柱穗山羊草2C染色体诱发中国春小麦背景中黑麦1R染色体结构变异的研究(英文)

当柱穗山羊草(AegilopscylindricaHost.)2C染色体单体添加到普通小麦品种中国春和以中国春为背景的派生系时,减数分裂时,不含2C染色体的配子会发生染色体结构变异。为了制备一套黑麦1R染色体缺失系以用于定位黑麦1R染色体上的控制重要农艺性状的基因,把一条2C染色体导入到小黑麦1R二体附加系(21″+1R″)中,然后让这些个体(21″+1R″+2C′,2n=45)自交,以便产生1R染色体结构变异体。实验共检测了345粒F2种子,83粒种子带有结构变异的黑麦1R染色体(24.1%)。通过C分带和原位杂交检测,对来自于23株F2的46个F3植株所带有的异常1R染色体进行了归类:其中1RL端体为39.1%,1RL等臂染色体为2.2%,1RL易位系为32.6%。1RS端体为4.3%,1RS等臂染色体为4.3%,切点在长臂上的缺失体为2.2%。在6.5%的植株中同时含有2种类型的1R染色体结构变异。其余8.7%带有异常1R染色体的个体因为没有原位杂交结果而无法判断是属于哪种类型。已获得的1R结构变异株将有可能进一步发展成为一套可用于定位黑麦1R染色体上重要功能基因的遗传材料。另外,还探讨了综合应用细胞学和分子标记方法鉴定易位染色体中小麦染色体片段的尝试,并对所获结果进行了讨论。

应用微卫星标记研究西藏野生二棱大麦的遗传多样性及地理分化

用来自大麦 7个连锁群不同位置的 35个SSR标记研究了西藏不同地区的 5 0份野生二棱大麦 (H .spontaneum )的遗传多样性及地理分化。结果表明 :SSR的多态性高 ,其多态性DNA片段比例达 97.4 4% ;每个SSR位点检测到 1～ 14个等位变异 (4 .0 4个 /位点 ) ;西藏山南地区的遗传多样性和等位变异数最高 ,分别为 0 .4 933和 3.35。变异的 1.0 8%～ 37.5 4% (平均为 13.0 9% )是由于地区的差异引起 ,表现出一定程度的地理分化。最后 ,讨论了SSR引物的选择及SSR标记的可靠性和西藏野生大麦的起源问题。推测西藏山南地区可能是西藏野生二棱大麦的起源中心 ,也是西藏野生大麦和中国栽培大麦的起源中心。

拟南芥和作物中维生素C生物合成与代谢研究进展

维生素C(vitaminC,Vc)是动植物体内含量较为丰富且发挥着重要功能的小分子物质。该文综述了近年来以模式植物拟南芥为实验材料研究Vc生物合成和代谢取得的进展,并对作物中类似的研究进行了概述。总结的信息对于在作物中进一步开展Vc合成与代谢研究并通过分子育种提高作物的抗逆性和营养价值具有参考意义。

异源细胞质小麦的赤霉病抗性研究

为了探索异源细胞质在小麦抗赤霉病育种中利用的可能性 ,用麦穗单花定位注射接种法、双层培养法、电导率法研究了小麦 3个近缘属 9个近缘种植物的细胞质对小麦赤霉病抗性的遗传效应。结果表明 ,9个近缘种的细胞质对小麦的赤霉病抗性存在明显的细胞质遗传效应和核质互作遗传效应 ,异质系的赤霉病抗性因核质组合的不同而有差异。具偏凸山羊草细胞质的小麦异质系 (Ae.ventricosa) Pe 10 6 8- 0 6 9和 (Ae.ventricosa)鉴 9的植株水平抗性和细胞水平抗性比其核亲本增强 ,并且在不同年度的田间和室内鉴定中抗性表现稳定。穗轴及叶片细胞的质膜透性测定结果显示 ,小麦异质系的赤霉病抗性与植株在受到病菌毒素侵害时的质膜透性呈负相关。选择理想的核质组合和行之有效的筛选、鉴定方法是培育抗赤霉病异源细胞质小麦材料的关键。

应用微卫星标记研究西藏野生大麦的遗传多样性(英文)

以西藏不同地区的106份野生大麦为材料,其中包括50份野生二棱大麦(HS),27份野生瓶形大麦(HL)和29份野生六棱大麦(HA),用Liu等(1996)发表的SSR连锁图的每个连锁群的两个臂的不同位置上选取3-5个共30个SSR标记,研究了西藏3类野生大麦的遗传多样性。结果表明,这3类野生大麦在遗传组成及等位变异频率分布上存在着明显的遗传分化。在总样本中,共检测到229个等位变异,平均每个SSR位点检测到7．6个等位变异,其中70个为这3类野生大麦间共同的等位变异,等位变异数在这3类野生大麦间有明显的差异,亚种间的遗传多样性明显高于亚种内的遗传多样性。其遗传多样性大小顺序为HS>HL>HA。聚类分析表明,野生二棱大麦、野生六棱大麦分别聚在不同的两类,而野生瓶形大麦中各有约50％的材料分别聚在这两类。根据本研究及前人研究结果,我们认为中国栽培大麦是从野生二棱大麦经理生瓶形大麦向野生六棱大麦进化的。该结果支持了栽培大麦起源的“野生二棱大麦单系起源论”的观点。

荧光原位杂交技术在植物细胞遗传学和绘制基因图谱中的应用现状与展望

荧光原位杂交是在分子水平上检测外源染色质的一种有效方法。其探针主要有染色体重复序列、总基因组 DNA、寡单拷贝序列和染色体涂色集中等 ,该技术在研究植物细胞遗传学、基因扩增、基因作图及植物进化和亲缘关系的鉴定上已广泛应用。

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 。

四倍体长穗偃麦草(Agropyron elongatum 4x)染色体组构成的生化和SSR标记分析

应用等电聚焦(IEF)和SDS PAGE方法分析了二倍体长穗偃麦草(Agropyronelongatum2x)和四倍体长穗偃麦草(Ag.elongatum4x)的16种同工酶和3种贮藏蛋白的电泳图谱。结果表明,只有两种同工酶在四倍体和二倍体长穗偃麦草之间表现相同的酶谱,该类型仅占分析标记总数的10.5%;而10种同工酶和3种贮藏蛋白的电泳图谱在四倍体中除了具有全部二倍体的谱带以外,还有自己独特的条带,该类型最多,占分析标记总数的63.2%;另外5种同工酶在二倍体和四倍体之间只有部分条带相同,同时具有各自特异的条带,该类型占分析标记总数的26.3%。由此推测,四倍体长穗偃麦草可能是一个异源四倍体,即只含有一个起源于二倍体类型的染色体组Ee,而另一个染色体组在所分析的生化标记上明显不同于近缘种中的St、J和N染色体组,其起源尚待进一步研究。进一步用小麦的SSR引物对二倍体和四倍体长穗偃麦草进行扩增,结果表明大多数SSR引物在四倍体中既能扩出与二倍体相同的条带,同时还有其特异的条带,这一结果验证了由生化标记得出的四倍体长穗偃麦草是异源四倍体的初步结论。

异源细胞质小麦的抗旱性研究

以分别具有山羊草属、小麦属和簇毛麦属的15种普通小麦近缘种细胞质的异源细胞质小麦为材料,采用高渗溶液法、水培盆栽法和田间鉴定法研究了异源细胞质对小麦抗旱性的遗传效应。结果表明,波斯小麦(T.persicum)、柱穗山羊草(Ae.cylindrica)、簇毛麦(Hanaldiavillosa)和粗厚山羊草(Ae.crassa6x)细胞质对小麦的抗旱性具有明显的遗传效应,其效应值的性质、大小与核亲本品种的基因型有关,在特定的核质组合中波斯小麦、柱穗山羊草、簇毛麦和粗厚山羊草细胞质可明显提高小麦的抗旱性。具波斯小麦细胞质的异质系(T.persicum)-s.c66种子发芽阶段和三叶期的抗旱性比相应核亲本明显增强,并且超过抗旱品种晋麦47。成熟期的鉴定结果表明,经核基因型改良的粗厚山羊草细胞质小麦新品系NC223、NC232和NC236等15个异质系具有较强的抗旱性。因此,进一步研究异源细胞质提高小麦抗旱性的遗传机制,有助于拓宽小麦抗旱育种途径。

异源细胞质小麦D^2-鉴26的耐盐特征及其遗传基础(英文)

以核亲本品种鉴26和耐盐品种科遗26为对照,设计3种NaCl浓度(85.56mmol/L,171.04mmol/L,256.67mmol/L)处理及无盐对照,研究了异源细胞质小麦D2-鉴26苗期的生长发育和生理生化特征。结果表明,D2型细胞质对核基因型鉴26存在明显的耐盐性遗传效应,效应值的大小因性状而异,核基因型鉴26与科遗26之间也存在差异;盐胁迫下,D2型细胞质能有效降低核基因型鉴26的生长受抑程度,提高其叶片相对含水量RWC,减轻其细胞质膜损伤度和增强对K+的选择性吸收能力,改变叶片功能蛋白的表达。这些研究结果表明,D2型细胞质是小麦耐盐育种的有用资源;异质系D2-鉴26是一个新的耐盐种质材料,其生长发育和渗透调节等相关耐盐特征可以作为D2型细胞质小麦遗传育种耐盐选择的有用指标;D2型细胞质小麦耐盐相关机制的阐明与利用也必将丰富小麦耐盐育种途径。

粗厚山羊草细胞质对普通小麦耐盐性的遗传效应

以具有粗厚山羊草(Aegilopscrassa6x)细胞质的异源细胞质小麦为材料,采用加盐培养基进行幼穗愈伤组织诱导(生长)、盐溶液种子发芽、盐溶液幼苗培养和成株模拟盐池生长等方法研究了粗厚山羊草细胞质对小麦耐盐性的遗传效应,旨在为小麦耐盐育种提供理论依据和种质资源材料。结果表明:粗厚山羊草细胞质对小麦的耐盐性具有明显的遗传效应,其效应值的性质、大小与核亲本品种的基因型有关,在特定的核质组合中粗厚山羊草细胞质可明显提高小麦的耐盐性。异质系Ae.crassa6x-鉴26和Ae.crassa6x-SMH1694在幼穗愈伤组织诱导、种子发芽阶段和三叶期的耐盐性比相应核亲本明显增强。返青期和成熟期的鉴定结果表明,一些经核基因型改良的粗厚山羊草细胞质小麦的耐盐性超过或接近抗盐对照品种科遗26。进一步研究粗厚山羊草细胞质提高小麦耐盐性的遗传机制,必将拓宽小麦耐盐育种途径。

乌拉尔图小麦的遗传学研究进展

乌拉尔图小麦(T.urartu)是四倍体小麦和普通小麦A基因组的供体,它在普通小麦的发育和进化中起着关键的作用。本文首先介绍了该物种的发现、形态特征和在分类学上的位置,然后从遗传多样性、它与小麦属内其它种的关系、构建基因组文库和1Ay高分子量麦谷蛋白亚基基因的研究等方面综述了乌拉尔图小麦的遗传学研究进展。为了加快普通小麦遗传学、发育和进化、新品种选育等方面的研究,本文建议今后应重点从挖掘优异基因、构建遗传图谱及分离探针和微卫星引物等方面对乌拉尔图小麦作进一步的研究。

小冰麦异附加系TAI系列中异源麦谷蛋白基因位点的生化与分子生物学鉴定

小冰麦异附加系TAI系列的每一个材料中分别附加了1对来自中间偃麦草的染色体,附加染色体很容易丢失,使得失去附加染色体的小麦可以作为异附加系的对照材料.通过分析TAI系列异附加系及各自对照材料的高分子量麦谷蛋白亚基组成与低分子量麦谷蛋白基因的PCR图谱,鉴定出异附加系TAI-13和TAI-25中具有编码中间偃麦草麦谷蛋白的基因位点,附加的中间偃麦草染色体属于第一同源群.异附加系TAI-11中附加的中间偃麦草染色体只具有低分子量麦谷蛋白基因位点.

赤霉素信号转导及其调控植物生长发育的研究进展

赤霉素(Gibberellins或gibberellic acid,GA)是植物生长发育所必需的植物激素之一,调控植物生长发育的多个过程。近年来随着植物分子生物学和功能基因组学的发展,有关GA信号转导途径及其调控植物生长发育的研究取得了一系列的进展。综述了GA信号转导途径的关键组分,包括GA受体GIBBERELLIN INSENSITIVE DWARF1(GID1)蛋白、F-box蛋白(拟南芥中的SLEEPY1[SLY1]和水稻中的GIBBERELLIN INSENSITIVE DWARF2[GID2])及DELLA蛋白,阐述了GA去除DELLA蛋白阻遏作用的分子模型,同时探讨DELLA蛋白通过其互作蛋白整合其它激素及环境信号调控植物生长发育的作用机理。

小麦背景中来自华山新麦草的抗条锈病基因的遗传学分析和分子标记

H9020175是一个通过杂交和回交选育的普通小麦华山新麦草易位系,接种鉴定表明其对条锈病具有优良抗性。遗传学分析证明易位系H9020175的抗条锈性是由单基因控制的显性性状,抗性基因来自于华山新麦草,暂定名为YrHua。为了标记这个来自华山新麦草的抗条锈病基因,利用H9020175与感病小麦品种铭贤169杂交,建立了F2分离群体。应用81对AFLP引物对119个经条锈菌生理小种CY30接种鉴定的F2单株进行了分析,结果得到两个与YrHua基因连锁的AFLP标记PM14(301)和PM42(249),遗传距离分别为5.4cM和2.7cM,并分别位于目标基因的两侧。将标记片段克隆、测序后,根据序列信息和酶切位点多态性设计特异性引物,将AFLP标记PM14(301)转换成了简单的PCR标记。研究结果为标记辅助育种提供了分子选择工具,同时也为进一步精细定位和图位克隆YrHua基因奠定了基础。

小麦叶面积及光合速率与产量关系的研究

选用不同叶片姿态、不同叶片类型以及不同经济系数等多种特性小麦品种(品系)以及拟近等基因系为试验材料,测定了不同叶位叶面积、旗叶光合速率以及小麦生物和经济产量。研究小麦叶面积、旗叶光合速率与产量的关系。结果表明:顶三叶面积与单株生物产量、经济产量显著正相关,而下部三片叶叶面积与单株生物产量和经济产量之间无显著相关;旗叶光合速率与生物产量和经济产量之间呈正相关,但相关不显著,而旗叶光合速率与旗叶面积的乘积与生物产量和经济产量之间呈显著正相关。提高小麦顶三叶面积和光合速率有利于提高产量,旗叶面积和光合速率乘积与产量的关系更为密切。

赤霉素作用机理的分子基础与调控模式研究进展

赤霉素(gibberellins或gibberellicacid,GA)作为植物生长的必需激素之一,调控植物生长发育的各个方面,如:种子萌发,下胚轴的伸长,叶片的生长和植物开花时间等。近年来随着植物功能基因组学的进一步发展,有关赤霉素生物合成及其调控,赤霉素信号转导途径,以及赤霉素与其他激素和环境因子的互作等领域的研究取得了较大的进展。本文综述了赤霉素生物合成的生物学途径及其调控研究;GA信号转导通道的研究进展,特别是DELLA蛋白阻遏植物生长发育的分子机理和GA解除阻遏作用(derepress)的分子模型;GA受体研究的新进展;探讨GA与其它激素之间的相互作用,以及植物在应答环境过程中的作用。

氮离子束注入诱变小麦的研究(英文)

和其他诱变方法相比较,低能氮离子束注入作为一种新的诱变方法具有生理损伤小、突变谱广和突变频率高等特点。据此利用该方法处理“遗4212”,建立起具有60个株系的突变群体。通过调查生育期、农艺性状、醇溶蛋白和微卫星的变异,对后代M4群体进行系统的研究。结果表明:群体的生育期和农艺性状变异明显,有7个ω-醇溶蛋白的迁移率变异并伴随着蛋白的缺失和增加;在25个SSR位点出现扩增产物的缺失、延长和缩短。结合实验结果和其他相关报道,讨论了实验所获得突变体的应用及离子束注入引发突变的机理。

不同年代小麦品种旗叶的光合特性及抗氧化酶活性研究

以不同时期在黄淮冬麦区推广并具有一定代表性的5个小麦品种碧蚂1号、丰产3号、小偃6号、小偃54和小偃81为材料,研究了品种更替过程中小麦旗叶的光合特性以及抗氧化酶活性的变化.结果表明,各小麦品种旗叶净光合速率均于开花后10 d左右达到最大值后下降,并在开花灌浆期有显著差异,且近期品种始终高于早期品种.随着灌浆进程推进,各小麦品种旗叶叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、抗氧化酶活性呈现出与净光合速率基本一致的变化趋势(其中过氧化氢酶活性为下降趋势),而丙二醛含量持续升高,但近期小麦品种始终低于早期品种且差异达到极显著水平(P<0.01).研究发现,近期育成小麦品种的旗叶在生育后期具有相对较高的光合速率,可能与其叶绿素和可溶性蛋白含量下降速率较缓、抗氧化酶活性较高、膜脂过氧化程度较轻有关.

小麦叶面积指数的遗传变异及其影响因素与产量的关系

以"小偃54×京411"的96个重组自交系(RILs)为试材,分析小麦叶面积指数(LAI)相关性状的遗传变异及其影响因素。结果表明,不同生育时期的LAI、MTA(平均叶倾角)、DIFN(无截取散射)均在RIL间存在极显著差异。LAI在RIL群体中呈连续的正态分布。LAI自抽穗期增大,至开花期达最大,灌浆后期降低。不同生育时期的LAI均与群体总茎数、株高和倒三叶叶长呈极显著正相关。灌浆后期的LAI与生物量和产量呈极显著正相关。当控制总茎数和株高不变时,LAI主要与顶三叶的叶面积和叶长呈正相关,其相关系数在开花期最大,灌浆后期降低。对抽穗期LAI>4.0的RIL系而言,该时期LAI与生物量和产量相关性不显著,但灌浆后期的群体平均叶倾角与生物量和产量呈显著正相关。对产量高于京411且株高小于80cm的8个RIL系的分析表明,旗叶与倒二叶叶长比与生物量和产量呈正相关。