鹅观草与大麦属间杂种的形态和细胞遗传学研究

用活体/离体幼胚培养法成功地获得了鹅观草(Roegneria kamooji,2n=12,SSHHYY)与大麦(Hordeum vulgare,2n=14,11)间的属间杂种。杂交结实率为31.4％,胚培成苗率60.9％。杂种表现一年生,具有很强的生活力,形态上偏向鹅观草。F_1自交不孕,用大麦回交亦不结实。杂种具有预期的2n=28(SHYI)条染色体,花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ平均形成26.38个单价体,0.67个棒状二价体,0.12个环状二价体和0.02个三价体。本文对双亲染色体组间的同源性以及在大麦育种中利用鹅观草种质的可能性进行了讨论。     

小伞山羊草(Aegilops umbellata)恢复基因向小麦的转移

鉴定了小伞山羊草(Ae.umbellulata)6条染色体的中国春添加系对T型细胞质雄性不育系育性的影响,发现UAD能较好地恢复T型不育系的育性,表明染色体A上携带有育性恢复基因。添加染色体A在提莫菲维细胞质背景中通过雄配子的传递率为15.6%。同时进一步证明中国春不含有恢复基因。 在体细胞染色体数为42的331个不育系与UAD的杂种衍生后代中选到18个可育株,并对部分植株进行了细胞学鉴定。其中040-5、061-1和061-4与中国春的杂种F_1的育性分离和染色体配对情况表明它们是含有来自小伞山羊草染色体A上的恢复基因的杂合易位系。     

节节麦×硬粒小麦-簇毛麦双二倍体杂种F_1可孕配子形成途径的细胞学分析

对节节麦×硬粒小麦-簇毛麦双二倍体杂种F_1减数分裂的观察结果表明:该杂种F_1的可孕性是由于杂种F_1产生了大量的(近于)未减数配子的结果。在一些PMC中,单价体中期Ⅰ集结到赤道板上,后期Ⅰ染色单体均等分离产生二分体,二分体发育成有功能的花粉粒。由于染色(单)体的丢失或不分离可产生大量的不完整的重复、缺失未减数配子,完整未减数配子的频率很低。杂种F_1和普通小麦杂交一代及F_2代的细胞学分析结果和F_1配子形成途径分析结果一致。推测从大量的F_2代中可能筛选到自发八倍体(DDAABBVV)。     

利用SSR标记分析云南、西藏和新疆小麦的遗传多样性

用185对SSR引物对52份中国西部特有小麦的遗传多样性进行了研究分析。在31份云南小麦材料中,共检测到488个等位变异,每一个SSR引物可检测到1至9个等位变异,平均为2.64个;平均PIC值为0.2764。在15份西藏小麦材料中,共检测到472个等位变异,每个引物可扩增出1到8个等位变异,平均为2.55个;平均PIC值为0.3082。在6份新疆小麦材料中,共检测到308个等位变异,每一个SSR引物可检测1到5个等位变异,平均为1.66个;平均PIC值为0.1944。185对SSR引物在云南、西藏和新疆小麦的21条染色体、7个部分同源群和3个染色体组上检测到的等位位点的多态性存在明显差异。云南、西藏和新疆小麦均以3B染色体较高,而1D染色体最低;在7个部分同源群中,均以第三部分同源群最高,第六部分同源群最低;在A、B和D染色体组上,均以B染色体组最高,D染色体组最低,A染色体组居中。利用185对SSR引物计算了云南、西藏和新疆小麦群体内及其群体间的遗传距离(GD)和平均遗传距离,结果显示,西藏小麦和云南小麦群体内的平均遗传距离要高于新疆小麦,而云南小麦和西藏小麦间的平均遗传距离低于两者与新疆小麦的平均遗传距离。聚类分析结果也表明,云南小麦和西藏小麦的亲缘关系较近,但两者与新疆小麦的亲缘关系相对较远。     

将大赖草种质转移给普通小麦的研究——Ⅶ.一个普通小麦-大赖草等臂染色体异附加系的选育与鉴定

通过花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体配对构型分析、Giemsa C-分带,从普通小麦-大赖草第7条染色体二体异附加系自交后代中选育并鉴定出了93G51-9和93G52-8 2个等臂染色体异附加系。该异附加系在花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ,其等臂染色体自身两臂配对频率高,染色体易发生断裂,且又携带有较抗赤霉病的基因,是向小麦转移大赖草赤霉病抗性基因的有用中间材料。     

通过小麦Ms2近等基因系的抑制缩减杂交分析揭示小穗和花药中差异表达基因

以Ms2近等基因系处于减数分裂期的可育小穗cDNA作为驱动因子(driver),以同一时期的不育小穗cDNA作为测验因子(tester)进行缩减杂交(SSH),将扩增后的缩减杂交产物进行克隆,构建了一个包含882个重组克隆的SSH文库.分别以可育小穗和不育小穗的cDNA为探针与SSH文库克隆进行反式Northern杂交,结果显示接近90%的克隆在不育小穗中呈上调表达.对文库中21个克隆插入片段的序列相似性分析表明其中有18个与来源于穗部或减数分裂期的花药cDNA同源.13个克隆的编码产物与已知功能的蛋白质同源,其中5个参与碳代谢活动,4个参与胞内分子的运输,2个蛋白产物参与染色体的构成及染色体的结构变化,1个是生长素抑制蛋白,1个是转录因子.用中国春缺体四体材料对9个克隆进行了染色体定位,其中一个克隆定位于第四染色体同源群,与Ms2所在的染色体同属一个同源群.通过搜索水稻的同源BAC(bacterial artificialchromosome)和PAC(P1 artificial chromosome)克隆,推测另外11个克隆的染色体位置,其中4个克隆可能位于第四染色体同源群.用RNA点杂交对11个克隆进行表达谱分析,其中8个克隆在不育株的小穗和花药中呈上调表达.     

小麦—大赖草易位系的RFLP分析

利用辐射、花药培养及杀配子基因效应已创制出一系列小麦-大赖草易位系.为在其中找出可能的纯合易位系、明确易位所涉及的相关染色体以及易位断裂点的确切位置,利用了已被定位于小麦7个部分同源群染色体长、短两臂上的67个探针进行了RFLP分析,结果鉴定出3个纯合的易位系:T1BL*7Lr#1S、T4BS*4BL-7Lr#1S和T6AL*7Lr#1S.其中,易位系T1BL*7Lr#1S和T6AL*7Lr#1S中染色体7Lr#1的断裂点位于标记MWG808和标记ABG476.1之间,而1B和6A染色体上的断裂点都在着丝粒附近.易位系T4BS*4BL-7Lr#1S中染色体7L#1的断裂点位于标记BCD349和标记CDO595之间,4B染色体断裂点则位于标记CDO541和标记PSR164之间的长臂上.     

植物可转化基因组文库的发展和应用

在基因克隆时,如应用通常的一些基因组文库如ＹＡＣ、ＢＡＣ 和ＰＡＣ 等进行目的基因的筛选,在获得候选克隆后,通常进行亚克隆,然后对每个亚克隆逐一进行基因功能互补试验,不仅工作量大,而且有遗漏的可能。近年来,对一些通常的基因组文库载体进行改建,已发展了既可用于克隆,又能直接进行转化的载体,这将大大方便大片段ＤＮＡ的转移。     

普通小麦-百萨偃麦草(Thinopyrum bessarabicum)二体异附加系的选育与鉴定

为转移与利用百萨偃麦草耐盐、抗病等优良基因,用普通小麦中国春-百萨偃麦草双倍体与中国春杂交,通过染色体C-分带、分子原位杂交并结合减数分裂中期I的染色体配对分析,从回交后代中选育出一套小麦-百萨偃麦草二体异附加系。对这套异附加系进行的鉴定与分析表明,各附加系除添加了一对百萨偃麦草染色体外,小麦的21对染色体未见明显变化。各附加系所添加的百萨偃麦草染色体在减数分裂中期I配对基本正常,仅有少量单价体,其自交后代中外源染色体亦能正常传递。这说明所培育的这套二体异附加系在细胞学上已相对稳定,暂分别编号为DAJ1、DAJ2、DAJ3、DAJ4、DAJ5、DAJ6和DAJ7。各异附加系中百萨偃麦草染色体在小麦族中的部分同源群归属和百萨偃麦草耐盐抗病基因在染色体上的定位研究正在进行之中。