埃塞俄比亚芥与诸葛菜属间杂种的基因组原位杂交分析

用幼胚培养方法重新获得的埃塞俄比亚芥(Brassica carinata A.Braun,2n=34)与诸葛菜(Orychophragmus violaceus (L.)O.E.Schulz,2n=24)的属间杂种仍为混倍体(2n=14～34),2n=34细胞的频率最高;绝大多数花粉母细胞(PMCs)表现正常的17个二价体配对和17：17的分离。基因组原位杂交分析结果表明,在所有体细胞和PMCs中不含有整条的诸葛菜染色体,2n=34的体细胞和PMCs中包含了来自黑芥(B．nigra (L．)Koch,2n=16)的16条染色体。这些具有完全或部分埃塞俄比亚芥染色体组成的细胞,可能来源于以前提出的杂种细胞在有丝分裂中完全或部分亲本染色体组分开和染色体复制,并伴随诸葛菜染色体的消除。     

芥菜型油菜与埃塞俄比亚芥杂种基因组原位杂交分析

原产于非洲的埃塞俄比亚芥(Brassica carinata,2n=34,BBCC)具有适应于炎热干旱地区种植等特点,是改良我国芥菜型油菜(B.juncea,2n=36,AABB)的重要种质资源。本研究用基因组原位杂交方法(GISH,Genomic in situ hybridization)分析了芥菜型油菜与埃塞俄比亚芥种间杂种花粉母细胞的染色体分离,发现在后期I染色体主要以17∶18类型分离,其次是16∶19,染色体落后现象偶然发生,其中B染色体组以8∶8的分离比率较高,表明不同来源的B染色体可正常配对分离。本研究表明,芥菜型油菜与埃塞俄比亚芥远缘杂交,通过染色体同源重组(B染色体间),以及部分同源染色体配对交换的方式(A、B、C基因组间),有可能将埃塞俄比亚芥优良遗传成分转移到芥菜型油菜中。     

白菜型油菜在中国的起源与进化

以云南长角(甘蓝型油菜,B．napus)、青海牛尾梢(芥菜型油菜,B．juncea)、汕头芥蓝(B．alboglabra)和黑芥(B．nigra cy giebra)为参照品种,对不同地理来源的82份白菜型油菜(B．campestris L．)资源进行了形态学鉴定和RAPD分子标记分析。利用分子进化遗传分析软件(MEGA)构建白菜型油菜的系统发育树,以揭示白菜型油菜在我国的起源与进化。分析表明：北方小油菜(B．campestris var．oleifera)的起源早于南方油白菜(B．chinensis var.oleif-era);冬油菜(Winter type B．campestris var．oleifera)的起源早于春油菜(Spring type B．campestris var．oleifera);关中蔓菁是起源较早的北方小油菜。陕西可能是北方小油菜的起源地,后来逐渐分化出广泛种植于甘肃、青海等地的春油菜;南方油白菜可能起源于云南、贵州、四川、湖北等地。形态性状与分子标记相结合,可用于研究白菜型油菜的起源与进化。     

新疆昭苏野生油菜与黑芥品种尤嫩斯染色体组型和带型比较研究

大量的细胞学观察表明,昭苏野生油菜与黑芥之间,不论是在染色体数上,还是在染色体组型、带型以及染色体大小、总长上都有较大的差异。昭苏野生油菜的染色体数为2n=18,芥黑则为2n=16;染色体组型,前者为14m+4m(SAT),后者为8m+4sm+4sm(SAT);染色体带型,前者为12C/C+2CN/C+2WN~O/O+2W/O,后者为12C/C+2WN/C+2WN~O/C;染色体长度前者为2.00—4.00μ,后者为6.48—3.75μ,虽然黑芥染色体条数少于野生油菜,但总长度却长于昭苏野生油菜。通过观察测量和分析比较,我们认为,昭苏野生油菜与黑芥在亲缘关系上有着较大的距离,二者为不同的物种。     

高频率产生芸苔属非整倍体和纯合植株及基因组原位杂交分析

进行了芥菜型油菜(Brassica juncea (L.) Czern. &; Coss.)和埃塞俄比亚芥(B. carinata A. Braun)与新油料植物资源诸葛菜(Orychophrogmus violaceus (L.) O. E. Schulz)之间的属间杂交, 并对产生的后代植株进行了基因组原位杂交分析. 结果表明, 芥菜型油菜与诸葛菜的杂交后代由3类混倍体组成, 第一类的体细胞和花粉母细胞(PMC)主要含有芥菜型油菜的36条染色体和附加的诸葛菜染色体(2n = 36 ~ 44); 第二类(2n = 30 ~ 36)主要产生具有芥菜型油菜染色体的PMC(2n = 36)和1 ~ 4对芥菜型油菜染色体被诸葛菜染色体所代换的代换型PMC(2n = 36); 第三类(2n = 30 ~ 36)植株的PMC则只具有芥菜型油菜染色体(2n = 36). 而埃塞俄比亚芥与诸葛菜的杂交后代由两类混倍体(2n= 29 ~ 34)组成, 第一类的绝大多数PMC的染色体数目(2n= 34)及行为与母本埃塞俄比亚芥植株的一样, 只是部分PMC包含1 ~ 3对诸葛菜染色体, 而第二类的PMC只具有埃塞俄比亚芥的34条染色体. 从以上杂种的后代中获得了芸苔属亲本种的附加系、代换系、 亚倍体和纯合植株. 这些结果为在芸苔属与诸葛菜属间杂交中可能发生的亲本种染色体组分开现象提供了分子细胞遗传学证据.     

新疆野生油菜细胞遗传学研究──Ⅱ．染色体的形态特征、过氧化物酶同工酶和mtDNA分析

对７０个不同编号的新疆野生油菜和黑芥进行了染色体形态特征、过氧化物酶同工酶和ｍｔＤＮＡ的研究,结果表明：新疆野生油菜的染色体数为２ｎ＝１８,不同于黑芥（Ｂ．ｎｉｇｒａ）尤嫩斯２ｎ＝１６。新疆野生油菜与黑芥的核型都为Ｂ型,但染色体比不同,新疆野生油菜的染色体比小于黑芥。用吉姆萨染色,新疆野生油菜带型不同于黑芥,最明显的差异是新疆野生油菜有一对染色体显全带,表示为组成型异染色质,而黑芥没有。过氧化物酶酶带的明显差异是新疆野生油菜比黑芥多一条酶带。ｍｔＤＮＡ分析表明,新疆野生油菜与黑芥都有主带ＤＮＡ分子,但新疆野生油菜还有两条质粒状ＤＮＡ带,而黑芥没有。由此认为新疆野生油菜与黑芥不是同一个种,但亲缘关系密切,并推测在黑芥的演化过程中,新疆野生油菜可能是最原始的类型,到现在或许还有少数的过渡类型。     

传粉导致的转基因白菜与其近缘种属材料间的基因流动

从形态、染色体及分子水平上证实,转基因不结球白菜(Brassica campestris ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee)中编码除草剂Basta抗性的bar基因能在田间条件下,经自然传粉,以较高频率侵入芜菁(B. campestris ssp. rapifera)、结球白菜(B. campestris ssp. pekinensis)和不结球白菜(B. campestris ssp. chinensis)的基因组中,也能少量侵入同属异种的甘蓝型油菜(B. napus)基因组中; 在温室人工辅助授粉条件下,除在上述种中的基因漂移率提高外,bar基因尚能以一定频率侵入同属的黑芥(B. nigra)、埃塞俄比亚芥(B. carinata)、芥菜(B. juncea)基因组中,但始终未能得到转基因白菜与结球甘蓝(B. oleracea)、萝卜(R. sativus)的杂种.转基因白菜与十字花科的7种常见杂草经温室人工辅助授粉,也均未得到抗性杂种.     

甘蓝型油菜与埃塞俄比亚芥杂交创制有限花序新种质

远缘杂交是作物遗传改良和种质创新的重要途径。本研究通过甘蓝型油菜(2n=38,AACC)与埃塞俄比亚芥(2n=34,BBCC)的种间杂交获得了形态属于两亲本中间型的杂种F_1,且表现埃塞俄比亚芥的有限花序特性。该杂种具有预期的体细胞染色体数目(2n=36,ABCC),GISH分析显示含有8条B染色体组的染色体;在减数分裂终变期的花粉母细胞中出现多种染色体配对构型,在后期Ⅰ染色体分离多以17∶19分离为主,但在后期Ⅰ及后Ⅱ期均出现大量的落后染色体、染色体桥,导致花粉败育。将该杂种与亲本甘蓝型油菜品种中双11连续回交,获得有限花序的后代材料BC_5F_1,其他形态特征与中双11类似,其体细胞染色体数目恢复至2n=38,减数分裂染色体行为也正常;GISH分析虽检测到少数B染色体组信号,但没有整条的染色体。利用46对B基因组特异引物对有限花序杂种及后代材料进行SSR扩增,发现在杂种F_1及部分BC_5F_1植株中都能检测到B基因组特异带,表明有埃塞俄比亚芥B基因组遗传成分的导入。所创建的有限花序新品系为油菜的遗传改良和选育适于机械化作业的新品种提供新材料。     

花椰菜与黑芥非对称体细胞杂种的鉴定分析

选用兼具抗黑腐病、黑胫病、根肿病的野生种质黑芥(B.nigra)作为供体,具有良好原生质体培养能力的花椰菜(Boleracea var.botrytis L.)基因型"0307"作为受体,供体叶肉原生质体经不同剂量UV照射处理后,通过PEG介导,与不经任何处理的受体下胚轴原生质体融合,培养获得再生植株.形态学观察显示再生植株的表型多样,呈偏向受体花椰菜类型及中间类型分布:SRAP分子标记特征表明,杂种中受体的遗传信息较为完整,而来自供体的特异扩增带丢失量约为20.0%-97.8%,且不同杂种中存在热点丢失序列;约23.0%的再生植株其染色体数目小于供、受体染色体数之和;采用流式细胞仪对再生株的细胞DNA含量进行分析,结果显示,20%的植株其DNA含量小于供、受体DNA含量总和.对22棵再生植株进行了黑腐病人工接种抗性鉴定,17棵再生植株表现良好抗性,初步证明通过非对称体细胞杂交技术已将外源抗性基因转入花椰菜中.实验表明UV辐射处理,导致再生植株中供体遗传信息的部分丢失或者染色体在不同程度上的消减,获得了花椰菜与黑芥的非对称体细胞杂种,但UV的剂量效应不明显.     

中国部分杨属植物的染色体数目

对中国杨属Populus L. 5组14种(银白杨P. alba L.、河北杨P. hopeiensis Hu & Chow、毛白杨P. tomentosa Carr.、欧洲山杨P. tremula L.、小叶杨P. simonii Carr.、辽杨P. maximowiczii Henry、大青杨 P. ussuriensis Kom. 、青杨P. cathayana Rehd.、小青杨P. pseudo-simonii Kitag.、香杨P. koreana Rehd.、毛果杨P. trichocarpa Torr. & Grog.、大叶杨P. lasiocarpa Oliv.、欧洲黑杨P. nigra L.、胡杨P. euphratica Oliv.),3变种(新疆杨P. alba L. var. pyramidalis Bge.、箭秆杨P. nigra L. var. thevestina Bean.、钻天杨P. nigra L. var. italica (moench.) Koehne),3杂交种(小钻杨P.×xiaozhuanica W. Y. Hsu & Liang、北京杨P.×beijingensis W. Y. Hsu、加杨P.×canadensis Moench、晚花杨P.×canadensis Moench cv. “serotina” 、沙兰杨P.×canadensis Moench cv. “Sacrau 79”和意大利214杨P.×canadensis Moench cv. “I-214”)进行了染色体计数。发现白杨组的毛白杨P. tomentosa Carr. 、 黑杨组的沙兰杨P. ×canadensis Moench cv. “Sacrau 79”和意大利214杨P. × canadensis Moench cv. “I-214”为三倍体(2n=3x=57),其余均为二倍体(2n=2x=38)。     

传粉导致的转基因白菜与其近缘种属材料间的基因流动

从形态、染色体及分子水平上证实,转基因不结球白菜(Brassica campestris ssp．chinensis var．utilis Tsen et Lee)中编码除草剂Basta抗性的bar基因能在田间条件下,经自然传粉,以较高频率侵入芜菁(B．campestris ssp．rapifera)、结球白菜(B．campestris／sssp．pek／nens／s)和不结球白菜(B．campestrs ssp．ch／nens／s)的基因组中,也能少量侵入同属异种的甘蓝型油菜(B.napus)基因组中;在温室人工辅助授粉条件下,除在上述种中的基因漂移率提高外,bar基因尚能以一定频率侵入同属的黑芥(B．nigra)、埃塞俄比亚芥(B．car／nata)、芥菜(B．juncea)基因组中,但始终未能得到转基因白菜与结球甘蓝(B．oleracea)、萝卜(尺．sativus)的杂种。转基因白菜与十字花科的7种常见杂草经温室人工辅助授粉,也均未得到抗性杂种。     

拟南芥属的系统位置: 种皮及分子证据

拟南芥属(Arabidopsis (L.) Heynhold)拥有现代分子生物学研究的模式植物拟南芥(A. thaliana (L.) Heynhold), 但其属的系统位置及与近缘属关系争议较大。根据对拟南芥属及其相关属种的种皮微形态观察, 结合测定分析各属种叶绿体DNA的trnL内含子和trnL-F基因间隔区序列, 结果表明, 拟南芥属的近缘属种包括荠属(Capsella Medic.)、亚麻荠属(Camelina (L.)Crantz)、须弥芥属(Crucihimalaya Al-Shehbaz et al.)、无苞芥属(Olimarabidopsis Al-Shehbaz et al.)、旗杆芥属(Turritis L.)、南芥属(Arabis L.)和糖芥属(Erysimum Kitagawa)。     

东北蒿属艾组12种植物核型研究

报道东北蒿属艾组12种植物的染色体数及核型资料,结果如下：宽叶山蒿（Artemisia stolonifera (Maixm.)Komar.)2n=4x=36=28m 4sm(4SAT) 4st(4SAT);野艾蒿（A.lavandulaefolia DC)2n=2x=50=40m 4sm 6st(6SAT); 矮蒿（A.lancea Van.)2n=2x=16=10m 4sm 2st;蒙古蒿（A.mongolica (fisch.ex Bess.)Nakai]2n=2x=16=14m 2st;红足蒿（A.rubripes Nakai)2n=2x=16=14m 2st;歧茎蒿（A.igniaria Maixm.)2n=2x=34=28m 2sm 4st(4SAT);柳叶蒿（A.integrifolia Linn.)2n=4x=36=20m 12sm 4st;线叶蒿（A.subula 4st(4SAT);柳叶蒿（A.integrifolia Linn.)2n＝4x=36=20m 12sm 4st;线叶蒿（A.subulata Nakai)2n=2x=16=14m 2st;高岭蒿（A.brachyphylla Kitam.)2n=2x=18=14m 2sm 2st;林文稿[A.uiridissima(Komar.)Pamp.]2n=2x=18=14m 4sm;奄癌（A.keiskeana Miq.)2n=2x=18=16m 2sm;阴地蒿（A.sylvatica Maxim.)2n=2x=16=14m 2sm,核型对称性野艾蒿（A.lavandulaefolia)为2B型,其余均为2A型,依据核型资料对个别种的演化 分类进行了初步探讨。     

核桃属部分种的小孢子发生及核型研究

本试验采用常规压片法,观察了核桃属(Juglans L.)四个种花粉母细胞(PMC)的减数分裂过程和花粉形态,检测了两个种的花粉生活力,分析研究了七个种的核型。结果表明,普通核桃(J.regia)核桃楸(J.mandskurica Maxim.)和黑核桃(J.nigra L.)的PMC减数分裂基本正常,但河北核桃PMC的减数分裂过程都极不正常,供试的七个种,除普通核桃为2C核型外,其余均为2B核型,仅黑核桃一种带有随体染色体。根据核型特点把七个种分成三组,并探讨了组间与组内种间的亲缘演化关系。作者认为,河北核桃应为一种独立的种,核桃科在系统发育上可能来源于染色体基数为8的两群)不同植物。     

百合属4种植物的核型研究

采用常规压片法对4种百合属植物野百合(L.brow n ii F.E.B row n ex M ie llez.)、兰州百合(L.d av id iiDuchartre var.un icolor(Hoog.)Co Hon.)、川百合(L.d av id ii Duchartre)、湖北百合(L.henry i B aker)进行了核型研究.结果表明,4种百合的染色体数目均为2n=24,核型除川百合为3A外,其余3种均为3B型.核型公式分别为:野百合2n(2x)=24=4m(2SAT) 2sm(2SAT) 4st 14t,兰州百合2n(2x)=24=2m(2SAT) 2sm 10st(2SAT) 8t 2T,川百合2n(2x)=24=2m(2SAT) 2sm 12st(3SAT) 8t,湖北百合2n(2x)=24=4m 18st 2t,其中湖北百合染色体核型为首次报道.通过比较发现,兰州百合与川百合的核型最为相似,亲缘关系相近;核型不对称性为兰州百合>川百合>野百合>湖北百合,以湖北百合的核型较为原始.     

四种云杉的核型分析

首次报道了中国珍稀濒危保护植物长叶云杉 ( P. smithiana ( Wall.) Boiss.)和康定云杉 ( P. likian-gensis( Franch.) Pritz.var.montigena( Mast.) Cheng ex Chen)及我国特产的青海云杉 ( P.crassif oliaKom.)和林芝云杉 ( P.likiangensis( Franch.) Pritz.var.linzhiensis Cheng et L.K.Fu)的核型。它们的核型公式都是 K( 2 n) =2 4 =2 2 m+2 sm (林芝云杉有 1条 B染色体 ) ,染色体相对长度组成分别为 2 n=1 4 M2 +8M1 +2 S,2 L+1 2 M2 +6M1 +4S,2 L +1 0 M2 +1 0 M1 +2 S,和 2 L+1 2 M2 +6M1 +4S.均为 2 A (除青海云杉 1 A外 )核型类型。     

10种菊科花卉的染色体观察

作者对10种菊科花卉进行了染色体数目的观察,并对其中8种进行了核型分析。结果如下:翠菊(Callistephus chinensis Nees) 2n=18=18m (4SAT);麦秆菊(Helichrysum bracteatum Andr.)2n=24=18m+6sm;蛇目菊(Coreopsis tinctoria Nutt.) 2n=24=16m+8sm (2SAT);黑心菊(Rudbechia hirta L.) 2n=76;肿柄菊(Tithonia diversifolia A. Gray) 2n=34=24m(4SAT)+10sm (2SAT);大丽花(Dahlia pinnata Cav.) 2n=64;硫华菊(Cosmos sulphureus Cav.) 2n=24=2sm+22st;万寿菊(Tagetes erecta L.) 2n=24=6sm+16st(2SAT)+2t;天人菊(Gaillardia pulchella Foug.) 2n=34=22m+12sm;矢车菊(Centaurea cyanus L.) 2n=24=2sm+16st+6t(2SAT)。     

香港喜盐草属植物的核型分析

报道了分布于我国香港特别行政区的喜盐草属(Halophila Thou.) 2种植物的染色体数目和核型,其体细胞中期染色体数目均为2n=18。它们的核型公式分别为：喜盐草(H. ovalis (R. Br.) Hook. f.) 2n=2x=18=4m+14sm;贝克喜盐草(H. beccarii Asch) 2n=2x=18=8m+10sm(首次报道)。核型均属于2B型。     

秦岭十四种藓类植物的染色体观察

本文以藓类植物的幼嫩孢蒴为材料,对秦岭地区14种藓类植物的染色体作了观察,并对其中的长尖提灯藓进行了核型分析。结果如下：细叶真藓Bryum capillare L.ex Hedw．n＝10;长尖提灯藓Mnium lycopodioides Schwaegr．n＝6,核型公式为n＝6＝3m+3sm(1SAT)侧枝匍灯藓Plagiomnium maximoviczii(Lindb．)T．Kop．n＝6;梨蒴珠藓皱叶变种Bartramia pomiformis var．elongata Turn. n=10+2m;细枝羽藓Thuidium delicatulum (Hedw.) Mitt. n=11;尖叶羽藓Thuidium philibortii Limpr. n=10+1m;褐黄水灰藓Hygrohypnum ochraceum (Wils.) Loesk. n=10;钩枝镰刀藓Drepanocladus uncinatus (Hedw.) Warnst. n=7+3m; 黄叶细湿藓Campylium chrysophyllum (Brid.) J. Lange. n=10;林地青藓Brachythecium starkei (Brid.) B. S. G. n=16;多褶青藓 Brachythecium buchananii (Hook.) Jaeg. n=6;扁枝小锦藓Brotherella yokohamae (Broth.) Broth. n=9+2m; 粗枝藓Gollania neckerella (C. Mull.) Broth. n=7; 暖地金发藓, Pogonatum fastigiatum Mitt. n=7;其中粗枝藓和扁枝小锦藓的染色体数尚未见报道;林地青藓和多褶青藓的染色体数与所见报道的结果不同：其余10种与前人报道的结果一致。     

珍珠菜属四种植物的核型分析

对珍珠菜属4种植物的核型进行了研究。结果表明,叶头过路黄(Lysimachia phyllocephala Hand.-Mazz.)的核型为:2n=2x=24=2m 6sm 2st 14t,茂汶过路黄(L. stellarioidesHand.-Mazz.)的核型为:2n=2x=24=4m 2sm 18t,均属首次报道。矮桃(L. clethroidesDuby)的核型为:2n=2x=24=16m 8sm(1SAT),腺药珍珠菜(L. stenosepala Hemsl.)的核型为:2n=2x=24=10m 12sm 2st,与前人报道的有所不同。还对该属已报道的23种植物的核型进行了比较。