几种鉴定小麦背景中1BL/1RS易位染色体的分子标记方法比较研究

对 5种鉴定小麦背景中 1BL/ 1RS易位染色体的生化和分子标记方法 ,包括酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳 (A PAGE)、荧光原位杂交 (FISH)、RFLP、RAPD和特异性PCR标记 ,进行比较研究。结果表明 ,RAPD标记难以鉴定1BL/ 1RS易位染色体 ,其余均能对 1BL/ 1RS易位染色体进行有效鉴定。FISH和RFLP方法比较费时费力且花费昂贵 ,而特异性PCR标记又在一定程度上受模板DNA浓度的影响。据此认为 ,APAGE方法是一种简单、快速、经济有效的方法 。

T1BL.1RS易位染色体对小麦籽粒蛋白质含量的影响

以三交组合 (10 -A/ 88- 16 43/ /川育 12号 )的F9代群体的 5 3个稳定株系为供试材料 ,研究了T1BL .1RS易位染色体对小麦籽粒蛋白质含量的影响。结果表明 ,T1BL .1RS易位系的平均籽粒蛋白质含量极显著高于非易位系。在易位系群体内 ,籽粒蛋白质含量与穗粒数和千粒重间具有显著的简单相关 ,与千粒重间具有显著的偏相关 ;而在非易位系群体内 ,籽粒蛋白质含量与所测农艺性状及经济性状间的简单相关和偏相关均不显著。这些结果说明 ,T1BL .1RS易位染色体不但影响籽粒蛋白质含量 ,而且还对籽粒蛋白质含量与部分经济性状间的简单相关和偏相关具有影响作用。

小麦中的1BL/1RS染色体易位

1BL/1RS易位在世界小麦品种中广泛分布,在世界小麦育种特别是在中国小麦育种中占有重要地位。通过种间特定的染色体易位和替换,黑麦(SecalecerealeL.)染色体1R的短臂(1RS)已存在于大量普通小麦(TriticumaestivumL)的染色体组中,许多对农艺性状具有重要作用的基因和抗性基因由此从黑麦转入小麦基因组中。1RS主要用于转移抗真菌病害的基因,尤其是抗锈病、白粉病的基因(Yr9、Lr26、Sr31、Pm8),1BL/1RS能增加小麦根系的生物量,并可提高小麦籽粒产量和蛋白质含量。然而,由于1RS替换了1BS,造成了1BS上重要基因位点Glu-3、Gli-1的丢失和1RS上Sec-1位点的引入。Sec-1编码的γ-黑麦碱、ω-黑麦碱不能补偿Glu-3、Gli-1编码的低分子量麦谷蛋白和γ-醇溶蛋白、ω-醇溶蛋白的品质效应,引起小麦的麦谷蛋白聚合物结构的改变和数量的减少。因此,1BL/1RS易位小麦面粉的烘烤加工品质较差,从而降低了1RS易位系小麦的利用价值。另一方面1BL/1RS易位小麦面粉的可溶性纤维含量高于一般小麦,对人体有益,因此利用不含黑麦碱的改良1BL/1RS新易位来替换中国小麦品种中普遍存在的1BL/1RS易位,既可保持1BL/1RS易位系的优点又能改善其烘烤加工品质,这为提高1BL/1RS易位小麦的品质提供了新的途径。1RS片段能与异源细胞质互作导致雄性不育,这可用于小麦的杂种优势利用。本文主要阐述1BL/IRS易位的特征、检测方法、地理分布、在小麦育种中的应用以及给小麦品质带来的影响,并探讨了解决其负面影响的策略。

几种K型不育系及其后代染色体的细胞学分析

在杂交小麦的育种研究中,创制核质杂种小麦能够集纯系育种和雄性不育杂种优势2种方法的优点,拓宽小麦品种改良和杂种优势的遗传基础。应用荧光原位杂交和基因组原位杂交技术检测了8个K型不育系及其后代的染色体组成,结果表明,K型不育系材料除YM3和YM3B外,其他不育系材料均含有1BL/1RS易位染色体,且易位染色体着丝粒组成未发生变化;K型不育系材料杂交后代均产生比例不等的单倍体,其中,K-Salmon不育系杂交后代还检测到一定比例的双生苗。这些K型不育系材料及其杂交后代的细胞学分析结果可为揭示单倍体分子机制提供数据基础和研究思路。

粘类小麦雄性不育基因rfv1定向导入的研究

为了研究粘类非1BL/1RS小麦雄性不育基因rfv1定向导入的途径与方法,从而创制粘类非1BL/1RS小麦雄性不育系的新保持系,以非1BL/1RS普通小麦变种莫迦小麦为供体材料,综合农艺性状优良的1BL/1RS易位系(普通小麦品种)西农Fp1为受体材料,采用定向回交置换方法,同时结合根尖染色体镜检和SDS-PAGE检测,将莫迦小麦核基因组中的rfv1不育基因定向导入到西农Fp1的核基因组,完成育性染色体的专一替换,育成既携有来自莫迦小麦核基因组的rfv1不育基因,又具有西农Fp1核背景的粘类非1BL/1RS小麦雄性不育系的新保持系。该方法为杂种优势利用中更好地发挥粘类小麦雄性不育系的实际作用奠定了坚实的技术支撑。

威岭栽培黑麦抗白粉病特性导入小麦的研究

威岭黑麦(Weiling rye)是一个高抗白粉病(Erysiphe gramininis f．sp．tritici)的中国矮杆栽培黑麦。以Weiling rye作为白粉病抗源,高感白粉病小麦栽培品种My8443为母本,从Weiling rye与小麦My8443远缘杂交的BC_2F_6后代中鉴定出一个新的小麦-黑麦易位系No．147,以实现威岭黑麦白粉病抗性向普通栽培小麦的转移。No．147及其亲本的抗白粉病特性通过苗期和成株期优势生理小种混合接种和室内单生理小种接种鉴定,改良的染色体C-分带和基因组原位杂交技术(GISH。Ge- nomic in situ hybridization)被用于鉴定小麦和黑麦的染色质,酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(APAGE)被用于鉴定黑麦醇溶蛋白1RS特异条带,11个黑麦种属特异性标记SCM(Secale cereale marker)引物被用于扩增分析黑麦特异性简单重复序列(SSR)。研究结果证实No．147是一个新的高抗白粉病的1BL/1RS小麦-黑麦染色体易位系,并对其产生的细胞学机制进行了分析。论文对中国栽培黑麦抗性基因资源的利用和该易位系在小麦遗传育种改良中的利用价值进行了讨论。