将大赖草种质转移给普通小麦的研究──Ⅲ．抗赤霉病异附加系选育

大赖草比抗病品种“苏麦３号”更抗小麦赤霉病。经离体和活体赤霉病抗性单花滴注鉴定和有丝分裂中期及减数分裂中期Ⅰ的Ｃ－分带分析，选育出添加了１对第２染色体的抗赤霉病异附加系，其４４条染色体在ＭＩ配成０．１２—０．４０ⅠＩ＋２１．７０—２１．９３Ⅱ＋０．０１—０．０４Ⅳ。经Ｃ－分带和生物素标记的染色体组ＤＮＡ作探针的分子原位杂交分析证实添加的１对外源染色体在ＭＩ配成二价体，在细胞学上已基本稳定。

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 ;

将大赖草种质转移给普通小麦的研究 Ⅴ.三个普通小麦-大赖草二体异附加系的选育与鉴定

利用形态特征的观察、根尖细胞有丝分裂中期染色体计数、花粉母细胞减数分裂中期Ｉ（ＰＭＣＭⅠ）染色体构型分析以及Ｃ－分带，从普通小麦与大赖草（ＬｅｙｍｕｓｒａｃｅｍｏｓｕｓＬａｍ）杂种回交后代中选育出３个二体异附加系：９５Ｇ０４，９５Ｇ１６和９５Ｇ２３，其ＰＭＣＭⅠ染色体配对构型分别为０．１６Ⅰ＋２０．２５○Ⅱ＋１．６７Ⅱ，０．３５Ⅰ＋１８．９５○Ⅱ＋２．８７Ⅱ和０．１９Ⅰ＋２０．０７○Ⅱ＋１．８３Ⅱ。染色体Ｃ－分带结果表明：９５Ｇ０４，９５Ｇ１６，９５Ｇ２３分别为大赖草第１号，第４号。

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。

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。

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。