc L序列 ,证明 NC4号的 rbc L是由山羊草基因编码。对核质杂种及其亲本 Rubisco的羧化和加氧活性测定表明 ,杂种的羧化 /加氧活性比低于母本山羊草 ,高于父本小麦。rbc L序列测定表明 ,NC4号与父本小麦的 rbc L 有 3个核苷酸的差异 ,即在其氨基酸序列上第 14、86和 95位有 3个残基不同。     

基因从普通小麦向山羊草属植物漂移可能性研究

分别以山羊草属4个不同的种为母本,以普通小麦为父本杂交,将获得的杂种再进行回交和自交。结果表明,不同种与普通小麦的可交配性存在较大差异,在人工多次授粉并有激素处理的条件下,粗山羊草与普通小麦的杂交结实率最高,2个基因型Ae42和Y92的杂交结实率分别为46.49%和22.58%;其次为卵穗山羊草,2个基因型Ae23和Y100的杂交结实率分别为12.11%和14.76%;柱穗山羊草位列第3,2个基因型Ae7和Y145的杂交结实率分别为2.23%和8.50%;拟斯卑尔脱山羊草最低,基因型Ae48的杂交结实率只有0.19%。不同种的杂种胚产生愈伤组织率不同,柱穗山羊草/小麦表现较高的水平,卵穗山羊草/小麦次之,粗山羊草/小麦第3,拟斯卑尔脱山羊草/小麦最低。卵穗山羊草/小麦的杂种幼胚直接成苗率最高,其次为粗山羊草/小麦,柱穗山羊草/小麦居第3位。山羊草与普通小麦杂种的育性较低,在自然状态下,只有卵穗山羊草/小麦能够自交结实,但自交结实率仅为0.044%,其他杂种自交不能结实。在人工多次授粉并激素处理条件下,用父、母本回交的结实率:卵穗山羊草/普通小麦组合分别为4.36%和3.71%,柱穗山羊草/普通小麦组合分别为0...     

一个异源胞质单体附加系小麦的遗传分析

以长穗偃麦草(Elytrigia elongata=Agropyron elongatum,2n=70)为母本,普通小麦为父本,进行核代换回交,在第九次回交的F_1(BC,F_1)代里,发现了一个异源胞质单体附加系小麦,代号E617。以E617做母本,普通小麦做父本进行杂交,杂种F_1出现正常株和弱株两种类型。正常株具有43条染色体,弱株具有42条染色体。反交,以普通小麦做母本,E617做父本,杂种F_1,无论是具有43条染色体还是具有42条染色体的植株,都是正常的。正反杂交结果表明,长穗偃麦草细胞质对普通小麦的细胞核产生了抑制作用,使核质杂种生长不正常,而附加一条特异的长穗偃麦草染色体(或端体),就能消除长穗偃麦草细胞质的抑制作用,使核质杂种恢复正常生长。     

普通小麦与祖山羊草杂种后代的细胞遗传学初步研究

粗山羊草(Aegilops tauschii(Coss.)Schmal.,DD,2n=14)是普通小麦(Triticumaestivum L.,AABBDD,2n=42)D染色体组的供体。粗山羊草中含有丰富的抗病,抗虫,抗逆,优质等优异基因,因此粗山羊草是改良普通小麦的宝贵遗传资源。但有关普通小麦与粗山羊草杂交的研究报道较少。本文试图通过对普通小麦与粗山羊草杂种后代的细胞遗传学和染色体分离规律的研究,探讨转移粗山羊草优异基因的方法和途径。     

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[Aegilops tauschii(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/L IBA 0.2 mg/L NAA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基因在不同的杂交组合中受到不同程度的改变或抑制。以莱州953为父本,分别与不同组合的杂种F_1回交,大多数组合均得到回交种子,回交结实率平均为1.70%;以莱州953作母本,与莱州953/Y225 F _1回交得到2粒种子,说明普通小麦与粗山羊草的杂种F_1也能产生少量有授精能力的花粉。以山农辐63为父本与山农辐63/Y219 F_1回交亦得到回交种子。通过对普通小麦与粗山羊草6个杂交组合的杂种F_1PMCMI染色体构型的分析,一般多出现14个左右单价体和一定频率的多价体,并观察到可能为A、B组染色体形成的异形二价体;粗山羊草的D组染色体和普通小麦的D组染色体联会正常,可发生自由重组,从而为将粗山羊草的有益基因导入普通小麦提供了细胞学依据。     

羊草光合作用相关基因的克隆与分析

在构建了羊草叶片cDNA文库的基础上,利用M13载体通用引物筛选其亚文库,挑选阳性克隆进行测序,将测序结果在NCBI基因库中进行比对,得到一个Rubisco大亚基基因全长序列和Rubisco小亚基基因部分序列,并对其核苷酸及其编码的氨基酸序列进行分析。结果显示,Rubisco大亚基基因长度为1 796 bp,与禾本科大麦、小麦、野雀麦、粗山羊草、旱麦草、异形花草、黑麦等的核苷酸序列同源性达98%以上;羊草的Rubisco小亚基基因部分序列含有一个开放阅读框,其长度为186 bp,编码61个氨基酸,与禾本科的小麦、大麦、燕麦、黑麦以及扁穗雀麦Rubisco小亚基基因氨基酸序列的同源性分别为93%、93%、91%、91%、92%。羊草Rubisco基因的克隆与分析有利于进一步研究其光合作用效率。     

粗厚山羊草细胞质对普通小麦遗传效应的初步研究

研究了具有粗厚山羊草（Ａｅｇｉｌｏｐｓｃｒａｓｓａ６ｘ,２ｎ＝６ｘ＝４２,ＤＤＤ２Ｄ２ＭｅｒＭｅｒ）细胞质的普通小麦核质杂种的花粉育性、籽粒蛋白质含量、穗粒数等１０个主要性状的遗传变异,１９９２年～１９９５年连续４年的结果表明：Ａｅ．ｃｒａｓｓａ６ｘ细胞质对普通小麦的产量性状和籽粒蛋白质含量等存在较好的综合效应,对普通小麦的花粉育性、同工酶等性状的表达存在极显著的特异核质嵒プ餍вΑ＃粒澹悖颍幔螅螅幔叮赴试谄胀ㄐ÷蠛酥试又钟攀评煤托坌圆挥档呐嘤确矫婢哂辛肆即蟮那绷Α     

几类异质易恢复小麦雄性不育系杂种籽粒品质研究初报

利用具有粘果出羊草（Ae.kotschyi),易变山羊草（Ae.variabilis),偏凸山羊草（Ae.ventricosa)和二角山羊草（Ae.bicornis)异源细胞质小麦雄性不育系（以下简称粘,易,偏和二角型）组配成不同组合的杂种小麦,研究这4种不育系对杂种小麦籽粒品质的影响。结果表明,由它们所配制的杂种小麦在蛋白质含量,湿面筋含量,沉淀值等性状上均高于具有普通小麦细胞质的相同核型杂种小麦,尤其粘,易型某些组合在湿面筋含量,沉淀值两性状上差异达到显著水平。因此,利用这4种不育系很有希望培育出优势,高产的杂种小麦。     

核质杂种与杂交种

近些年来,由于遗传育种工作者对生物种细胞质的注意,许多研究者开始搜集、利用好的细胞质资源来创造优异的核质杂种(the Nucleus-cytoplasm Hybrid).因为从研究得出:某些物种的细胞质与同属的不同种间或不同属间的细胞核结合,能使后者在一些重要的经济性状上获得原先所没有的优良性状.例如,木原均(H.Kihara 1973,1977)用著名美国冬小麦高产品种格涅斯(Gaines)的细胞核与粗山羊草(Aegilops squarrosa L.)细胞质通过连续置换回交,最后成功地得到高产、早熟、抗病、蛋白     

小麦远缘杂交幼胚无性系的建立及植株分化能力的长期保持

在小麦远缘杂交中,获得有较高分化能力的杂种幼胚无性系,对研究胚状体的发生发育及细胞系分化能力长期保持的方法都有着十分重要的意义。本研究以普通小麦、缺4D 小麦作母本,簇毛麦、滨麦、山羊草作父本,人工杂交17个组合的幼胚为外植体,在 MS 培养基上进行愈伤组织诱导、继代和分化培养。获得了高频率分化能力的杂种幼胚无性系8个,并能使其继代培养5—6年后,仍能保持较高的分化能力,对胚状体的发生和发育进行了组织切片和扫描电镜观察。     

Relationship Between the Sequence and Function of Rubisco rbcL in Nucleo-Cytoplasmic Hybrid Wheat

Nucleo-cytoplasmic hybrid wheat NC4 is resistent to a number of stresses and produces high yield. It was obtained by crossing Aegilops squarrosa (♀) with Triticum aestivum ( ♂ ), and several back crossings. The rbcLs (the gene of large subunit of Rubisco ( rihulose-1, 5-bisphosphate carboxylase/oxygenase )) cloned from NC4 and T. aestivum have been sequenced, and the result showed that the rbcL of NC4 was originated from Ae. squarrosa. The ratio of carhoxylase activity to oxygenase activity, Vco2/Vo2, of hybrid NC4 Was lower than that of Ae. squarrosa, but higher than that of T. aestivum. This difference may be accounted for the higher yield of NC4 than that of T. aestivum. Sequence analysis showed that three nucleotides in the rbcL of NC4 which were different from those of T. aestivum, corresponded to the No. 14, 86 and 95 amino acid residues of rbcL.     

小麦A，B和D基因组同源DNA序列在进化过程中的演变研究

选取已定位的大麦1H染色体的STS标记NWG913为引物,在普通小麦（Tritium aestivum L.）及其4个可能的起源种乌拉尔图小麦（T.urartu T.)、栽培一粒小麦（T.monococcum.L)栽培二粒小麦（T.dicoccum S.）、方穗山羊草（Ae.squarrosa L.)上特异性扩增。扩增产物克隆测序后对其进行序列分析,由序列差异的程度来确定这几个物种之间的亲缘关系。实验结果表明,普通小麦（Tritium aestivum L.)的A基因组此段序列与乌拉尔图小麦（T.urartu T.)、栽培一粒小麦（T.monococcum L.)、栽培二粒小麦（T.dicoccum S.)A基因组此段序列完全相同;普通小麦的D基因组此段序列与方穗山羊草（Ae.squarrosa L.)也完全相同;普通小麦的B基因组此段序列和栽培二粒小麦B基因组此段序列有0．61％的差异。研究结果一方面对现有的普通小麦A、B、D基因组起源和进化理论给予了分子水平上的证明,同时也揭示了同一物种不同的基因组化进化速度存在差异。     

Changes in rubisco content in relation to saccharides accumulation in wheat leaves during day

Two wheat varieties, T. durum (HD 4502) and T. aestivum (Kalyansona) were examined for photosynthesis rate and contents of sugars and rubisco protein in the flag leaf, at forenoon and afternoon at anthesis stage. A decrease in photosynthesis rate was observed in the afternoon compared to forenoon in both the varieties and was associated with an increase in non-reducing sugars and a decrease in rubisco content in the leaves.     

几种异质小麦核型的比较研究

本文以普通小麦中国春为对照,对(节节麦)中国春、(卵圆山羊草)中国春和(无芒山羊草)中国春3种同核异质杂种小麦的核型进行了分析比较,结果表明:它们的核型都与对照的一致,其核型公式均为2n=6x=42=36m+6sm,均属1A核型,从而证明了异源细胞质对普通小麦核型无明显影响。     

Inheritance of dense spike in diploid wheat and Aegilops squarrosa

The individuals of diploid wheat Triticum boeoticum, T. monococcum and T. sinskajae and goatgrass Aegilops squarrosa were picked out with screening the dense spike characteristics. The dense-spike accessions were discovered in diploid wheat (T. sinskajae) and Ae. squarrosa. Inheritance of the dense spike was studied. The trait was found to be controlled by a recessive gene in T. sinskajae and by an incomplete dominant gene in Ae. squarrosa. The dosage effect of dominant gene C was detected in interspecific pentaploid F1 hybrid plants T. compactum x T. palmovae (2n =35, A(u)A(b)BDD genome). The spike of pentaploid hybrid was not so dense as compared to hexaploid wheat T. compactum. This is the first report showing similarity of the expression of dominant gene C on D genome of the hexaploid wheat to that of dense spike gene in Ae. squarrosa. The existence of dense-spike accessions of Ae. squarrosa allows us to hypothesize that the origin of T. compactum is independent from that of common wheat.     

小麦×节节麦杂种发育的胚胎学研究

用石蜡切片法,对小麦经节节麦花粉授粉后不同时间固定的子房进行了细胞胚胎学观察。结果表明,节节麦花粉在小麦柱头上萌发良好,花粉管可顺利长入花柱和胚囊。观察的２３８个小麦子房中,１０５０％发生了双受精,产生了胚和胚乳;４６２％发生了单卵受精,只产生胚而无胚乳;３７８％发生了单极核受精,只产生胚乳而无胚;总受精率为１８９０％;成胚率为１５１２％。本文还报道了小麦与节节麦远缘杂交时雌雄性核的结合及杂种胚和胚乳的发育情况,探讨了小麦与节节麦杂交结实率低在胚胎学方面的原因     

Differential light regulation of the rbcS gene expression in two cell lines of the liverwort Marchantia paleacea var. diptera

A cDNA of the small subunit of ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO) gene (rbcS) was isolated from cells of the liverwort Marchantia paleacea var. diptera. The rbcS was expressed light-independently in a green line, but light-dependently in a yellow line. The accumulation of the large subunit of RuBisCO was regulated cooperatively with that of the small subunit.