远缘杂交不需幼胚培养的节节麦基因型

六倍体普通小麦（Triticum aestivum L.)是由四倍体小麦（T.turgidum L.)与二倍体节节麦（Aegilops tanschii Coss.)天然杂交然后通过染色体自然加倍形成的异源多倍体。这一起源过程是自然条件下天然发生的,它的发生需要具备一个条件：四倍体小麦与节节麦的天然杂交种子在自然条件（没有幼胚培养等）下能够正常发芽出苗。我们从22份节节麦中发现来自中东的节节麦AS60在不采用幼胚培养等人工辅助条件下,仍然很容易与四体小麦和普通小麦产生有生活力的杂种植株。AS60与四倍体小麦的杂交种子有50．0％（反交）及57．1％（正交）的种子,而AS60与六倍体普通小麦的杂交种子则有45．5％不需幼胚培养等措施能够正常发芽,生长。AS60的这一特征正是普通小麦起源过程需要的条件。最后探讨了这一发现对小麦遗传改良和对普通小麦起源演化研究的意义。     

小麦幼胚组织培养力的遗传研究

在整个小麦幼胚培养周期内,愈伤组织的诱导、生长、根芽原基的形成和幼苗再生等各个阶段都受遗传机制所控制。多数研究表明,小麦幼胚培养力是受少数主基因控制的“质量性状”,同时也存在一些修饰基因,并且许多控制幼胚培养力的基因位于染色体B上,而且第2,4,6部分同源染色体群对幼胚培养力的影响较大。小麦幼胚培养力也与细胞质因子有关,特定的核质组合与培养条件的互作对幼胚培养力有密切的关系。多数研究者注意到,小麦幼胚培养力可能与小麦Rht和D3等矮源基因(dwarfinggene）有关,并认为这类基因可能通过植物激素代谢及渗透势变化等调控小麦幼胚培养力。     

烯效唑在小麦幼胚培养中的应用

试验结果表明低浓度烯效唑有促进远缘杂交幼胚再生植株生长的作用,高浓度儿唑有抑制作用。附加２．５ｍｇ／Ｌ烯效唑和２％蔗糖的１／２ＭＳ培养基壮苗效果显著,当烯效唑浓度提高到５．０ｍｇ／Ｌ时,植株变矮,但根系发达,结合低温保存,可使幼胚再生植株顺利越夏,移栽时成活率达９６．９％。不同基因型的幼胚再生植株对烯效唑反应无明显差异。     

小麦幼胚培养再生单性雌花的研究

通过45个基因型的小麦（Triticum aestivumL.)幼胚培养,发现有11.1%的基因型从靠近再生芽基部的愈伤组织上分化形成花器官,再生花芽呈裸露的,多子房丛生的,具有藏盛羽毛状柱头而缺乏雄蕊,外稃,内稃和颖片的单性雄花。组织切片观察发现,其雌蕊起源于再生芽附近的分生组织细胞,并通过次生雌蕊再生的方式形成从生状,其羽毛状结构的发育先于子房中胚珠的分化,除正常的单胚珠外,还发现双生胚珠分化。X^2独立性检验结果显示,花芽再生率存在强烈的基因型效应,小麦品种YA-1表现突出（44.4%)。其花芽再生潜力能在不同年份间较好地再现,说明YA-1的花芽再生能力具有相对稳定性,与脱分化培养基的效应相比,YA-1的花芽再生效率主要受继代培养基成分的影响,其中,6-BA,NAA和加倍无机铁盐的配比较2,4,-D和正常浓度无机铁盐的配比更有利于YA-1的幼胚培养再生花芽,同时,外植体实验表明,YA-1的幼穗和成熟胚培养无任何成花反应,而其幼胚外植体具有特异的花芽再生能力。据此认为,YA-1的幼胚培养有助于为小麦花发育机理研究建立理想的实验系统。     

节节麦远缘杂种胚的组织培养(简报)

利用活体-离体胚培养和胚愈伤组织诱导、再生植株技术有效地克服了节节麦远缘杂种胚的败育,高效产生了节节麦与硬粒小麦-簇毛麦双倍体、六倍体小黑麦、小麦、大麦间的杂种植株,从而为节节麦种质利用提供了技术方法。     

向日葵的幼胚培养

实验所用的基本培基中以B_5培养基对向日葵幼胚培养为最适。激素萘乙酸主要促进幼胚的胚性生长。吲哚乙酸(IAA)与激动素(KT)的配合使用,对幼胚的分化起明显的调节作用。天然提取物则明显地促进幼胚生长、其中荸荠汁的培养基可使向日葵球形胚进行正常发育。 用两种改良的B_5培养基做胚胎培养系统,使向日葵种间杂交胚生长发育。先将杂交后的心形胚培养在胚胎生长培养基上,进行充分的胚性生长。然后把胚转移到萌发培养基,使其萌发形成幼苗,最后移入土壤直至开花。     

小麦幼胚培养再生植株第二代若干性状的变异*

再生植株第二代（R₂）各性状如F₂代一样均表现为介于双亲的连续变异,并有超亲遗传。各性状的变异幅度均大于F₂代,超出F₂变异范围的株率依性而有所不同,从1.64——65.3%。R₂代各性状的遗传力较F₂有较大的提高。这些都反映了经体细胞培养后诱导了变异,丰富了R₂的遗传基础。     

小麦幼胚培养再生单性雌花的研究

通过45个基因型的小麦(Triticum aestivum L.)幼胚培养,发现有11.1%的基因型从靠近再生芽基部的愈伤组织上分化形成花器官.再生花芽呈裸露的、多子房丛生的、具有茂盛羽毛状柱头而缺乏雄蕊、外稃、内稃和颖片的单性雌花. 组织切片观察发现,其雌蕊起源于再生芽附近的分生组织细胞,并通过次生雌蕊再生的方式形成丛生状,其羽毛状结构的发育先于子房中胚珠的分化. 除正常的单胚珠外,还发现双生胚珠分化.χ2独立性检验结果显示,花芽再生率存在强烈的基因型效应.小麦品种YA-1 表现突出(44.4%),其花芽再生潜力能在不同年份间较好地再现,说明YA-1的花芽再生能力具有相对稳定性.与脱分化培养基的效应相比,YA-1的花芽再生效率主要受继代培养基成分的影响. 其中,6-BA、NAA和加倍无机铁盐的配比较2,4-D和正常浓度无机铁盐的配比更有利于YA-1的幼胚培养再生花芽.同时,外植体实验表明,YA-1的幼穗和成熟胚培养无任何成花反应,而其幼胚外植体具有特异的花芽再生能力.据此认为,YA-1的幼胚培养有助于为小麦花发育机理研究建立理想的实验系统.     

胚龄和激素对小麦幼胚组织培养的影响

以扬麦158为试验材料,通过田间取样室内培养的方法研究了胚龄和激素对小麦幼胚组织培养的作用。结果表明,幼胚组织培养最适宜的胚龄为14—16d;适宜的2,4-D浓度为1．5-2．5mg/L;适宜的IAA浓度为2．0-3．0mg/L;适宜的6-BA浓度为0．1-0．8mg/L;适宜的KT浓度为0．5—1．5mg/L。因此,胚龄和激素对于小麦幼胚组织培养具有明显的调节作用．在组织培养实践中,充分认识和综合协调这些因素对小麦幼胚组织培养的作用,可以提高组织培养效率,使其更加有利于生物学研究、遗传转化和快速育种等工作。     

基因枪转化小麦幼胚的再生培养与转基因植株的获得

以小麦幼胚为受体,用基因枪法对Trx-S反义基因 目的基因 和Bar基因 标记基因 进行了共转化,以轰击后的小麦幼胚为实验材料,对幼胚培养的基本培养基、分化和生根培养基进行了筛选优化.结果表明:4种基本培养基中,L3培养基的成愈率最高,且增殖速度快;MS培养基次之.以L3为基本培养基,分化培养基中添加NAA1mg·L-1和ZT2mg·L-1配比对愈伤组织诱导分化的效果最好,分化率达到50%以上.1/2MS培养基中添加IAA0.8mg·L-1的生根效果好,且移栽成活率高.以优化的培养方案对来自7个小麦品种的幼胚进行转化与再生培养,多数品种的出愈率都达到90%以上,分化率在40%以上,并在5个品种上获得再生植株,经检测证实在4个品种上获得转基因再生植株.     

Identification of a UDP-glucosyltransferase conferring deoxynivalenol resistance in Aegilops tauschii and wheat

Aegilops tauschii is the diploid progenitor of the wheat D subgenome and a valuable resource for wheat breeding, yet, genetic analysis of resistance against Fusarium head blight (FHB) and the major Fusarium mycotoxin deoxynivalenol (DON) is lacking. We treated a panel of 147 Ae. tauschii accessions with either Fusarium graminearum spores or DON solution and recorded the associated disease spread or toxin-induced bleaching. A k-mer-based association mapping pipeline dissected the genetic basis of resistance and identified candidate genes. After DON infiltration nine accessions revealed severe bleaching symptoms concomitant with lower conversion rates of DON into the non-toxic DON-3-O-glucoside. We identified the gene AET5Gv20385300 on chromosome 5D encoding a uridine diphosphate (UDP)-glucosyltransferase (UGT) as the causal variant and the mutant allele resulting in a truncated protein was only found in the nine susceptible accessions. This UGT is also polymorphic in hexaploid wheat and when expressed in Saccharomyces cerevisiae only the full-length gene conferred resistance against DON. Analysing the D subgenome helped to elucidate the genetic control of FHB resistance and identified a UGT involved in DON detoxification in Ae. tauschii and hexaploid wheat. This resistance mechanism is highly conserved since the UGT is orthologous to the barley UGT HvUGT13248 indicating descent from a common ancestor of wheat and barley.     

基因型和胚龄对小麦未成熟胚离体培养反应的影响

本文对34种基因型的小麦未成熟胚在离体培养中的反应进行了比较。结果表明,94％的供试基因型愈伤组织诱导率都可达到80％以上,若排除供体植株环境条件的不同和接种过程中的人为因素可能造成的影响,不同基因型的愈伤组织诱导率看来没有根本的差异。愈伤组织分化率因基因型的不同变动在0—60％之间,平均为32.7％。虽然同一基因型的盾片愈伤组织分化率在不同年份中有所不同,但是愈伤组织是否具有再生能力?看来是个稳定的遗传性状。因此小麦未成熟胚对愈伤组织诱导的反应和愈伤组织的再生能力可能具有不同的遗传基础。本文的结果还表明,虽然最适于培养的未成熟胚的大小为1毫米左右,伹小至0.3毫米的未成熱胚仍能以几乎100％的频率形成愈伤组织,60％左右的愈伤组织能分化出再生檀株,只是所需的时间比1毫米左右的胚较长。     

硬粒小麦-节节麦人工合成种HMW-GS组成及1.5+10亚基的遗传分析

对C IMM YT的99份硬粒小麦—节节麦人工合成种(简称合成种)的HMW-G S组成分析发现,G lu-B 1和G lu-D 1位点的变异类型比普通小麦丰富,分别有9种和12种亚基类型;筛选出含有比5 10亚基更优质的1.5 10和5 12亚基的合成种分别有8份和1份;含有优质亚基1.5 10的合成种与普通小麦杂交结实正常;对2个合成种与2个普通小麦品种的8个正反交组合F1种子电泳发现,优质亚基1.5 10在F1代能正常表达,双亲所有亚基在F1代都得到表达,表现共显性遗传.本研究为优质亚基1.5 10和5 12转育到普通小麦中奠定了基础.     

粗山羊草抗条锈病新基因YrY206遗传分析和微卫星 标记

从小麦野生近缘属——粗山羊草中挖掘小麦条锈病抗病基因, 拓展小麦抗病性的遗传基础。利用抗小麦条锈病与感小麦条锈病的粗山羊草间杂交, 从粗山羊草[Aegilops tauschii (Coss.) Schmal] Y206中鉴定出1个显性抗小麦条锈病基因, 暂定名为YrY206。应用分离群体分组法(Bulked segregant analysis, BSA)筛选到Wmc11a、Xgwm71c、Xgwm161和Xgwm183标记, 与该基因之间的遗传距离分别为4.0、3.3、1.5和9.3 cM。根据连锁标记所在小麦微卫星图谱的位置, YrY206被定位在3DS染色体上。分析基因所在染色体的位置、抗病性特征, 认为YrY206是一个新的抗小麦条锈病基因。     

节节麦细胞不同分裂时期和阶段的G—带核型及其变动性分析

采用改良的ASG法获得了中期和3个染色体凝缩程度不同的早中期阶段（分别称为早中期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）染色体的G-带,并进行了G-带核型和变动性分析。所分析的分裂时期和阶段,每条染色体的全长显示出了密切邻近的多重的带纹,带纹细窄、大小较相近,带间区小,带纹分布较密集而均匀。随着有丝分裂进程推进,染色体的带纹数目减少,早中期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ于中期单倍染色体组的G-带带纹总数分别减少41%、36%、28%,而染色体组的绝对长度分别缩短43%、37%、27%,带数减少幅度与染色体长度缩短的幅度几乎相等。早中期Ⅰ至早中期Ⅱ、Ⅲ和早中期Ⅱ至早中期Ⅲ的带纹减少幅度与染色体长度缩短幅度也基本一致。染色体组中各染色体之间带纹减少和染色体缩短的比例不尽相同,有一定的变幅。早中期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和中期染色体组中每单位绝对长度的带数（带/μm）分别为2.19、2.22、2.32和2.29,差异不大。对节节麦G-带的特性等问题进行了讨论。     

Expression of high zinc efficiency of Aegilops tauschii and Triticum monococcum in synthetic hexaploid wheats

The effect of varied zinc (Zn) supply on shoot and root dry matter production, severity of Zn deficiency symptoms and Zn tissue concentrations was studied in two Triticum turgidum (BBAA) genotypes and three synthetic hexaploid wheat genotypes by growing plants in a Zn-deficient calcareous soil under greenhouse conditions with (+Zn=5 mg kg^-1 soil) and without (−Zn) Zn supply. Two synthetic wheats (BBAADD) were derived from two different Aegilops tauschii (DD) accessions using same Triticum turgidum (BBAA), while one synthetic wheat (BBAAAA) was derived from Triticum turgidum (BBAA) and Triticum monococcum (AA). Visible symptoms of Zn deficiency, such as occurrence of necrotic patches on leaves and reduction in shoot elongation developed more rapidly and severely in tetraploid wheats than in synthetic hexaploid wheats. Correspondingly, decreases in shoot and root dry matter production due to Zn deficiency were higher in tetraploid wheats than in synthetic hexaploid wheats. Transfer of the DD genome from Aegilops tauschii or the AA genome from Triticum monococcum to tetraploid wheat greatly improved root and particularly shoot growth under Zn-deficient, but not under Zn-sufficient conditions. Better growth and lesser Zn deficiency symptoms in synthetic hexaploid wheats than in tetraploid wheats were not accompanied by increases in Zn concentration per unit dry weight, but related more to the total amount of Zn per shoot, especially in the case of synthetic wheats derived from Aegilops tauschii. This result indicates higher Zn uptake capacity of synthetic wheats. The results demonstrated that the genes for high Zn efficiency from Aegilops tauschii (DD) and Triticum monococcum (AA) are expressed in the synthetic hexaploid wheats. These wheat relatives can be used as valuable sources of genes for improvement of Zn efficiency in wheat. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.