普通小麦减数分裂中单价体的错分裂

本文综述了有关普通小麦减数分裂中单价体错分裂的研究工作,其中包括研究单价体错分裂的意义、单价体错分裂发生的时期、位置、方式以及错分裂发生的原因,单价体错分裂的研究方法及单价体错分裂研究的现状。     

小麦-黑麦1BL/1RS 易位染色体和外源染色体在两个三属杂种中的减数分裂行为

利用荧光原位杂交技术分析了两个小麦-外源种杂种花粉母细胞中1BL/1RS 小麦-黑麦易位染色体和外源染色体包括中间偃麦草(Thinopyrum intermedium (Host) Barkworth & DR Dewey)、簇毛麦(Haynaldia villosa (L.) Schur)染色体的减数分裂行为. 我们首次发现:在减数分裂后期, 1BL/1RS 小麦-黑麦易位染色体发生错分裂,形成两个易位染色单体. 这种错分裂导致易位染色单体在末期Ⅰ分配到两个正在形成的细胞核内,错分裂的易位染色单体进一步形成微核,并在四分体期观察到黑麦的微核出现.从贵农22×遗4095 的F2代植株中检测到一个2n=41的植株,其含有一对1BL/1RS 小麦-黑麦易位染色体,核型分析表明,其中一条黑麦染色体臂比另一条的黑麦染色体臂短1/3左右.在遗4212×遗4095的F2代中检测到一个具有中间偃麦草染色体小片段易位到小麦染色体端粒部分的小麦-中间偃麦草易位植株.这可能是由于在减数分裂过程中发生非均等分裂导致小麦-黑麦1BL/1RS易位染色体的黑麦染色体段臂缺失1/3及小麦-中间偃麦草非罗伯逊易位.在两个杂种F2植株中,中间偃麦草染色体分布频率为39.6%, 簇毛麦染色体分布频率为43.4%, 1BL/1RS 小麦-黑麦易位染色体分布频率分别为51.8%和56.6%.实验结果表明,1BL/1RS 小麦-黑麦易位染色体与外源染色体包括中间偃麦草、簇毛麦染色体在减数分裂过程中没有相互作用.小麦-黑麦1BL/1RS易位染色体在减数分裂过程中可以发生错分裂,并导致杂种后代黑麦染色体臂发生缺失.这对于培育以小麦为背景含有不同长度的黑麦1R染色体短臂的种质及小麦-外源染色体非罗伯逊易位的小片段易位系具有指导意义.     

普通小麦双端二体的细胞学行为及在易位系检测中的应用

端体是指具有端着丝粒的染色体,它是非整倍体的一种表现形式,是由普通小麦完整染色体的错分裂而产生的。最早于四十年代,在普通小麦中发现了3B和4D染色体的各两个端体。随后,许多学者又发现了普通小麦的其它端着丝粒染色体。Sears在以“中国春”为材料培育出的缺体、单体、三体和四体的完整系列的基础上,近年来制备出了42个染色体臂的完整端体系列,并通过对“中国春”单体自交后代的不断选择、鉴定,得到了除7DL以外     

荧光原位杂交分析小麦-簇毛麦杂种减数分裂与染色体易位

利用基因组ＤＮＡ荧光原位杂交技术详细地研究了小麦－簇毛麦杂种染色体的减数分裂和配对行为,结果表明,在中期Ⅰ,小麦和簇毛麦染色体多呈两个单价体,在０．３％的ＰＭＣ中小麦与簇毛麦染色体发生配对;在后期Ⅰ时,单价体错分裂频率为３２．７％－３７．５％,另有０．７％的小麦－簇毛麦染色体重组易位出现;后期Ⅱ时,断列染色体的频率为２０．５％－２２．４％,还发现有０．８２％－１．７２％的自发易位染色体形成,此外,     

小麦染色体轴结构的观察

对普通小麦 ( Triticum aestivum L.)中期染色体进行常规制片银染的结果显示 ,染色体中存在着染色深的轴结构 ,每个染色单体一条 ,轴在有些部位似乎是螺旋的。研究结果对染色体轴结构的真实性提供了证据     

节节麦×硬粒小麦-簇毛麦双二倍体杂种F_1可孕配子形成途径的细胞学分析

对节节麦×硬粒小麦-簇毛麦双二倍体杂种F_1减数分裂的观察结果表明:该杂种F_1的可孕性是由于杂种F_1产生了大量的(近于)未减数配子的结果。在一些PMC中,单价体中期Ⅰ集结到赤道板上,后期Ⅰ染色单体均等分离产生二分体,二分体发育成有功能的花粉粒。由于染色(单)体的丢失或不分离可产生大量的不完整的重复、缺失未减数配子,完整未减数配子的频率很低。杂种F_1和普通小麦杂交一代及F_2代的细胞学分析结果和F_1配子形成途径分析结果一致。推测从大量的F_2代中可能筛选到自发八倍体(DDAABBVV)。     

应用原位杂交技术对小麦—黑麦代换系间杂交的细胞遗传研究

应用原位杂交技术结合染色体组型分析方法,对两个小麦-黑麦异源双代换系5R/5A和6R/6A杂交后代的遗传进行了研究,探讨同祖染色体配对的可能性并获得小麦-黑麦易位系。实验中对杂种F1代植株减数分裂各时期的花粉母细胞染色体行为进行分析,结果发现有22.91%的花粉母细胞中黑麦染色体与小麦染色体发生同祖配对。F2代通过C-分带、原位杂交鉴定,在45株中检测到9株易位,易位频率为20%,是目前报道易位频率最高的。染色体易位有的来源于同祖配对交换,有的来源于单价体错分裂或断裂的重建。     

普通小麦特殊染色体构型环状单价体和类等臂单价的研究

在植物花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ出现的单价体,因不配对常呈捧状或弯曲成V形而独立于赤道板之外,然而有时其自身的两臀也会配对发生交叉而成环状,这种环状单价体在黑麦、大麦和小麦中已有报道。环状单价体的研究对染色体特异性配对等基本理论问题有重要的意义。1987和1988年,我们在鉴定(中国春单体×小偃6号)F_1单     

小麦单体与缺体的研究和利用

普通小麦单体与缺体的研究是探索小麦遗 传规律,加速小麦育种的方法之一,同时它也是 染色体工程研究的一部分。这项工作早在三十 年代即已开始,目前许多国家以普通小麦中国 春品种为材料,用其单体、缺体、三体、四体开展 研究和应用。     

小麦-黑麦代换系5A/5R与6A/6R杂交诱导同祖染色体配对与易位的研究

利用两个小麦-黑麦异源双代换系DS 5A/5R与DS 6A/6R杂交,探讨同祖染色体配对的可能性与创制小麦黑麦异源易位系.在方法上对杂种F1的减数分裂行为进行研究,观察5R与5A、6R与6A配对频率,探讨同祖染色体配对规律.实验结果看到杂交F1减数分裂中有22.91%的花粉母细胞有小麦染色体(ABD组)与黑麦染色体(R组)发生同祖配对.在F2及以后世代,通过染色体C分带、原位杂交检测,选择小麦-黑麦易位系.在F2代的45株中检测到9株有易位,易位频率为20%,是目前小麦-黑麦染色体易位频率最高的.染色体易位有的来源于同祖配对的交换,有的来源于单价体错分裂或断裂的重建.     

普通小麦栽培品种丰抗13的4B—1D染色体易位的鉴定

通过细胞学观察,在普通小麦栽培品种“丰抗13”和“京红1号”的杂交后代中,发现有多价体出现,这就表明有染色体易位发生。为进一步弄清究竟是哪条染色体发生了易位,我们采用单体测交方法,观察鉴定所有各单体系F_1的花粉母细胞第一次减数分裂中期Ⅰ(以下简称PMCs中Ⅰ)染色体构型。从鉴定结果发现,凡2n=42的F_1 PMCs中Ⅰ出现19~Ⅱ 1~Ⅳ,而2n=41的F_1PMCs中Ⅰ的染色体构型不同,单体与易位有关的两个单体系4B和1D F_1 PMCs中的Ⅰ构型中有部分呈现为19个二价体加1个三价体,即19~Ⅱ 1~Ⅲ,没有单价体,而其余各单体系F_1 PMCs中Ⅰ构型则表现为18个二价体,1个四价体和1个单价体,即18~Ⅱ 1~Ⅰ 1~Ⅳ。因此,可以肯定“丰抗13”存在1个染色体易位,其有关染色体就是4B和1D。     

为什么等位基因有时在减Ⅱ时分离?

答:这是因为在减数分裂中第一次分裂的四分体时期,同源染色体的非姊妹染色单体间交叉互换对应片段,使位于这部分的基因从一条染色体上移到另一条染色体上,结果使不同染色体上的等位基因就存在于一条染色体的两个染色单体上,在第二次分裂中,着丝点分裂,基因就随两个染色单体的分开而分离。见下图。     

单体异附加系花药培养创制小麦- 中间偃麦草纯合易位系

利用单体异附加系花药培养细胞工程途径,诱导小麦与中间偃麦草发生染色体易位,通过细胞学分析、荧光原位杂交(F ISH)和SSR鉴定出纯合易位系.研究结果表明,经单体异附加系花药培养创制出1个小麦-中间偃麦草纯合易位系99-803;其花粉母细胞(PM C s)减数分裂中期I染色体构型为18.42个环状二价体 2.57个棒状二价体 0.01个单价体;中间偃麦草的7A i-1染色体与小麦7A或7B染色体发生了非罗伯逊易位,且中间偃麦草易位片段较小;通过该途径获得纯合易位系的频率约为2%.以上结果表明,单体异附加系花药培养是一条向小麦转移异源染色体小片段(基因)的快速高效途径.     

六倍体小黑麦与普通小麦杂种F_1花粉植株的细胞遗传学研究

用六倍体小黑麦Rosner与普通小麦科冬58的杂种F_1为材料进行了花药培养。观察了27株花粉植株根尖细胞的染色体,其中有17株非整倍体、9株混倍体和1株单倍体。从花粉植株PMC的染色体构型表明,在单倍水平的植株中以单价体为主,在二倍水平植株中以二价体为主。用Giemsa显带技术鉴定花粉植株的染色体组成,其中黑麦染色体为2—7条,小麦染色体为18—21条。提示用花药培养的方法,可以将六倍体小黑麦与普通小麦杂种F_1理论上可以形成的花粉的染色体组成在植株水平显现出来。     

一个小麦—黑麦染色体代换的细胞学鉴定

对从六倍体小黑麦与普通小麦的杂种后代中获得的矮秆抗病选系84056-1-36-1进行体细胞C-分带鉴定,结果表明,它的21对染色体中,有1对短臂带型与1R相似的黑麦染色体代换了小麦的1D。观察“中国春”双端二体1A、1B与该选系杂种F_1的花粉母细胞染色体配对,发现分别有82.56%和65.71%的细胞出现异型三价体,所有细胞至少有两个形态不同的单价体;而在“中国春”端二体IDL与84056-1-36-1的杂种中,端体不配对的花粉母细胞占100%,经C-分带后,另外1条单价体显示明显的端带。从上述这些结果推断84056-1-36-1为1R(1D)代换系。     

一个1B/1R小麦-黑麦染色体易位的鉴定

本研究对冬小麦品系73(36)9-1的1B/1R易位染色体进行了遗传分析。发现73(36)9-1有一对随体染色体,它的两个亲本矮丰四号及洛夫林10(Lovrin lo)分别有两对和一对随体染色体。观察用矮丰四号回交的F_1,绝大部分花粉母细胞的中期染色体都能正常配对,而用洛夫林10回交的,除了多数产生两个单价体之外,正常配对的情况也能经常看到。同时还发现,73(36)9-1和“中国春”双端体(CSDT)的1BL能很好地配对并形成一个棒状的异形二价体,而它和CSDT 1BS的染色体则主要产生20″+1′+t′的构型,从而证明易位发生在1B染色体的短臂,并且该易位的片段来自黑麦染色体1RL。本文还讨论了该易位发生的可能途径,推断是由于在F_1花粉母细胞中的两个单价体(一个是小麦染色体1B,一个是黑麦染色体1R)同时进行错分裂之后产生的两种端着丝点染色体(1BL和1RL)重新并合形成的,因而冬小麦73(36)9-1可能是一个自发产生的易位系。     

阿拉拉特小麦(Triticum araraticum)抗白粉病基因向普通小麦转移 Ⅰ.阿拉拉特小麦与普通小麦杂种后代的细胞遗传研究及抗性鉴定

配制了普通小麦与阿拉拉特小麦的正、反交组合２０个,杂交结实率为４．９％～３３．６％。不同组合杂种Ｆ１每个ＰＭＣ平均的单价体为１５．２０～１８．５５,二价体为７．０３～９．０２,三价体和四价体分别为０．３６～１．１５和０．０１～０．０２。通过对杂种后代连续２年成株期混合菌种抗性鉴定和苗期分小种分菌系鉴定表明,从普通小麦中国春与阿拉拉特小麦的杂种Ｆ３和Ｆ４代已选择到对白粉病高抗～免疫的单株,它们具有４２条染色体,在ＰＭＣ′ｓＭＩ形成０．００～０．４６个单价体,２０．７７～２１．００个二价体,０．００～０．０６个四价体,在细胞学上已稳定。与已知白粉病抗性基因比较的抗谱分析表明,阿拉拉特小麦携有主效抗病基因Ｐｍ２,在上述的杂交选择过程中,已通过遗传重组将Ｐｍ２基因导入到中国春中。     

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。     

余倍体小滨麦与普通小麦杂交后代的细胞遗传学研究

本文对八倍体小滨麦与普通小麦杂交后代的细胞遗传学及附加染色体的传递及丢失规律进行了研究和讨论。结果表明,ＢＣ１Ｆ１与Ｆ２相比较,染色体分离范围小,并且分离向染色体数目减少偏移,有利于４３、４４条染色体的分离;双单体附加和单体附加后代异染色体丢失严重,分别为６５．７９％和６１．９９％,双单体附加分离出单体附加占１０．５３％,单体附加的传递率为２６．９２％,单体附加后代分离出的二体附加为５．５６％,二     

哺乳动物姐妹染色单体互换检测化学物质诱变性及同Ames氏法相比较

1973年,Latt用哺乳动物细胞在含有5-溴脱氧尿嘧啶核苷(Brdu)的培养液中接连进行两次有丝分裂,然后用荧光染料染色,使有丝分裂中期染色体的一条染色单体荧光强,另一条染色单体荧光弱,并检出了两条姐妹染色单体之间的互换(姐妹染色单体互换简称SCE)。翌年,Parry 和Wolff 以及Korenberg 等用