加拿大披碱草与2种国产披碱草杂种F1愈伤组织诱导及植株再生研究

对加拿大披碱草×披碱草F1和加拿大披碱草×圆柱披碱草F1的幼穗外植体愈伤组织诱导及植株的再生进行了研究.试验筛选出2个杂交种愈伤组织诱导的最适培养基均为:MS 400 mg/L CH 3.0 mg/L 2,4-D;最适继代培养基为MS 400 mg/L CH 1.0 mg/L 6-BA 0.5 mg/L 2,4-D;最适幼苗分化培养基为:MS 400 mg/LCH 3.0 mg/L 6-BA 0.5 mg/L NAA;最适生根培养基为:MS 0.5 mg/L NAA 0.5 mg/L IBA.这一组培体系的建立,为2个种间杂交种的种质保存及利用奠定了基础.     

加拿大披碱草×野大麦三倍体杂种染色体的分子原位杂交鉴定

加拿大披碱草与野大麦 2个四倍体多年生禾草杂交产生的属间杂种F1为三倍体 (2n =3x =2 1) ,丢失了与亲本染色体基数相同的 7条染色体。为查明该杂种F1的染色体构成 ,应用基因组分子原位杂交方法 ,将父本(♂ )野大麦基因组 (H1H1H2 H2 )DNA用荧光生物素标记作为探针 ,以母本 (♀ )加拿大披碱草基因组 (SSHCHC)DNA作为封组 ,对杂种F1根尖细胞有丝分裂中期的染色体DNA进行原位杂交。结果表明 :三倍体杂种F12 1条染色体中 ,有 14条出现偏黄色荧光信号 ,来自父本 (♂ )野大麦H1H2 基因组有 7条出现橙红色荧光信号 ,来自母本 (♀ )加拿大披碱草S基因组、加拿大披碱草HC 基因组的 7条染色体丢失。     

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。     

加拿大披碱草、老芒麦及其杂种F1代的RAPD分析

加拿大披碱草和老芒麦是披碱草属地理性远缘的2个种。采用RAPD技术,筛选了16个随机引物对这2个种及其F1代进行遗传多态性检测。在获得的186个位点中,114个为多念性位点,占61．29％。从种群内的遗传多态性来看,加拿大披碱草的多态性位点百分率最高(242．04%),其次是老芒麦(9．14%),杂种F1(1．61％)。从种群间的遗传关系来看,加拿大披碱草和老芒麦的遗传距离为0．4979,杂种F1与母本加拿大披碱草的遗传距离(0．2720)较近,而与父本老芒麦的遗传距离(0.4074)相对较远。     

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。     

植株密度和氮素互作对垂穗披碱草生物量分配的影响

垂穗披碱草（Elymus nutans）是高寒地区建植和改良栽培草地的首选草种。虽然合理植株密度和氮素添加量是垂穗披碱草栽培草地稳产的关键因子,但两者之间是否存在最佳互作组合仍不清楚。采用盆栽试验,通过分析不同植株密度（58、102、146株/m²）和氮素添加量（0、200、400 mg/kg）组合状态下垂穗披碱草株高、单株分蘖数、地上生物量、地下生物量、根系体积和地上地下生物量比,以确定理论上是否存在植株密度和氮素添加量的最佳组合。结果表明：随植株密度增加,垂穗披碱草株高、地上生物量和地上地下生物量比值均先增加后降低,而单株分蘖数逐渐减小,根系体积和地下生物量先增加后保持相对稳定;随氮素添加量增加,垂穗披碱草单株分蘖数、地上生物量和地上地下生物量比值均表现为先增加后降低,地下生物量逐渐降低。植株密度与氮素添加量互作虽然对垂穗披碱草的根系体积和单株分蘖数没有显著影响,但两者互作显著影响了垂穗披碱草株高、地上生物量、地下生物量、地上地下生物量比（P<0.01）,这些指标与植株密度和氮素添加量的关系均表现为一个开口向下的抛物面。当植株密度为102株/m²和氮素添加量为200 mg/kg时,垂穗披碱草栽培草地产量最大,生物量分配最优。垂穗披碱草植株密度和氮素添加互作时理论上存在最佳组合,这为垂穗披碱草栽培草地的田间管理提供了理论依据。     

美味猕猴桃原生质体再生植株细胞遗传学研究 Ⅰ．体细胞染色体数目的变化

研究了美味猕猴桃叶愈伤组织原生质体再生植株和母株（Ａｃｔｉｎｉｄｉａ ｄｅｌｉｃｉｏｓａ ｌｉｎｅＮｏ．２６）茎尖体细胞染色体数目。结果表明：母株２ｎ＝６ｘ＝１７４．所测２９株再生植株的茎尖体细胞染色体数目差异显著。多为非整位体类型,占所测植株的７２．４％左右;体细胞染色体数目介于１４２－３１０条之间,其中２ｎ＝６ｘ＝１７４约占２０．７％,少于１７４条染色体的植株约占３１．０％,超过１７４条染色体     

美味猕猴桃原生质体再生植株细胞遗传学研究 Ⅰ．体细胞染色体数目的变化

研究了美味猕猴桃叶愈伤组织原生质体再生植株和母株（ＡｃｔｉｎｉｄｉａｄｅｌｉｃｉｏｓａｌｉｎｅＮｏ．２６）茎尖体细胞染色体数目。结果表明：母株２ｎ＝６ｘ＝１７４。所测２９株再生植株的茎尖体细胞染色体数目差异显著,多为非整倍体类型,占所测植株的７２．４％左右;体细胞染色体数目介于１４２－３１０条之间,其中２ｎ＝６ｘ＝１７４约占２０．７％,少于１７４条染色体的植株约占３１．０％,超过１７４条染色体的植株则占４８．３％左右。个别单株部分茎尖体细胞在有丝分裂后期出现染色体桥、断片和落后染色体等异常现象。并对以上现象进行了扼要的讨论。     

中国春phlb突变体与多倍体Aegilops杂种F1回交植株（BC1F1）的细胞学研究

中国春phlb突变体与5个多倍体Aegilops的杂种F1用普通小麦进行回交,并对回交一代（BC1F1）的细胞学进行了研究。结果表明,BC1F1植株花粉母细胞最高染色体数56条,最低35条,一般情况下phlb基因可以增加BC1F1植株的染色体数（不是所有组合）,但不能增加染色体配对水平。杂种F1回交时有效雌配子最高染色体数在含有phlb基因组合中高于不含phlb基因的组合,但最低不杂色体数目相等,且含有21条染色体雌配子最具有竞争力,同时也证明,回交的成功并不取决于杂种F1通过重建分裂（restitution division)形成的未减数雌配子。     

老芒麦和垂穗披碱草rDNA-ITS序列分析

分析了老芒麦和垂穗披碱草rDNA-ITS序列,为这两个种的鉴别提供分子指纹图谱,为系统发育提供分子生物学依据。结果表明,22份材料的ITS、ITS1、5.8S、ITS2序列长度均相同,依次为604bp、222bp、164bp、218bp,GC含量依次为62.25%～63.08%,62.16%～63.06%,59.76%,64.22%～65.60%。除5.8S外,碱基位点都有不同程度的变化,一些变异位点有明显的种性变异规律,可作为老芒麦和垂穗披碱草种质DNA指纹特异鉴别位点。7个ITS序列的同源性98.7%～99.8%,遗传分歧0.2～1.3,具有保守性,为非近期分化类群。系统发育分析表明不同来源地的同种材料,差异主要表现在DNA变化快慢及碱基替换数,但相同的种归为一类,进一步反映了种内的遗传稳定性。     

马铃薯杂种无性株系的SSR鉴定及花粉育性和染色体构型分析

为明确马铃薯‘MB09’ב陇薯7号’杂种F1无性株系在DNA和细胞遗传学水平上的差异,该试验以亲本材料为对照,利用SSR分子标记技术对其20个优良无性株系(F1无性系一代)的DNA指纹特征进行分析,并采用常规制片镜检方法对已选出的8个杂种优良株系(F1无性系二代)的花粉育性及花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)的染色体配对构型进行了研究,为马铃薯杂交新品系选育提供分子细胞遗传学依据。结果显示:(1)试验共筛选出2对SSR特异引物C57和S25,通过PCR扩增建立了能识别出这20个杂种株系及其双亲的SSR指纹图。(2)杂种优异株系F1-1、F1-2、F1-7、F1-11、F1-13、F1-14、F1-15和F1-20的花粉可育率变幅为36.73%~87.08%,并以株系F1-7最高(87.08%),而且显著超过高亲(83.33%),说明各优良株系花粉育性有一定差异。(3)对8个优异株系花粉母细胞的PMCMⅠ观察发现,各优良株系的染色体配对构型明显不同,均包括单价体、二价体、三价体和四价体4类,其中二价体构型的比例最高,其介于49.13%~82.91%之间,其中以株系F1-7的二价体比例最高(82.91%)。该研究明确了20个马铃薯杂种优良株系的SSR指纹特征和8个优异株系的花粉育性及染色体配对构型差异。     

利用SSR标记对垂穗披碱草和老芒麦进行物种鉴定和遗传变异分析

垂穗披碱草(Elymus nutans)和老芒麦(Elymus sibiricus)皆为花序下垂类披碱草属物种,高海拔地区的E.sibiricus的部分变异类型也具有小穗紧密排列等特征,与E.nutans在形态学性状上具有较多的交叉,造成野外种质资源采集时进行直接的田间鉴定存在困难。本研究利用12对小麦族SSR引物对8份垂穗披碱草和10份老芒麦种质进行遗传变异和物种鉴定分析,UPGMA聚类分析表明供试材料明显可依据物种差异划分成两大类,主向量分析(PCo A)与聚类分析的结果保持一致。种质间遗传相似系数分析和分子方差分析(AMOVA)也表明种间变异远高于种内。另外,本研究筛选出3对引物,ESGS79和ESGS155能够在垂穗披碱草材料中扩增出特异性条带,Xgwm311能够在老芒麦材料中扩增出特异性条带,这3对引物能够作为区分垂穗披碱草和老芒麦的依据,为野外种质资源的收集以及田间育种工作提供指导。     

Genomic constitution and taxonomy of the Chinese hexaploids Elymus cylindricus and E. breviaristatus (Poaceae: Triticeae)

Elymus cylindricus (2n = 6x = 42) and E. breviaristatus (2n = 6x = 42) are distributed in grasslands and deserts of northern and north‐western China. Their genomic constitution and taxonomic status are unclear. Elymus cylindricus was crossed with E. wawawaiensis J.R.Carlson & Barkworth ( StH ), Roegneria grandis Keng ( StY ) and Campeiostachys dahurica (Turcz. ex Griseb.) B.R.Baum, J.L. Y ang & C. Y en var. dahurica ( StYH ). Meiotic pairing in the hybrids E. cylindricus × E. wawawaiensis ( StH ), E. cylindricus × R. grandis ( StY ) and E. cylindricus × C. dahurica var. dahurica ( StYH ) showed on average 10.00, 11.30 and 20.92 bivalents per cell, respectively. Elymus breviaristatus was crossed with C. dahurica var. dahurica ( StYH ) and E. cylindricus. Chromosome pairing in the hybrids of E. breviaristatus × C. dahurica var. dahurica and E. breviaristatus × E. cylindricus showed on average 19.60 and 19.27 bivalents, respectively. Genomic in situ hybridization (GI SH ) revealed the presence of St , Y and H genomes in E. cylindricus and E. breviaristatus. An intergenomic rearrangement was observed in E. cylindricus using GI SH . Meiotic pairing data and GI SH indicated that both E. cylindricus and E. breviaristatus are allohexaploids containing the StYH genomes. Elymus cylindricus and E. breviaristatus should be treated as Campeiostachys dahurica var. cylindrica and Campeiostachys breviaristata, respectively.     

Morphological Identification of Elymus sibiricus,E. nutans,and E. burchan-buddae,and Their Genomic Relationships

In order to investigate morphological variations of Elymus sibiricus L., E. nutans Griseb., and E. burchan-buddae (Nevski) Tzvelev ［=Roegneria nutans (Keng) Keng］, and to explore their systematic relationships, six morphological characters were measured and compared between the Elymus species. Interspecific hybridizations between E. nutans and E. sibiricus, and E. burchan-buddae were carried out with the aid of embryo rescue. Chromosome pairing behaviour was also analysed at metaphase- I of meiosis in pollen mother cells of F₁ hybrids. Morphologic characters, such as length of spikes and length of glumes varied considerably between different individuals of each species, whereas length and width of paleas were quite stable and different between species. The interspecific hybrids were completely sterile and their meioses were irregular. Meiotic configuration of E. nutans × E. burchan-buddae was 7.70I +13.40Ⅱ+0.06Ⅲ+0.08 IV, whereas that of E. sibircus×E. nutans was 11.98I+9.61Ⅱ+0.64Ⅲ+0.39Ⅳ+0.01V. It is concluded from the morphological and cytological study that (1) it is possible to identify the three Elymus species using the palea character, in addition to other traditionally applied characters; (2) Elymus nutans and E. burchan-buddae have a comparatively high genomie relationship, while E. nutans and E. sibircus have a relatively low genomic affinity to one another; and (3) a certain chromosome pairing regulator was presented in the hybrid between E. burchan-buddae andE. nutans.     

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。     

植物染色体数目及其变异与生境关系初探

染色体是基因的载体 ,基因决定生物的性状 ,一定的性状则适应特定的环境。染色体对生物繁衍后代 ,延续种族起着重要的作用。虽然在一定的生境中 ,植物的染色体是恒定的 ,但是大尺度的生境异质性往往导致染色体水平的变异 ,从而增加了物种的遗传多样性。由于一个物种的稳定性和进化潜力依赖其遗传多样性 ,因此保护遗传多样性成为生物多样性保护的最终目的[1 ] 。近年来 ,由于分子生态学的兴起 ,目前遗传多样性研究多集中于同工酶遗传多样性、蛋白质多样性、ＤＮＡ序列多样性和基因位点多样性的研究[2～8,34～ 36] ,而细胞水平的遗传多样性与…