小麦-黑麦染色体配对的遗传控制

关于普通小麦减数分裂二倍化的遗传控制,国外已有不少报道。近来,一些学者对小麦染色体配对进行人工调控,以期诱导小麦与近缘属种间的染色体交换,培育栽培小麦优良新品种。笔者曾报道过普通小麦Ph基因缺失对于小麦-黑麦杂种染色体配对的遗传     

不同细胞质的普通小麦“中国春”（Triticum aestiuum var.Chi …

１５个同细胞质“中国春”小麦主倍体小偃麦杂交,杂种Ｆ１减数分裂的染色体行为表明：普通小麦与天葛偃麦草的Ｆ或Ｅ组染色体之间存在着部分同源关系;Ｄ＾２型细胞质促进部分同源染色体配对、但却抑制同源染色体配对;Ｓ＾Ｖ型细胞质对同源染色体或部分同源染色体的配对均有抑制作用;Ｇ型细胞质促进同源染色体配对。１５个不同细胞质“中国春”小麦与六倍体小偃麦杂交,Ｆ１结实率很三数体配对。１５个不同细胞质“中国春”泪科与     

远缘杂交早代稳定小麦导入了外源DNA片段并发生了DNA重排

在植物界, 多倍体植物非常普遍. 具有A, B, D三个部分同源染色体组的普通小麦是异源多倍体物种的一个典型代表. 近几年, 模拟普通小麦的起源过程进行的研究表明, 从四倍体小麦注入节节麦整个基因组形成异源六倍体小麦的早期阶段, DNA序列和基因表达发生了可能有利于遗传“二倍化”的变化. 利用普通小麦-黑麦远缘杂交自然结实的早代稳定特异小麦99L2研究发现: (ⅰ) 99L2至少导入了两个黑麦染色体上的DNA片段, 表明可能存在不同于传统的小麦-外源染色体配对重组的外源DNA导入机制; (ⅱ) 99L2自身的DNA序列发生了变化, 表明外源DNA部分片段注入小麦染色体组过程中, 也可能导致小麦自身DNA序列发生变化.     

不同细胞质的普通小麦"中国春"(Triticum aestivum var.Chinese Spring)与小偃麦杂交F1代的育性与减数分裂行为的研究

15个不同细胞质“中国春”小麦与八倍体小偃麦杂交 ,杂种F1减数分裂的染色体行为表明 :普通小麦与天蓝偃麦草的F或E组染色体之间存在着部分同源关系 ;D2 型细胞质促进部分同源染色体配对、但却抑制同源染色体配对 ;Sv 型细胞质对同源染色体或部分同源染色体的配对均有抑制作用 ;G型细胞质促进同源染色体配对。1 5个不同细胞质“中国春”小麦与六倍体小偃麦杂交 ,F1结实率很低 ,减数分裂中期的染色体行为混乱 ,单价体过多 ,或许意味着在天蓝偃麦草 (Elytrigiain termedium)与长穗偃麦草 (E .elongatum)的E组染色体之间存在着很大差别。随着回交代数的增加 ,选出G型、D2 型、Mt 型、Mu 型等细胞质雄性不育的八倍体小偃麦品系 ,其中D2 型细胞质八倍体小偃麦具有光周期敏感性雄性不育的特征 ;G型细胞质“远中 3”育性正常 ,表明八倍体小偃麦“远中 3”的E组染色体中存在G型胞质的育性恢复基因。     

小麦A/B染色体组SSR标记在新小麦合成前后的比较研究

微卫星分子标记已广泛用于普通小麦遗传和进化研究。由于人工合成小麦与小麦品种之间存在高的遗传多样性,人工合成小麦已被大量应用于小麦分子标记工作中。但是,目前还缺乏人工合成小麦的异源六倍化过程对微卫星影响的研究。本研究直接比较了四倍体小麦与节节麦远缘杂交并经染色体加倍获得人工合成小麦前后,位于普通小麦A/B染色体组不同染色体臂上的66个特异引物揭示的微卫星位点的保守性和可转移性。结果表明,除了一个引物在新合成小麦中扩增出供体亲本没有的新带,一个引物在节节麦扩增出的产物在新合成小麦中消失,其他的所有微卫星引物的扩增产物在小麦合成前后是保守的,没有变异发生。所有的引物能够在四倍体小麦中扩增出微卫星产物,四倍体小麦中的扩增产物也出现在新的人工合成小麦中;有70%的引物能够在节节麦扩增出产物,其中的绝大多数产物也出现在新的人工合成小麦中。因此,普通小麦A/B染色体组的这些微卫星引物除了在人工合成小麦的A/B染色体组中扩增出产物,还能在其D染色体组中扩增出产物,也就是说,这些引物对人工合成小麦而言,并非是A/B染色体组特异的。根据该研究结果,讨论了小麦微卫星的可转移性和特异性问题,重点讨论了在应用人工合成小麦构建的遗传群体进行微卫星分子标记中的应用价值及其应该注意的问题。     

小麦异源易位系的高效诱导和分子细胞遗传学鉴定

利用杀配子染色体(gametocidal chromosome)和低剂量(10Gy)γ-射线辐射花粉两种方法诱导小麦(Triticum aestixum L)-滨麦(Leymus mollis Trin)和小麦-中间偃麦草[Thinopyrum intermedium(Host)Barkwarth]的易位系。通过基因组原位杂交(GISH)分析,在59个小滨麦代换系M8724-8-13与离果山羊草(Aegilops trincialis L)3C染色体附加系的杂交后代中获得了3株小麦-滨麦易位系,易位频率达到5．08％。其中1个易位系经C-分带证明是小麦的7D染色体与1条滨麦的染色体发生了整臂易位。同时还获得了3个滨麦染色体的缺失系。滨麦染色体发生结构变异的总频率为8．47％。除了滨麦染色体以外,在一些植株中还观察到小麦的染色体也发生了缺失。在69个普通小麦与小麦-中间偃麦草附加系TAI-14辐射花粉的杂交后代中,得到2株小麦-中间偃麦草的易位系,易位频率为2．90％。两个易位系都是小片段易位,经C-分带证明两个易位系所涉及的小麦染色体分别是3A和4A。利用杀配子染色体和低剂量γ射线辐射花粉诱导小麦异源易位系都是行之有效的方法,但这两种方法各有优缺点,在实际工作中应根据不同的目的选用不同的实验体系。     

普通小麦—簇毛麦异附加系和异代换系的C—分带鉴定

用改良的C-分带技术鉴定南京农业大学细胞遗传研究室获得的普通小麦的簇毛麦V_2、V_3、V_4、V_6、V_7染色体异附加系和V_2、V_5异代换系,得到与N-分带和染色体配对分析一致的结果,并且由于C-分带可同时鉴别小麦全部21对染色体,鉴定出V_2异代换系中被代换掉的小麦染色体为1A。     

VE161小麦外源染色体的传递特点

VE161小麦包括具有一对长穗偃麦草染色体的雄性不育代换系,可育附加系和杂育系,杂育系由其代换系×附加系产生,其外源染色体（E染色体）具有促进小麦部分同源染色体配对作用。本报道了VE161小麦本身含E染色体配子的传递率为VE161小麦与普通小麦杂交F2,BC1中分离出含E染色体植株的频率,发现VE161小麦本身含E染色体配子的传递率极高,而在F2和BC1代分离群体中保留或消除E染色体都较为容易,这一特点极利于E染色体促进部分同源染色体配对作用在创造易位系上的应用。     

普通小麦与野生二粒小麦A、B基因组的遗传进化关系的SSR分析

以29份普通小麦、野生二粒小麦及野生二粒小麦与节节麦杂交的双二倍体为材料,选取A、B染色体组特异的SSR引物,通过微卫星多态性检测方法探讨上述两物种之间A、B染色体组的遗传进化关系。经NTSYS系统软件UPGMA聚类分析表明,在遗传相似系数为0．18时可以将普通小麦与野生二粒小麦大致分为两大类群,说明野生二粒小麦的A、B染色体组在进化过程中其遗传物质发生了较大变化,但同时野生二粒小麦的D25与D13与普通小麦分为一组,尤其是D13与新疆的红冬麦遗传距离较近,也证明了其两物种间有一定的同源性,并对这些遗传物质分化发生的机制及SSR引物的保守性进行了讨论。     

节节麦遗传多样性及在改良普通小麦中的应用

节节麦是普通小麦D基因组的供体种,具有丰富的遗传变异,在普通小麦遗传背景日渐狭窄的今天,节节麦为普通小麦育种提供了宝贵的遗传资源。系统总结了国内外对节节麦的研究进展,对节节麦的遗传多样性和在小麦育种中的利用等方面进行综述,以期为更好地利用节节麦种质资源提供参考。     

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。     

六倍体小黑麦×六倍体小麦杂交后代中染色体遗传与结构变异鉴定

六倍体小黑麦是普通小麦品种遗传改良的重要基因资源,可以拓宽小麦的遗传基础。本研究以六倍体小黑麦为供体向普通小麦转移黑麦染色质,以探明六倍体小黑麦×六倍体小麦杂交、回交后代的染色体遗传特性,为小黑麦种质材料的后续研究和利用奠定基础。以六倍体小黑麦16引171为母本,六倍体小麦川麦62为父本配制杂交及回交组合,利用非变性荧光原位杂交技术(non-denaturing florescence in situ hybridization,ND-FISH)对F1、BC1F1和BC1F2植株进行细胞学跟踪鉴定。结果表明,杂种F1回交结实率为2.61%;BC1F1植株2R染色体传递频率最高;BC1F2植株中黑麦染色体在后代的传递率为6R>4R>2R,小麦背景中5B-7B相互易位染色体在BC1F2植株中表现出严重偏分离。在BC1F1和BC1F2植株中观察到24种结构变异染色体,包括染色体片段、等臂易位染色体、易位染色体以及双着丝粒染色体,且部分BC1F2植株的种子表现粒长和千粒重均优于六倍体小麦亲本川麦62。因此,在利用六倍体小黑麦作为桥梁向普通小麦导入黑麦遗传物质时,应尽量采取多次回交的...     

八倍体小偃麦与普通小麦杂种F_1花粉单倍体减数分裂研究

利用八倍体小偃麦和普通小麦杂种F_1的花粉单倍体植株为材料,观察了29株单倍体的减数分裂中期Ⅰ染色体配对。供试材料的体细胞染色体数包括2n=21到2n=28等8种类型。发现所有附加有异源染色体的单倍体的每个细胞平均染色体配对数目均大于2n=21的对照植株。在附加不同数目异源染色体的单倍体间,平均染色体配对数目有不同程度差异。这种差异也存在于染色体数相同的植株间。随染色体数目增加,染色体配对数有增加趋势,但有些仅附加2—3条异源染色体的单倍体,其每个细胞平均配对数显著大于中3单倍体对照。认为这一现象是由存在于E组染色体上的控制染色体配对基因所致。花粉单倍体植株在遗传分析中显示了优越性。     

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-冰草异源附加系的创建 IF_3、F_2BC_1、BC_4和BC_3F_1世代的细胞学

为了进一步研究冰草属的Ｐ染色体组在小麦背景下的遗传效应和试图建立一套小麦－冰草属异源附加系,对来自普通小麦品种Ｆｕｋｕｈｏ×冰草Ｚ５５９杂种的Ｆ３、Ｆ２ＢＣ１、ＢＣ４和ＢＣ３Ｆ１世代的２２２株进行了减数分裂行为观察。结果表明：（１）２ｎ染色体的分布范围为３９～５４;（２）冰草Ｚ５５９的Ｐ染色体组存在抑制小麦Ｐｈ效应的遗传系统,而且该系统可能只涉及不多于３条Ｐ染色体,但其对Ｐｈ基因的抑制效应是微弱的;（３）Ｐ染色体组存在控制染色体在减数分裂后期分离的基因,该基因可能只涉及不多于２条Ｐ染色体;（４）抑制小麦ｐｈ效应的基因和控制染色体在后期分离的基因可能位于不同的Ｐ染色体上;（５）已获得５个可能的小麦－冰草异源附加系。     

兼抗白粉、条锈病小偃麦渗入系CH7124抗性遗传及细胞学鉴定

CH7124是通过八倍体小偃麦TAI8335与感病小麦杂交、回交育成的兼抗白粉病、条锈病的小偃麦种质系。利用抗性接种鉴定、细胞学和基因组原位杂交(GISH)技术相结合的方法,对CH7124的抗性来源、遗传方式及细胞学特征进行了分析和鉴定。结果表明,CH7124在苗期和成株期对条锈菌系CYR29、CYR31、CYR32、CYR33和白粉菌系E09、E20、E21、E26表现为免疫或近免疫,其抗性来自中间偃麦草,受1对显性核基因控制;CH7124的根尖细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期I(PMC MI)绝大多数细胞内可观察到21个二价体,平均配对构型为2n=0.30 I+20.79 II+0.04 III;与普通小麦中国春、绵阳11的杂种F1中,有80%以上的花粉母细胞可观察到2n=21Ⅱ的染色体构型,其平均配对构型均为2n=21II。说明CH7124具有与普通小麦相似的染色体结构和规则的配对构型。由于利用以中间偃麦草总DNA为标记探针的原位杂交未观察到可见的外源DNA杂交信号,进一步证明CH7124是一个小麦-中间偃麦草的隐形异源渗入系。     

普通小麦“蟹脚芒“基因的单体分析

“蟹脚芒”小麦是从八倍体小偃麦中-5,与普通小麦晋革早杂交后代中选育出来的新品种。“蟹脚芒”小麦的芒性“蟹脚芒”是一种新发现的芒性性状。本文对“蟹脚芒”小麦的芒性性状作了详细记载,并运用中国春单体系统^[10]对“蟹脚芒”性状进行染色体定位研究。     

小麦K、V型胞质雄性不育育性恢复的细胞学研究

以Ｋ、Ｖ型１Ｂ／１Ｒ不育系分别和四个非１Ｂ／１Ｒ恢复系杂交,观察了异质杂种小麦的花粉母细胞减数分裂。以Ｔ型细胞质和普通小麦胞质作比较,研究了Ｋ、Ｖ型异源细胞质对１Ｂ·１Ｂ／１Ｒ杂合核型染色体配对的影响。实验结果表明,Ｋ、Ｖ胞质背景下,育性恢复度与１Ｂ·１Ｂ／１Ｒ杂合核型染色体配对行为不直接相关。减数分裂中期Ⅰ、Ｋ、Ｖ、Ｔ型异源细胞质对杂合核型染色体配对的影响随父本遗传背景不同而异。后期Ⅰ,三类异质小麦杂种Ｆ１代均出现了不正常分离,后期Ⅰ和后期Ⅱ出现了落后染色体,四分体时期出现了微核。三类异源细胞质对落后染色体率和微核率的影响因不同遗传背景而异。     

普通小麦X硬粒小麦杂种性状与细胞遗传

本工作以硬粒小麦2个品种与普通小麦6个品种，通过正反交，探讨五倍体杂种性状与细胞遗传。观察到：亲本组合对杂交当代的结实率与后代性状遗传均有影响；杂种性状分离非常复杂，经常出现小麦其他种类型；培育条件对某些性状的形成，亦有作用；以及性状遗传与染色体数目、接合、行为有一定相关性。     小麦的种间杂交，对创造高产、质佳、抗锈新品种与遗传理论的研究，均有重要意义。木原川曾分析五倍体杂种染色体行为及其与性状遗传的关系指出： 普通系特有的性状，受D组染色体支配，二粒系与普通系共有的A与B组染色体所支配的性状，为简单的孟德尔遗传。松村等(2.3，在研究小麦种间杂交性状遗传时，均结合细胞学的观察，进以探讨性状遗传与染色体的关系。这些工作对细胞遗传学的发展都有所贡献。      在育种工作中有人曾尝试将硬粒小麦抗锈、蛋白质含量高等优良性状转移到普通小麦上，如用硬粒小麦品种（lumillo)与普通小麦品种(Marquis)杂交，育成了有名的Marquillo,该品种对叶锈与秆锈有高度抵抗力，直到目前仍有用为抗锈育种的亲本川。意大利用普通小麦与硬粒小麦杂交，至1962年育成一批秆粗、多花、小穗多的硬粒小麦品种，如Maliani 2号、11号、13号、17号，亩产均在400斤以＿h，其中Maliani 13号亩产达653斤[5]。     本文在前人研究的基础上，进一步探讨种间杂交性状与细胞遗传的特点以及环境条件对杂种某些性状的影响，并企图从中选育出适合黑龙江地区的小麦优良品种。材     

phKL基因诱导小麦远缘杂种部分同源染色体配对的能力界于Ph1和Ph2基因突变体之间

在普通小麦地方品种自然群体中天然存在促进小麦-外源杂种部分同源染色体配对的基因phKL。本研究比较了phKL基因与人工Ph基因突变系诱导小麦-Aegilops variabilis及小麦-黑麦杂种部分同源染色体配对的作用大小。研究结果表明,诱导小麦- Ae. variabilis(或黑麦)部分同源染色体配对作用的顺序是ph1b > phKL > ph2b > ph2a,即phKL基因的作用介于Ph1与Ph2突变体之间。