甘蓝型油菜与诸葛菜属间杂交新材料的染色体行为及其进化意义

过去获得的甘蓝型油菜(Brassica rapus L.)与诸葛菜(Orychophragmus violaceus(L.)O.E.Schulz)属间杂种的特征,为未经染色体加倍处理便可部分恢复育性与产生甘蓝型油菜和杂种两类植株.但在第5代(F5)群体中出现一株淡黄色花的杂种植株,且表现出与较早世代中的杂种植株有所不同的染色体行为,从而产生了具有多种表型和染色体组成的后代(F6～F9),特别是选择到一些具有部分甘蓝型油菜染色体组成和附加诸葛菜染色体、具有优异脂肪酸组成的材料.基因组原位杂交观察表明,诸葛菜染色体在减数分裂过程中正常配对与分离,且与油菜染色体的行为基本一致.这显示两亲本染色体在经过较多世代后在细胞分裂中变得较为同步化,这也是杂种后代材料逐渐趋向稳定的细胞学基础.     

芸苔属油菜植物的新种合成及其细胞遣传学研究——I.一个人工合成欧洲油菜(Brassica napus, L)的研究

引言在芸苔属(Brassica)植物中,包含有许多各种不同染色体数目的物种.根据水岛的报告从种间杂种染色体配对情况的研究表明,其中染色体数目较多的物种——欧洲油菜(B. napus, L.),芥菜(B. juncea, Coss.),非洲油菜(B. Carinata, Braun)——都是所谓复合种;而染色体数目较低的物种——矮油菜(B. campestris, L.),甘蓝(B. oleracea, L.)和黑芥(B. nigra, Koch)——则是所谓基本种.复合种的染色体组是由基本种构成的.这一概念通过芸苔属植物人工合成种的研究,目前已被完全证实.     

诸葛菜属及近缘类群(十字花科)的幼苗形态及其分类学意义

对中国特有属诸葛菜属 Orychophragmus 4种植物及近缘的心叶碎米荠 Cardamine limp richti‐ana 、大叶葱芥 A llaria grandi f olia 等的幼苗进行了形态学观察,并探讨了分类学意义.结果表明:1)诸葛菜属4种植物与心叶碎米荠、大叶葱芥幼苗的子叶均对折,出土,其脉序为掌状网脉,具侧生一级至四级脉,诸葛菜 O . violaceus 、大叶葱芥和心叶碎米荠3种具少数五级脉;2)在诸葛菜属内,诸葛菜的幼苗初生叶的毛被和子叶脉序与其他3种(湖北诸葛菜 O .hupehensis 、太白诸葛菜 O .taibaiensis 、铺散诸葛菜 O .di f f usus)存在明显差异,其中铺散诸葛菜第二、第三真叶羽裂.诸葛菜的下胚轴长度、直径明显长于或粗于其他3种 ;3)心叶碎米荠、大叶葱芥的幼苗与诸葛菜相似,但初生叶边缘具圆齿而有别,与铺散诸葛菜等3种在子叶脉序上差异较大,子叶与异堇叶碎米荠 C .violi f olia var .diversi f olia也有很大差别;4)全面观察幼苗形态并结合形态特征、花粉微形态、体细胞染色体数和系统发育研究结果,不支持将铺散诸葛菜、湖北诸葛菜和太白诸葛菜并入诸葛菜,也不支持将心叶碎米荠和大叶葱芥归入诸葛菜属.     

芥蓝与诸葛菜属间杂种的减数分裂观察

对芥蓝与诸葛菜属间杂种的减数分裂进行了观察。在杂种中期Ｉ的花粉母细胞中,染色体数目稳定为２１,有５种染色体配对构型,二价体数变化为０￣３。由杂种的平均配对构型为１８．８４Ｉ＋１．０４Ⅱ＋０．０３Ⅲ表明,杂种染色体配对程度很低。由于芥蓝和诸葛菜染色体组内都有部分同源性,因而推测芥蓝与诸葛菜染色体组之间的部分同源性极低。     

白菜型油菜与诸葛菜属间杂种F1可孕性细胞遗传学分析

通过胚胎培救和快速繁殖，首次成功地获得了白菜型油菜与诸葛菜的远缘杂种。杂种植株具有期望的染色体数２ｎ＝２２。杂种具有较好的结实性。对杂种Ｆ１的细胞学表明；杂种不仅艰形成减数配子，而且还可形成未减数配子。     

甘蓝型油菜与诸葛菜的异源混倍体的融合研究

甘蓝型油菜与诸葛菜杂种是异源混倍体。通过秋水仙碱处理，从杂种试管苗可分化出融合的杂种。融合杂种的染色体数为２ｎ＝３１。大多数细胞的中期Ｉ的构型为８Ⅰ＋１０Ⅱ＋１Ⅲ。本文还讨论了细胞融合与染色休组分割机制消失的关系。     

芥白杂交后代芥菜型油菜遗传物质渗入分析

为了选育渗入具有芥菜型油菜优良性状的白菜型油菜新资源,拓宽白菜型油菜的遗传基础,改良白菜型油菜的性状,试验将芥菜型油菜(AABB)作为母本,白菜型油菜(AA)作为父本通过杂交获得的F1代,再与父本回交获得BC1F1。并将其连续自交得到BC1F6,从BC1F6代中挑选62个芥白杂交后代单株作为供试材料。利用SSR分子标记技术对母本炉霍油菜的遗传物质在芥白杂交后代中的渗入情况进行分析。结果表明:针对油菜A基因组(A1~A10)设计SSR分子标记引物,并从中筛选得到25对SSR特异性引物,在BC1F6代材料中共扩增出43条带,其中多态性条带占总条带的58.1%;芥白杂交后代中芥菜型油菜遗传物质渗入率为13.95%~32.56%,平均渗入率为20.85%;炉霍油菜A组染色体A1~A10遗传物质都有不同程度的渗入到芥白杂交后代中。通过芥菜型油菜与白菜型油菜进行杂交,能够使种间遗传物质发生交流,从而拓宽白菜型油菜种质资源。     

用流式细胞仪和RAPD快速鉴定柑橘体细胞杂种

利用流式细胞仪和随机扩增多态DNA（RAPD）方法对获得的3例柑橘体细胞杂种进行鉴定,结果表明,两者相结合可快速有效地鉴定体细胞杂种．所检测的3个组合共9株再生植株,有8株是四倍体体细胞杂种,1株为二倍体叶肉亲本型杂种．体细胞杂种一般表现为具有双亲的特征带,且综合双亲的所有带,但在部分杂种中检测到了双亲都没有的新带,也发现有丢失亲本的特征带或共有带的现象,说明融合后染色体发生了重组和交换;有的引物只检测到叶肉亲本的特征带,根据柑橘叶肉细胞无论单独培养还是共培养均不能再生的事实,可推测其为体细胞杂种或二倍体叶肉亲本型胞质杂种．对这两种方法相结合用于体细胞杂种鉴定的可行性进行了讨论．     

山羊草与普通小麦属间杂种F_1代的细胞学研究

本文研究了6个山羊草,与普通小麦属间杂种F_1代花粉母细胞的减数分裂过程,阐述了减数分裂各期染色体的异常行为,比较了亲本和杂种的花粉粒育性。对观察资料进行的统计分析表明:(1)山羊草与普通小麦属间杂种F_1代的减数分裂行为是极不正常的,但各杂交组合间有一定差异。(2)同一个山羊草种,不论是作父本还是作母本,二个杂交组合核质背景的互相调换,对杂种F_1代减数分裂的异常效应是相近的。(3)杂种花粉母细胞减数分裂时期染色体的异常导致花粉粒的败育。此外,讨论了减数分裂末期Ⅰ和末期Ⅱ染色体发生异常行为的原因。     

重组型白菜的细胞学及分子遗传解析

异源四倍体甘蓝型油菜(Brassica napus,AACC,2n=38)是研究异源多倍体植物起源、进化的一种模式植物。先前的研究中,通过甘蓝型油菜与近缘种植物杂交,诱导C亚基因组染色体优先消除,重建了祖先种白菜类型(restituted B.rapa,RBR,AA)。本研究通过雌蕊细胞染色体压片技术,扩增片段长度多态性(AFLP)技术对已获得的2个重组白菜及其连续自交后代进行细胞遗传及系统聚类分析。结果显示:2个重组白菜及其自交后代的染色体数稳定在2n=20;与天然白菜相比,RBR在表型上表现一些特有的性状;经AFLP分子标记分析RBR Oro与白菜"Chiifu"聚为一类,RBR ZS11与本土的白菜型油菜"白油1号"亲缘关系紧密。结论:重组白菜在染色体组水平上具有稳定性,且重组白菜主要依赖于亲本甘蓝型油菜的起源。     

油菜品种奥罗与诸葛菜杂交后代形成混倍体研究初报

对油菜品种奥罗与诸葛菜杂种Ｆ３代种子，作根尖染色体观察发现：在共计１８９粒种子中，全部细胞具有３８条染色体的种子数是１６２粒。根尖细胞染色体为混倍体的种子数是２７粒。在混倍体根尖中，具有３８条染色体的细胞占６４．３％，具有３１条染色体的细胞占２２．１％，还有少量细胞具有２４、１９、１２等染色体数。     

利用大麦寡核苷酸芯片分析小麦种间杂交种与亲本之间根系基因表达谱

大量报道表明，杂种优势的形成与杂种一代中亲本基因的表达方式改变有关.为了深入研究小麦杂种优势形成机理，分析了小麦种间杂交种3338/2463在分蘖盛期地上部以及9个根系性状的杂种优势.结果表明总根长、根表面积、根体积、根干重和叶干重等5个性状表现明显的杂种优势.在测定小麦种间杂交种3338/2463根系性状杂种优势基础上，利用大麦寡聚核苷酸芯片，研究了上述杂交种与其亲本之间根系基因差异表达.结果发现，有1187个基因在杂种与亲本之间存在表达差异.差异表达模式可以分为8种类型，即杂种特异型、杂种沉默型、亲本特异型、亲本沉默型、杂种上调型、杂种下调型、杂种偏高亲和杂种偏低亲.利用半定量RT-PCR技术对14个差异表达基因的表达模式进行验证，发现9（64.29%）个基因与芯片的表达类型完全一致.利用GeneOntology分析对差异表达的基因进行分类，表明差异表达基因涉及植物生长代谢的各个过程.将差异表达基因进行电子定位分析，发现差异表达基因散布在小麦的各条染色体的Bin上，分布在第一到第七部分同源群上的差异表达ESTs分别为158，148，121，140，132，94，127个.     

油菜几个品种染色体组型的研究

本文报导了我国几个油菜品种的染色体组型研究结果,即白菜型的浠水油菜白(Brassica campestris var.chinensis Linn.),芥菜型的泸州四棱油菜(B.juncea Coss.)和甘兰型的3529品系(B.napus Linn).浠水油菜白根端细胞具有10对染色体,它的染色体组型公式是2n=20=4sm+14m+2st(2SAT)。泸州四棱油菜根端细胞具有18对染色体,它的染色体组型公式是2n=36=14sm+20m+2st(2SAT)。3529根端细胞具有19对染色体,它的染色体组型公式是2n=38=18sm+16m+4st(2SAT)。     

甘蓝型油菜与芝麻远缘杂交研究初报

采用植物远缘杂交新技术染色体段体杂交技术,以甘蓝型油菜品系HH2000-4、99-1253为授体,汉中本地芝麻为供体,将芝麻的染色体片段导入到甘蓝型油菜细胞中,使其与授体细胞的染色体发生染色体片段的重组和杂交,从而形成杂交染色体,并迅速分化发育成相应的杂交植物（芝麻-油菜）。本文通过对芝麻-油菜HN-1、HN-2、HN-3从生态学方面的研究观察表明3株芝麻-油菜与其授体亲本油菜在株高、分枝习性、植株形态、花器、角果等方面存在着明显的差异,初步判断已经将供体亲本的部分基因导入到授体亲本中。     

油菜OguCMS与诸葛菜属间杂种的获得

采用房培养方法,获得了油菜ＯｇｕＣＭＳ与诸葛菜属间杂种,授粉７～２７ｄ的子房在附加不同激素组合的ＭＳ培养基上培养,两个多月后,从一种２基上裂开的成熟子房中长出胚性芽,此芽在附加６－ＢＡ２ｍｇ／Ｌ和ＮＡＡ０．２ｍｇ／Ｌ的ＭＳ培养基上快繁,经鉴定,此苗的染色体数为２ｎ＝３１,该属间杂种获得率为０．００７２％,杂种苗经根培养后,移入试验田,进行了形态学观察。     

小麦-黑麦杂种体细胞无性系高配对突变体的细胞学和AFLP分析

以小麦-黑麦未经组织培养直接结实杂种及幼胚无性系变异再生杂种为材料,观察再生杂种的花粉母细胞减数分裂中期Ι染色体配对情况,发现杂种幼胚无性系变异再生杂种中存在一些配对频率大幅度提高的突变体,表现在有多个二价体及三价体、四价体.利用原位杂交技术对未经组织培养直接结实杂种及高配对无性系杂种染色体的组成和结构分析,结果显示经过无性系变异提高了W-R、R-R间的联会,表明组织培养对小麦和黑麦染色体配对造成了一定影响;进而利用基因组AFLP技术研究亲本和两种类型的杂种DNA序列上的差异,结果表明各种类型的杂种F1代均发生了广泛的基因组改变,主要表现为小麦、黑麦两亲本片段的缺失,且高配对无性系杂种基因组的变异大于未经组织培养直接结实杂种.本研究为进一步探究高配对变异的分子机理并利用该变异进行染色体重组奠定了基础.     

利用大麦寡核苷酸芯片分析小麦种间杂交种与亲本之问根系基因表达谱

大量报道表明，杂种优势的形成与杂种一代中亲本基因的表达方式改变有关．为了深入研究小麦杂种优势形成机理，分析了小麦种间杂交种3338／2463在分蘖盛期地上部以及9个根系性状的杂种优势．结果表明总根长、根表面积、根体积、根干重和叶干重等5个性状表现明显的杂种优势．在测定小麦种间杂交种3338／2463根系性状杂种优势基础上，利用大麦寡聚核苷酸芯片，研究了上述杂交种与其亲本之间根系基因差异表达．结果发现，有1187个基因在杂种与亲本之间存在表达差异．差异表达模式可以分为8种类型，即杂种特异型、杂种沉默型、亲本特异型、亲本沉默型、杂种上调型、杂种下调型、杂种偏高亲和杂种偏低亲．利用半定量RT—PCR技术对14个差异表达基因的表达模式进行验证，发现9（64．29％）个基因与芯片的表达类型完全一致．利用GeneOntology分析对差异表达的基因进行分类，表明差异表达基因涉及植物生长代谢的各个过程．将差异表达基因进行电子定位分析，发现差异表达基因散布在小麦的各条染色体的Bin上，分布在第一到第七部分同源群上的差异表达ESTs分别为158，148，121，140，132，94，127个．     

细燕麦、阿比西尼亚燕麦与六倍体栽培燕麦种间可杂交性及杂种F1研究

本研究利用不同染色体倍性水平的细燕麦(Avena barbata,2n=28,AABB)(0030)、阿比西尼亚燕麦(A.abyssinica,2n=28,AABB)(0040)和六倍体普通栽培燕麦(A.sativa,2n=42,AACCDD)(0020)为材料,通过远缘杂交,结合杂种幼胚培养和杂种细胞遗传观察,探索其种间可杂交性和杂种后代细胞遗传、表型性状、育性等特征.研究结果显示阿比西尼亚燕麦与普通栽培燕麦,细燕麦与普通栽培燕麦的杂交结实率分别为6.49%、9.09%.杂种F1花粉母细胞(PMC)减数分裂中期Ⅰ(MⅠ)染色体行为观察发现,“0030×0020”杂种F1平均每PMC有17.48个单价体,有17.52条染色体发生了联会,形成二价体和多价体,平均每PMC染色体构型为:2n=35=17.48Ⅰ+8.52Ⅱ(8.26Ⅱrod+0.26Ⅱring)+0.16Ⅲ,Xta=9.10.“0040×0020”杂种F1平均每PMC有16.72个单价体,有18.28条染色体形成了联会,形成二价体和三价体,平均每PMC染色体构型为: 2n=35=16.72Ⅰ+8.96Ⅱ(8.81Ⅱrod+0.15Ⅱring)+0.12Ⅲ(Xta=9.35).表明0020、0030、0040具有一个共同A染色体组,而其它染色体组B、C、D之间可能存在部分同源关系,染色体在系统进化中可能发生了一些结构变异,从而出现了较高频率的多价体和棒状二价体.由此可见,细燕麦、阿比西尼亚燕麦和普通栽培燕麦之间可通过杂交、部分同源染色体联会、交换,实现燕麦种间优良基因转移,获得新材料、新品种.     

海滨锦葵杂交后代的RAPD分析

报道了海滨锦葵植物基因组DNA的提取方法、RAPD(随机扩增多态性)-PCR(聚合酶链式反应)反应程序及RAPD标记对海滨锦葵两对组合亲本及其杂交后代进行的分子鉴定.初筛出的38个引物中有20个(52.6%)能在J2×J1组合亲本间扩增出31条特征带,初筛出的32个引物中有8个能在J3×J4组合亲本间扩增出12条特征带.组合J2×J1的8个杂交后代用OPB15引物扩增后均表现出父本J2的特征带,是真杂种;组合J3×J4的28个后代用引物OPB15扩增后,表现父本特征带的F1代个体数为24个,为真杂种,其余4个为假杂种.     

两个油菜种的染色体核型分析

应用改进的染色体制片方法研究了甘蓝型油菜和芥菜型油菜的核型,结果表明：甘蓝型油菜和芥菜型油菜的各品种在染色体数目和核型对称性方面都是稳定不变的,甘蓝型油菜“中双4号”的核型公式为2n=4x=38=2M 22m 14sm,芥菜型油菜“望江凉亭”的核型公式为2n=4x=36=24m 8sm(2SAT) 4st,它们的核型均为2B型,讨论了两个油菜种各栽培品种之间的核型差异,指出同一类型染色体在不同品种核型组成中的数量不同,随体存在与否及数目亦不相同。