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。     

小麦—冰草异源衍生系淀粉物理特性的研究

利用RAV－3D（Newport Scientific Pey.Ltd.,Narrabeen,Australia）、TA－XT2（Stable Micro Systems,Godalming,Surrey,England)、DSC20（Mettler Naenikon-Uster,Suitzerland）等分析仪,对已被染色体组原位杂交（GISH）检测过的35份小麦－冰草异源衍生系及其亲本Fukuho(Triticum aestivum cv.Fukuho,2n=6x=42,AABBDD,母本）和Z559（Agropyron cristatum L.Gaertn,2n=4x=28,PPPP,父本）进行了演粉糊化特性、淀粉胶结构特性、淀粉糊化过程中的热量变化、淀粉膨胀体积及直链淀粉含量等主要物理特性的研究。结果发现：①冰草（Z559）和小麦（Fukuho）淀粉的主要物理特性显著不同,但它们的RVA曲线的变化趋势却很相似;②同一淀粉性状在不同的杂种衍生系之间变异幅度很大,有的变异高于小麦亲本（Fukuho）,而有的变异则低于小麦亲本（Fukuho）。平均热糊粘度（HPV）、冷糊粘度（CPV）和稀释值（Breakdown)与双亲显著不同,而平均淀粉胶硬度（Hardness）与小麦亲本（Fukuho）显著不同,而与冰(Z559)无显著差异;③部分参数之间呈显著的正相关或负相关。这对进一步评价和利用这些杂种衍生质具有重要的作用。     

小麦—冰草异源附加系的创建：Ⅱ,异源染色质的检测与培育途径分析

为了建立一套小麦－冰草异源二体附加系,利用形态学、细胞学、同工酶和原位杂交方法,对普通小麦品种Fukuho×冰草Z559杂交组合所衍生的BC2到BC5世代的866株进行了细胞学分析和外源染色质的检测。结果表明,（1）形态学和细胞学检测是其他检测方法的基础;（2）在建立小麦－冰草异源二体附加系的研究中,异源单体和双单体附加系并非良好的基础材料;（3）从BC2到BC5,随着回交世代的提高产生异源二体附加系的频率提高（0→4．12％）;（4）从染色体结构呈22Ⅱ＋nⅠ的材料中不仅比较容易衍生出异源二体附加系而且是相异;（5）首次获得了11个在表型性状上有明显差异的小麦－冰草异源二体附加系。     

小麦-冰草附加系Ⅱ-21-2的细胞遗传学与分子标记分析

在本研究室获得的一套小麦-冰草附加系材料中,附加了冰草(1.4)重组P染色体的附加系Ⅱ-21-2出现了较高频率的多价体。对小麦-冰草附加系Ⅱ-21-2的10个不同株系花粉母细胞减数分裂进行观察与统计,结果表明,不同株系均存在低频率的单价体,染色体异常联会主要表现为出现六价体和四价体,其中株系1-7-3出现六价体频率较高,出现六价体的花粉母细胞为41%,而株系1-7-7有13%的花粉母细胞出现四价体。小麦SSR标记分析表明,不同株系存在小麦基因组或P基因组的多态性。小麦-冰草附加系Ⅱ-21-2染色体异常联会可能与附加的P染色体有关,而其分子水平的多态性和重组可能对于遗传改良具有潜在的意义。     

应用荧光原位杂交技术研究小冰麦异附加系TAI—14中的冰草染色体的变异

对常规染色体的观察结果表明：原初的小麦异附加系ＴＡＩ－１４为２ｎ＝４４,其中所有的染色体都是中部或近中部着丝点染色体。但在期后代中发现有一对染色体变成了端着染色体。为判明变异的染色体是冰草还是小麦的染色体,用荧光原位杂交技术进行了检测,结果表明,ＴＡＩ－１４中的所有小麦染色体都显示红色荧光,中有一对端着丝点染色体显示绿色荧光,说明变异的是冰草染色体,即：小冰麦异附加系ＴＡＩ－１４原为二体异附加系,     

抗白粉病小麦——中间偃麦草异附加系的细胞学和RAPD鉴定

利用细胞学和ＲＡＰＤ技术,对从小麦与中间偃麦草杂种后代中选育的抗白粉病异附加系ＤＡＬ６６进行了鉴定。结果证明ＤＡＬ６６根尖细胞染色体数为４４,花粉母细胞减数第一分裂中期（ＰＭＣ ＭＩ）杂色体模型为２ｎ＝２２Ⅱ。对ＤＡＬ６６及其双亲进行ＲＡＰＤ分析,从４０个随机引物中筛选出１个特异引物（ＯＰＥ－０２）能够稳定地扩增出特异带型。     

小麦—中间偃麦草双体异附加系的选育及形态学和细胞学鉴定研究

应用在小麦品种烟农15与中间偃麦草杂交的五个世代群体中直接筛选2n=22Ⅱ植株的方法,获得11个双体异附加株,分别命名为DAL1、DAL2、……、DAL11。双体异附加株的细胞学稳定性较强,外源染色体传递频率高。形态学和细胞学鉴定结果表明：DAL1、3、5、6、8、9、10、11等8个异附加系中附加的可能是中间偃麦草第2部分同源群的染色体。 其中,DAL5、9、10、11是同一种异附加系,DAL6和DAL8为同一种异附加系,DAL3可能与之相同;DAL1与上述7个异附加系均不同。DAL2和DAL4可能分别附加了中间偃麦草第5部分同源群的1对染色体,但二者在形态上存在差异。DAL7可能附加了中间偃麦草第7部分同源群的1对染色体。旗叶卷曲是异附加系DAL、3、5、6、8、9、10、11共有的形态标记。11个异附加系可作为进一步研究和转移中间偃麦草有益基因的良好中间材料。     

同胞质普通小麦—纤毛鹅观草附加系D和端体异附加系tBL的选育

用普通小麦－纤毛鹅观草双倍体与普通小麦中国春连续回交两次,然后连续自交,通过形态观察、根细胞染色体计数,花粉母细胞减数分裂中期Ｉ染色体配对分析及染色体Ｃ－分型,在ＢＣ２Ｆ２和ＢＣ２Ｆ３群体中,分别筛选到一个端二体异附加系９４Ｋ２２７和一个二体异附加系９４Ｋ２８０,其中Ｃ－分带显示９４２２７添加的是纤毛鹅鸡草染色体Ｂ的一对长壁９４Ｋ２８０添加的是纤毛鹅观草的一对染色体Ｄ。     

TAI系列I中的冰草染色体与小麦部分同源关系的同工酶研究

本文分析了ＴＡＩ系列Ｉ及其亲本的胚乳氧化物酶,苹果酸脱氢酶,醇脱氢酶,酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的酶谱表型。把冰草同工酶结构基因Ｍｄｈ－Ａｇ＾ｉ２定位一ＴＡＩ－１３,基因Ｃｐｘｅ－Ａｇ＾ｉ２定位到ＴＡＩ－１４,基因Ａｄｈ－ＡＧ＾Ｉ１,Ａｃｐｈ－Ａｇ＾ｉ２和Ｐｈｅ－Ａｇ＾ｉ２定位到ＴＡＩ－１６中的冰草染色体上。根据这些基因定位和我们以前的研究工作,结合植株表型分析,推测ＴＡＩ－１１,ＴＡＩ－１２,ＴＡＩ     

小麦-冰草衍生系3228主要产量性状的遗传分析

为了探讨小麦-冰草(Agropyron cristatum)衍生系3228的多粒(66～82粒/穗)特性在育种中的可利用性,本研究以3228与黄淮冬麦区5个主栽品种进行杂交,并将其杂种F_1分别种植于北京、陕西和四川,采用MINQUE(1)统计方法及AD模型对主要产量性状进行了遗传分析。在研究的6个产量性状中,均存在极显著的加性方差比率,普通广义遗传率在产量性状的遗传中所占比例较大,所有性状的遗传均存在加性和环境的互作。特别值得指出的是,3228在穗粒数方面具有极显著的加性和显性效应,在穗长、小穗数方面也具有极显著的加性效应,说明利用该种质对于提高小麦的穗粒数具有重要作用。     

小麦-冰草新种质普冰2011姊妹系的育种效应分析

远缘杂交是小麦改良的重要途径之一,但在获得稳定创新种质的过程中,通常会衍生出众多的姊妹系,对这些姊妹系进行系统的农艺性状考察和重要性状的基因型分析是进一步利用的基础。本研究对小麦-冰草(Agropyron cristatum,PPPP)远缘杂交过程中获得的205个普冰2011姊妹系进行了综合农艺性状评价和重要性状的基因型分析。结果表明,205个普冰2011姊妹系田间表现相近,其遗传相似系数范围为0.985~0.999,在15个单一性状上的变异系数范围为0.54%~20.21%;205个姊妹系成株期均抗白粉病,其中204个姊妹系成株期抗条锈病,2个姊妹系苗期抗条锈病;112个姊妹系含有优质亚基5+10,其中4个同时含有优质亚基2*和5+10;普冰2011-2的春化基因组成为(vrn-A1、vrn-B1、Vrn-D1和vrn-B3),其余204个姊妹系为(vrn-A1、vrn-B1、vrn-D1和vrn-B3),205个姊妹系均含有光周期基因Ppd-D1a,为光不敏感型材料。通过进一步分析,从7个高产姊妹系中筛选出3个高产、稳产、抗倒伏的姊妹系可直接用于新品种选育,另外7个姊妹系在丰产性、品质和抗病性等个别性状上表现突出,可作为育种亲本加以利用。     

普通小麦与冰草间杂种的细胞遗传学及其自交可育性

为了进一步研究冰草属（Ａｇｒｏｐｙｒｏｎ Ｇａｅｒｔｎ．）的Ｐ染色体组与小麦染色体组间的遗传关系和评价Ｐ染色体组在属间杂种自交可育性上的遗传效应,获得了普通小麦品种Ｆｕｋｕｈｏ（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ ｃｖ．Ｆｕｋｕｈｏ,２ｎ＝４２;ＡＡＢＢＤＤ）与３个不同来源的四倍体冰草（Ａ．ｃｒｉｓｔａｔｕｍ＜Ｌ．＞Ｇａｅｒｔｎ．,２ｎ＝２８;ＰＰＰＰ）间的杂种（２ｎ＝３５;ＡＢＤＰＰ）。结果表明     

利用电离辐照创造小麦-冰草异源多粒新种质的初步研究

为了将冰草的多粒基因转入小麦,以具有多粒特性的小麦-冰草二体附加系4844．12为材料与小麦品种藁城8901杂交,对其杂种F1进行^60Co-1辐照处理。采用冰草P基因组特异SSR和SCAR标记对M2 236个单株进行鉴定,进而对部分含P染色质阳性植株进行基因组原位杂交（GISH）检测,初步分析发现有3株为小麦一冰草异源易位（渐渗）系;进一步的穗粒数分析表明,该3株材料具有多粒特性,可能成为小麦丰产育种的创新种质。     

普通小麦SSR和EST-SSR引物对冰草通用性的比较分析

选用定位于普通小麦7个部分同源群的534对SSR引物和351对EST-SSR引物分别对普通小麦品种‘Fukuho’和四倍体冰草‘Z559’的基因组DNA进行扩增,结果显示:有475对(89.0%)SSR引物和314对(89.5%)EST-SSR引物对‘Fukuho’能有效扩增,226对(42.3%)SSR和258对(73.5%)EST-SSR引物对‘Z559’能有效扩增,表明小麦EST-SSR对冰草的通用性明显高于SSR;扩增强带比率SSR和EST-SSR引物分别为76.1%、84.1%,说明小麦EST-SSR在冰草上扩增带的质量亦优于SSR。选择上述在‘Fukuho’和‘Z559’基因组DNA之间有多态性扩增且带谱清晰的SSR和EST-SSR引物各60对,对‘Fukuho’、‘中国春’、‘北京8号’和二、四、六倍体冰草‘Z804’、‘Z559’、‘Z1075’的基因组DNA再行PCR扩增,结果显示,40对(66.7%)SSR和22对(36.7%)EST-SSR引物在‘Fukuho’、‘中国春’和‘北京8号’间扩增产物表现多态性,且前者高于后者;50对(83.3%)SSR和52对(86.7%)EST-SSR引物在冰草‘Z804’、‘Z559’和‘Z1075’间扩增产物表现多态性,两者相当。通用性、多态性和扩增强带比率综合比较表明,普通小麦EST-SSR和SSR经筛选虽都能转用于冰草,但两者相比EST-SSR更优。     

中国春phlb突变体与多倍体Aegilops杂种F1回交植株（BC1F1）的细胞学研究

中国春phlb突变体与5个多倍体Aegilops的杂种F1用普通小麦进行回交,并对回交一代（BC1F1）的细胞学进行了研究。结果表明,BC1F1植株花粉母细胞最高染色体数56条,最低35条,一般情况下phlb基因可以增加BC1F1植株的染色体数（不是所有组合）,但不能增加染色体配对水平。杂种F1回交时有效雌配子最高染色体数在含有phlb基因组合中高于不含phlb基因的组合,但最低不杂色体数目相等,且含有21条染色体雌配子最具有竞争力,同时也证明,回交的成功并不取决于杂种F1通过重建分裂（restitution division)形成的未减数雌配子。     

将大赖草种质转移给普通小麦的研究：Ⅶ.一个普通小麦—大赖草等臂？…

通过花粉母细胞减数分裂中期Ｉ染色体配对构型分析ＧｉｅｍｓａＣ－分带,从普通小麦－大赖草第７条染色体二体异附加系自交后代中选育并鉴定出了９３Ｇ５１－９和９３Ｇ５２－８２个等臂染色体异附加系,该异附加系在花粉母细胞减数分裂中期Ｉ,其等臂染色体自身两臂配对频率高,染色体易发生断裂,且又携带有较抗赤霉病的基因,是向小麦转移大赖草赤霉病抗性基因的有用中间材料。