一个成株抗白粉病小麦-簇毛麦T2DS·2V#6L易位系的选育

白粉病是威胁全球小麦生产的一种严重病害,从小麦野生近缘种发掘成株抗白粉病基因资源对培育持久抗性品种十分重要。本研究从硬粒小麦-簇毛麦01I139(V#6)双二倍体AABBVV-3与普通小麦NAU0686杂交、回交的后代中鉴定到一个小麦-簇毛麦2V#6(2D)异代换系11-2V-1,利用11-2V-1在染色体2V和2D之间产生重组,将11-2V-1与高感白粉病普通小麦NAU0686杂交,F_(1)自交。利用GISH/FISH和分子标记对F_(2)世代131个单株进行分子细胞学鉴定,获得了小麦-簇毛麦T2DS·2V#6L易位系11-2V-2、2V#6S端体系11-2V-3和2V#6L端体系11-2V-4新种质。白粉病抗性鉴定发现,所有F_(2)单株苗期均高感小麦白粉菌生理小种E09,但成株期含有2V#6和2V#6L染色体臂的所有单株均表现高抗(IT=1~2),而仅含有2V#6S染色体臂或无外源染色体的单株均高感白粉病(IT=7~9),表明簇毛麦01I139的2V#6L染色体臂上携带成株抗白粉病基因,该基因可能与小麦-簇毛麦T2BS·2V#5L易位系携带的Pm62是等位基因。遗传效应分析表明,T2DS·2V#6L易位染色体在小麦背景传递正常,对主要农艺性状没有显著的负向影响,对穗长、每穗粒数和单株粒重还表现出一定程度的正向效应。因此,本研究创制的成株抗白粉病T2DS·2V#6L易位系11-2V-2为小麦抗白粉病育种提供了新抗源,也为后续簇毛麦2VL上优异基因遗传定位和图位克隆奠定了基础。

组织培养与普通小麦异源易位系选育

以中国春小麦品种中８６０１、澳大利亚栽培小麦品种Ｓｕｎｓｔａｒ、Ｍｉｌｌｅｗａ作母本，与抗大麦黄矮病毒病（ＢａｒｌｅｙＹｅｌｌｏｗＤｗａｒｆＶｉｒｕｓ，简称ＢＹＤＶ）的小麦－中间偃麦草异附加系Ｌ１杂交，取杂种的幼胚和幼穗作离体培养，获得大量再生植株。经酶联免疫吸附分析（ＥＬＩＳＡ）、限制性内切酶长度多态性分析（ＲＦＬＰ）、染色体数目的检查和田间抗性鉴定，在再生植株回交后代中获得了抗ＢＹＤＶ的杂合易位株，经自交和花药培养纯合，选育出Ｄ１０９１、Ｄ１０９４、Ｄ１６５８、ＴＣ５、ＴＣ６、ＴＣ７等一批抗性稳定或基本稳定的普通小麦选系。以白黑麦６Ｒ二体附加系为抗源，与严重感染白粉病的陕７８５９杂交，经幼胚培养在再生植株回交后代中筛选到白粉病免疫的普通小麦杂合易位系。研究结果表明：在小麦远缘杂交中，组织培养可以作为导入外源基因产生易位的手段之一加以利用。

1BL/1RS易位系在我国小麦育种中的应用

采用SDS PAGE和SCAR标记对我国小麦主产区近 30年来主要推广品种和新近育成的部分品系共 179份进行了 1BL/ 1RS鉴定 ,结果表明 :我国 2 0世纪 80年代后育成的小麦品种中约 38%为 1BL/ 1RS品种 ,其中北方冬麦区和黄淮冬麦区频率较高 ,分别为 5 9%和 4 2 % ;长江中下游冬麦区和西南冬麦区频率较低 ,均为 2 0 % ;东北春麦区未发现 1BL/ 1RS品种。大多数中、强筋小麦品种不含 1BL/ 1RS。高分子量谷蛋白亚基可能对 1BL/ 1RS对小麦加工品质的负面影响有补偿作用。选育中、强筋小麦品种一般不宜采用 1BL/ 1RS品种作亲本 ,或至少其中一个亲本应是非 1BL/ 1RS品种 ,而且要有较好的HMW GS遗传背景 ;弱筋小麦品种选育也要注意 1BL/

用分子原位杂交（GISH）鉴定小麦－簇毛麦双倍体、附加系、代换系和易位系

用生物素标记的簇毛麦（Ｈａｙｎａｌｄｉａｖｉｌｌｏｓａ）染色体组ＤＮＡ（ｔｏｔａｌｇｅｎｏｍｉｃＤＮＡ）作探针，以普通小麦染色体组ＤＮＡ作遮盖（用量１：２００左右），进行有丝分裂中期和减数分裂中期Ｉ染色体的分子原位杂交（ＧＩＳＨ），经抗生物素蛋白－辣根过氧化物酶复合物（ｂｉｏ－ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ－ｈｏｒｓｅｒａｄｉｓｈｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ）和联苯胺四盐酸（ＤＡＢ）检测显色后，小麦－簇毛麦双倍体、附加系、代换系和易位系中的簇毛麦染色体及染色体片段显棕色，与显浅蓝色的小麦染色体可明显区分。用ＧＩＳＨ不仅可以检测导入小麦中的簇毛麦染色质，而且可以清楚地显示出易位染色体断裂点的确切位置。将ＧＩＳＨ用于减数分裂期染色体配对分析，还可以清晰形象地显示出同源和非同源染色体之间的配对和分离情况。

用Glu-B3、Gli-B1和SEC-1b复合引物PCR检测普通小麦1BL/1RS易位系

利用低分子量 (LMW )麦谷蛋白Glu B3的STS PCR标记、醇溶蛋白Gli B1的SSR标记和黑麦碱SEC 1b的STS PCR标记的复合PCR ,对 10个普通小麦品种、中优 950 7/CA963 2的 91个DH系和 2 8个F2 个体植株 ,进行了1BL/1RS易位系的检测。结果表明 ,中优 950 7/CA963 2的 3 9个DH系和CA963 2、晋麦 45、兰考 2 4、烟农 18、京冬 8等5个品种缺失 2个小麦贮藏蛋白位点的PCR产物 ,而拥有黑麦碱的PCR产物。利用PAGE和ELISA方法 ,对上述品种 (系 )进行了黑麦碱 (secalin)蛋白的检测 ,发现这些品种 (系 )均包含secalin ,与分子标记的检测结果吻合 ,是 1BL/1RS易位系。对 2 8个F2 单株的检测表明 ,该复合标记可以检测出早代

抗条锈小滨麦易位系的鉴定

从八倍体小滨麦与普通小麦杂种后代中筛选到一个农艺性状优良的抗条锈小滨麦种质系山农 0 0 96 ,细胞学观察结果表明其根尖细胞染色体 2n =4 2 ,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ (PMCMⅠ )染色体构型为 2n =2 1Ⅱ ;它与小麦亲本的杂种F1 PMCMⅠ染色体构型平均值为 2n =19Ⅱ +1Ⅳ。RAPD分析表明 :在 10 0个十聚体核苷酸随机引物中 ,有 3个引物在山农 0 0 96中扩增出滨麦草的特异DNA带 ,它们分别记为S2 4 1 2 50 、S38750 、S4 2 6 40 ,初步确定山农 0 0 96是一个小滨麦易位系。以滨麦基因组DNA为探针的荧光原位杂交结果进一步表明山农 0 0 96是小麦与滨麦的小片段易位系。

抗BYDV小麦—中间偃麦草易位系α-淀粉酶2同工酶的研究

对抗大麦黄矮病毒病的普通小麦—中间偃麦草易位系F94631和F94885-2进行抗性和α-淀粉酶2同工酶电泳图谱的研究,证明抗性基因和控制α-淀粉酶2形成的结构基因α-Amy-Ag^i2(α-Amy—X2)均位于中间偃麦草第7组染色体(7Ai-1或7X)长臂上.这两个基因都呈显性遗传.α-Amy-X2控制形成二条α-淀粉酶2特异酶带,可认为是7Ai—1长臂的生化标记.经BYDV抗性和α-淀粉酶2遗传分析,推断这两个基因位点相距为约29.4个遗传单位.

ω-黑麦碱基因沉默对小麦1B/1R易位系加工品质的影响

ω-黑麦碱是造成小麦1B/1R易位系加工品质差的一个重要因素,为探索解决这一问题,构建了ω-黑麦碱基因沉默表达载体,并通过农杆菌介导转化小麦品种金禾9123,获得3个T_0代转基因植株,再经连续的扩繁和PCR检测,获得纯合转基因T_4代株系。酸性PAGE检测结果表明,这些纯合转基因株系中ω-黑麦碱的总表达量平均下降53%。这些ω-黑麦碱基因沉默的转基因株系的面筋指数、沉降值和稳定时间均显著提高,而其农艺性状,如株高、穗粒数、千粒重和小区产量,均没有受到不良影响,说明沉默ω-黑麦碱基因可以在不影响产量的前提下提高小麦1B/1R易位系的加工品质。

小麦-大赖草易位系的RFLP分析

利用辐射、花药培养及杀配子基因效应已创制出一系列小麦 -大赖草易位系。为在其中找出可能的纯合易位系、明确易位所涉及的相关染色体以及易位断裂点的确切位置 ,利用了已被定位于小麦 7个部分同源群染色体长、短两臂上的 67个探针进行了RFLP分析 ,结果鉴定出 3个纯合的易位系 :T1BL·7Lr#1S、T4BS·4BL - 7Lr#1S和T6AL·7Lr#1S。其中 ,易位系T1BL·7Lr #1S和T6AL·7Lr #1S中染色体 7Lr #1的断裂点位于标记MWG80 8和标记ABG476.1之间 ,而 1B和 6A染色体上的断裂点都在着丝粒附近。易位系T4BS·4BL - 7Lr#1S中染色体 7L #1的断裂点位于标记BCD349和标记CDO5 95之间 ,4B染色体断裂点则位于标记CDO5 4 1和标记PSR1 64之间的长臂上。

小麦-长穗偃麦草7E抗赤霉病易位系培育

【目的】将二倍体长穗偃麦草7E染色体导入主栽小麦背景,培育小麦-长穗偃麦草7E染色体抗赤霉病易位系,为小麦抗赤霉病遗传改良利用外源优良基因提供新种质。【方法】利用中国春-长穗偃麦草7E代换系DS7E(7B)与扬麦16杂交的F_2种子进行^(60)Co辐射(30 000 rad)和种植,表现型选择收获存活M_1植株的种子,从M_2连续通过表型农艺性状选择、单花滴注法进行赤霉病抗性鉴定和长穗偃麦草7E染色体或染色体臂特异分子标记PCR扩增筛选,最后在M_4代对中选材料以长穗偃麦草基因组DNA为探针进行基因组原位杂交(genomic in situ hybridization,GISH)证实。【结果】M_1选择了赤霉病发病率不同的13个单株进行繁殖。利用前期开发的长穗偃麦草7E染色体和7EL、7ES特异标记检测13株的后代M_2单株,获得含有长穗偃麦草7EL片段7株和7ES片段14株;对21株M_2衍生的222个M_3植株进行特异标记检测,共选择含有长穗偃麦草7EL片段13株和7ES片段3株;利用来自12株M_3的后代(M_4)进行GISH,共9株M_3的后代具有小麦-长穗偃麦草易位染色体,体细胞染色体2n=42。2株M_3的后代显示附加2条长穗偃麦草染色体短臂,体细胞染色体2n=44。连续多年多途径的筛选,获得4份材料,3份材料均为长穗偃麦草7E染色体长臂易位系,命名为TW-7EL1、TW-7EL2和TW-7EL3。1份为7E染色体短臂附加系,命名为W-DA7ES,最后所获得的材料是源自M_1代2个单株。连续3年赤霉病抗性鉴定结果表明长穗偃麦草7EL易位系抗性高,发病率明显低于中国春和扬麦16,与苏麦3号相当,而7ES附加系的赤霉病抗性明显较低,发病率明显高于7EL易位系。【结论】通过赤霉病抗性鉴定、染色体特异分子标记筛选和GISH证实相结合培育了小麦-长穗偃麦草7EL抗赤霉病易位系,长穗偃麦草易位片段鉴定快速和准确。二倍体长穗偃麦草7E染色体长臂中含有抗小麦赤霉病的基因。

小麦--黑麦易位系的研究

为了创制在小麦生产上有经济价值和在小麦育种中有利用价值的小麦—黑麦易位系,用小麦—黑麦代换系5R/5A与6R/6A杂交,在杂种后代中选择带有某些黑麦性状的普通小麦类型植株,并按性状继代选择直至稳定为止,至F6代共选出9个品系即6-26、06-60-11、06-6-24、06-6-15、06-6-35、6-34、6-28、06-6-17、06-6-14。本文对这9个品系及其亲本进行了田间观察和遗传分析,结果表明:它们田间表现生长整齐一致、遗传稳定、育性正常,具有大穗、多小穗、多分蘖、抗病、抗旱等优良性状;选择分布在黑麦5R和6R染色体上的微卫星引物共20对,结果表明引物SCM268在6-26、06-60-11、06-6-15、06-6-35、6-34、6-28、06-6-17、06-6-14这8个品系中扩增出黑麦特异产物,初步确定这8个品系是易位系,是有经济价值和利用价值的遗传材料。

黄瓜抗霜霉病异源易位系CT-01的筛选与鉴定

将栽培黄瓜‘北京截头’(Cucum is sativusL.,2n=14)与Cucum is属双二倍体新种C.hytivus(2n=38)回交,随后自交。通过霜霉病田间接种试验筛选,从中发现抗霜霉病单株HH1-8-5。将HH1-8-5与C.hytivus的原始亲本‘北京截头’和野生种C.hystrix进行农艺性状对比观察,发现此单株在叶面积、节长、果长×果径等方面介于栽培黄瓜和野生种之间,在侧枝数、果刺颜色等方面偏向野生种。观察其花粉母细胞减数分裂过程,发现其PMC中期Ⅰ多价体频率(56%±8%)和后期Ⅰ二价体分离滞后率(72%±5%)都较高,具有染色体易位的细胞学特征。进一步利用RAPD分子标记分析,结果在40个随机引物中找到了两个引物(E-19:ACGGCGTATG和AI-20:CCTGTTCCCT)能够在HH1-8-5中重复地扩增出原始亲本野生种C.hystrix特异DNA片断,从分子水平上证明了其为黄瓜异源易位系,并把此易位系命名为CT-01。

小麦-黑麦1RS/1BL新易位系的创制和分子细胞遗传学鉴定

利用普通小麦(Triticum aestivumL.)品种小偃6号与黑麦(Secale cerealeL.)品种德国白粒杂交,选育出一批带有黑麦抗病性状的小偃6号类型种质材料。应用连续C-分带-基因组原位杂交(sequent C-banding-GISH)技术对上述材料进行染色体组成分析,筛选出2个小麦-黑麦1RS/1BL纯合易位系BC152-1-1和BC01-89-1。其中,BC152-1-1(2n=42)除含有1对1RS/1BL易位染色体外,未见其他染色体变异;BC01-89-1(2n=43)除含有1对1RS/1BL纯合易位染色体外,还附加1条两端缺失的3R染色体。高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成分析和品质分析结果表明,BC152-1-1和BC01-89-1不仅含有来自小偃6号的14+15优质亚基,而且其蛋白质含量、湿面筋含量和SDS沉降值等品质性状都得到显著改良。

小麦高分子量谷蛋白亚基及1B·1R易位系对新疆拉面品质性状的影响

【目的】小麦高分子量谷蛋白亚基的遗传变异及1B.1R易位系对新疆拉面品种品质性状的影响。【方法】利用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)及1B.1R易位系分子标记,分析了82份新疆小麦材料高分子量谷蛋白亚基及1B.1R易位系组成和分布频率,对其理化品质和面团流变学特性进行检测,评价拉面蒸煮品质。【结果】82份小麦材料共出现9种高分子量谷蛋白亚基类型,6种高分子量谷蛋白亚基与9项次理化品质性状相关性显著,6种亚基与14项次面团流变学特性相关性显著,5种亚基与15项次拉面感官评价指标评分相关性显著。其中7+8、5+10、2+10为优质亚基,7、7+9、2+12为劣质亚基。同时,小麦品质性状以及拉面品质指标在1B.1R易位系中的表现都比在非1B.1R易位系中差,特别是面团流变学特性方面两者相差较大。【结论】利用HMW-GS组成,能够对小麦品质特性和拉面食用品质特性指标进行准确预测。在以后研究中应注意亚基组合对拉面品质指标的影响。同时,淘汰1B.1R易位系材料将有助于提高小麦的面筋质量。

簇毛麦易位系V9125-2抗条锈基因YrWV的遗传分析和SSR分子标记

【目的】对高抗条锈病的簇毛麦易位系V9125-2进行研究,明确其抗病性遗传特点,并对其抗条锈病基因定位,为选育优质抗源材料提供依据。【方法】采用中国当前流行的7个条锈菌生理小种CYR29、CYR30、CYR31、CYR32、CYR33以及Su11-4、Su11-11对簇毛麦易位系V9125-2和铭贤169的杂交后代进行苗期抗条锈性遗传分析。以接种CYR29的F2抗感分离群体为研究对象,应用BSA法用289对普通小麦的SSR标记引物对V9125-2进行SSR分析,并用F3群体验证标记连锁性。用黄淮麦区主栽品种检测与V9125-2抗条锈基因的同源性。【结果】易位系V9125-2对CYR29的抗病性由1对显性基因控制;对CYR30、CYR32、CYR33以及Su11-11的抗病性由一显一隐2对基因控制;对CYR31以及Su11-4的抗病性由2对独立的显性基因控制。从289对SSR引物中筛选到6对与抗病基因YrWV(暂命名)连锁的多态性微卫星标记:Xbarc87、Xwmc463、Xwmc405、Xbarc126、Xwmc438和Xgwm473,其遗传距离分别为9.1、3.9、5.1、12.6、29.0和57.4 cM,位于小麦染色体7DS上。经F3群体验证,6个标记与YrWV连锁。V9125-2抗条锈基因YrWV与检测品种的抗条锈基因同源率极低。【结论】具有6个多态微卫星标记的抗条锈基因YrWV位于小麦7D染色体短臂上,其可能是一个来自簇毛麦的新基因。

蓝粒小麦易位系的荧光原位杂交鉴定

普通小麦 (TriticumaestivumL .)和长穗偃麦草 (Agropyronelongatum (Host)Beauv =Elytrigaelongatum (Host)Nevski =Thinopyrumponticum (Host)BarkworthandDewey ,2n =10x =70 )杂交后选育出的蓝粒小麦异代换系 (蓝 5 8) ,经辐射诱导与选育 ,对其后代进行荧光原位杂交检测后获得 :(1) 990 2 ,990 6两个蓝粒易位系 ,体细胞染色体数均为2n =42 ,其中 990 6中被易位蓝粒片段的相对长度约占易位小麦染色体短臂的 1/ 3,而 990 2中被易位蓝粒片段的相对长度约占易位小麦染色体长臂的 1/ 2 ,并将 990 2的蓝粒易位片段定位在小麦D组染色体上 ;(2 ) 9915易位附加和990 4易位_易位附加 ,其体细胞染色体数均为 44 ,其中 9915的体细胞染色体只有一对发生了易位 ,另外附加了两条长穗偃麦草染色体 ;而 990 4有两对染色体发生了易位。并就易位系中控制蓝粒性状的长穗偃麦草染色体片段的定位和蓝粒小麦易位系的应用进行了讨论。

小麦异源易位系的高效诱导和分子细胞遗传学鉴定

利用杀配子染色体 (gametocidalchromosome)和低剂量 (10Gy)γ 射线辐射花粉两种方法诱导小麦 (TriticumaestivumL) 滨麦 (LeymusmollisTrin)和小麦 中间偃麦草 [Thinopyrumintermedium(Host)Barkwarth]的易位系。通过基因组原位杂交 (GISH)分析 ,在 5 9个小滨麦代换系M872 4 8 13与离果山羊草 (AegilopstriuncialisL) 3C染色体附加系的杂交后代中获得了 3株小麦 滨麦易位系 ,易位频率达到 5 0 8%。其中 1个易位系经C 分带证明是小麦的 7D染色体与 1条滨麦的染色体发生了整臂易位。同时还获得了 3个滨麦染色体的缺失系。滨麦染色体发生结构变异的总频率为 8 4 7%。除了滨麦染色体以外 ,在一些植株中还观察到小麦的染色体也发生了缺失。在 6 9个普通小麦与小麦 中间偃麦草附加系TAI 14辐射花粉的杂交后代中 ,得到 2株小麦 中间偃麦草的易位系 ,易位频率为 2 90 %。两个易位系都是小片段易位 ,经C 分带证明两个易位系所涉及的小麦染色体分别是 3A和 4A。利用杀配子染色体和低剂量γ射线辐射花粉诱导小麦异源易位系都是行之有效的方法 ,但这两种方法各有优缺点 。

小麦-十倍体长穗偃麦草广谱抗锈易位系的鉴定及分析

【目的】从普通小麦与十倍体长穗偃麦草的杂交、回交后代中,获得对小麦条锈病流行混合小种具有广谱抗性的新种质。【方法】对普通小麦与十倍体长穗偃麦草的杂交、回交后代材料进行条锈病鉴定、农艺性状调查、分子细胞学和品质相关性状分析。【结果】这批材料在苗期普遍表现为轻度感病,但成株后则完全高抗或免疫,对8份材料进行了连续三年的人工接种鉴定,抗性表现十分稳定。对多种致病小种具有很好的抗性,根尖细胞染色体条数均稳定在42条,农艺性状良好。原位杂交分析显示这些材料中含有同一个易位片段,即在4DS末端有一来自长穗偃麦草St基因组的小片段易位,其中一个品系(GDR3)还携带一个未能准确定位的小片段易位,该材料对混合小种的抗性优于其它材料。推测这2个小片段易位上均含有新的抗条锈病基因。高分子量麦谷蛋白分析表明,这批材料均含有优质亚基14+15。【结论】与小麦相比,其野生近缘物种中可能含有更多的广谱抗性基因,是其在恶劣自然环境下生存的遗传基础,也为小麦抗病育种提供了新抗源。

小黑麦×小滨麦后代1RS·1BL易位系的选育和鉴定

利用细胞学、染色体C分带和原位杂交方法,对八倍体小黑麦劲松49与八倍体小滨麦杂种后代选育的稳定遗传材料山农030 1进行了鉴定。染色体观察结果表明,山农030 1根尖染色体数目为42,花粉母细胞减数分裂中期I(PMCMI)染色体构型为2n=21Ⅱ。分别以黑麦、滨麦草基因组DNA为探针进行原位杂交,表明山农030 1含有一对黑麦和小麦的整臂易位染色体,不含有来自滨麦草的遗传物质。染色体C分带结果进一步表明此材料为1RS·1BL易位系。接种鉴定表明,山农030 1对白粉病免疫。

小麦-大赖草易位系对赤霉病抗性的聚合

利用C-分带、FISH、SSR技术，从小麦-大赖草易位系T01～T14中筛选出8个纯合易位系。将不同易位系相互进行杂交，配制了11个杂交组合，并对各易位系及其杂种后代进行赤霉病抗性鉴定。结果表明，大赖草各易位系对赤霉病的抗性接近于苏麦3号，但不同地点及年份间差异较大。涉及不同大赖草染色体的易位系间的杂种F1与其抗性较高的易位系亲本相比抗性有所提高，但涉及大赖草Lr．7或5Lr#1同一条染色体的不同易住系间杂种F1的抗性仅位于两亲本之间。这表明位于不同大赖草染色体上的抗赤霉病基因具有累加效应，通过不同大赖草染色体易位系的聚合，可提高赤霉病的抗性。