普通小麦与鸭茅状摩擦禾的远缘杂交──Ⅰ．胚形成频率

本文在国内首次报道普通小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍ，２ｎ＝６ｘ＝４２）和鸭茅状摩擦禾（Ｔｒｉｐｓａｃｕｍｄａｃｔｙｌｏｉｄｅｓ，２ｎ＝４ｘ＝７２）杂交成功。用３３个春小麦品种（系）为母本，与鸭茅状摩擦禾杂交，授粉６６３６朵花，获得３０８３个颖果。颖果分为有胚和无胚两类。有胚颖果８０６个，占总颖果数的２６．１４％。３３个母本中３０个都能和鸭茅状摩擦禾杂交，１４个母本的杂交亲和性（胚数／授粉花数×１００）超过１０％。４个最高的分别达到５９．００％，３９．００％，２９．５０％和２２．６６％与小麦和玉米（Ｚｅａｍａｙｓ，２ｎ＝２ｘ＝２０）的杂交相比，鸭茅状摩擦禾同样对小麦Ｋｒ基因的作用不敏感，且与小麦的杂交亲和性要比与玉米杂交时高。加之鸭茅状摩擦禾为野生型，具有多年生、多分枝、花期长等特点，可以克服小麦和玉米杂交时花期不遇的困难。讨论了用它作为花粉给体的优越性及在小麦改良和产生小麦单倍体上的前景。

小麦Kr基因在小麦与玉米或鸭茅状摩擦禾杂交中的失活

用３７个小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍ）品种（系）为母本，分别与黑麦（Ｓｅｃａｌｅｃｅｒｅａｌｅ）、球茎大麦（Ｈｏｒｄｅｕｍｂｕｌｂｏｓｕｍ）、玉米（Ｚｅａｍａｙｓ）和鸭茅状摩擦禾（Ｔｒｉｐｓａｃｕｍｄａｃｔｙｌｏｉｄｅｓ）杂交，比较其亲和性，小麦和玉米或鸭茅状摩擦禾杂交比小麦与黑麦或球茎大麦杂交的亲和性显著提高。携带着显性Ｋｒ１和Ｋｒ２基因的小麦品种Ｈｏｐｅ与黑麦杂交，不能形成胚，而与玉米及鸭茅状摩擦禾杂交时，成胚率分别达１６．００％和３２．５０％。表明控制小麦与黑麦及球茎大麦杂交亲和性的Ｋｒ基因系统在小麦与玉米及小麦与鸭茅状摩擦禾属间杂交中失活。讨论了还存在有其它控制小麦属间杂交亲和性的遗传调控系统的可能性。

普通小麦与鸭茅状摩擦禾的远缘杂交──Ⅱ．未成熟胚的培养

培养了由２６个小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍ，２ｎ＝６ｘ＝４２）品种（系）用鸭茅状摩擦禾（Ｔｒｉｐｓａｃｕｍｄａｃｔｙｌｏｉｄｅｓ，２ｎ＝４ｘ＝７２）的花粉授粉１４天后获得的６４５个未成熟的胚。结果表明，未成熟胚培养的植株再生频率与胚来源的小麦基因型的杂交亲和性无关。胚的发育程度直接影响胚培养的结果。离体时分化完全的未成熟胚在无激素的培养基上可以迅速萌发成苗，而分化未完全的小胚在无激素的培养基上分化进程不能继续，而且在无激素补充的情况下，萌发过程一旦起动，即使将这些胚转至补加了激素的胚分化培养基上，分化过程也不能再补救。讨论了提高未成熟胚培养成苗率的关键和措施。

普通小麦与鸭茅状摩擦禾的远缘杂交 Ⅲ受精和早期胚胎的发育

用石蜡制片法和整体解剖法，对小麦品种Ｆｕｋｕｈｏ经鸭茅状摩擦禾花粉授粉后不同时间固定的子房样品进行了细胞胚胎学观察。结果表明，观察的１６８个授粉后１２０小时（５天）以内的小麦子房中有３２１％、０６％和２６２％分别发生了卵细胞单受精、极核单受精和卵细胞、极核双受精现象。发生卵细胞受精、极核受精和总受精频率分别为５８３％、２６８％和５８９％。对１１６个授粉后９天的小麦子房进行整体解剖，检测到有５００％的子房有幼胚。报道了小麦与鸭茅状摩擦禾杂交的受精过程和早期胚胎发育的情况。为小麦与鸭茅状摩擦禾杂交提供了高频率受精和胚形成的细胞胚胎学证据。

提高小麦×鸭茅状摩擦禾杂交组合的小麦单倍体植株成苗率的探索

法国小麦和中国小麦杂交的后代和鸭茅状摩擦禾（父本）杂交，授粉1d后用100mg／L2,4-D蘸穗处理，12-14d取单倍体幼胚培养。结果表明，仅培养于1／2MS培养基上，成苗率为78．01％；而根据幼胚的发育状态，先将发育较完善的幼胚直接接种在1／2MS培养基上，将发育不良的幼胚先接种于1／2MS＋2mg／L2，4-D的培养基上进一步养育幼胚，3-4d后再将其转入1／2MS培养基中，此法的成苗率为93．22％，较前者的成苗率提高了15．21个百分点。

利用玉米和鸭茅状摩擦禾诱导小麦单倍体和双单倍体的研究进展

小麦(Triticum aestivum L.)远缘杂交诱导单倍体技术能有效提高育种效率,缩短育种年限,创造新种质和遗传群体。20多年来的研究利用趋势表明,玉米(Zea mays L.)染色体消失产生小麦单倍体是应用最广泛的方法,鸭茅状摩擦禾(Tripsacum dactyloides L.)染色体消失产生小麦单倍体也有应用的潜力,但是都未做详细的对比研究,至今尚未成为小麦育种的成熟技术手段,主要原因是在小麦单倍体胚的诱导、萌发以及染色体加倍等方面仍存在许多问题,目前还达不到稳定、高频率生产小麦单倍体和双单倍体的技术水平,导致与育种结合推广应用的速度很慢。

鸭茅状摩擦禾种子的物理力学特性

为解决鸭茅状摩擦禾种子因形态结构复杂、种壳坚硬厚实而导致的脱壳困难问题,本研究通过测定和分析完整种子、种壳和颖果的物理力学特性,探讨可行的机械化脱壳方法。结果表明:四倍体品种Meadowcrest种子尺寸和质量均大于二倍体品种Pete,Meadowcrest和Pete这2个品种的颖果质量各占完整种子质量的1/4和1/3,其完整种子长度均约为颖果长度的2倍;种壳含水率显著低于颖果含水率;种子破裂力大小与压缩方向有关,轴向压缩时完整种子的破裂力为颖果破裂力的1/2～2/3。种子尺寸、水分和破裂力特性共同决定了轴向压缩可能是一种有效分离鸭茅状摩擦禾种子的种壳并获得无损伤颖果的方法。

小麦与玉米及鸭茅状摩擦禾远缘杂交的胚发育过程中同工酶和蛋白质的变化

通过比较小麦与玉米及鸭茅状摩擦禾属间杂交获得的胚与小麦正常自交的胚之间在不同发育时期过氧化物酶和酯酶的同工酶谱，发现过氧化物酶同工酶表现出时空顺序的特异性变化。在同一发育时期，远缘杂交的具胚子房和无胚子房之间存在过氧化物酶同工酶谱的差异，这可能涉及到与胚发育相关的同工酶的出现。远缘杂交的具胚子房和正常自交的小麦子房之间也有一定的酶谱差异。同时，同一材料还表现出不同发育时期的过氧化物酶酶谱差别。在远缘杂交后的胚发育期间，酯酶同工酶的时空表达不如过氧化物酶显著。此外，对远缘杂交后的胜中的水溶性蛋白质进行了SDS—PAGE分析，初步的分析结果表明，可能存在与胚发育相关的蛋白质。

小麦与玉米及鸭茅状摩擦禾杂交后胚发育过程中内源激素的动态变化

小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌ．）与玉米（Ｚｅａ ｍ ａｙｓＬ．）及鸭茅状摩擦禾（Ｔｒｉｐｓａｃｕｍ ｄａｃｔｙｌｏｉｄｅｓ Ｌ．）杂交后，由于胚乳组织不能正常形成，从而导致胚很难在母本小麦植株上发育至成熟。通过对杂交后的胚不同发育时期的子房内源ＩＡＡ、玉米素（Ｚ）及玉米素核苷（ＺＲ）和ＡＢＡ 的ＥＬＩＳＡ 分析，发现远缘杂交后的胚发育过程中子房内源ＩＡＡ 的浓度明显低于正常发育的子房；而且Ｚ＋ ＺＲ 和ＡＢＡ 的含量的动态变化也和正常自交发育的子房不同，然而ＩＡＡ／（Ｚ＋ ＺＲ）和ＩＡＡ／ＡＢＡ 的比率变化在远缘杂交与正常自交的子房之间有某些相似趋势。ＩＡＡ、Ｚ＋ ＺＲ和ＡＢＡ 与这３ 种激素之和的比率变化在上述两类子房中也有相似之处。可以推断，植物胚胎的正常发育需要多种激素的动态平衡及某一时期某一激素的主导性作用。远缘杂交后的胚之所以不能够顺利发育至成熟，除了缺乏胚乳组织的营养保护之外。

通过远缘杂交将鸭茅状摩擦禾DNA片段导入普通小麦基因组的分子证据

报道了小麦与鸭茅状摩擦禾杂交后代的分子生物学分析结果 .利用RAPD技术在 34 0个随机引物中筛选出 2个引物 ,它们在杂交后代稳定株系中扩增出父本鸭茅状摩擦禾所具有的特异条带 .在分子水平上证明了鸭茅状摩擦禾DNA可通过有性杂交方式整合到小麦基因组中 .随后的RFLP分析进一步证实了这一结论 .论证了利用小麦与鸭茅状摩擦禾有性杂交的方法向小麦基因组转移鸭茅状摩擦禾DNA在育种实践及理论研究方面的意义和潜力 .

由普通小麦与鸭茅状摩擦禾杂交获得小麦单倍体和杂种植株

1975年Bardclay首先报道用普通小麦(Triticum aestivum)和球茎大麦(Hordeum bulbosum)杂交后,由于在杂合子初期发育过程中父本染色体迅速完全消失,可以获得小麦单倍体。1986年以来,不同作者先后又发表了由普通小麦分别和玉米(Zea mays)、高粱(Sorghum bicdor)、珍珠粟(Pennisetum americanum)、类玉米(Zea mays ssp.mexicana)等杂交获得小麦单倍体的报道。这些杂交打破了以往小麦只能和一些小麦族(Triticeae)族内属,如黑麦属(Secale)、山羊草属(Aegilops)、偃麦草属(Elytrigia)、披碱草属(Elymus)、大麦属(Hordcum)及簇毛麦属(Haynaldia)杂交的局限,使分类距离相当远的属间杂交成为可能。但是,由这些杂交均不能获得保留外源染色体的杂种,对于通过远缘杂交将外源属的染色体或染色体片段导入小麦,用于小麦的改良和种质创新是极不利的。

小麦与玉米杂交产生单倍体苗的研究初探

利用玉米花粉诱导普通小麦产生单倍体,经过幼胚离体培养及人工加倍快速获得小麦稳定的纯合体,则是诱导小麦产生单倍体的途径之一,是育种家为了提高小麦育种效率而找到的新方法。