普通小麦与偏凸山羊草代换系的细胞学和RAPD鉴定

为了解偏凸山羊草与普通小麦杂种后代抗白粉病种质BC5-2的遗传组成,对其进行了细胞学和RAPD鉴定。结果表明,BC5-2根尖细胞染色体数目为2n=42,花粉母细胞减数分裂中期(PMC M)染色体构型为2n=21。经核型和C-分带分析初步证明BC5-2为偏凸山羊草的双代换系,其中一对为偏凸山羊草的2MV染色体,另一对为6MV染色体,在BC5-2中被代换的小麦染色体是1B和6A染色体。对BC5-2及其亲本进行RAPD分析,在100个随机引物中有2个引物在BC5-2中扩增出偏凸山羊草的特异DNA带,它们分别记为S2011550、S20031000,进一步证明BC5-2是一个普通小麦与偏凸山羊草的双代换系。     

小麦-卵穗山羊草衍生后代的SSR分子标记鉴定和白粉病抗性评价

山羊草属植物是普通小麦改良过程中重要的有益基因来源,小麦的许多抗病虫、抗逆基因都来源于山羊草属植物。本研究利用杂交和回交的方法,成功获得了19株小麦-卵穗山羊草衍生后代,实验选取均匀分布于小麦各条染色体的SSR标记400个,对三个亲本(中国春、卵穗山羊草和陕优225)以及19株衍生后代进行分子标记特异性分析,结果表明,341个标记可以在卵穗山羊草中扩增出条带,说明SSR标记在山羊草中位点丰富;20个标记可以在卵穗山羊草中扩增出特异条带,说明在卵穗山羊草中有不同于另外两个亲本的特异SSR位点;将20个在卵穗山羊草亲本中有特异条带的标记应用于19株衍生后代中,发现有10个标记可以在衍生后代中扩增出特异条带,说明19株衍生后代中全部含有卵穗山羊草的遗传物质,这些特异引物可以继续应用于后代的检测中。本实验还对3个亲本材料和19株衍生后代进行了成株期白粉病抗性鉴定,结果显示,中国春和陕优225都是9级高感,卵穗山羊草是0级免疫,19株衍生后代中有3株(1-1,1-2,1-3)分别是7、8和8级感病,其余均为0级免疫,说明衍生后代的白粉病抗性完全遗传自卵穗山羊草亲本。     

高抗白粉病和条锈病小麦-卵穗山羊草衍生后代1003的分子细胞遗传学鉴定

卵穗山羊草中蕴含着许多小麦改良所需的优良基因,是小麦重要的三级基因库。为了解其更多遗传特性,本研究利用细胞学、原位杂交、分子标记、形态学和抗病性鉴定等技术对小麦-卵穗山羊草SY159的衍生后代1003进行鉴定。细胞学鉴定结果表明,1003含有44条染色体,减数第一次分裂中期含有22个二价体且配对良好,减数第一次分裂后期含有44条染色体且均等分离;基因组原位杂交(Genomic in situ hybridization,GISH)分析显示,1003含有42条小麦染色体和2条卵穗山羊草染色体;EST和PLUG分子标记分析表明,导入的染色体属于7M染色体;荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)分析表明,1003中含有38条与中国春标准核型相一致的染色体,4A、5A和7M的FISH信号有变异;苗期抗病性鉴定结果表明,1003对白粉病生理小种E09免疫,对条锈病生理小种条中23(CYR23)高抗;形态学调查表明,1003的农艺性状介于双亲之间,千粒重高于双亲。因此,1003是一个具有白粉病和条锈病抗性的小麦-卵穗山羊草二体异附加系,可为小麦品种改良和抗病育种提供新的种质资源。     

小麦-卵穗山羊草1Mg异附加系蛋白质品质形成解析

为了突破小麦品质育种瓶颈,从小麦的近缘属种中挖掘优质蛋白亚基,并解析优质亚基的品质效应,本研究选取中国春(CS)及CS与卵穗山羊草1Mg异附加系(CS-1Mg)作为试验材料,研究其亚基组成、籽粒发育过程中的谷蛋白聚合体动态积累、面筋蛋白的微观结构与二级结构、面团的混揉特性等以解析异源染色体的加入对面团品质形成的影响。结果表明,与CS相比,CS-1Mg中出现了新型HMW-GS,使其在籽粒发育过程中UPP快速积累,面筋蛋白呈现出更好的二级结构分布,微观结构上蛋白质交织更紧密,流变学特性及混揉特性增强,品质显著提高。CS-1Mg所携带的新型HMW-GS可以作为优质基因源用于优质小麦育种,CS-1Mg可作为中间材料应用于小麦品质改良的生产实践中。     

节节麦和偏凸山羊草在小麦育种中的利用

节节麦（Ａｅ．ｓｑｕａｒｒｏｓａ）和偏凸山羊草（Ａｅ．ｖｅｎｔｒｉｃｏｓａ）对小麦叶锈、白粉、条锈、瘿蚊、根瘤线虫等病虫害以及冻害、盐渍等胁迫因素均有较强的抗性，是改良小麦品系的重要基因供体。本文即对这些抗性方面的研究进展及其在小麦育种中的利用现状进行了系统的综述和分析评价     

硬粒小麦—偏凸山羊草六倍体的核型分析

硬粒小麦－偏凸山羊草六倍体类型（简称硬偏麦六倍体类型）来源于硬粒小麦（Ｔ．ｄｕｒｕｍ Ｄｅｓｔ,２ｎ＝４ｘ＝２８,ＡＡＢＢ）与偏凸山羊草（Ａｅ．ｕｅｎｔｒｉｃｏｓａ,２ｎ＝４ｘ＝２８,ＤＤＭ＾ｖＭ＾ｖ）杂交并自然加倍的八倍体类型,其染色体组成还不清楚。为了研究偏麦六倍体的染色体组成,用中国春（ＡＡＢＢＤＤ）与之杂交,对杂种Ｆ１花粉母细胞进行减数分裂染色体配对分析,观察到大多数花粉母细胞有１４对二价     

粗山羊草叶绿体基因RNA编辑位点的鉴定与分析

RNA编辑是高等植物叶绿体基因转录后表达调控的一种重要方式。本研究利用生物信息学方法,预测出粗山羊草叶绿体基因组分布于15个蛋白编码基因的34个RNA编辑位点,均为C到U的转换,其中以ndhB最多,有9个编辑位点。通过与数据库中EST和高通量测序数据(SRA)进行比对分析,检测到分布于20个基因的29个编辑位点。综合上述研究结果,最终确定分布于9个基因的10个RNA编辑位点是真实存在的。分析这些位点RNA编辑现象对蛋白质结构的影响,发现ndhB编辑后β-折叠数增加,跨膜结构增加。这是首次有关粗山羊草叶绿体蛋白编码基因RNA编辑位点的报道。与禾本科水稻、玉米、大麦、黑麦和甘蔗的叶绿体RNA编辑位点进行比较,表明粗山羊草与黑麦、大麦的亲缘关系较近。本研究结果可为解析粗山羊草叶绿体基因的表达调控和探讨禾本科物种的起源进化提供理论依据。     

普通小麦/山羊草属间杂交F_1的形态学及细胞遗传学研究

为了解普通小麦与山羊草属的杂交F1代的育性、细胞遗传学表现及育种利用潜力,以普通小麦7182和丰优1718为母本,分别以卵穗山羊草SY163和离果山羊草SY119为父本进行杂交,对杂交F1代的生育特性、染色体构型、田间条锈病抗性、F1自交和回交结实性等进行了分析。结果表明,F1代植株生长势较强,株型倾向母本,成熟期穗子易断,壳硬;杂交F1代高度不育,花粉可育率1.26%~3.54%,回交结实率2.08%~5.26%,仅普通小麦/卵穗山羊草自交结实,但结实率最高仅为0.25%。7182/SY163、7182/SY119、丰优1718/SY163、丰优1718/SY119杂交F1代花粉母细胞减数分裂中期I的染色体构型平均分别为31.11I+1.90II+0.03III、20.04I+7.45II+0.02III、30.08I+2.40II+0.04III、22.37I+6.30II+0.01III,说明普通小麦与2种山羊草杂交亲和性差,且可交配性主要由山羊草基因决定。田间条锈病抗性鉴定结果显示,F1代均对条锈菌混合小种高抗或免疫,这对于丰富小麦抗病基因资源有重要意义。     

粗山羊草和二穗短柄草SOD基因成员的鉴定与比较分析

为给超氧化物歧化酶(SOD)基因克隆和功能研究奠定基础,以粗山羊草和二穗短柄草的基因组序列为材料,利用生物信息学手段对SOD基因家族成员进行鉴定和分析。结果表明,两种植物总共鉴定出12个SOD基因,其中二穗短柄草7个,粗山羊草5个;它们的编码区全长327~2 145bp,编码108~714个氨基酸,保守基序数量1~4个,等电点4.84~9.25;Cu/Zn-SOD、Fe-SOD与Mn-SOD的数量分别为8、3和1个,在粗山羊草基因组中没有鉴定到Mn-SOD基因;3种不同类型的SOD在进化树上处于不同分支。除Bradi2g30580.2和Bradi1g50550.1外,其他二穗短柄草的SOD基因在粗山羊草中均有同源基因。     

小麦-十倍体长穗偃麦草双重异代换系的分子细胞遗传学及抗条锈病鉴定

十倍体长穗偃麦草[Thinopyrum ponticum(Popd.) Barkworth and Dewey]具有抗寒、抗旱、耐盐碱、茎秆粗壮、穗长花多等优异性状,是小麦遗传改良的重要基因资源。本课题组从小麦与十倍体长穗偃麦草的杂交后代中筛选出一份抗条锈病的衍生系CH18067,本研究对其进行形态学、细胞学、原位杂交、分子标记、抗条锈病性等综合鉴定。细胞学观察结果显示,CH18067的体细胞染色体数目为42条,在减数分裂中期Ⅰ的染色体构型为2n=21Ⅱ,在减数分裂后期Ⅰ同源染色体可均等分离,表明其细胞学遗传稳定。利用寡核苷酸探针Oligo-pTa535(红色)和Oligo-pSc119.2(绿色)对CH18067进行FISH鉴定,结果显示,CH18067缺失小麦2D和4D染色体,同时含有2对具有特殊带型的染色体;通过对CH18067进行FISH-GISH、mc-GISH、液相芯片以及染色体核型分析,发现2对具有特殊带型的染色体中,在长臂和短臂末端均呈现Oligo-pTa535探针红色带型的染色体为十倍体长穗偃麦草的2J染色体,在着丝粒位置和长臂末端均呈现Oligo-pTa535探针红...     

节节麦居群间的籽粒性状变异及相关性分析

为了给节节麦的遗传研究提供信息,对来自中东地区及中国陕西、河南及新疆的214份节节麦材料的籽粒性状的变异及相关性进行了分析。结果表明,中东地区和中国新疆的节节麦籽粒性状的变异系数均高于河南和陕西的节节麦;通过对四个地区节节麦籽粒的粒长、粒宽、粒厚和粒重的平均值做单因素方差分析及S-N-K多重比较,并对上述四个形态指标的平均值做聚类分析,结果显示,新疆节节麦单独聚为一类,中东地区、陕西和河南的节节麦聚为一类,其中河南和陕西的相似性更为一致。同时对四个地区节节麦籽粒的粒形(长、宽、厚)与其粒重进行了相关性分析,结果显示,中东地区和新疆节节麦粒重主要取决于其粒长,河南节节麦粒重则主要取决于其粒宽,而陕西节节麦粒重与其粒长呈负相关,主要取决于其粒宽和粒厚。     

粗山羊草高分子量谷蛋白亚基组成分析

为了发现能够用于小麦品质改良的优异高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS),应用SDS-PAGE技术分析了47份粗山羊草Glu-Dt1位点的HMW-GS组成,分别检测到5种x-型亚基(1.1t、1t、1.5t、2t、3t)和4种y-型亚基(10.1t、11t、12t、12.4t).其中,1Dx1.1t是1种新的x-型亚基,它的迁移率比普通小麦的1Ax1亚基稍慢,这是目前在粗山羊草中发现的分子量最大的HMW-GS.供试粗山羊草中有8种HMW-GS组合类型:1.1t 11t、1t 11t、1.5t 12t、2t 10.1t、2t 11t、2t 12t、2t 12.4t和3t 11t.其中,1.1t 11t和2t 12.4t未见报道.     

不同山羊草属细胞质对小麦淀粉粘度参数的影响

为了利用小麦亚族丰富的细胞质资源改良小麦淀粉品质,以具有山羊草属（Aegilops）6种不同异源细胞质的异质小麦品种Chris为材料,与生产上广泛种植的4个常规小麦品种进行正反杂交。研究了异源细胞质对其F1籽粒淀粉粘度参数（峰值粘度和稀懈值）的影响。结果表明．（1）在以6种异源细胞质材料为母本的杂交组合中,70％的组合其峰值粘度高于反交对照。78％的组合其稀懈值高于反交对照;偏凸山羊草、单芒山羊草、粗山羊草和二角山羊草细胞质对峰值粘度和稀懈值的影响具有普遍的正效应,其中尤以偏凸、粗山羊草的细胞质正效应最大;而粘果山羊草和柱穗山羊草对峰值粘度和稀懈值具有负效应。（2）在核背景相同而质背景不同,以及质背景相同而核背景不同的情况下,其峰值粘度和稀懈值差异显著,表明在峰值粘度和稀懈值方面存在着显著的核质互作关系。这些结果说明利用异源细胞质改良小麦淀粉品质性状是可行的,但应注意选择合适的核质组合。     

小麦与钩刺山羊草杂种的育性,抗病性和细胞遗传学研究

钩刺山羊草高抗条锈、叶锈等病害。以钩刺山羊草为母本与小麦品种鲁麦１５杂交,杂交结实率为５５．２６％,利用鲁麦１５作父本与杂种Ｆ１回交结实率为２２．０９％。Ｆ１和Ｆ２的自交结实率分别为１３．８％和８．２５％。细胞学观察结果表明,Ｆ１、Ｆ２和ＢＣ１ＰＭＣ ＭＩ的平均染色体构型分别为２５．３４Ｉ＋４．２３Ⅱ＋０．１２Ⅲ＋０．２１Ⅳ、１８．６２Ｉ＋９．１３Ⅱ＋０．０７Ⅲ＋０．４２Ⅳ和８．５６Ｉ＋１６．８１     

三种山羊草细胞质对普通小麦F1代穗部性状的效应

为了研究3种山羊草细胞质对普通小麦穗部性状的遗传效应,以普通小麦品系303,706及利用其曰交转育的粘果山羊草(Ae.kotschyif）、瓦维洛夫山羊草(Ae．vavilavii)和牡山羊草(Ae．juvenalis)细胞质雄性不育系为母本、13个普通小麦品系为父本,进行不完全双列杂交,研究了瓦维洛夫山羊草、粘果山羊草、牡山羊草三种细胞质对普通小麦F1代穗部性状的细胞质效应。试验结果表明,与普通小麦细胞质相比,三种山羊草细胞质对普通小麦有效小穗和无效小穗数不产生正向和负向的细胞质效应。     

节节麦及人工合成多倍体中Glu—D1位点高分子量谷蛋白亚基组成及表达研究

为了了解节节麦及人工合成多倍体的Glu—D1位点高分子量谷蛋白亚基组成及表达情况，采用十二烷基磺酸钠-聚丙烯跣胺凝胶电泳(SDS-PAGE)，分析了4份节节麦及其在此基础上形成的人工合成多倍体高分子量走谷蛋白亚基(high—molecular-weight glutenin subunit,HMW-GS)的组成。研究结果表明，4份节节走AS60-1、AS60-2、AS77和AS2383在Glu—D1位点上出现了4种不同的亚基类型，分别为2 10、5 12、5 10和2．1 10；2份节节走人工加倍形成四倍体AS2390、AS2410的HMW—GS分别为2．1 10和5 10；3份节节麦-圆锥麦人工合成双二倍体RSP、SHW—L1及SHW—L2的HWM—GS分别为2^*、17 18、5 10；2^*、17 18、2 10和2 10。谷蛋白王基呈现了共显性遗传，表明节节麦高分子量谷蛋白基因能在人工多倍体情况下得到正常表达。本文还对利用节节麦优良基因的方式作了讨论。     

麦田恶性杂草节节麦发芽特性研究

为深入了解节节麦的发芽特性,从种子吸水、萌发温度以及播种深度等方面对节节麦和小麦进行了对比研究。结果表明,节节麦与小麦种子吸水进程均可分为3个时期,即快速吸水期、缓慢吸水期和吸水停滞期。小麦吸水主要集中在前期,而节节麦吸水分散于前、中期;在整个吸水过程中,无论是吸水量还是吸水率,小麦普遍高于节节麦。温度对节节麦和小麦发芽率的影响也具有较大差异,在5~25 ℃范围内,节节麦发芽率随着温度的升高而提高,不同温度间具有显著差异;而小麦在不同温度条件下发芽率保持一致,不受影响。在大田条件下,节节麦的出苗率受播种深度影响较大,随播种深度的增加出苗率显著降低,二者呈极显著负相关。