大赖草DNA导入小麦获得大穗株系育性及其细胞学初步研究

对大赖草DNA导入小麦后代中选出的部分大穗材料,进行了育性和花粉母细胞(PMC)减数分裂的细胞学鉴定.结果表明:人工套袋自交不育率平均高达93.01%,天然异交不育率为36.4%～100%;减数分裂后期出现了桥、环及落伍染色体,这些异常现象说明了转化后代的染色体结构发生了变化,大赖草DNA片段已整合到染色体上;DNA片段的导入产生单价染色体,这是遗传学上的新问题,其原因尚需进一步研究确定.

新疆大赖草的性状鉴定及与普通小麦有性杂交

对普通小麦近缘野生种新疆大赖草 ( Leymus racemosus ( Lam.) Tzvel.)的农艺性状、品质性状和抗性进行的鉴定观察 ,以及与普通小麦 ( T.Aestivum L.)进行的杂交试验表明 ,新疆大赖草表现为茎粗抗倒 ,穗大 ,粒多 ,植株高大 ,叶片蜡质化 ;蛋白质含量为 1 8.3% ,1 7种氨基酸平均比普通小麦品种高出 2 8.96%。它对干旱、盐碱、寒冷、瘠薄等非生物胁迫具较高耐性 ,并对白粉病、锈病、根腐病、黄矮病、赤霉病等真菌、细菌和病毒病害抗性良好 ;

新疆大赖草成熟胚离体培养研究

以 MS 和 C_(17)为基本培养基对大赖草成熟胚进行离体培养,外植体可在原培养基上依次完成诱导、分化和植株再生。试验表明,愈伤组织的诱导过程需要2.4—D,而 KT 对诱导有一定抑制,但对分化育明显促进作用。本试验共获得三大类愈伤组织。

新疆阿勒泰地区5个大赖草种群的表型多样性分析

为了解大赖草种群﹝Leymus racemosus （ Lam.） Tzvel.﹞的表型变异规律及多样性特征，对分布于新疆阿勒泰地区的5个大赖草种群（分别位于阿勒泰市、福海县、布尔津县和哈巴河县）的16个表型性状进行了测定；在此基础上，对各表型性状进行了Shannon-Weaver指数（ H＇）分析和主成分分析。结果表明：各种群间的16个表型性状均存在较大差异，其中分布于哈巴河县的2个种群各表型性状的平均值均较高。种群内各表型性状的变异系数为5.97%-40.05%，差异较大；其中，穗下第一节间长度的变异系数在各种群内均较大（17.16%-40.05%）；总体上看，种群内与营养生长有关的性状（如穗下第一节间长度、剑叶长度和宽度等）变异较大，而与繁殖有关的性状变异较小。在种群间，穗下第一节间长度、剑叶长度和宽度的变异系数均较大，分别为31.85%、26.87%和27.85%；而小穗和外颖长度以及穗节数的变异系数均较小，分别为15.21%、16.53%和16.91%。5个种群间16个表型性状的H＇值均有较大差异，并且，种群内各表型性状的H＇平均值（1.660）明显高于种群间（0.239）。主成分分析结果显示：前5个主成分的累计贡献率为80.210%，其中，第1主成分中与营养器官相关的性状（如株高、穗下第一节间长度、剑叶长度和宽度、茎节数）载荷较大，第2至第4主成分中与繁殖器官相关的性状（如穗长度和宽度、外颖和内颖长度、小穗长度和宽度以及外稃长度）载荷较大，表明这12个性状为大赖草种群表型性状变异的主要因子。研究结果显示：大赖草种群间的表型多样性低于种群内，且营养器官的表型变异是导致大赖草种群表型多样性的主要因子。

不同居群大赖草的核型研究

以新疆阿勒泰地区5个居群的大赖草为材料,采用光学显微镜观察了各居群材料的染色体,同时又观察了一个居群内不同个体的染色体,对观测所得数据进行了居群间和居群内的核型分析。结果显示,5个居群的染色体核型相似,核型类型都属于2A型,其中3个居群有随体,核型公式分别为:居群1(P1):2n=4x=28=24m(2SAT)+4sm(2SAT)、居群4(P4):2n=4x=28=20m(2SAT)+8sm及居群5(P5):2n=4x=28=20m+8sm(2SAT),其余2个居群核型公式分别为:居群2(P2):2n=4x=28=26m+2sm和居群3(P3):2n=4x=28=22m+6sm。5个不同居群的差别不仅在随体的有无上,平均臂比、染色体长度比和不对称系数指标上也存在差异。居群内核型公式为:2n=4x=28=22m+6sm,其中中部着丝粒染色体11对,近中部着丝粒染色体3对,无随体,核型类型均为2A型。结果表明,新疆阿勒泰地区不同居群大赖草在核型上发生了一定的变化,而居群内核型差异较小。

大赖草基因组DNA提取方法比较分析

为了研究不同提取方法对大赖草[Leymus racemosus(Lam.)Tzvel]基因组DNA提取质量的影响,以大赖草的嫩叶为材料,采用CTAB法、CTAB改良法、SDS法、SDS-CTAB法4种提取方法提取大赖草叶片基因组DNA,对提取的基因组DNA进行琼脂糖凝胶电泳及紫外分光光度计法检测,获得最佳大赖草DNA提取方法 ,并利用ISSR标记验证其质量。结果表明,改良的CTAB法提取的大赖草基因组DNA纯度较高、完整性较好,ISSR扩增条带清晰,多态性高。最终确定CTAB改良法为最佳提取方法,完全适合于进一步的分子生物学研究。

稃的有无对大赖草种子扩散与萌发特性的影响

对大赖草〔Leymus racemosus(Lam.)Tzvel.〕带稃种子和去稃种子的扩散性、萌发率、活力及吸水性和失水性的差异进行了比较。结果表明:在静止空气中带稃种子的降落速度显著小于去稃种子,分别为3.96和4.81 m·s-1;而在风速1和4 m·s-1的水平气流中带稃种子的扩散距离(15.26和11.86 cm)均显著大于去稃种子(27.80和21.60 cm)。培养20 d后,带稃种子和去稃种子的萌发率分别为99%和97%,差异不显著;在自然条件及60℃高温条件下,带稃种子和去稃种子的活力无显著差异。带稃种子的吸水饱和时间和吸水量均显著大于去稃种子,而其失水速率小于后者但二者差异不显著。研究结果显示:稃对大赖草种子萌发和活力均无显著影响,但可增加种子的风媒扩散能力、有效保持种子含水量并能降低种子失水速率,对大赖草适应干旱的沙漠环境具有重要作用。

不同居群大赖草醇溶蛋白分析

【目的】研究新疆大赖草［Leymus racemosus （Lam.） Tzvel］不同居群种子醇溶蛋白，探讨大赖草种质在居群间和居群内的差异及遗传多样性。【方法】采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（A-PAGE）技术对采集到的5个居群间及居群内大赖草种子醇溶蛋白进行遗传多样性研究。【结果】5份居群间材料共分离出19条带纹，只有2条是共有带，多态率为8947%。居群内共分离出17条谱带，7条为共同带，多态率为5882%，小于居群间；材料间的Shannon指数范围是0346 7~0400 0，平均值为0372 7。Nei-Li遗传相似系数（GS）的变异范围为1583 7~1738 5，平均值1659 4。相似系数GS值变异范围是0429~0733，平均为0554。进一步聚类分析表明，在GS值为062的水平上供试材料可聚成3个大类，生境相似的居群聚为一类，表现出一定的分布规律。【结论】大赖草种子遗传多样性在居群间差异明显，而居群内不明显。醇溶蛋白凝胶电泳可以作为指纹图谱，用于研究同一物种不同居群间及居群内的差异是可行的。

大赖草总DNA转化小麦叶片mRNA差异显示技术中总RNA提取和反转录活性研究

[目的]研究大赖草总DNA转化小麦叶片mRNA差异显示技术中总RNA的质量及反转录活性。[方法]在大赖草总DNA转化小麦幼苗叶片mRNA差异显示相关试验中,利用改进的TRIzol法,从幼苗叶片中提取总RNA,紫外光谱分析,1.2%琼脂糖电泳检测,并进行随机引物RT-PCR扩增。[结果]OD260 nm/OD280 nm比值为1.95～1.98;总RNA和RT-PCR电泳条带均表现出整齐、清晰。[结论]获得的总RNA质量好、纯度高,有很高的反转录活性,完全适合于进一步的分子生物学研究。

不同贮藏条件对大赖草种子萌发的影响

将野外观测与室内实验相结合,研究不同贮藏条件对大赖草种子萌发的影响。结果表明：室内干藏与野外埋藏于地表的种子随贮藏时间的延长,种子萌发率呈现缓慢升高后逐渐降低的趋势,说明大赖草种子存在着后熟现象;埋藏5 cm深度的种子,埋藏2、7、8个月时,种子自然萌发率分别为5.15%、7.52%和94%,剩余种子在室内条件下萌发率大于95%。而埋藏于原生境的种子埋藏2个月无萌发现象,埋藏8个月自然萌发率为90%;说明大赖草的种子在土壤中属于瞬间种子库;黑暗有利于大赖草种子的萌发。不同贮藏条件下大赖草种子的含水量表现为：埋藏5 cm深度〉埋藏于地表〉室内干藏,大赖草种子萌发的最低含水量为19.5%。在自然生境中,野外埋藏的种子被动物搬运的占12%～90%,平均达44.5%,致使土壤中种子数量锐减。因此,大赖草种子在土壤种子库中数量匮乏;自然生境中干旱少雨、水分缺少,导致种子萌发后易＂闪苗＂。这些因素是大赖草有性繁殖更新率低的主要原因。