顶芒山羊草特异寡核苷酸探针开发和oligo-FISH核型构建

栽培小麦近缘物种顶芒山羊草(Aegilops comosa,2n=2x=14,MM)是小麦改良的三级基因库。为准确鉴定顶芒山羊草M基因组染色体或染色体区段,本研究利用二代测序获得顶芒山羊草M基因组序列信息,从中鉴定出16条可能的特异卫星重复序列。根据这些序列设计12个寡核苷酸(oligo)探针进行oligo-FISH,结果表明,其中10个探针可在顶芒山羊草染色体上产生明显的杂交信号。对探针特异性分析发现,5个探针仅在顶芒山羊草染色体上产生杂交信号,在小麦染色体上未观察明显杂交信号,可作为顶芒山羊草特异探针鉴定小麦背景中的顶芒山羊草染色体。选择在顶芒山羊草染色体上信号分布丰富的3个探针(oligo-pAc89、oligo-pAc148、oligo-pAc225)组成探针套ONPS#AC1,结合利用本实验室根据小麦D亚基因组开发的寡核苷酸探针库,构建了顶芒山羊草的oligo-FISH核型。本研究构建的FISH核型可以准确识别顶芒山羊草各条染色体,为挖掘、转移和利用顶芒山羊草优异基因提供了快速准确的鉴定手段。

利用RFLP分子标记鉴定小麦-顶芒山羊草异代换系

利用顶芒山羊草（ＡｅｇｉｌｏｐｓｃｏｍｏｓａＳｉｂｔｈ和Ｓｍ２ｎ＝１４，ＭＭ）与四倍体小麦杂交合成双二倍体（ＡＡＢＢＭＭ），以其为桥梁与普通小麦品种欧柔回交，通过花药培养和配子选择，在花培材料后代中获得了具有顶芒山羊草Ｍ染色体的代换系（２ｎ＝４２）。

普通小麦—顶芒山羊草异源附加系的创建和鉴定——Ⅰ. 小麦花药培养对创建普通小麦—顶芒山羊草异源附加系的作用

通过顶芒山羊草(Aegilops comosa 2n=2x=14,MM)与波斯小麦(Triticumpersicum 2n=4x=28,AABB)杂交,人工合成遗传上相对稳定的双二倍体(2n=6x=42,AABBMM),以此为桥梁,与普通小麦(Triticum aestivum)品种“欧柔”进行正反杂(回)交,借助花药培养过程中能产生非整倍单倍体和非整倍双倍体的特点,在改良C_(17)固体培养基上接种花药,诱导愈伤组织,获得145株绿色花粉植株,从中选择6株2n=44的双倍体和9株n=22的单倍体,用0.1％秋水仙素加倍处理n=22的单倍体,于花粉母细胞减数分裂时期进一步检查染色体构型,选择出6份21对染色体并附加有1对落后染色体的材料。

PLUG引物和IT引物在顶芒山羊草分子标记建立中的通用性分析

分子标记是检测和追踪小麦背景中近缘物种染色体的重要手段。依据禾本科物种基因共线性原则,基于基因序列设计的引物在不同物种中可能具有通用性。本研究对水稻PLUG引物和簇毛麦IT引物在顶芒山羊草中的通用性进行了分析,并建立了顶芒山羊草染色体特异IT标记。供试的397对PLUG引物和841对IT引物对小麦-顶芒山羊草双二倍体与中国春的扩增结果显示,377对(95.0%)PLUG引物和593对(70.5%)IT引物可以在供试材料中扩增出清晰条带。因此,PLUG引物在顶芒山羊草中的通用性优于IT引物。相比小麦对照,PLUG引物和IT引物能在小麦-顶芒山羊草双二倍体中扩增出多态性条带的引物数分别有17对和5对,分别占供试PLUG引物和IT引物的4.3%和0.6%。利用获得的IT多态性引物对一套小麦-顶芒山羊草附加系和一套小麦-卵穗山羊草附加系进行扩增,结果发现仅引物CINAU1060、CINAU1465和CINAU1517能在相应附加系中扩增出大小分别约为300、480bp和320bp的多态性标记,为小麦背景中顶芒山羊草染色质的鉴定提供了新的检测手段。然而,本研究中IT引物建立顶芒山羊草分子标记的比率仅为0.4%,低于我们之前用PLUG引物建立顶芒山羊草分子标记的比率(8.9%)。

小麦-顶芒山羊草2M染色体系的鉴定与评价

为了研究小麦-顶芒山羊草新种质材料的染色体组构成及开发其在育种中的利用价值,本研究利用分子标记和荧光原位杂交对小麦-顶芒山羊草杂交新种质进行鉴定,并通过小麦主要病害生理小种接种和农艺性状调查等方法对鉴定的材料进行综合评价。分子标记和原位杂交结果显示,所鉴定材料分别为小麦-顶芒山羊草2M附加系、2M(2D)代换系、2AS-2ML.2MS易位系和2DS-2ML.2MS易位系;抗病性鉴定结果表明,含2M染色体的材料均高抗小麦条锈病,其小麦亲本则高感条锈病,表明2M染色体上可能含有抗条锈病新基因;农艺性状调查分析结果表明,2M染色质导入小麦,可影响其小穗数、穗粒数和穗粒重等产量性状。因此,在创制和利用抗条锈病的小麦-顶芒山羊草2M染色体小片段易位系时,应加强对上述农艺性状的考察,并利用当前主栽品种进行回交改良。本研究鉴定出的抗条锈病小麦-顶芒山羊草2M染色体系丰富了小麦抗病基因库,为小麦育种提供了新抗源。

顶芒和无芒山羊草育种价值及细胞学标记

为了评价顶芒山羊草和无芒山羊草在小麦育种中的利用价值,本研究利用人工接种和近红外二极管阵列分析仪分别对圆锥小麦-顶芒山羊草双二倍体和中国春-无芒山羊草双二倍体的抗病性及籽粒品质进行了鉴/测定。结果表明,二者均近免疫小麦条锈病和白粉病,且其籽粒蛋白和湿面筋含量均极显著高于对照小麦,因此,这2个种质值得向小麦进行回交转育。为了建立可用于鉴定小麦背景中2种山羊草的细胞遗传标记辅助鉴定相应回交群体,利用寡聚核苷酸原位杂交(FISH)方法对2份双二倍体进行分析。结果发现,探针(GAA)8可有效鉴定小麦背景中的顶芒山羊草染色体;探针Oligop Sc119.2-1、Oligo-p Ta-535-1和(GAA)8结合使用可有效鉴定小麦背景中的无芒山羊草染色体。本研究首次建立的2种山羊草细胞遗传学标记可用于相应杂种后代的筛选与鉴定工作,为辅助选育含有2种山羊草优异基因的小麦新种质奠定了基础。

遗传 育种

Z980856 小麦 M 染色体组的 RFLP 标记/翁跃进,贾继增…(中国农科院品资所)∥农业生物技术学报.-1997,5(3).-211～215利用29个小麦 RFLP 探针与6种限制性酶切的 M 染色体组 DNA 进行分子杂交,获得了55个 M染色体组的 RFLP 标记带。其中15个与小麦 ABD染色体组相同,40个为 M 染色体组的特殊标记,在顶芒山羊草和小麦-顶芒山羊草双二倍体以及小麦顶芒山羊草异代换系中稳定遗传。

遗传 育种

Z980580 麦类作物分子标记研究新进展/赵惠青,许喜堂…(陕西省农科院)∥西北农业大学学报.-1997,25(5).-89～95根据1995～1997年最新版 CABI(国际英联邦农业文摘数据库)资料,就以下几个方面着重讨论麦类作物分子标记的最新进展及存在的问题:(1)遗传连锁图的绘制;(2)比较基因组的研究;(3)性状的分子标记与辅助育种技术;(4)目前小麦分子标记亟待解决的问题及建议。(参30)Z980581 利用 RFLP 分子标记鉴定小麦-顶芒山羊草异代换系/翁跃进,贾继增…(中国农科院品资所)∥遗传学报.-1997,24(3).-248～254利用顶芒山羊草(Aegilops comosa Sibth 和 Sm2n=14,MM)