390份小麦-黑麦种质材料主要农艺性状分析及优异材料的GISH与FISH鉴定

将小麦近缘属植物黑麦中的优良基因导入小麦可以拓宽小麦的遗传基础,丰富小麦的遗传变异。本研究调查并分析了390份小麦-黑麦种质材料。在这390份种质材料中,6个主要农艺性状值均有较大的极差,说明其遗传多样性丰富。与10份小麦主栽品种相比,90%以上的材料具有穗长和分蘖数的显著优势,60%以上的材料具有小穗数优势,约30%的材料穗粒数和千粒重显著高于主栽品种。利用基因组原位杂交(genomic in situ hybridization,GISH)和多色荧光原位杂交(multicolor fluorescent in situ hybridization,mc-FISH)技术,对8份农艺性状优良的代表性材料进行染色体组成分析,发现3份为六倍体小黑麦(AABBRR),2份为八倍体小黑麦(AABBDDRR),1份为1RS?1BL易位系,其余2份不具有可见的黑麦染色体或染色体片段。值得指出的是,3份六倍体小黑麦与2份八倍体小黑麦所含的黑麦染色体不完全相同。八倍体小黑麦中有1对来源于黑麦的小染色体,而六倍体小黑麦中没有类似小染色体;并且,不同材料中黑麦4R染色体端部的GISH杂交带有明显差异。本研究结果为这些小麦-黑麦种质材料进一步应用于小麦育种提供了依据。

黑麦端部特异重复序列pSc200在新合成的不同小麦-黑麦双二倍体中的变异

【目的】更好地了解在小麦-黑麦双二倍体形成过程中,黑麦染色体变异的情况。【方法】利用黑麦Kustro及黑麦AR106BONE分别与小麦品种绵阳11杂交,获得两种双二倍体(MKS1及MARS1)。以黑麦亚端部串联重复序列pSc200为探针,采用荧光原位杂交的方法,分析亲本黑麦及相应的双二倍体中黑麦染色体端部染色体结构变化。【结果】检测到pSc200杂交位点在MKS1中减少,而在MARS1中增加。【结论】异源多倍体化过程中,染色体端部结构的变异是伴随多倍体化快速发生的。这可能有利于新合成的异源多倍体快速稳定,使得两个不同的基因组在同一核中协调共存。来自不同组合的小麦-黑麦双二倍体中,黑麦染色体结构发生不同的变异为黑麦在小麦育种中的应用提供了启示。

冬小麦种质“矮孟牛”中新型小麦-黑麦复杂易位的遗传传递分析

本文利用矮孟牛中一种新型小麦 -黑麦复杂易位 IRS· 7DS,1BL· 7DL与 1BL· 1RS易位所构建的一套重组自交系 (包括 10 9个 F6株系 )和 8个矮孟牛衍生品种进行了分析 ,结果表明在 10 9个F6株系中 ,纯合复杂易位占 69个 ,纯合 1BL· 1RS占 36个 ,二者比例约 2∶ 1,杂合类型占 4个 ,出现频率 4 / 10 9;对矮孟牛 8个衍生品种的分析表明 ,6个品种包含来自矮孟牛的复杂易位 ,占供试品种75 % ,1个品种为 1BL· 1RS,另 1个品种染色体结构正常。小麦 -黑麦复杂易位可以稳定传递给杂交后代 ,并具有明显高于 1BL·

小麦-黑麦远缘杂交后代高分子麦谷蛋白亚基变异分析

采用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法,分析了小麦-黑麦远缘杂交后代的66个株系的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)组成。结果表明:(1)在29个母本为MY 11的株系中,有6个株系的G lu-1等位基因相对于母本MY 11发生了变异,1 B/1 R易位系中G lu-1位点发生变异的频率为66.67%,非1 B/1 R易位系中G lu-1位点发生变异的频率为8.69%。在36个母本为A 42912株系中,3个株系的G lu-1等位基因发生变异且这3个株系皆为1 B/1 R易位系,1 B/1 R易位系中G lu-1位点发生变异的频率为60.0%,非1 B/1 R易位系G lu-1位点没有变异;(2)对于母本为MY 11的株系,G lu-1三个位点上等位基因的变异均只有2种,即G lu-A 1 a(86.20%)、G lu-A 1 c(13.79%)、G lu-B 1 b(89.65%)、G lu-B 1 c(10.34%)、G lu-D 1 a(3.45%)、G lu-D 1 d(96.55%)。对于母本为A 42912的株系,仅在G lu-B 1位点发生变异,即G lu-B 1 b(91.66%)、G lu-B 1 c(8.33%);(3)供试株系共出现6种高分子谷蛋白亚基组合,即(1,7+8,5+10)、(Nu ll,7+8,5+10)、(Nu ll,7+9,5+10)、(Nu ll,7+8,2+12)、(1,7+8,5+10)、(1,7+9,5+10),两种母本不同的株系类型均是母本型HMW-GS组合(1,7+8,5+10)占绝对优势。本文分析了1 B/1 R易位株系具有高频率HMW-GS变异的原因,并就这些材料在小麦优质育种中的利用策略作了探讨。

小麦-黑麦代换系间、代换系与易位系间杂交后代染色体易位系的选育

为了选育有经济价值的易位系,探讨小麦-黑麦间产生易位的频率,本研究以小麦-黑麦代换系DS5R/5A和DS6R/6A为母本,以小麦-黑麦易位系克珍(Kezhen)和带有杀配子染色体的代换系DSGC1为父本,分别进行田间杂交。结果表明:DS5R/5A、DS6R/6A与DSGC1(2S)杂交结实率低,平均为27.7%,与克珍(T3B.3R)杂交结实率高于前者,平均结实率为59.3%,二者均好于远缘杂交的结实率,这也表明带有杀配子染色体的亲本影响结实率;对选出的54株DS5R/5A×DSGC1、DS6R/6A×DSGC1杂种后代与80株DS5R/5A×克珍、DS6R/6A×克珍杂种后代进行C-分带、原位杂交和分子标记鉴定后发现,二者的易位频率分别为11.1%和8.8%,并且多为染色体端部小片段易位,这种小片段易位可能是代换系间杂交部分同源染色体交换产生的。此外,也表明杀配子染色体在引起染色体断裂后可发生染色体易位。本研究共获得T5RL.5AS、T5RS.5DL、T5RS.5BL、T6RL.6DS、6RL.6BS以及T6RS.6BL等13个易位系,平均易位频率为9.6%。

小麦-黑麦代换系间杂交后代减数分裂行为的研究

利用小麦-黑麦5R/5A二体代换系与6R/6A二体代换系间杂交,观察子二代减数分裂中染色体行为的变化,分析染色体并常行为及其与染色体易位的相关性。由于减数分裂是高等生物形成生殖细胞的时期,因此,是染色体变异的敏感时期,又是将变异传递给子代的关键时期。所以,在减数分裂过程中出现单价体、多价体、落后染色体、微核等染色体异常行为,这些现象会影响染色体配对、交换,对研究染色体易位的形成能提供重要依据。

小麦-黑麦代换系幼苗对盐胁迫的生理生态响应

以小麦-黑麦5A／5R代换系为试验材料，研究其幼苗在不同盐浓度下（0-250mmol·L-1NaCl）根系活力、相对生长速率、含水量、叶绿素含量及生物量分配对盐胁迫的响应。结果表明，随着盐浓度的升高，根系活力呈先上升后下降趋势，100和150mmol·L-1盐浓度下，根系活力显著高于对照组和其他处理组。当盐浓度低于100mmol·L-1时，地上部分含水量与对照组差异不显著，但显著高于其他处理组，而盐胁迫对地下部分含水量无显著影响，表明根系在盐渍条件下保持正常的吸水能力，对于维持根系活力和保障向地上部分水分供应起关键作用。随着盐胁迫时间的延长，叶绿素含量有所上升。当盐浓度高于100mmol·L-1时，相对生长速率（地上和地下）低于对照组，表明盐胁迫对植物生长产生抑制作用，而根冠比及生物量分配未受到盐胁迫的显著影响，说明盐胁迫没有影响植物体地下和地上部分的资源分配，代换系在幼苗生长阶段对盐胁迫具有较强的耐受力。

小麦-黑麦异源多倍化中的微卫星序列变异

[目的]探测异源多倍化过程中微卫星序列变异。[方法]利用150对小麦微卫星引物调查了小麦-黑麦双二倍体形成过程中微卫星序列的变异情况。[结果]与杂交F1植株及亲本植株相比,28对引物从双二倍体中扩增产物发生了变异,而其余引物从亲本、F1植株及双二倍体中扩增的带型相同。[结论]这表明常发生在二倍体生物中的微卫星序列变异现象在植物异源多倍化过程中也会发生,异源多倍化可能是促进微卫星进化的又一个不可忽视的动力。

小麦-黑麦“单体附加法”杂交后代遗传变异分析

以“单体附加”法创制的82份小麦-黑麦远缘杂交后代株系为试验材料,对其醇溶蛋白带型、HMW-GS组成以及SDS-沉淀值的遗传变异进行了研究。结果发现:①63个株系在醇溶蛋白的ω区不同于小麦亲本绵阳11(MY11),其中46份材料具有黑麦1RS特征带Gli-1Bl,属于1BL/1RS易位系,另外的17个材料在ω区不同于MY11和1BL/1RS易位系,出现了一些新谱带或缺失了亲本的某些原谱带;②SDS-PAGE的电泳结果显示,试验材料在Glu-1三位点分别具有2、3、2个等位亚基,除了小麦亲本MY11的亚基类型外,还出现了4种非MY11亚基类型和7种不同于MY11的亚基组合类型;N、7+9在相应位点上的比例较高,分别为47.56％和41.46％,由此构成的组合N、7+9、5+10类型在7种变异组合中的比例较高;③试验材料的SDS-沉淀值变化范围(5.2～21.7mL)较大,变幅为16.5mL。由此可见,由这种方法创制的材料变异广泛、类型较丰富,这对丰富小麦遗传资源以及小麦品质的改良将会有重要作用。

小麦-黑麦1BL/1RS易位系99/2439中蛋白激酶基因的克隆

[目的]克隆和分析小麦受体蛋白激酶基因片段。[方法]对经白粉菌诱导24 h的小麦-黑麦1BL/1RS易位系99/2439叶片中cDNA进行5′-RACE,获得小麦受体蛋白激酶基因的部分片段,并分析其蛋白质序列同源性。[结果]通过RACE获得了长度为1 708bp的小麦受体蛋白激酶基因片段。该片段的氨基酸序列(S1125)与基因Lrk19在641个氨基酸跨度内有86%相同,91%相似。S1125与小麦抗锈病基因Lrk10在636个氨基酸跨度内有84%相同,88%相似。S1125可能为丝氨酸-苏氨酸激酶。[结论]所克隆的小麦蛋白激酶基因片段与Lrk19基因和小麦抗锈病基因Lrk10具有较高的同源性。

抗白粉病的小麦-黑麦1BL/1RS易位系99/2439的cDNA文库构建

用pGEMT-easy质粒载体构建了经白粉菌诱导0.5 h、1.0 h、12 h、24 h和48 h的小麦-黑麦1BL/1RS易位系99/2439叶片cDNA文库1个.文库宿主菌为E.coliDH10B,诱导文库平均插入片段为1 kb左右.

利用染色体C-分带和双色荧光原位杂交技术鉴定普通小麦-黑麦-簇毛麦双重易位系1RS·1BL,6VS·6AL

为改进小麦－黑麦 １ＲＳ· １ＢＬ易位系的抗病性，丰富栽培小麦品种的遗传多样性，本文通过１ＲＳ·１ＢＬ与６ＶＳ·６ＡＬ易位系杂交，在后代中利用染色体ＣＷ带技术从杂种Ｆ２中鉴定出小麦－黑麦－簇毛麦双重易位纯合体 １ＲＳ· １ＢＬ，６ＶＳ· ６ＡＬ（２ｎ＝ ４２），ＰＭＣ ＭＩ染色体平均构型为１９．１４ ＋１．８６ ，表明该易位系具有良好的细胞学稳定性；利用生物素和地高辛分别标记的黑麦和簇毛麦基因组ＤＮＡ为探针进行双色荧光原位杂交，在ＲＴＣ和ＰＭＣ中均清晰地观察到呈黄绿色的黑麦染色质和呈红色的簇毛麦染色质，小麦染色质呈蓝色，进一步证实了Ｃ－分带结果。该易位系育性正常，并具有良好的农艺性状和白粉病抗性，是同时利用１ＲＳ·１ＢＬ和６ＶＳ·６ＡＬ易位染色体进行小麦品种改良和遗传研究的有用种质。

小麦-黑麦代换系5R/5A与6R/6A杂交后代的分子细胞学鉴定

本研究对从小麦-黑麦代换系5R/5A与6R/6A杂交后代中按照大穗、多小穗筛选出的品系20-6-15,20-60-11,20-6-35,20-26,20-34,20-28,20-6-17,20-6-14,进行了分子细胞学鉴定。结果表明,研究的8个品系根尖细胞染色体数目已经稳定在2n=42;对8个品系RAPD分析显示,有7个品系20-6-15,20-6-35,20-26,20-34,20-28,20-6-17,20-6-14检测到5R/5A特异的条带记作APR5.3-700带。进一步对20-26品系的APR5.3-700产物进行了DNA片段测序,利用NCBI平台blastn功能分析,结果表明品系20-26带有大穗相关分子标记。利用16对SSR引物进一步对8个品系进行分析,在8个品系都检测到引物SCM268-5RS位点的黑麦特异条带,表明8个品系均为小麦-黑麦易位系。本研究结果为上述品系进一步在育种实践上的利用提供了理论研究基础。

小麦—黑麦添加系的白粉病抗性及同工酶的比较

以Holdfast/King Ⅱ小麦-黑麦添加系为材料,进行了抗白粉病的研究和同工酶分析,结果表明,所添加的黑麦染色体组对白粉病的抗性存在着明显的差异。2R、6R系列比IRS的抗性更强,5RL最感,其它染色体组的感病程度也不相同;对白粉病的抗、感表现与同工酶之间有一定的关系;接种白粉病菌后普遍出现pox新酶带,为发现黑麦可利用的抗白粉病新基因及其酶学基因定位作了有益的探讨。

T2BS．2RL小麦－黑麦易位对小麦烘烤品质的影响

以前的研究已经表明，含有第一组染色体的小麦－黑麦易位对小麦的烘烤品质有不利影响．一个新的小麦－黑麦易位系（Ｔ２ＢＳ．２ＲＬ，Ｈａｍｌｅｔ）应该对由第１－６组染色体控制的小麦贮藏蛋白无影响．这个新易位系含有一个抗麦蝇蚊［Ｍａｙｅｔｉｏｌａｄｅｓｔｒｕｃｔｏｒ（Ｓａｙ）］的单显基因（Ｈ２１）．本研究的目的就是确定Ｔ２ＢＳ．２ＲＬ易位对磨粉和烘烤品质是否有影响。对１１个易位系和５个非易位系的几个烘烤品质性状进行了比较。结果表明，易位系的容重、出粉率和籽粒硬度降低了，但通过选择可以克服之；和面时间、烘和时间也有所减短，但与非易位系差异很小，基本上不影响烘烤品质。面粉蛋白质含量、和面耐性、面包体积及面包屑等级与非易位系无明显差异，而面粉颜色和吸水率有了明显的改善。总之，这一易位对磨粉和烘烤品质无多大影响。

一种小麦背景中外源染色质的高效检测方法——斑点杂交研究

作者选用绵阳 11与黑麦自交系R3的几个后代材料及两亲本 ,通过种子DNA的吸附银染、点样杂交和吸附杂交等方法的探索 ,结果得到了一种从干种子中直接吸附DNA于膜上用于斑点杂交检测小麦背景中的外源遗传物质的方法 ,该方法具有简单、经济、快速、安全、可靠和应用范围广等优点 ,并用该方法证明了所选 6个后代都含有外源种质R3的遗传物质 .还对该改进方法的优越性和应注意的问题进行了讨论 .