利用杀配子染色体 2C诱导中国春-黑麦二体附加系染色体畸变的研究

将中国春 黑麦 (1R 7R)二体附加系与中国春 2C(Aegilopscylindrica)二体附加系杂交 ,获得F1,对F1体细胞染色体进行C分带鉴定和花粉母细胞减数分裂行为的观察与分析 ,发现减数分裂行为异常。对自交获得的 4 30株F2 进行单株染色体C分带和荧光原位分子杂交鉴定 ,检测到易位、缺失、等臂染色体、双着丝点染色体等染色体畸变类型。此外还检测到 2C与小麦 2A、2B、2D染色体的二体或单体自发代换系。杂交F2 染色体畸变的规律与频率如下 :研究共得到含黑麦染色体的变异 2 2株 ,变异频率为 5 1%。其中含黑麦染色体的易位系为 10株 ,占2 3% ;缺失 12株 ,占 2 79% ;黑麦的等臂染色体 3株 ,占 0 7%。易位染色体既有含小麦着丝点的 (大部分 ) ,也含有黑麦着丝点的 (仅 1例 )。黑麦的染色体畸变中 ,发生于不同同祖群的频率不同 ,1R为 5个 ,2R为 3个 ;3R为 1个 ;4R为 3个 ;5R为 6个 ;6R为 4个。易位多为端部易位。共鉴定出小麦的缺失系 5 4株 ,其中A基因组有 2 7个 ,占 6 2 7% ;B基因组有 2 0个 ,占 4 6 5 % ;D基因组有 7个 ,占 1 6 6 %。

小麦异源易位系的高效诱导和分子细胞遗传学鉴定

利用杀配子染色体 (gametocidalchromosome)和低剂量 (10Gy)γ 射线辐射花粉两种方法诱导小麦 (TriticumaestivumL) 滨麦 (LeymusmollisTrin)和小麦 中间偃麦草 [Thinopyrumintermedium(Host)Barkwarth]的易位系。通过基因组原位杂交 (GISH)分析 ,在 5 9个小滨麦代换系M872 4 8 13与离果山羊草 (AegilopstriuncialisL) 3C染色体附加系的杂交后代中获得了 3株小麦 滨麦易位系 ,易位频率达到 5 0 8%。其中 1个易位系经C 分带证明是小麦的 7D染色体与 1条滨麦的染色体发生了整臂易位。同时还获得了 3个滨麦染色体的缺失系。滨麦染色体发生结构变异的总频率为 8 4 7%。除了滨麦染色体以外 ,在一些植株中还观察到小麦的染色体也发生了缺失。在 6 9个普通小麦与小麦 中间偃麦草附加系TAI 14辐射花粉的杂交后代中 ,得到 2株小麦 中间偃麦草的易位系 ,易位频率为 2 90 %。两个易位系都是小片段易位 ,经C 分带证明两个易位系所涉及的小麦染色体分别是 3A和 4A。利用杀配子染色体和低剂量γ射线辐射花粉诱导小麦异源易位系都是行之有效的方法 ,但这两种方法各有优缺点 。

“中国春”小麦-偃麦草易位系的创制与鉴定

利用杀配子染色体创制易位系的方法,以"中国春"小麦(Triticum aestivumL.)-长穗偃麦草(Elytrigia re-pens)(2E)异二体附加系为母本与"中国春"小麦-柱穗山羊草(Ae.cylindrical)(2C)异二体附加系为父本杂交,创制"中国春"小麦-偃麦草易位系。F1的结实率为31.02%,F1套袋自交结实率为31.41%,亲本自交结实率92.59%;获得的F2利用染色体C-分带和原位杂交进行鉴定,从127株后代中筛选出9株易位系。

小麦—黑麦代换系间杂交后代染色体易位的研究

主要利用小麦—黑麦 5R/5A二体代换系与 6R/6A二体代换系杂交 ,在其杂种自交F3中未利用辐射、杀配子染色体、Ph基因等方法 ,鉴定出易位系 ,同时 ,首次观察到有丝分裂中的染色体断裂现象。发现在小麦遗传中 ,没对Ph基因进行特殊处理的情况下 ,小麦同祖染色体间可能发生部分同源配对并交换 。

基于EST-PCR的簇毛麦染色体特异分子标记筛选及应用

为定位、转移和利用簇毛麦有益基因,通过花粉辐射,获得一批包括小麦-簇毛麦易位染色体的异染色体系。为了鉴定这批材料中的簇毛麦染色体身份,根据水稻、小麦的EST序列合成了240对STS引物,其中34对引物在普通小麦中国春与簇毛麦间存在多态性;进一步对亲本及簇毛麦二体异附加系进行PCR扩增分析,标记CINAU32-300可追踪簇毛麦1V染色体,标记CINAU33-280、CINAU34-510、CINAU35-1100、CINAU36-380和CINAU37-400可追踪簇毛麦2V染色体,标记CINAU38-250可追踪簇毛麦3V染色体,标记CINAU39-950和CINAU40-800可追踪簇毛麦4V染色体,标记CINAU41-745和CINAU42-1050可追踪簇毛麦5V染色体,标记CINAU44-765和CINAU45-495可追踪簇毛麦7V染色体。加上本室已开发的2个6V染色体特异标记,用这些簇毛麦特异分子标记鉴定辐射诱导材料的部分回交后代,选育出小麦背景中只包含单条簇毛麦染色体的整套1V至7V染色体系,同时有18条易位染色体的簇毛麦身份得到确定,表明这些标记可以用来快速检测普通小麦背景中的簇毛麦染色体或染色体片段。

小麦-冰草附加系与小麦-杀配子染色体附加系杂交F_1的细胞学特性

以小麦-冰草附加系与中国春-柱穗山羊草杀配子染色体2C附加系杂交,对杂交F1的形态学及细胞学特性进行了研究,为利用杀配子染色体诱导小麦ABD组和冰草P组染色体变异,创造小麦-冰草染色体易位系奠定基础。对8个小麦-冰草二体附加系同中国春-杀配子染色体附加系杂交F1的形态学、育性以及细胞学特性的观察结果表明,小麦-冰草不同附加系P染色体的传递能力存在差异。F1花粉母细胞减数分裂中存在染色体异常,平均35.3%的细胞含3个以上的单价体,74.0%的四分体含有微核,20.3%和23.8%的细胞含有染色体断片和桥,在某些组合中有多价体、四分体多裂和退化现象。杀配子染色体的诱变在配子形成的过程中已经开始发生作用。不同杂交组合之间F1植株自交结实率为51.67%-71.37%,反映出杀配子染色体2C在小麦-冰草不同附加系背景下对其育性的影响存在差异。

小麦背景中黑麦1R染色体的遗传变异

运用细胞遗传学方法鉴定了来源于中国春×Ｍ２７（１Ｒ／１Ｄ代换系）的花粉植株和Ｆ２单株染色体组成。发现７个花粉植株中出现７种染色体组成变异类型，每株呈现一类变异；而２７个Ｆ２单株中，存在１１种染色体组成变异类型，变异频率仅为３７．０％，低于花粉植株。花粉植株群体中，观察到一个能稳定向后代传递的小麦／１Ｒ小片段易位，但Ｆ２群体中未检测到小麦／黑麦易位。表明常规染色体工程结合花药培养是有计划、有目的实现异源染色体小片段向小麦转移的简便、高效、快速途径。

小麦-黑麦代换系5A／5R与6A／6R杂交诱导同祖染色体配对与易位的研究(英文)

利用两个小麦-黑麦异源双代换系DS 5A／5R与DS 6A／6R杂交,探讨同祖染色体配对的可能性与创制小麦黑麦异源易能系。在方法上对杂种F1的减数分裂行为进行研究,观察5R与5A、6R与6A配对频率,探讨同祖染色体配对规律。实验结果看到:杂交F1减数分裂中有22．91％的花粉母细胞有小麦染色体(ABD组)与黑麦染色体(R组)发生同祖配对。在F2及以后世代,通过染色体C分带、原位杂交检测,选择小麦-黑麦易位系。在F2代的4株中5检测到9株有易位,易位频率为20％,是目前小麦-黑麦染色体易位频率最高的。染色体易位有的来源于不同祖配对的交换,有的来源于单价体错分裂或断裂的重建。

中国春-柱穗山羊草杀配子染色体2C附加系与小麦-冰草附加系杂交F2的细胞学特性

【目的】对5个小麦-冰草附加系与中国春-杀配子染色体2C附加系杂交F2的减数分裂进行观察,分析杀配子染色体在小麦-冰草附加系背景下诱导染色体变异的有效性,为获得小麦-冰草染色体易位奠定基础。【方法】杂交F2植株幼穗减数分裂染色体行为观察采用常规细胞学方法,冰草P染色质的检测采用GISH方法。【结果】杂交F2PMC减数分裂中期普遍观察到多个单价体、多价体以及落后染色体和断片,多数组合观察到染色体桥,个别组合出现单价环状染色体。杂交F2减数分裂染色体存在异常现象:平均36.5%的细胞中有多个单价体,15.8%的细胞含有多价体,31.6%和11.7%的细胞中含有染色体断片和桥,四分体时期存在微核、多裂和四分孢子退化现象。F2植株的自交结实率平均为31.47%。对部分F2植株的减数分裂细胞GISH检测表明,P染色体多为单体附加,有2.7%的植株可能产生染色体易位。【结论】较高频率的染色体断裂和部分配子致死是杀配子染色体诱导变异的典型特征,柱穗山羊草2C杀配子染色体在小麦-冰草附加系背景下能够有效诱导染色体产生结构变异,这种诱变作用和频率在不同附加系背景下存在差异。

小麦-黑麦二体代换系间杂交诱导染色体易位的研究

小麦-黑麦二体代换系间杂交,是诱导小麦-黑麦染色体易位的重要途径,有理论与应用价值。利用小麦-黑麦二体代换系1R/1D与5R/5A、6R/6A杂交,从杂交后代中,选育易位系。结果表明,F1减数分裂有19个二价体、4个单价体,有部分同源染色体配对和染色体易位现象;F2对普通小麦类型带有黑麦性状的24株杂交材料,进行原位杂交检测,共检测出10株有染色体易位,易位频率为41.6%。易位株系为:06-15-7、06-16-3、06-16-5、06-16-7、06-16-8、06-17-7、0617-11、06-17-15、06-17-16、06-18-5。由于亲本选配与植株检测有一定的目的性,易位植株均表现有应用价值,可作为小麦品种选育的基础材料。

杀配子染色体及其在创制小麦族染色体易位系中的应用

山羊草属植物中的某些染色体,当其单体附加到小麦基因组时,能使带有该染色体的配子正常存活;而使无该染色体的配子发生染色体断裂,产生易位等染色体结构畸变。利用杀配子染色体创制易位系是将小麦近缘种属野生资源的优良性状转移给小麦的一个有效途径。介绍了杀配子染色体的类型、作用时期,并重点综述了利用杀配子染色体创制小麦族染色体易位系方面的研究进展。

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。

小麦核不育×中国春3C二体附加系后代(F_1)的细胞学分析

以小麦核不育×中国春3C二体附加系杂种F1和小麦核不育×普通小麦4E单体附加系杂种F1代为材料,利用细胞学方法研究了花粉母细胞减数分裂期(中期和后期)的染色体及二分体、四分体时期的小核。结果表明,小麦核不育×中国春3C二体附加系杂种F1代在花粉母细胞减数分裂中期出现了3个单价体的染色体构型,后期出现了2个或2个以上的落后染色体,二分体、四分体时期出现了2个或2个以上的小核,在不同的核不育背景中出现的频率各不相同,说明3C染色体在小麦核不育背景中具有诱导染色体断裂的作用,但在不同的小麦核不育背景中诱导染色体断裂的作用各不相同;在小麦核不育×普通小麦4E单体附加系杂种F1代花粉母细胞减数分裂中期、后期、二分体和四分体时期也观察到了同样的结果,说明4E染色体同样具有诱导染色体断裂的作用;3C或4E染色体诱导染色体断裂可能是在花粉母细胞减数分裂的多个时期。

小麦易位系的创造研究进展

小麦作为世界上广泛种植的粮食作物之一,其种质资源日益匮乏,创造小麦外源染色体易位系是拓宽小麦遗传基础的有效途径。创造易位系的方法有利用电离辐射、利用杀配子染色体、通过调节Ph基因的作用诱发部分同源染色体交换、通过染色体错分裂、利用组织培养诱导易位。对这几种创造小麦易位系的方法进行了综述,并作出展望,为小麦育种提供基础。

人工合成的十个优良小麦种质系的细胞学和性状特点的研究

本试验对从八倍体小偃麦与普遍小麦的杂种后代中选出的10个优良小麦种质系,进行了细胞学和田间试验鉴定。结果表明,在这10个小麦种质系中,其中有2个品系为单体异附加系,1个品系为双单体异附加系,2个品系为双体异附加系。有5个品系染色体数目与普通小麦相同,但具有偃麦草的某些特点,细胞学上具有异常行为,它们可能为新的次生六倍体小麦。这些小麦种质系中,有的综合性状较好,具有较好的丰产性能,有希望在生产上直接加以利用;有的虽然综合表现欠佳,但具有突出特点,可作为种质材料在育种上利用。

杀配子染色体诱导小麦染色体畸变及其后代的细胞遗传学研究

本研究利用形态学和分子细胞遗传学研究方法对中国春-长穗偃麦草二体附加系与中国春-柱穗山羊草(2C)二体附加系的杂交后代F1、F2、F3进行研究,旨在探讨杀配子染色体诱导小麦-外源染色体畸变的频率,为小麦遗传育种提供材料基础。结果表明,杀配子染色体(2C)的丢失与恢复成二体,造成杂种F1、F2的减数分裂行为异常,杂种F3较前2代单价体数明显下降,相对紊乱系数明显低于F2。同时,杀配子染色体连续2次作用,使得附加系中ABDE染色体组受到严重影响,部分染色体产生缺失和易位,在后代传递中易于丢失,而外源E组染色体片段渗入到小麦染色体组中,使得染色体配对异常,产生非理论值的单价体数,导致后代育性下降或败育。本研究共检测F3植株448株,得到易位24株,缺失36株,小麦间易位19株,易位频率为5.36%,缺失频率为8.04%,染色体畸变总频率为13.39%。断裂位点的分布比率依次为:B组>A组>D组。本研究表明,杀配子染色体诱发染色体畸变频率高,且具有一定的方向性,是创造小麦遗传育种新材料的重要途径。

3E附加系与2C附加系杂交后代的细胞学鉴定

为了创造小麦-长穗偃麦草染色体易位系,将‘中国春’-长穗偃麦草3E二体附加系与‘中国春’-柱穗山羊草2C二体附加系进行了正反交、F1代自交和回交,利用细胞遗传学等方法对杂种后代进行了鉴定。以‘中国春’-长穗偃麦草3E二体附加系为母本的杂交组合,其杂交当代结实率平均为37.3%,而以‘中国春’-杀配子染色体2C二体附加系为母本的杂交组合,其平均结实率为28.19%,二者差异显著(P<0.05)。杂种F1代自交结实率平均为31.45%,用"中国春"-长穗偃麦草3E二体附加系为父本的F1代回交结实率为38.82%,二者差异显著(P<0.05)。在杂交后代有丝分裂和减数分裂中观察到了染色体畸变现象,说明杀配子染色体2C在配子的形成过程中起作用。这些研究结果为进一步创制小麦-长穗偃麦草3E染色体易位系奠定了基础。

杀配子染色体在小麦-黑麦异代换系中的作用研究

为研究杀配子染色体在小麦-黑麦异代换系遗传背景下的作用,利用小麦-黑麦异代换系H-13(1R/1D),H-24(5R/5A),H-33(6R/6A)与中国春-杀配子染色体二体异附加系CS-DA2C(来自山羊草Ae.cylindrica),CS-DA3C(来自山羊草Ae.triuncialis)配置杂交组合,对杂交当代结实率和F1自交结实率进行了统计分析。结果表明,杀配子染色体3C对H-13和H-24都是致死的,即有着完全的杀配子作用,,但对H-33的杀配子作用则是不完全的,有着接近正常的结实率,说明不同的小麦-黑麦异代换系遗传背景对杀配子作用有很大影响,可能在品系H-33中存在对2C染色体杀配子作用的抑制基因。在以品系H-33为母本时,2个杀配子附加系F1的自交结实率差异显著,说明在相同的小麦-黑麦异代换系遗传背景下,染色体2C与3C的杀配子作用是不同的,在这2个杀配子染色体上可能带有不同的杀配子基因。这些研究结果为进一步创制小麦-黑麦易位系奠定了基础。

TAI系列Ⅰ冰草染色体间易位的酯酶同工酶研究

分析小冰麦异附加系列Ⅰ（ＴＡＩ系列Ⅰ）的叶片酯酶（ＥＳＴＬ）、胚乳酯酶（ＥＳＴＥ）和胚芽鞘酯酶（ＥＳＴＣ）的酶谱表型，根据同工酶结构基因Ｅｓｔｃ－Ａｇ１和Ｅｓｔｌ－Ａｇ２在异附加系ＴＡＩ－１２，基因Ｅｓｔｅ－Ａｇ４在ＴＡＩ－１５中冰草染色体上的定位，推知ＴＡＩ－１２和ＴＡＩ－１５中的冰草染色体分别属于第３和６同祖群。由于此二冰草染色体上还分别存在与小麦第６和３同祖群染色体部分同源的基因；因而认为这两条冰草染色体间发生了相互易位。