普通小麦与天兰偃麦草杂交中间型遗传的研究

在(普通小麦×天兰偃麦草)×普通小麦后代中选出具有普通小麦染色体组AABBDD和天兰偃麦草染色体组EE(或FF)的中间型“远中3”,“远中5”与普通小麦附加天兰偃麦草一条染色体的“远中1”等类型。中间型抗病耐旱,根系发达,结实正常或接近正常,与普通小麦回交,后代分离大,具远缘杂交特点,出现一些有经济价值的植株,选出一批新品种与新品系。对中间型及中间型与普通小麦回交一代花粉母细胞观察结果表明:“远中     

普通小麦与长穗偃麦草的杂交育种及其遗传分析——小麦与偃麦草杂交的研究(三)

本文是普通小麦与长穗偃麦草杂交育种二十年的经验总结。内容介绍了长穗偃麦草的特性和染色体组型,克服杂交不育和杂种不育的方法,杂交育种的程序及其遗传分析和选出的小偃麦八倍体种、异附加系、异代换系与丰产抗病的小偃麦新品种。     

八倍体小偃麦与天蓝偃麦草杂交F1染色体组构型

首次获得麦草8号、麦草9号、远中2号八倍体小偃麦与天蓝偃麦草的属间杂种,杂交当代结实率为31.49%,39.28%和10.41%。杂种F1表现为两亲的中间型,植株高大、繁茂,穗长20~30 cm,小穗数25~30个,多年生,抗寒,在哈尔滨冬季无覆盖条件下可安全过冬。对F1植株进行减数分裂行为观察,结果发现,染色体配对不正常,单价体频率高,出现多价体。杂种F1减数分裂中期I染色体配对构型分别为:9.5Ⅰ+16.98Ⅱ+0.27Ⅲ、13.6Ⅰ+14.01Ⅱ+0.87Ⅲ、11.2Ⅰ+16.8Ⅱ+0.08Ⅲ。二价体数变动在13~18间、单价体数变动在11~17间、多价体变动在0.08~0.87间,二价体多数是棒状二价体,推测两亲有一对部分同源关系染色体组,其余为非同源染色体组,但有的染色体间有部分同源关系。小麦5B染色体上Ph基因可能受到E组染色体的抑制。     

小麦与长穗偃麦草、中间偃麦草杂种及其衍生后代的细胞遗传学研究──Ⅲ．小麦和偃麦草基因重组的遗传基础浅析

十倍体长穗偃麦草和六倍体中间偃麦草均含有一些基因促使部分同源的染色体之间发生配对,这些基因分布于不同的染色体组中,并具很强的传递力。小麦与长穗偃麦草杂种回交后代的部分植株在减数分裂后期出现多条染色体同时断裂现象,使不同染色体通过断口联结形成新的易位成为可能。上述二因素可能是造成小麦和偃麦草基因重组的主要原因之一。     

小麦与长穗偃麦草,中间偃麦草杂种及其衍生后代的细胞遗传学研究

十倍体长穗科草和六倍体中间偃麦草均含有一些基因促使部分同源的染色体之间发生配对,这些基因分布于不同的染色体组中,并具很强的传递力。小麦与长穗偃麦草杂种回交后代的部分植株在减少数分裂后期出现多条染色同时断裂现象,使不同染色体通过断口联结形成新的易位成为可能。上述二因素可能是造成小麦和偃麦草基因重组的主要原因之一。     

中间偃麦草与小麦杂种配子形成途径的细胞学研究

以中间偃麦草与小麦烟农在１５的发杂种子Ｆ１及其５个自交和回交世代（Ｆ２,Ｆ３,ＢＣ１,ＢＣ２,ＢＣ３）为材料,对杂种Ｆ１配子形成途径的细胞学特点进行了研究。结果表明,杂种Ｆ１减数第一分裂基本正常,在减数第二分裂观察到由于当染色体不对称分离产生的无染色质和仅带有微核的子细胞,小孢子染色体数目为２４～３５条,根据ＢＣ１推算的Ｆ１产生的雌配子染色体数目为２０～３５条,Ｆ２根尖细胞和花粉母细胞内染色体数目     

普通小麦与华山新麦草的杂交

华山新麦草是分布在秦岭山脉华山段的1个特有种,经细胞学鉴定为二倍体种(2n=14)。利用普通小麦与之杂交并通过幼胚培养获得了杂种,杂交结实率为0.19%,幼胚培养出苗率为33.3%。杂种表现为双亲的中间型,杂种F_1体细胞染色体数为2n=28,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ每细胞平均0.99个二价体,26.01个单价体。杂种花粉粒败育,以小麦花粉与杂种回交时获得了种子,回交结实率为2.5%。回交一代体细胞染色体数为2n=49,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体构型多数为2Ⅲ 7Ⅰ。     

小麦—中间偃麦草异附加系条锈病抗性的研究

应用缺体回交法,以阿勃缺体为母本,中4为父本,培育出小偃麦二体异附加系7个,其中St3,St5,St7对目前流行条锈病小种表现免疫,二体异附加系与阿勃杂交及其相互杂交的F1PMCM1结果表明,所有附加系分别附加了一对中4的外源染色体,其中St5和St7附加的染色体相同,但不同于St3所附加的外源色体,这表明中4的中间偃麦草St染色体组中至少有两条染色体携带有抗条锈病基因。     

偃麦草与小偃麦染色体组构成的细胞遗传学研究在Ⅴ.硬粒小麦与中间偃麦草杂交及回交的细胞遗传学研究

获得了硬粒小麦(2n=6x=28、AABB)与中间偃麦草(2n=6x=42、NNE_1E_1E_2E_2)杂种F_1及回交后代材料。统计分析杂种F_1及回交一代PMC MI染色体配对构型,认为中间偃麦草具较远缘的同亲关系(distant homologous)染色体组。由三价体出现频率分析,中间偃麦草不含小麦的B染色体组,建议用NE_1E_2为其染色体组公式。根据回交一代及其自交后代染色体数目,分析了六倍体小偃麦这一人工新物种的形成过程。     

中间偃麦草的GISH分析

以染色体组为E^eE^e的二倍体长穗偃麦草（Thinopyrum elongatum,2n=2x=14)、染色体组为E^bE^b的二倍体比萨偃麦草（Th.bessarabicum,2n=2x=14）、染色体组为StStStSt的四倍体拟鹅冠草（Pseudoroegneiria strigosa,2n=4x=28)的总基因组DNA为探针,对中间偃麦草（Th.intermedium)进行GISH分析。结果表明,中间偃麦草是由2个亲缘关系较近的染色体组、1个亲缘关系较远的染色体组构成;中间偃麦草所含的亲缘关系较近的染色体组分别与二倍长穗偃麦草染色体组E^e、比萨偃麦草染色体组E^b、以及1个亲缘关系较远的染色体组与拟鹅冠草染色体组St基本相似,但不完全一样,因此,中间偃麦草的染色体组用E^etE^etE^btStSt表示。     

小麦-中间偃麦草双体异附加系的鉴定

利用形态学、细胞学、A-PADE和RAPD方法,对5个小麦-中间偃麦草(Thinopyrum intermedium)双体异附加系Line 1、Line 4、Line 10、Line 14和Line 15进行了鉴定。细胞学鉴定结果表明,它们根尖细胞染色体数目为2n=44,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)染色体构型为2n=22 Ⅱ,具有高度的细胞学稳定性;形态学鉴定和A-PADE电泳分析证明,Line 1和Line 15可能附加了中间偃麦草第7部分同源群的染色体,Line 10和Line 14可能附加了中间偃麦草第1部分同源群的染色体,Line4则可能同时存在多种染色体变异;RAPD分析表明,在供试的100个随机引物中,有5个引物S21、S29、S57、S121和S152能够在亲本中间偃麦草和双体异附加系中稳定扩增出特异带型,并可作为异附加系所附加染色体的特异RAPD标记。     

硬粒小麦×天蓝偃麦草属间杂种无性系的建立

本实验以“人民麦”ד天蓝偃麦草”F_0成熟胚、F_1幼穗及“珂珂瑞特”ד天蓝偃麦草”F_1幼穗为外植体,在MS+2mg/L2,4-D的培养基上诱导愈伤组织,在无激素的MS培养基上诱导再生植株。产生胚性愈伤组织的频率最高为78.9％。植株再生方式为体细胞胚胎发生方式,再生频率最高为100％。胚性愈伤组织经13个月的继代培养仍具再生能力。发现一种特殊分化现象,即小花结构的分化,并对产生这种现象的原因进行了分析。     

中间偃麦草的染色体组构成研究

本文通过系统的细胞遗传学研究、体细胞Ｎ带研究分析了中间偃麦草的染色体组构成,结果表明：中间偃麦草不含小麦的Ｂ组染色体,而含有两组称为远同源（Ｄｉｓｔａｎｔｈｏｍｏｌｏｇｏｕｓ）的染色体组,这两组远同源的染色体不是来自二倍体长穗偃麦草的Ｅ染色体组。     

偃麦草属遗传资源的应用研究

偃麦草属(Elytrigia)是小麦的野生近缘属,具有许多优良基因,是小麦的三级基因库和小麦性状改良的优异供体之一。综述了偃麦草属基因组的研究和其在小麦遗传育种中的应用。     

中间偃麦草染色体组构成的同工酶研究

应用聚丙烯酰胺凝胶电泳,研究了带有不同染色体组的各种小麦和中间偃麦草的酯酶、苹果酸脱氢酶、酸性或碱性磷酸酶同工酶的酶谱。通过对各酶谱与染色体组的对比分析表明,中间偃麦草不含与小麦B组或D组同源的染色体,而可能含有两组分别与小麦A组和提莫菲维小麦G组有些同源性的染色体。中间偃麦草的染色体组构成可用E_(A1)E_(A2)N_G或E_(G1)E_(G2)N_A表示。     

小麦-中间偃麦草双体异附加系的选育和鉴定

在小麦-中间偃麦草59个杂交后代种质系中,筛选出6个小麦-中间偃麦草双体异附加系(line 0605,line 0607,line 0609,line 0610,line 06ll,line 0625),并对其进行了形态学、白粉病抗性、细胞学和RAPD鉴定。形态学结果表明：6个双体异附加系农艺性状较好地结合了双亲的优良特点;细胞学结果表明：6个双体异附加系具有高度的细胞学稳定性,花粉母细胞减数分裂中期I(PMCMI)的染色体构型为2n=22II;RAPD分析表明：在供试的209个随机引物中有5个引物分别能在6个异附加系中稳定地扩增出不同的特异带型,可以作为各个异附加系所附加染色体的特异分子标记;白粉病抗性鉴定结果表明：line 0605表现免疫,line 0610和line 0625表现高抗,line 0607表现中抗,line 0609和line 06ll表现中感。     

小麦-中间偃麦草双体异附加系的选育和鉴定

在小麦-中间偃麦草59个杂交后代种质系中,筛选出6个小麦-中间偃麦草双体异附加系(line0605,line0607,line0609,line0610,line0611,line0625),并对其进行了形态学、白粉病抗性、细胞学和RAPD鉴定。形态学结果表明:6个双体异附加系农艺性状较好地结合了双亲的优良特点;细胞学结果表明:6个双体异附加系具有高度的细胞学稳定性,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMI)的染色体构型为2n=22Ⅱ;RAPD分析表明:在供试的209个随机引物中有5个引物分别能在6个异附加系中稳定地扩增出不同的特异带型,可以作为各个异附加系所附加染色体的特异分子标记;白粉病抗性鉴定结果表明:line0605表现免疫,line0610和line0625表现高抗,line0607表现中抗,line0609和line0611表现中感。     

普通小麦与东方旱麦草杂交世代的细胞遗传学研究

对普通小麦（TriticumaestivumL．）与东方旱麦草（Eremopyrumorientale（Ledeb）Jaub．etspach）属间杂种的回交和自交不同世代（BC2F1、BC3F1、BC2F2、BC3F2和BC2F3）进行了细胞遗传学研究。结果表明,BC2F1代（2n＝44）的植株回交产生的BC3F1代分离2n＝43植株的比例较高;为41．09％,2n＝44的植株类型的比例仅为4．11％;从自交后代BC2F2中分离2n=44植株类型的比例较高,为13．21％。回交二代（BC2F1）多数单株花粉母细胞（PMC）减数分裂过程中出现的单价体数较高,且回交结实率和自交结实率分别与该植株平均每PMC中出现的单价体数呈负相关,其相关系数分别为-0．6766和-0．7429。对BC2F3代部分种子进行的基因组原位杂交检测显示,2n＝44的不同植株所含有的外源染色体数目仍有不同。这些结果说明,由于外源染色体的存在,影响了小麦本身同源染色体的正常配对和分离,降低了小麦染色体的遗传稳定性。     

小麦与彭梯卡偃麦草杂种及其衍生后代的细胞遗传学研究──Ⅱ．来自小麦和彭梯卡（长穗）偃麦草及中间偃麦草杂种后代11个八倍体小偃麦的比较研究

利用染色体配对分析和酯酶及种子醇溶蛋白电泳分析研究了我国育成的１１个八倍体小偃麦,结果表明：（ａ）来源于小麦和中间偃麦草杂交后代的６个部分双二倍体中,中１和中２的偃麦草染色体组不同于中３、中４、中５和小偃７８８２９的偃麦草染色体组;（ｂ）来源于小麦和长穗偃麦草杂交后代的５个部分双二倍体中,小偃７８４的偃麦草染色体组不同于小偃６９３和小偃７６３１中的偃麦草染色体组,表明在长穗偃麦草中有两个互不相同又不同于小麦的染色体组Ｅ和Ｆ,而小偃７４３０和小偃６８中的偃麦草染色体组很可能是Ｅ和Ｆ染色体组的重组体;（ｃ）小偃７８４中的长穗偃麦草染色体组和中５及小偃７８８２９中的中间偃麦草染色体组基本相同,而中２的中间偃麦草染色体组不同于小偃６９３和小偃７６３１中的长穗偃麦草染色体组Ｆ,这意味着在长穗偃麦草和中间偃麦草中可能只有一个共同的染色体组Ｅ。部分双二倍体中酯酶及醇溶蛋白偃麦草染色体特征带的存在和发现,为这些染色体或其片段导入小麦后的鉴定提供了方便。