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…

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）＋０．０２Ⅸ（０－１）＋０．７５Ⅰ（０－５）。大量多价体的出现说明在Ｔｋ．ｐｏｎｔｉｃｕｍ中必然存在着染色体组重复。小麦和长穗偃麦草杂种Ｆ１根尖细胞及花粉母细胞染色体醋酸洋红     

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。     

小麦－黑麦－中间偃麦草三属杂种F_1及其花粉植株的细胞遗传学研究

２个小麦－黑麦－中间偃麦草三属杂种Ｆ１的减数分裂方为复杂,中期Ⅰ染色体平均每细胞构型为１９．５３Ⅰ＋１３．４７Ⅱ＋０．７０Ⅲ＋０．０６Ⅳ和１９．９９Ⅰ＋１３．４２Ⅱ＋０．６５Ⅲ＋０．０４Ⅳ＋０．０１Ⅴ,后期Ⅰ染色体分配不平衡,单价体并不一定排列在赤道板上,产生各种类型的异常四分体。１８株花粉植株染色体组成类型多样,在２个花粉植株中分别观察到端体和等臂染色体。单倍体花粉植株中期Ⅰ染色体配对频率较高,交叉值为１．５１－３．８５。本文还讨论了三属杂种和花药培养的结合应用。     

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。     

偃麦草与小偃麦染色体组构成的细胞遗传学研究Ⅱ.八倍体小偃麦与四倍体小麦杂种的减数分裂观察

在获得八倍体小偃麦“小偃7430”与二个四倍体小麦物种,硬粒小麦和提摩菲维小麦的杂种的基础上,观察了F_1的减数分裂。中期Ⅰ不仅出现许多单价体,还观察到极复杂的多价体,二个杂种平均每细胞构型分别为13.5Ⅰ+11.1Ⅱ+1.67Ⅲ+0.24Ⅳ+0.02Ⅴ+0.04Ⅵ和19.8Ⅰ+7.01Ⅱ+2.16Ⅲ+0.27Ⅳ+0.10Ⅴ+0.01Ⅵ+0.004Ⅶ。后一杂种后期Ⅰ细胞中观察到平均7.14个单价体排列于赤道板,其分裂过程显然与由交叉维系的染色体不同。对此杂种作了花药培养,得到了绿苗。讨论了以这种“8×4”杂种形成具有重建型染色体组的次级六倍体的可能性。     

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。     

偃麦草与小偃麦染色体组构成的细胞遗传学研究在Ⅴ.硬粒小麦与中间偃麦草杂交及回交的细胞遗传学研究

获得了硬粒小麦(2n=6x=28、AABB)与中间偃麦草(2n=6x=42、NNE_1E_1E_2E_2)杂种F_1及回交后代材料。统计分析杂种F_1及回交一代PMC MI染色体配对构型,认为中间偃麦草具较远缘的同亲关系(distant homologous)染色体组。由三价体出现频率分析,中间偃麦草不含小麦的B染色体组,建议用NE_1E_2为其染色体组公式。根据回交一代及其自交后代染色体数目,分析了六倍体小偃麦这一人工新物种的形成过程。     

偃麦草与小偃麦染色体组构成的细胞遗传学研究——Ⅱ.八倍体小偃麦与四倍体小麦杂种的减数分裂观察

在获得八倍体小偃麦“小偃7430”与二个四倍体小麦物种,硬粒小麦和提摩菲维小麦的杂种的基础上,观察了F₁的减数分裂。中期Ⅰ不仅出现许多单价体,还观察到极复杂的多价体,二个杂种平均每细胞构型分别为13.5Ⅰ+11.1Ⅱ+1.67Ⅲ+0.24Ⅳ+0.02Ⅴ+0.04Ⅵ和19.8Ⅰ+7.01Ⅱ+2.16Ⅲ+0.27Ⅳ+0.10Ⅴ+0.01Ⅵ+0.004Ⅶ。后一杂种后期Ⅰ细胞中观察到平均7.14个单价体排列于赤道板,其分裂过程显然与由交叉维系的染色体不同。对此杂种作了花药培养,得到了绿苗。讨论了以这种“8×4”杂种形成具有重建型染色体组的次级六倍体的可能性。     

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。     

小麦与长穗偃麦草、中间偃麦草杂种及其衍生后代的细胞遗传学研究──Ⅲ．小麦和偃麦草基因重组的遗传基础浅析

十倍体长穗偃麦草和六倍体中间偃麦草均含有一些基因促使部分同源的染色体之间发生配对,这些基因分布于不同的染色体组中,并具很强的传递力。小麦与长穗偃麦草杂种回交后代的部分植株在减数分裂后期出现多条染色体同时断裂现象,使不同染色体通过断口联结形成新的易位成为可能。上述二因素可能是造成小麦和偃麦草基因重组的主要原因之一。     

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。     

一个小麦-中间偃麦草异代换系的形态学和细胞学鉴定

中间偃麦草含有丰富的优良基因,在小麦的遗传改良中具有重要利用价值。对从中间偃麦草与小麦品种烟农15杂种后代(BC2F4)中选育的小麦种质系山农0095进行形态学和细胞学鉴定,结果表明：山农0095株高78cm,穗长17．3cm,旗叶长36．3cm,旗叶宽3．03cm,茎杆粗壮,繁茂性好,既长又宽的旗叶、长圆锥型穗是其显著的形态学特征;其根尖细胞染色体数日为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMC M Ⅰ)染色体构型为2n=21Ⅱ;它与普通小麦的杂种FⅠPMC M Ⅰ绝大多数细胞出现2个单价体,没有观察到多价体,平均染色体构型为2n=20．08Ⅱ 1．84Ⅰ。以上结果表明,山农0095是一个小麦-中间偃麦草的双体异代换系。     

硬粒小麦、提莫菲维小麦与四倍体长穗偃麦草属间杂种的形态和细胞遗传学研究

首次获得硬粒小麦（Triticum durum Desf),提莫菲维小麦（T.timopheevi Zhuk)与四倍体长穗偃麦草（tetraploid Elytrigia elongata)的属间杂种,杂交当代结实率分别为5．29％和1．41％,杂种均表现为多年生,具很强的生活力,形态上呈双亲中间类型,杂种F1自交不育,用普通小麦,硬粒小麦回交,以硬粒小麦为母本的F1均获得交种子,杂种F1花粉母细胞减数分裂中期I染色体配以构型分别为：13．78I＋6．87II＋0．147III,9．10I＋9．11 II＋0．20III,F1形成的二价体主要是四倍体长穗偃麦草染色体之间配对所致,并推测四倍体长穗偃麦草具促进小麦部分同源染色体配对或抑制小麦ph基因作用的特殊遗传系统。     

八倍体小偃麦染色体组分析

本文对普通小麦与长穗偃麦草(Elytrigia elongata=Agropyron elongatum.2n=70)杂交选育出来的5个八倍体小偃麦的染色体组进行了研究。通过八倍体小偃麦与普通小麦杂交,八倍体小偃麦相互间杂交,观察了杂种F_1花粉母细胞减数分裂行为。根据观察结果,讨论了长穗偃麦草染色体组的构成,认为长穗偃麦草的染色体组为E_1E_2F_2F_2N较为合适。在此基础上,确定了5个八倍体小偃麦的染色体组:7430为ABDE_1,68为ABDF_1,693为ABDF_1,7631为ABDF_2,784为ABDN。另外,还讨论了八倍体小偃麦染色组的重组问题。     

普通小麦与华山新麦草的杂交

华山新麦草是分布在秦岭山脉华山段的1个特有种,经细胞学鉴定为二倍体种(2n=14)。利用普通小麦与之杂交并通过幼胚培养获得了杂种,杂交结实率为0.19%,幼胚培养出苗率为33.3%。杂种表现为双亲的中间型,杂种F_1体细胞染色体数为2n=28,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ每细胞平均0.99个二价体,26.01个单价体。杂种花粉粒败育,以小麦花粉与杂种回交时获得了种子,回交结实率为2.5%。回交一代体细胞染色体数为2n=49,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体构型多数为2Ⅲ 7Ⅰ。     

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。     

长芒猬草与华山新麦草属间杂种的形态学和细胞学研究

为研究长芒猬草Hystrix duthiei ssp．longearistata的染色体组成,将其与华山新麦草Psathyrostachys huashanica进行了人工杂交,获得杂种F₁。对亲本及杂种F₁,花粉母细胞减数分裂染色体配对行为、繁育 特性和形态特征进行了比较分析。结果表明：杂种F₁的许多形态特征介于父母本之间,花粉完全不育, 结实率为0;杂种F₁花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对较高,55.12％的细胞形成5个或6个二价 体,其构型为：9.83Ⅰ+5.46Ⅱ+0.07Ⅲ,C-值为0.57。以上结果表明H．duthiei ssp．Longearistata含有Ns染色体组。本文还讨论了Hystrix与Leymus的关系。     

偃麦草属三个种的染色体组研究

本文综合应用体细胞染色体分带、杂交一代 PMc MI 染色体构型统计和同工酶分析,研究了偃麦草属三个种的染色体组构成。结果表明:中间偃麦草不含与小麦同源的 B 组,有两个组部分同源,其染色体组可用 xE_1E_2表示。长穗偃麦草(10x)也不含 B 组,有四个组两两部分同源,是部分同源异源十倍体,染色体组公式为 xE_1E_1F_1F_2。四倍体偃麦草的两个染色体组间缺少同源性。     

小麦品种小偃6号染色体结构变异的细胞学研究

本文报道了小麦品种小偃6号的染色体结构变异。小偃6号及其亲缘品种与中国春小麦杂交,杂种F_1染色体配对资料表明:小偃6号及其父本小偃96与中国春在染色体结构上有很大差异。八倍体小偃麦小偃693与小偃6号和小偃96杂种F_1减数分裂中期出现19″+2′′′+5′的染色体构型,说明小偃6号和小偃96至少含有两个长穗偃麦草染色体片段。将小偃6号与中国春双端体系列杂交,杂种F_1中1AL、2AS、5AS、6AS和7BS端着丝点染色体配对频率极显著地低于(中国春×小偃6号)F_1的平均染色体臂配对频率(90.1％),从而将小偃6号中的异源片段局限于这5个染色体臂内;同时发现:1AL、2DS、4DS、6AL及3B(t″s+t′L)端体中的端着丝点染色体参与了杂种F_1中多价体的形成,或与此有关,故认为小偃6号与中国春至少有两个相互易位的差异,涉及到染色体1A、2D、3B、4D和6A。文章还对小偃6号异源易位的起源和鉴定等进行了讨论。     

小麦-中间偃麦草双体异附加系的鉴定

利用形态学、细胞学、A-PADE和RAPD方法,对5个小麦-中间偃麦草(Thinopyrum intermedium)双体异附加系Line 1、Line 4、Line 10、Line 14和Line 15进行了鉴定。细胞学鉴定结果表明,它们根尖细胞染色体数目为2n=44,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)染色体构型为2n=22 Ⅱ,具有高度的细胞学稳定性;形态学鉴定和A-PADE电泳分析证明,Line 1和Line 15可能附加了中间偃麦草第7部分同源群的染色体,Line 10和Line 14可能附加了中间偃麦草第1部分同源群的染色体,Line4则可能同时存在多种染色体变异;RAPD分析表明,在供试的100个随机引物中,有5个引物S21、S29、S57、S121和S152能够在亲本中间偃麦草和双体异附加系中稳定扩增出特异带型,并可作为异附加系所附加染色体的特异RAPD标记。