核质杂种与杂交种

近些年来,由于遗传育种工作者对生物种细胞质的注意,许多研究者开始搜集、利用好的细胞质资源来创造优异的核质杂种(the Nucleus-cytoplasm Hybrid).因为从研究得出:某些物种的细胞质与同属的不同种间或不同属间的细胞核结合,能使后者在一些重要的经济性状上获得原先所没有的优良性状.例如,木原均(H.Kihara 1973,1977)用著名美国冬小麦高产品种格涅斯(Gaines)的细胞核与粗山羊草(Aegilops squarrosa L.)细胞质通过连续置换回交,最后成功地得到高产、早熟、抗病、蛋白     

蓝标型核不育小麦花药转录物组学及花色素苷合成相关基因的表达分析

为了揭示蓝标型小麦核雄性不育的分子机制,更好地利用隐性核不育小麦杂种优势,本研究以蓝标型白粒小麦WS（不育）和浅蓝粒小麦WF（育性正常）植株花药为试验材料,利用转录物组学技术对两者差异表达基因进行了分析,并对其中涉及花色素苷合成相关基因进行了验证。结果表明： WF与WS相比,共检测到2 352个差异表达基因,这些基因经GO功能注释分为3大类43个小类,主要涉及生物合成、苯丙烷代谢、L-苯丙氨酸分解代谢、膜组成部分、质膜、细胞质、ATP结合和蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶活性等。 KEGG通路分析结果显示,苯丙烷类生物合成通路富集基因最多,有159个,其次是苯丙氨酸代谢通路,包含136个显著差异表达基因,其他还涉及多种氨基酸代谢、嘌呤代谢、嘧啶代谢及糖代谢通路;与花青素代谢直接相关的通路中,多个控制关键酶结构基因存在差异表达,且大多数在WF中上调表达,只有黄烷酮3-羟化酶基因（flavanone 3-hydroxylase,F3H）和无色花青素双加氧酶基因（anthocyanin dioxygenase,ANS）下调表达;实时荧光定量分析显示,10个与花青素代谢相关基因实际表达情况和转录物组测序数据中基因表达情况具有相同的上下调趋势;差异基因序列同源性分析显示,筛选出的2个转录因子（DN48762c2g1、DN25944c0g1）与玉米、水稻及拟南芥花色素苷合成调控转录因子聚为同一簇,可能是蓝标型小麦浅蓝粒植株蓝色糊粉层性状的候选基因。并且荧光定量分析表明,DN48762c2g1和DN25944c0g1在WF中的表达量要明显高于WS。综上认为,花青素的生物合成途径相关基因不仅与籽粒蓝色性状有关,而且可能参与了蓝标型核不育系的花药败育。     

利用粘果山羊草细胞质1B/1R易位系诱导小麦单倍体频率的研究

用具有粘果山羊草(Ae. kotschyi)细胞质的1B/1R易位系转育成的K型小麦雄性不育系为基本材料,通过随体数目和C—显带技术鉴定了不育系、恢复系及其亲本的染色体组成,以中国春重双端体2t″1B和缺—四体1B°1D~Ⅳ与其杂交,观察了F_1减数分裂中期Ⅰ的染色体构型和C—显带特征。调查了有代表性的10个k型不育系及其中三个不育系与中国春重双端体2t″1B或缺—四体1B°1D~Ⅳ杂交F_1的单倍体诱导频率。结果表明,多数k型1B/1R不育系均可产生较高频率的单倍体,但不育系间差异很大,个别k型1B/1R不育系不产生单倍体,说明单倍体的产生除受1R短臂上的诱导单倍体基因作用外,还受其他基因的影响,同时也受父本基因型和染色体结构的影响,试验证明,1B染色体缺失或端体等非整倍体作为父本可以大大提高诱导单倍体的频率(接近70%),这种方法诱导产生的是单倍体种子,一般发芽正常,发育良好,在异质小麦育种方面具有重要实践意义。但由于这种单倍体均为孤雌生殖所致,应用受到一定限制,因此本文提出了如何应用的参考方案。     

150个小麦品种高分子量谷蛋白亚基组成与蛋白质含量和沉降值关系的研究

对150个不同小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基与蛋白质含量、沉降值之间的关系进行了研究,结果表明:Glu-1三位点控制的亚基等位变异与品质性状关系密切.A1位点亚基出现频率高于N,对品质效应以1>N;B1位点7+9亚基对出现频率最高,其次为7+8,各亚基对蛋白质含量效应以8>17+18>7+8>13+19>7+9>14+15,对沉降值效应以8>13+19>7+8>7+9>14+15>7>17+18;D1位点2+12亚基对频率高于5+10,各亚基对品质效应以5+10>5+12>2+12.具有亚基1,8或7+8,5+10组合类型的小麦品种可望为品质较好的品种.     

山羊草属不同细胞质对小麦籽粒蛋白含量及组分的影响研究

以山羊草属（Aegilops)6种不同异源细咆质的异质小麦品系Chris为材料,与生产上广泛种植的9个常规小麦品种正反杂交,系统地研究了供试6种蚌源细胞质对其F1籽粒蛋白含量的影响,同时对单芒山草(Ae．uniaristata)、二角山羊草(Ae.bicorins)细胞质对籽粒蛋门组分含量的影响亦进行了研究。结果表明：(1)在以6种异源细胞质材料为母本的杂交组合中,78%的组合其蛋白含量高于反交对照。尤以单芒、二角山羊草细胞质的正效应最为显著,平均提高2个以上百分点,最高达3．7个百分点。(2)供试单芒、二角异源细胞质对籽粒清蛋白和球蛋白的含量影响最大,对醇溶蛋白和谷蛋白含量的影响相对较小,其效应值大小因特定组合而异。(3)供试异源细胞质对籽粒蛋白质含量和组成的影响均存在显著的核质互作效应。通过异源细胞质的途径来改良小麦籽粒的蛋白含量和组分是一条有效可行的方法,只要选择合适的核质组合即可达到改良目的。     

小麦根尖细胞同步化诱导和DNA纤维的制备

为了简易快速地获得大量小麦（Triticum aestivumL．）中期染色体和DNA纤维,以普通小麦根尖为材料,采用羟基脲（hydroxyurea,简称HU）,氟乐（trifluralin）结合的双阻断法进行了染色体中期同步化诱导。结果表明,染色体有丝分裂中期指数（metaphaseindex）达70％～80％;以同材料小麦黄化苗提取小麦细胞核,成功制备出小麦DNA纤维。这为研究细胞有丝分裂的调控、染色体形态结构、易位染色体检测和易位染色体片段的精确测量与定位等提供了新的技术支撑。     

普通小麦×大麦杂交后代中间材料的GISH及PAGE鉴定

利用基因组荧光原位杂交 (GISH)及种子贮藏蛋白聚丙烯酰胺凝胶电泳 (PAGE)对普通小麦×大麦杂交后代中间材料进行了鉴定分析。GISH结果表明 ,WBA984和WBA9812为二体小大麦异附加系 ,WBS0 2 15和WBS0 2 6 4为小大麦二体异代换系 ,WBT0 2 12 5和WBT0 2 183为端部易位系 ;种子贮藏蛋白PAGE分析表明 ,WBA9812和WBS0 2 6 4含有大麦特有的高分子量麦谷蛋白亚基和在γ区含有大麦特有的醇溶蛋白带型 ,WBA9812为大麦 5H附加系 ,WBS0 2 6 4为 1B/ 5H代换系 ,WBT0 2 12 5为 1BL/ 5HL端部易位系。     

小麦小花高纯度线粒体的分离及其蛋白质双向电泳体系建立

应用差速离心和Percoll不连续密度梯度法分离纯化小麦三核期小花线粒体. 在裂解液选择、IPG胶条pH值范围、SDS-PAGE胶浓度及蛋白质上样量等方面对线粒体蛋白质双向电泳体系进行探索和优化,确立了一套适用于小麦小花高纯度完整线粒体的分离方法及其蛋白质双向电泳的技术体系. 结果表明,采用20%、24%和40% Percoll密度梯度和28% Percoll自形成密度高速离心体系,获得了有活性、高纯度且较完整的线粒体;经TCA-丙酮法提取蛋白,以7 mol/L尿素,2 mol/L硫脲,4% CHAPS(W/V),65 mmol/L DTT,0.5% IPG缓冲液(V/V),0.001% 溴酚蓝(W/V)裂解液溶解蛋白,采用17 cm,pH 4～7 IPG胶条和11% SDS-PAGE分离胶,上样量为160 μg,硝酸银染色法,更适合小麦小花线粒体蛋白质组双向电泳分离. 经PDQuest 2DE 8.0.1软件包统计分析,在2-DE图谱上分辨出约150个蛋白点,蛋白点清晰呈圆形,无横条纹干扰,这为利用双向电泳技术在亚细胞水平对线粒体进行蛋白质组学研究与分析奠定了基础,更为进一步分析研究线粒体与雄性不育的关系提供了理论与技术支撑.     

几类异源细胞质1B/1R、非1B/1R型小麦雄性不育系育性恢复性的比较研究

利用具有粘果山羊草 Aegilops kotschyi 、易变山羊草 Ae.variabilis 、偏凸山羊草 Ae.ventricosa 和二角山羊草 Ae.bicornis 异源细胞质的粘、易、偏和二角型 1B/ 1R、非 1B/ 1R型小麦雄性不育系为母本 ,一些优良小麦品种 系 为父本进行杂交 ,就 4类异源细胞质 1B/ 1R、非 1B/ 1R型不育系的育性恢复性进行比较研究 ,结果表明 : 1 4类异质 1B/ 1R、非 1B/ 1R型杂种自交结实率均低于相应普质杂种 ,说明由于核质不协调 ,4类异源细胞质对不育系育性恢复表现出一定的负效应 ; 2 非 1B/ 1R型杂种自交结实率明显高于 1B/ 1R型杂种 ,并达极显著差异 ,说明恢复性除受异源细胞质影响外 ,还与核内染色体核型密切相关 ; 3 非 1B/ 1R型杂种恢复度均在 6 5 %以上 ,大于 80 %的组合占 6 0 %以上 ,且变异范围较小 ,有望进一步研究利用 ; 4 1B/ 1R型杂种恢复度不高且变异较大 ,与1B· 1B/ 1R杂合染色体在减数分裂过程中的异常行为密切相关 ;而非 1B/ 1R型杂种由于不含 1B· 1B/ 1R杂合染色体 ,减数分裂过程中染色体行为相对稳定 ,易恢复且恢复度高 ,很有实际利用前景     

小麦遗传型与生理型雄性不育花药蛋白质双向电泳分析

为了研究小麦雄性不育蛋白表达机制, 以具有异质同核的3个亲本: 即遗传型不育系ms(S)-西农1376、对应的保持系(A)-西农1376和生理型(化学杀雄剂SQ-1诱导)雄性不育系ms(A)-西农1376为材料, 利用IEF/SDS-PAGE凝胶电泳技术, 对发育到单核后期的花药全蛋白特异性进行了比较分析, 得到320~350个清晰的蛋白点。结果表明: 遗传型和SQ-1诱导的生理型不育系蛋白质图谱与正常保持系在蛋白质(多肽)表达量上存在一定的差异, 同时发现有几种蛋白质的表达有明显的特异性, 两个不育材料2D胶上共有几个明显的特异蛋白点, 而在保持系中未发现; 两个不育材料又分别具有自己的特异蛋白表达, 不育机理不同; 比较分析可知, 不育系中某些蛋白的表达受到了抑制, 并开启了与花药败育有关的特定蛋白的表达, 可能使物质能量代谢受阻,导致雄性不育的发生。