利用杀配子染色体 2C诱导中国春-黑麦二体附加系染色体畸变的研究

将中国春 黑麦 (1R 7R)二体附加系与中国春 2C(Aegilopscylindrica)二体附加系杂交 ,获得F1,对F1体细胞染色体进行C分带鉴定和花粉母细胞减数分裂行为的观察与分析 ,发现减数分裂行为异常。对自交获得的 4 30株F2 进行单株染色体C分带和荧光原位分子杂交鉴定 ,检测到易位、缺失、等臂染色体、双着丝点染色体等染色体畸变类型。此外还检测到 2C与小麦 2A、2B、2D染色体的二体或单体自发代换系。杂交F2 染色体畸变的规律与频率如下 :研究共得到含黑麦染色体的变异 2 2株 ,变异频率为 5 1%。其中含黑麦染色体的易位系为 10株 ,占2 3% ;缺失 12株 ,占 2 79% ;黑麦的等臂染色体 3株 ,占 0 7%。易位染色体既有含小麦着丝点的 (大部分 ) ,也含有黑麦着丝点的 (仅 1例 )。黑麦的染色体畸变中 ,发生于不同同祖群的频率不同 ,1R为 5个 ,2R为 3个 ;3R为 1个 ;4R为 3个 ;5R为 6个 ;6R为 4个。易位多为端部易位。共鉴定出小麦的缺失系 5 4株 ,其中A基因组有 2 7个 ,占 6 2 7% ;B基因组有 2 0个 ,占 4 6 5 % ;D基因组有 7个 ,占 1 6 6 %。

小麦-冰草附加系与小麦-杀配子染色体附加系杂交F_1的细胞学特性

以小麦-冰草附加系与中国春-柱穗山羊草杀配子染色体2C附加系杂交,对杂交F1的形态学及细胞学特性进行了研究,为利用杀配子染色体诱导小麦ABD组和冰草P组染色体变异,创造小麦-冰草染色体易位系奠定基础。对8个小麦-冰草二体附加系同中国春-杀配子染色体附加系杂交F1的形态学、育性以及细胞学特性的观察结果表明,小麦-冰草不同附加系P染色体的传递能力存在差异。F1花粉母细胞减数分裂中存在染色体异常,平均35.3%的细胞含3个以上的单价体,74.0%的四分体含有微核,20.3%和23.8%的细胞含有染色体断片和桥,在某些组合中有多价体、四分体多裂和退化现象。杀配子染色体的诱变在配子形成的过程中已经开始发生作用。不同杂交组合之间F1植株自交结实率为51.67%-71.37%,反映出杀配子染色体2C在小麦-冰草不同附加系背景下对其育性的影响存在差异。

利用杀配子染色体2C诱导中国春-长穗偃麦草1E二体附加系染色体畸变的研究

偃麦草属具有许多优良的遗传性状,利用杀配子染色体诱导小麦-偃麦草的染色体易位,是创建小麦异源易位系、丰富小麦遗传资源的一个有效途径。杀配子染色体2C在单体附加时,可高效率地诱导染色体畸变,得到易位、缺失等畸变类型。本研究利用含有杀配子染色体的中国春-柱穗山羊草2C(Ae.Cylindrical2n=28CCDD)二体附加系与中国春-长穗偃麦草(E.elongate2n=14EE)1E二体附加系杂交。观察F1花粉母细胞减数分裂情况,发现存在到量的染色体异常行为。单价体数超过理论值,棒状二价体数明显增加,并出现一定频率的三价体和四价体,及大量的染色体断片、染色体桥和落后染色体、微核,并伴随发生多极分裂现象。经C-分带与荧光原位分子杂交鉴定83株杂交F2,共检测到5株易位、6株缺失。易位频率为6.02%,缺失率为7.22%,染色体畸变的总频率为13.24%。并对杀配子染色体的诱变机制及引起杂交后代结实率降低的原因进行了讨论。

杀配子染色体特异RAPD标记及山羊草属与普通小麦间分子多态性的研究

以普通小麦“中国春”、三个“中国春”具杀配子染色体的二体异附加系及作为三个杀配子基因种源的三种山羊草为材料 ,用 46个 1 0nt随机引物对基因组DNA进行扩增 ,以筛选杀配子染色体特有的RAPD标记 ,并检测普通小麦与三种山羊草之间的RAPD多态性。结果表明 :46个引物中有 3 5个扩增出比较稳定的RAPD产物。其中引物OPF 1 4和OPQ 0 9分别在普通小麦“中国春” 山羊草附加系间扩增出多态性产物 ;因而认定OPF - 1 41 30 0 与OPQ - 0 980 0 、OPF - 1 41 1 60 与OPQ - 0 9770 、OPF - 1 41 2 80 分别为三个杀配子染色体 3C、Gcl和 2C的特异性RAPD标记 ,可以用于快速跟踪鉴定 3C、Gcl、2C杀配子染色体。对三种山羊草与普通小麦“中国春”进行了基因组DNA多态性分析 ,结果表明 ,3 5个引物在“中国春”中共扩增出 1 6 2个产物 ,在离果山羊草、拟斯卑尔脱山羊草、柱穗山羊草中分别扩增出 1 40、1 5 4和 1 5 5个产物 ;三种山羊草与“中国春”之间的共有扩增产物分别为 6 9、87、96个 ,占总扩增产物的 2 9.6 1 %、3 7.70 %和 43 .44%。上述结果 。

来自山羊草的杀配子染色体(Aegilops cylindryca 2C)对小黑麦减数分裂及花粉粒有丝分裂过程的影响

用来自柱穗山羊草的杀配子染色体 2C ,诱导六倍体、八倍体小黑麦染色体的断裂 ,观察杂种F1 的减数分裂行为 ,在PMCI及PMCII后期观察到了大量的落后染色体、染色体断片、环状染色体及桥 ,在二分孢子及四分孢子中有为数甚多的、大小不一的微核 ,有的还形成多分孢子。在对F1 花粉粒的有丝分裂观察中 ,未见分裂异常。由此推断杀配子染色体诱导染色体断裂可能不发生在配子形成的有丝分裂过程。

中国春-柱穗山羊草杀配子染色体2C附加系与小麦-冰草附加系杂交F2的细胞学特性

【目的】对5个小麦-冰草附加系与中国春-杀配子染色体2C附加系杂交F2的减数分裂进行观察,分析杀配子染色体在小麦-冰草附加系背景下诱导染色体变异的有效性,为获得小麦-冰草染色体易位奠定基础。【方法】杂交F2植株幼穗减数分裂染色体行为观察采用常规细胞学方法,冰草P染色质的检测采用GISH方法。【结果】杂交F2PMC减数分裂中期普遍观察到多个单价体、多价体以及落后染色体和断片,多数组合观察到染色体桥,个别组合出现单价环状染色体。杂交F2减数分裂染色体存在异常现象:平均36.5%的细胞中有多个单价体,15.8%的细胞含有多价体,31.6%和11.7%的细胞中含有染色体断片和桥,四分体时期存在微核、多裂和四分孢子退化现象。F2植株的自交结实率平均为31.47%。对部分F2植株的减数分裂细胞GISH检测表明,P染色体多为单体附加,有2.7%的植株可能产生染色体易位。【结论】较高频率的染色体断裂和部分配子致死是杀配子染色体诱导变异的典型特征,柱穗山羊草2C杀配子染色体在小麦-冰草附加系背景下能够有效诱导染色体产生结构变异,这种诱变作用和频率在不同附加系背景下存在差异。

杀配子染色体的研究进展

来源于山羊草属的杀配子染色体,已被导入普通小麦中,这些外源染色体可以选择性地引起缺少这些染色体的配子不育,并且能够使其自身得以优先传递。杀配子染色体可诱导染色体畸变产生易位、缺失,有利于构建物理图谱。阐述了杀配子染色体研究进展的有关内容。

杀配子染色体及其在创制小麦族染色体易位系中的应用

山羊草属植物中的某些染色体,当其单体附加到小麦基因组时,能使带有该染色体的配子正常存活;而使无该染色体的配子发生染色体断裂,产生易位等染色体结构畸变。利用杀配子染色体创制易位系是将小麦近缘种属野生资源的优良性状转移给小麦的一个有效途径。介绍了杀配子染色体的类型、作用时期,并重点综述了利用杀配子染色体创制小麦族染色体易位系方面的研究进展。

杀配子染色体2C诱导小麦畸变的细胞学分析

偃麦草属(Elytrigia Desv)是与小麦亲缘关系较近的一个属,是小麦巨大的基因交流资源.长穗偃麦草(E.elongata,2n=14EE)具有普通小麦缺少的许多优良性状,可以通过远缘杂交等方法转移到栽培小麦品种中.利用杀配子染色体的杀配子效应、利用中国春-柱穗山羊草(Ae.cylindrical-2C)二体附加系与中国春-长穗偃麦草4E(E.elongata,2n=14EE)二体附加系杂交,诱发长穗偃麦草染色体易位和缺失.观察F1、B1F1的花粉母细胞的减数分裂行为,结果显示,单价体与多价体丰富,大量的染色体异常分裂;甚至在减数分裂后期,同样也观察到少量的异常现象.说明E组附加系对杀配子染色体2C的影响敏感.

山羊草属杀配子染色体2C特异SCAR标记的建立

用40条10碱基随机引物,对普通小麦"中国春"、"中国春"-杀配子染色体2C二体附加系、柱穗山羊草进行RAPD分析,筛选到1个杀配子染色体2C特异引物OPF03。从"中国春"-杀配子染色体2C二体附加系中克隆了该DNA片段。测序结果表明,该片段长1 496 bp,与大麦1个cDNA的同源性为92%。根据OPF031496的序列设计了1对SCAR引物2C-F586、2C-R586,对普通小麦"中国春"、"中国春"-杀配子染色体2C二体附加系、柱穗山羊草、二倍体长穗偃麦草、"中国春"-长穗偃麦草7E二体附加系等材料进行了SCAR分析,在"中国春"-杀配子染色体2C二体附加系、柱穗山羊草中扩增出了586 bp的片段,而在普通小麦"中国春"、二倍体长穗偃麦草、"中国春"-长穗偃麦草7E二体附加系中没有该产物,初步证明此标记可以用于杀配子染色体2C的检测。进一步用该对SCAR引物对"中国春"-杀配子染色体2C二体附加系与"中国春"-长穗偃麦草7E二体附加系的杂种F1代、F2代进行了分析,结果在全部F1代以及部分F2代材料扩增出了目的片段,进一步证明了此SCAR标记可以用来检测小麦背景下的杀配子染色体2C,为小麦背景中杀配子染色体2C的快速跟踪检测提供了新途径。

雌配子染色体加倍获得的三倍体毛白杨新无性系苗期性状的对比研究

对由雌配子染色体加倍获得的三倍体毛白杨新无性系和二倍体对照,采用完全随机区组试验设计,在北京8家苗圃的试验林选取8个三倍体毛白杨新无性系和2个二倍体对照系进行了前期生长期内的树高、地径、胸径、叶长、叶宽和叶厚生长特性的测定,并且测定了干物质含量、叶绿素含量,以及不同CO2浓度下的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率的变化曲线.结果发现:1)4月底到5月底期间为本次试验中的毛白杨新无性系和二倍体无性系的缓慢生长期;2)在雌配子染色体加倍的三倍体无性系中,401生长性状和光合特性显著优于其他无性系和二倍体,是毛白杨新无性系中表现最优异的无性系;3)雌配子染色体加倍得到的三倍体无性系在多个性状上呈现出多样性,并不是所有三倍体无性系都优于二倍体对照系.

小麦杀配子染色体单体附加系CS-2C的DNA甲基化变异分析

本研究利用MSAP方法检测普通小麦中国春(CS)、中国春-杀配子染色体2C单体附加系(CS-2C单体附加系)的DNA甲基化变异,探究DNA甲基化与杀配子染色体的关系。结果表明,CS-2C单体附加系5'-CCGG位点的胞嘧啶甲基化水平(45.33%)高于CS(40.35%),其中全甲基化率与半甲基化率均有所升高。与CS相比,CS-2C单体附加系的5'-CCGG位点发生了明显的胞嘧啶甲基化模式变异,以胞嘧啶甲基化升高为主,其中CG位点甲基化变异幅度高于CHG位点甲基化变异幅度。通过对甲基化差异片段进行测序鉴定,结果显示部分差异片段与普通小麦Sukkula-like转座子等具有高度同源性。由此推测,转座子可能在杀配子作用机制中起作用。本研究为揭示杀配子染色体的分子机制奠定了基础。

杀配子染色体诱导小麦染色体畸变及其后代的细胞遗传学研究

本研究利用形态学和分子细胞遗传学研究方法对中国春-长穗偃麦草二体附加系与中国春-柱穗山羊草(2C)二体附加系的杂交后代F1、F2、F3进行研究,旨在探讨杀配子染色体诱导小麦-外源染色体畸变的频率,为小麦遗传育种提供材料基础。结果表明,杀配子染色体(2C)的丢失与恢复成二体,造成杂种F1、F2的减数分裂行为异常,杂种F3较前2代单价体数明显下降,相对紊乱系数明显低于F2。同时,杀配子染色体连续2次作用,使得附加系中ABDE染色体组受到严重影响,部分染色体产生缺失和易位,在后代传递中易于丢失,而外源E组染色体片段渗入到小麦染色体组中,使得染色体配对异常,产生非理论值的单价体数,导致后代育性下降或败育。本研究共检测F3植株448株,得到易位24株,缺失36株,小麦间易位19株,易位频率为5.36%,缺失频率为8.04%,染色体畸变总频率为13.39%。断裂位点的分布比率依次为:B组>A组>D组。本研究表明,杀配子染色体诱发染色体畸变频率高,且具有一定的方向性,是创造小麦遗传育种新材料的重要途径。

麦类植物中杀配子染色体及其应用

杀配子染色体是一类具有优先传递效应的染色体，其作用机制是当其处于半合状态时引起非杀配子染色体的断裂和重接，从而导致生物的变异．不同来源的杀配子染色体作用强度不同．杀配子基因的抑制基因可以减弱杀配子效应的强度，对诱发变异和保持变异材料的育性有重要作用．本文还对含有杀配子抑制基因的杀配子材料的应用作了综述．

杀配子染色体在构建小麦族植物缺失图谱方面的应用

山羊草属的某些染色体,当其以单体形式附加到不同基因型的普通小麦中时,会发挥完全或不完全的杀配子作用。在不完全的杀配子作用下,可以高频率地诱导产生染色体结构变异,如易位、缺失等,实现外源有益基因向小麦的渗入,也有利于构建缺失图谱和物理图谱。本文综述了利用杀配子染色体构建小麦、黑麦、大麦染色体缺失图谱的研究进展。

杀配子染色体在小麦-黑麦异代换系中的作用研究

为研究杀配子染色体在小麦-黑麦异代换系遗传背景下的作用,利用小麦-黑麦异代换系H-13(1R/1D),H-24(5R/5A),H-33(6R/6A)与中国春-杀配子染色体二体异附加系CS-DA2C(来自山羊草Ae.cylindrica),CS-DA3C(来自山羊草Ae.triuncialis)配置杂交组合,对杂交当代结实率和F1自交结实率进行了统计分析。结果表明,杀配子染色体3C对H-13和H-24都是致死的,即有着完全的杀配子作用,,但对H-33的杀配子作用则是不完全的,有着接近正常的结实率,说明不同的小麦-黑麦异代换系遗传背景对杀配子作用有很大影响,可能在品系H-33中存在对2C染色体杀配子作用的抑制基因。在以品系H-33为母本时,2个杀配子附加系F1的自交结实率差异显著,说明在相同的小麦-黑麦异代换系遗传背景下,染色体2C与3C的杀配子作用是不同的,在这2个杀配子染色体上可能带有不同的杀配子基因。这些研究结果为进一步创制小麦-黑麦易位系奠定了基础。

2C杀配子染色体对减数分裂的作用及分析

“中国春”—长穗偃麦草二体附加系与“中国春”—2C二体附加系杂交,观察到F_1代减数分裂过程异常。F_1花粉母细胞减数分裂时出现了大量的单价体和一定频率的多价体;在后期Ⅰ和后期Ⅱ均看到大量的染色体断片、染色体桥、落后染色体等异常现象;在F_1末期或四分孢子中观察到大量的微核;还出现了细胞质的多极分裂。可能是由于杀配子染色体作用引起的染色体断裂和易位造成的。

利用杀配子染色体创造普通小麦-大赖草异易位系

某些山羊草染色体在普通小麦遗传背景中可引起小麦染色体发生断裂、重接从而产生染色体结构变异,利用这一机制,用抗赤霉病普通小麦-大赖草Lr2和Lr7染色体二体附加系与普通小麦-柱穗山羊草的2C杀配子染色体二体附加系杂交,再用中国春回交,采用染色体C分带技术从BC_1中初筛出染色体结构发生变异的植株,再通过染色体C分带和基因组荧光原位杂交技术,并结合花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ的染色体配对分析,对其自交后代作细致的细胞学分析,选育出3个普通小麦-大赖草纯合易位系T1DS-Lr7L(98002,NAU633),T4AL 4AS-Lr7S(98004,NAU634)和 T1BL-Lr2S(98048,NAU635),以及一批尚待鉴定的含小麦与大赖草染色体易位植株,对杀配子染色体在诱导小麦与外源染色体间易位的可行性和效率,以及异易位系的利用价值进行了讨论。

染色体结构变异的生物诱导——杀配子染色体的作用及其在生物进化上的意义

来自山羊草属的某些种的染色体在不同小麦背景下 ,具有不同强度的杀配子能力 ,从而可高频诱导各类染色体结构变异。与各类物理、化学手段相比 ,其作用特点具有高效性、多方向性及稳定性等 ,这种来自生物内部的诱导方式可称为生物诱导 。