鹅观草与大鹅观草杂种的细胞遗传学及形态学研究

大鹅观草（ Ｒｏｅｇｎｅｒｉａ ｇｒａｎｄｉｓ Ｋｅｎｇ） 是分布于我国陕西的一种多年生四倍体植物。为了探索大鹅观草与鹅观草（ Ｒｏｅｇｎｅｒｉａ ｋａｍｏｊｉ Ｏｈｗｉ） 间的物种生物学关系, 通过对其进行远缘杂交,幼胚离体培养, 合成了远缘杂种; 并对亲本及杂种Ｆ１ 代花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对行为及形态学进行了研究。结果表明杂种Ｆ１ 减数分裂染色体配对平均构型为： Ｒ－ ｋａｍｏｊｉ ×Ｒ－ｇｒａｎｄｉｓ１０－２６ Ⅰ＋ １２－３７ Ⅱ（ｃ－ 值＝ ０－７４） , 大鹅观草与鹅观草所含的ＳＹ 染色体组间存在较大的同源性分化; 杂种穗部特征大多数介于双亲之间。     

纤毛鹅观草同阿拉善鹅观草、大丛鹅观草间杂种细胞学研究

为了探索阿拉善鹅观草RoegneriaalashanicaKeng、大丛鹅观草RoegneriamagnicaespesD .F .Cui与纤毛鹅观草Roegneriaciliaris (Trin .)Nevski间的相互关系 ,将其进行了远缘杂交 ,通过幼胚离体培养 ,两个组合均成功合成了杂种。对亲本及杂种F1 花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对行为及形态学进行了统计分析。结果表明 ,上述物种的种间杂交较难进行 ,杂种F1 减数分裂染色体平均构型分别为 :R ciliaris×R alashanica 10 6 2Ⅰ 8 17Ⅱ 0 32Ⅲ 0 0 2Ⅳ (c -值 =0 4 4 ) ,R ciliaris×R magnicaespes 18 0 0Ⅰ 4 76Ⅱ 0 16Ⅲ (c -值 =0 2 1) ;杂种穗部特征多数介于双亲之间。阿拉善鹅观草、大丛鹅观草与纤毛鹅观草间至少有一个基因组具有较高的同源性 ,即为S基因组 ,本文对它们在分类中的地位也进行了讨论。     

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。     

分布于日本和中国的鹅观草及其杂种的形态学和细胞学研究

本文对分布于日本的Agropyron tsukushiense(Honda)Ohwi var. transiense(Hack.)Ohwi(2n＝6X＝42）和分布于中国的Roegneria kamoji Ohwi(2n＝6X＝42）及其杂种F1(2n＝6x＝42）进行了形态学及细胞学的研究,并同时探讨了亲本种的亲缘关系。总体来看,亲本材料之间在形态上虽有差异但并不十分显著。杂种F1的形态特征介于其父、母本之间。在减数分裂过程中,亲本种和杂种F1的染色体配对行为均十分正常。但在检查了大量的成熟花粉和穗状花序之后,发现杂种F1有部份不育现象。上述研究结果表明A.tsuku-shiense var.transiens的三个染色体组与R.kamoji的三个染色体组同源。结合形态学和育性等方面的研究资料,作者认为上述两个材料仍应属于同一分类等级。但必须指出,由于长期的地理隔离,他们之间产生了一定的形态变异和生殖障碍。按照国际植物命名法规（ICBN）上述两个材料应组合:Roegneria tsukushiensis(Honda)B．R．Lu,Yen et J.L.Yang 及其变种var.transiens(Hack.)B．R．Lu,Yen et J.L.Yang comb.nov．     

分布于日本和中国的鹅观草及其杂种的形态学和细胞学研究

本文对分布于日本的Agropyron tsukushiense (Honda) Ohwi var. transiense (Hack.) Ohwi (2n=6x=42)和分布于中国的Roegneria kamoji Ohwi (2n=6x=42)及其杂种F_1(2n=6x=42)进行了形态学及细胞学的研究,并同时探讨了亲本种的亲缘关系。总体来看,亲本材料之间在形态上虽有差异但并不十分显著。杂种F_1的形态特征介于其父、母本之间。在减数分裂过程中,亲本种和杂种F_1的染色体配对行为均十分正常。但在检查了大量的成熟花粉和穗状花序之后,发现杂种F_1有部份不育现象。上述研究结果表明A. tsukushiense var. transiens的三个染色体组与R. kamoji的三个染色体组同源。结合形态学和育性等方面的研究资料,作者认为上述两个材料仍应属于同一分类等级。但必须指出,由于长期的地理隔离,他们之间产生了一定的形态变异和生殖障碍。按照国际植物命名法规(ICBN)上述两个材料应组合为:Roegneria tsukushiensis (Honda) B. R. Lu, Yen et J. L. Yang及其变种var. transiens (Hack.) B. R. Lu, Yen et J. L. Yang comb. nov.     

phKL基因和Ph2基因缺失重组体的创制及其与小麦外源物种杂种的染色体减数分裂观察

以小麦(Triticum aestivum L.)双端体3DL为细胞学标记,用具有phKL基因的小麦地方品种“开县罗汉麦”为受体连续回交,将促进小麦外源部分同源染色体西己对的phKL基因和Ph2基因缺失重组在一起获得了重组体phKL Ph2^-。这种重组体有正常的育性。与只有phKL基因的小麦材料相比,重组体与外源物种Aegilops variabilis Eig．或黑麦(Secale cereale L.)杂种的部分同源染色体配对水平显著增加,表明Ph2基因的缺失体与phKL基因可能存在加性效应。部分同源染色体配对水平的增加农现在棒状二价体、环状二价体和三价体的数量变多而单价体数量减少。单价体的减少主要足由于棒状二价体的增加所造成的。在小麦外源遗传转移中,运用重组体phKL Ph2^-可能比单纯应用Ph2缺铁或phKL基因材料更理想。当与具有phlb基因的材料比较时发现,重组体phKL Ph2^-与Ae,variabilis(或黑麦)杂种的部分同源染色体配对水平显著降低,这丰要是由环状二价体和多价体的减少造成的,但是棒状二价体数量表现增加(与Ae.variabilis杂种)或达到类似水平(与黑麦杂种),这一有趣的发现从表现型上证明了Ph1基因与Ph2或phKL基因在诱导部分同源染色体配对时的遗传作用机制存在差异。     

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。     

7个鹅观草居群的形态学和细胞遗传学研究

鹅观草广泛分布于我国各地及日本和朝鲜等地,具有丰富的遗传变异,种内变异类型丰富,一些居群间存在明显的生殖隔离。本研究利用人工杂交、形态学、繁育学及染色体组分析方法对来自四川雅安、四川宜宾新文、四川宜宾翠屏山、青海、新疆、浙江及山东的7个鹅观草居群进行了遗传分化研究。结果显示:(1)不同居群在株高、穗长、外稃长等表型性状存在差异,各居群间杂种F1表型性状普遍优于两亲本居群,但是颖宽个别性状劣于亲本。(2)各居群间杂种F1染色体配对水平总体较高,但也存在差异;二价体数目变异范围为19.77~20.91,单价体数目变异范围为0.18~2.46,还有低频率的三价体、四价体出现。(3)杂种F1的育性为78.9%~89.67%,自然结实率43.05%~77.98%,其中浙江与四川宜宾翠屏山居群的杂种F1的自然结实率最低(43.05%)。以上结果表明,7个鹅观草居群间存在一定程度的分化,且与各居群的地理分布呈正相关;四川宜宾与浙江居群之间存在一定的生殖隔离,遗传变异较大。     

鹅观草属——人工合成双二倍体(2n=10x=70)的细胞学及育性的研究

本文对缘毛鹅观草(Roegneria pendulina)、鹅观草(R.tsukushiensis var.transiens)及其人工合成杂种F_1、双二倍体进行了细胞学,育性等的分析和研究。结果表明双亲的减数分裂,花粉育性和结实性均正常,杂种F_1的减数分裂不规则且完全不育;当代双二倍体的染色体数目为70,其减数分裂构型为:6.04 Ⅰ+26.21 Ⅱ+1.52 Ⅲ+1.59 Ⅳ+0.02 Ⅴ:第二代双二倍体的染色体数目为70,个别植株为69,减数分裂构型分别为:4.16 Ⅰ+27.33 Ⅱ+0.50 Ⅲ+2.16 Ⅳ和4.79 Ⅰ26.26 Ⅱ+1.13 Ⅲ+2.13 Ⅳ。与期望染色体配对模式相比,双二倍体中二价体出现的频率有明显增大的趋势。在减数分裂AⅠ和AⅡ分别观察到数目不定的落后单价体,大部份的四分体中出现了微核。双二倍体的育性得到了很大程度的恢复,其花粉可染色性及结实率分别为54.4％和64.0％。     

Cucumis sativus × C.hystrix种间杂种的形态学和细胞学观察

以甜瓜属种间杂种F1(2n=19,华南型黄瓜"二早子"×Cucumis hystrix)为试材,对其形态学、细胞学和育性作了观察分析.结果表明该杂种无雌花,雄花不能正常开放,表现高度不育.该杂种F1长势瘦弱,与笔者以前报道的种间杂种F1(C. hystrix与华北型黄瓜"北京截头"正反交)相比,在育性和形态学性状上有明显差异.花粉母细胞减数分裂观察发现,杂种F1的终变期和中期Ⅰ主要以17条单价体(Ⅰ)和1个二价体(II)存在;整个花粉母细胞的减数分裂行为异常,经常可见染色体滞后和纺锤丝定向紊乱,形成多极染色体,末期II后形成多分体,以致不能发育成正常的花粉粒,导致杂种F1高度不育.     

纤毛鹅观草与本田鹅观草的生物系统学研究

本文通过对鹅观草属的两个种:本田鹅观草(Roegneria hondai Kitagawa)和纤毛鹅观草(R.ciliaris(Trin)Nevski)及其种间杂种的形态变异、染色体配对行为和同工酶电泳酶谱的分析,研究了这两个种间的亲缘关系,杂种F_1减数分裂染色体配对数很高,F_1自然条件下具有低的结实率。R.ciliaris根部和幼叶的酯酶、过氧化物酯同工酶谱与R.hondai的酶谱间存在差异。上述结果表明,R.ciliaris和R.hondai亲缘关系很近,享有两个共同的基本染色体组,可拟定R.hondai的染色体组为S~hy~h。R.ciliaris同R.hondai间的亲缘关系较R.ciliaris同R.pendulina和R.pendulina同R.hondai间更近。     

小麦族鹅观草属三个物种的关系研究

通过形态学特征比较、种间杂交、染色体组配对和繁育学资料,探讨鹅观草属拟披碱草组纤毛草系中的三个物种毛叶鹅观草、纤毛鹅观草和竖立鹅观草间的亲缘关系。结果表明毛叶鹅观草与纤毛鹅观草、竖立鹅观草存在一定的生殖障碍,纤毛鹅观草和竖立鹅观草不存在生殖障碍。建议将毛叶鹅观草作为纤毛鹅观草的亚种,而竖立鹅观草作为纤毛鹅观草的变种处理较为适宜。     

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。     

种间杂种染色体配对所揭示的披碱草属植物StY基因组分化及其进化意义

在同倍体(homoploid)植物杂交-分化的物种形成(speciation)过程中,杂交后代与亲本之间的有效生殖隔离是新物种形成的关键。杂种与亲本在时间、空间、生态环境和基因水平上的隔离,保证了杂种后代的分化和稳定,并逐渐形成新物种。为了研究披碱草属(Elymus)含StY基因组四倍体物种的系统演化关系,本文对来自亚洲不同地理分布区的26种披碱草属植物进行了大规模的种间杂交和杂种F1减数分裂染色体配对行为的分析。结果表明各物种之间有不同程度的杂交亲合力,杂交结实率在各杂交组合之间有较大的变异(在4．8％-100％之间);但各物种之间的杂种F1完全不育。证明各物种之间形成了明显的生殖隔离。种间杂种F1减数分裂中期-I染色体配对分析的结果进一步表明,StY基因组随各披碱草属物种地理分布的不同而有不同程度的分化。来自同一分布区(如东亚或西亚分布区之内)物种的StY基因组分化程度较低,但来自不同分布区(如东亚和西亚)物种之间相同的StY基因组具有显著的分化。表明地理隔离对含StY基因组物种的分化起到了十分重要的作用。通过对种间和种内杂种F1的减数分裂异常现象和染色体配对频率变化规律的分析,作者认为细胞学水平的变化,如基因组同源性的分化和染色体结构的变异等都在杂种后代与亲本之间产生生殖隔离并逐渐形成新物种的进化过程中起到了积极的作用。     

异细胞质小麦与黑麦、小黑麦杂交对性状和减数分裂行为的影响

本文利用17种异细胞质“中国春”小麦与黑麦,小黑麦杂交,回交,研究其性状与减数分裂行为的表现。首次观察到D2型Ae.crassa.4x细胞质对同源染色体配对有抑制作用,对部分同源染色体配对有促进作用,SV型Ae.kotschyi细胞质对同源染色体,部分同源配对均有抑制作用,S1型Ae.sharonesis细胞质对部分同源染色体配对有促进,还观察到G型细胞质T.timopheevi,T.zhukovskyi,D2型细胞质,Ae.crassa 可提高产生有功能雌配子数,首次合成G型,SV型,D2型细胞质雄性不育的八倍体小黑麦,D2型细胞质八倍体小黑麦是光敏性雄性不育,在15小时以上的长光照条件下表现不育,这对进一步了解异细胞质的作用,小黑麦杂种优势的利用和小黑麦的改良均有重要意义。     

辣椒属种间杂种F_1植株的细胞遗传学研究

本文分析了南京早椒（ＣａｐｓｉｃｕｍｆｒｕｔｅｓｃｅｎｓＬ．ｖａｒ．ＣｏｎｏｉｄｅｅｓＢａｉｌｅｙ）和Ｃ．ｃｈｉｎｅｎｓｅ二亲本及Ｆ１杂种花粉母细胞减数分裂终变期和中期Ｉ染色体配对的构型。结果表明：二亲本花粉母细胞减数分裂染色体配对均正常,为１２个二价体（双单倍体２ｎ＝２４）。Ｆ１杂种花粉母细胞减数分裂染色体配对很不规则。其平均频率分别为单价体０．０３６,二价体９．１８,三价体０．０３６,四价体０．８０,六价体０．３８。南京早椒和Ｃ．ｃｈｉｎｅｎｓｅ染色体间存在着相互易位,因此,二亲本间彼此有差异。单价体出现极少,这可断定南京早椒与Ｃ．ｃｈｉｎｅｎｓｅ染色体间是部分同源的,但染色体组结构上存在着差异。由于染色体结构上差异,所以Ｆ１杂种的育性较低。     

披碱草属与大麦属系统关系的研究

禾本科中,披碱草属Elymus L.为多倍体属,约含150余种;大麦属Hordeum L.具二倍体和多倍体,约有40余种,该两属均广泛地分布于全球温带地区。该两属,尤其是披碱草属的系统分类较为困难。基于形态学的传统研究认为这两个属的系统关系较远,而细胞学研究的资料却表明,披碱草属的H染色体组起源于大麦属。笔者对来源不同的披碱草属和大麦属的物种进行了远缘杂交,并对其属间杂种F1的减数分裂中期I染色体配对行为进行了分析。结果表明,若以披碱草属作母本,该两属有相对较高的杂交亲合力,通过对杂种幼胚进行分割和离体培养,也能获得杂种F1植株。属间杂种植株的形态介于双亲之间,但更接近于披碱草属,杂种的生殖器官发育不健全,而且所有的杂种F1均完全不育。细胞学的观察结果表明,这两个属间的杂种F1通常具有较低的减数分裂中期I染色体配对数,但有较大的变异。通过笔者的工作及掌握的形态学和细胞学的资料分析认为：披碱草属和大麦属的亲缘关系较为复杂,不能一概而论。含H染色体组的披碱草属和大麦属物种有着较近的亲缘关系,但这两个属中所含的H染色体组已产生了程度不同的分化;不含H染色体组的披碱草属及大麦属的物种具有较远的亲缘关系。     

节节麦-簇毛麦属间杂种的形态学和细胞遗传学研究

通过远缘杂交,结合杂种幼胚离体培养,获得了节节麦（Aegilops tauschii,2n=14,DD）和簇毛麦（Dasypyrum villosum,2n=14,VV）的属间杂种F1。对杂种F1花粉母细胞减数(PMC)分裂中期Ⅰ (MⅠ)染色体配对行为进行观察发现,“节节麦×簇毛麦”杂种F1平均每PMC有1.25个棒状二价体, 染色体的平均构型为2n=14=11.49Ⅰ+1.25Ⅱ (Xta=1.25), 大部分被观察的细胞出现1～5个二价体, 表明节节麦D染色体与簇毛麦V染色体间具有相对较高的部分同源配对, D和V染色体之间存在一定的部分同源性。F1植株高度自交不育,经染色体加倍处理后能够自交结实。Abstract: ‘Aegilops tauschii×Dasypyrum villosum’ F1 hybrids were obtained by the combination of hybridization and embryo culture in vitro. Chromosome pairing behavior in meiosis of the hybrid F1 was carried out. Results showed that in an average , 1.25 rod bivalents were observed in one PMC, meiotic configuration was 2n=14=11.49Ⅰ+1.25Ⅱ(Xta=1.25) and most of PMCs possessed 1～5(rod) bivalens, indicating that the relatively high homeology was detected between the D genome of Ae.tauschii and the V genome of D.villosum. The morphological differences between F1 hybrids and their parents were significant. F1 plants were highly self-sterile, but partially self-fertile after treated by chromosome doubling technique.     

鹅观草×黑麦杂种F_1的形态及细胞遗传学研究

以鹅观草作母本,黑麦作父本进行杂交,采用杂种幼胚培养技术,首次成功地获得了F_1杂种。杂种穗形呈双亲的中间类型,完全雄性不育。花粉母细胞减数分裂中期在Ⅰ平均染色体配对构型为:27.01Ⅰ+0.47Ⅱ+0.02Ⅲ,后期Ⅰ形成大量的落后染色体以及发生不均等的两极分裂和多极分裂,进而形成多分体。花粉粒发育过程中出现不同数目的微核。