8个小麦花粉植株染色体组成的生化标记分析

生化标记系统作为一种快速、简便、有效的分析手段,近年来在小麦遗传研究中得到迅速发展.作为生化标记的同工酶及非同工酶形式的蛋白质,可以用来研究小麦族内染色体组间部分同源关系,分析小麦染色体组成以及探测小麦背景中异源遗传成分,从而分离和筛选遗传种质.黑麦染色体1R是小麦远缘杂交工作中应用最多的染色体,其具有与品质有关的胚乳蛋白基因,而巨兼具抗白粉和三锈的多个抗性基因.利用M27(1R/1D代换系)和小麦品种杂     

小麦小染色体的发现及其特殊PMC减数分裂Ⅰ行为

普通小麦(Triticum aestivum)有42条染色体,近年来在细胞质来源于无芒山羊草(Ae.mutica)、黑麦(Secale cereale)、偃麦草(Elytrigia elongata 2n=70和Agropyron glaucum 2n=42)的异质普通小麦中分别发现了小染色体(microchromosomes),在方穗小麦-黑麦(Triticum tauschi-Secale cereale)双二倍体(DDRR)中也发现了小染色体。这类小染色体均较亲本染色体小,具端着丝粒,载有促进结实基因或雄性不育恢复基因,现正在对其进行深入的遗传学研究。本文简要报道在普通小麦自花结实4D缺体中发现的一种小麦小染色体及其特殊减数分裂行为。     

应用RAPD分析1个抗条锈病的小麦-黑麦易位系

随机扩增的多态性DNA(RAPD)分析是近年来发展起来的以多聚酶链式反应(PCR)为基础的一项新方法.它通过短引物(通常含9—10碱基)和模板间在较低的退火温度下配对,引发在基因组若干位点的DNA扩增,获得产物.RAPD技术快速,易行,只需少量的DNA,因而在许多领域得到应用,条锈病是我国北方麦区危害较为严重的病害之一,尤其是近年随着新的生理小种条中28,29的出现,使得原来抗条锈的洛夫林10,13号等1B/1R代换系或易位系的抗性逐渐丧失,因而急需新的抗条锈病品种.本文报道利用RAPD方法对1个新的抗条锈病的小麦-黑麦易位系进行了分析,同时还讨论了RAPD技术的某些局限性.     

利用两个小麦异源二体代换系杂交创造易位系

利用小麦－中间偃麦草二体代换系与小麦－簇毛麦二体代换系杂交,在其杂种自交Ｆ１中当色体易位频率高达３．７％,其中既有臂间易位也有双插入易位,并出现２个不同种属染色体易位系,结果表明：利用小麦的同一种属或不同种属异源二体代换系是相互杂交,有可能是一条能产生高频易位的新途径。     

抗赤霉病普通小麦-大赖草端二体代换系7Lr#1S(7A)的选育及减数分裂行为分析

大赖草对赤霉病具有较好的抗性,将大赖草赤霉病抗性基因转入普通小麦,对拓宽小麦赤霉病抗性基础有重要意义.本研究在获得抗赤霉病普通小麦-大赖草异附加系基础上,采用1200R60Co-γ射线处理小麦-大赖草单体附加系MA7Lr花粉,授予已去雄的绵阳85-45.经分子细胞学鉴定,从M1中得到了大赖草7Lr#1S端体植株,从其自交后代中选育出一对7Lr#1S端着丝粒染色体代换了1对7A染色体的端二体代换系.筛选出共显性EST-SSR分子标记-CINAU31.对该代换系花粉母细胞减数分裂期染色体进行分子原位杂交和染色体配对分析,MⅠ的染色体构型为17.50IIW 2.19IIW 0.42II7Lr#1S 1.08Ⅰ7Lr#1S 0.69ⅠW,2条端着丝粒染色体在MⅠ配成二价体的花粉母细胞PMC占观察总数的59.7%.在后期Ⅰ和末期Ⅰ端着丝粒染色体7Lr#1S常出现特殊的染色体行为,可观察到2条端着丝粒染色体移向一极、端着丝粒染色体落后、端着丝粒染色体的姊妹染色单体提前分离等方式,从而产生了3种不同类型的四分体,且在一些四分体中有数目不等的微核出现.但由于端二体代换系产生的7Lr#1S雌雄配子有较高的传递率,保证了该端二体代换系较好的遗传稳定性,其自交后代中84%的植株为端二体代换.两年大田、温室赤霉病接种鉴定,对赤霉病表现出较高的抗性,表明该端着丝粒染色体携有赤霉病抗性的主效基因.因此,端二体代换系可作为外源基因定位、功能分析、端体细胞学行为研究的良好材料,同时也可作为进一步创造小片段易位的重要资源.     

来自长穗偃麦草的抗小麦条锈病基因的定位

对一套小麦_长穗偃麦草二体代换系进行了条锈病抗性鉴定、抗性遗传和生化分析 .结果表明 ,长穗偃麦草携带有新的抗小麦条锈病基因 ,位于 3E染色体上 ,在小麦背景中呈显性遗传 ,暂定名为YrE .长穗偃麦草编码的酯酶_5结构基因位于 3E染色体上 ,暂命名为Est_E5 .F2 群体分析发现Est_E5与抗病基因YrE呈共分离 ,表明Est_E5是检测 3E染色体及其携带的抗条锈病基因较理想的生化标记位点 .单体代换系 3A/3E和 3D/3E中 3E染色体通过自交的传递率显著高于 3B/3E中 3E通过自交的传递率 ,可能与E基因组和小麦A ,B ,D基因组的遗传分化程度有关 .     

离体培养幼穗获得不育的小麦属间杂种无性系

幼穗培养可能是克服小麦属间杂交不育性障碍的一种方法。Nakamura等报道从Trlticum crassum(Aegilops crassa)×Hordeum vulgare幼穗离体培养出再生植株。最近,这种培养技术也被应用于繁殖Hordeum vulgave×Triticum aesdvum和Agropyron×Triticum aestivum。 我们的研究目的是诱导不育的山羊草×小麦×黑麦三属杂种幼穗产生再生植株,并进而获得无性繁殖系。     

异细胞质对小麦籽粒蛋白质和氨基酸含量的影响

研究异细胞质(异源细胞质)对小麦籽粒蛋白质含量的遗传效应问题,至今没有引起更多人的注意。虽然一些研究者曾报道:将普通小麦(Triticum aestivum)的细胞核导入某些亲缘种的细胞质,由于细胞质效应或核质互作,可以提高小麦籽粒的蛋白质和赖氨酸含量。但是他们大多是根据一个世代材料、一次实验的结果;有的供试材料置换回交次数不足。还有人指出:在大多数情况下,异细胞质系较高的蛋白质含量是由于细胞质影响产量性状变异的     

第一个小麦与新麦草属间杂种

远缘杂交是开拓野生植物遗传资源的基础工作。为了利用小麦野生近缘植物中的优良基因来改良栽培小麦,从本世纪初,就有人进行小麦族内属间杂交工作。到目前,与小麦已杂交成功的有山羊草属(Aegilops L.),黑麦属(Secale L.),簇毛麦属(Haynaldia Schor),大麦属(Hordeum L.),薄冰草属(Thinopyrum Love),假鹅冠草属(Pseudoroegneria Love),偃麦     

小麦-冰草附加系1•4重组P染色体对Ph基因的抑制作用

冰草属(Agropyron Gaertn.)的P组染色体被推测可能携带有抑制小麦Ph基因的遗传系统, 但是相关的研究很少. 本研究发现, 在小麦-冰草附加系Ⅱ-21-2(附加1•4重组P染色体)的减数分裂中存在染色体联会异常的现象. 对该附加系进行细胞遗传学和Ph1基因扩增等分析与检测, 结果表明附加系Ⅱ-21-2的Ph1基因扩增正常, 未见缺失; 小麦-冰草附加系Ⅱ-21-2减数分裂中期每个花粉母细胞出现六价体或四价体的数目分别为0.41和0.13, 而附加系受体小麦Fukuho减数分裂无染色体异常联会. 双色GISH/FISH检测表明, 附加系Ⅱ-21-2的P染色体不直接参与多价体的组成, 多价体为小麦自身染色体构成. 附加系Ⅱ-21-2的1•4重组P染色体能够抑制小麦Ph基因的作用, 从而引起小麦部分同源染色体之间的联会, 并造成包括小麦3B-3D等部分同源染色体之间的易位. 小麦-冰草附加系的P染色体促进小麦部分同源染色体联会的作用或特性在未来小麦的遗传改良中具有潜在应用价值.     

普通小麦-大赖草染色体相互易位系T7DS•5LrL/ T5LrS•7DL的分子细胞遗传学研究

利用800R剂量⁶⁰Co-γ射线处理处于减数分裂期的普通小麦-大赖草二体异附加系DA5Lr的大孢子母细胞, 开花前去雄套袋, 授予普通小麦“中国春”的花粉. 对M1种子根尖细胞有丝分裂中期染色体进行GISH分析, 得到1株含有2条分别涉及5Lr长臂和短臂的易位染色体植株. 将其与二体附加系DA5Lr测交, 对测交后代中含有1条5Lr和2条易位染色体植株的花粉母细胞减数分裂行为进行分析, 在双线期观察到2条易位染色体和1条5Lr及1条小麦染色体联会成“十”字形构型, 中期Ⅰ形成“Z”字形或环状四价体, 表明这2条易位染色体为相互易位染色体. 染色体C分带结果显示, 易位涉及的小麦染色体可能为A组或D组染色体, 用pSc119.2和pAs1专化探针分别与其进行染色体荧光原位杂交, 易位染色体中的小麦染色体片段上显现出较强的pAs1(对D染色体组专化)杂交信号, 根据pAs1标准染色体分子核型, 结合C分带结果, 易位涉及的小麦染色体为7D, 相互易位染色体为T7DS•5LrL/ T5LrS•7DL. 该相互易位杂合体的配子传递分析表明, 2条相互易位染色体常常一起传递, 通过雌、雄配子的传递率分别为59.4%和83.9%, 表现出花粉优先传递特征. 在相互易位杂合体自交后代中, 除分离鉴定出相互易位纯合系之外, 还获得纯合易位系T7DS•5LrL, 该易位系对赤霉病有较好抗性, 为小麦赤霉病抗性改良提供了一种新种质.     

高赖氨酸含量基因在转基因小麦的表达及其赖氨酸含量分析

构建了含高赖氨酸含量基因(wblrp)和赖氨酸合成关键酶(dapA)基因的植物表达载体pBPC102,用基因枪导入京花1号、京411、优899和烟农15等受体品种的幼穗和幼胚,获得了100多株转基因小麦植株(T0)及其后代株系(T1～T2).PCR和PCR-Southern杂交结果表明,外源基因已稳定整合到转化植株To和T1的基因组中.进一步用RNA分子杂交的方法对高赖氨酸基因的表达及水平调控进行了深入研究,结果表明外源基因已在T2不同株系中获得了表达.植株叶片游离赖氨酸(Lys)含量和种子结合态Lys含量的测定和分析结果表明,有9个转基因植株后代株系叶片的游离Lys含量提高了2～3倍,4个株系的Lys含量提高了10%以上,小麦的营养品质得到了显著的改善.     

染色体工程在杂交小麦育种中的应用进展

全球气候变暖和人口增长对小麦生产提出了更大的挑战.杂交小麦可以综合双亲有利性状,提高小麦抗生物和非生物胁迫能力,实现小麦高产、稳产、优质和绿色生产.但是,目前杂交小麦育种由于缺乏简单、绿色、实用的制种系统和强优势杂交组合尚难以大规模产业化.基于基因工程创制的第三代玉米、水稻杂交制种系统为杂交小麦制种系统研发提供了重要启发.相比于玉米和水稻,小麦染色体工程曾创制出一批小麦异染色体系和非整倍体,其中有些染色体、端体或易位系携有蓝粒、毛颈、非蜡质等植株或种子标记基因以及育性恢复基因可以直接用于某些不育基因的保持,其他一些特定染色体可采用基因工程等技术,仅需要向其导入有限的种子标记基因或恢复基因,即可实现对现有核不育系和细胞质不育系的升级改造,简化不育系的保持和繁殖,创制简单、绿色和实用的新型杂交小麦制种系统.本文简要综述了染色体工程在小麦雄性不育系、保持系和恢复系及新型杂交小麦制种系统创制中的应用进展,并对杂交小麦育种存在的问题,以及如何综合染色体工程与基因工程创制第三代杂交小麦制种系统进行了讨论与展望,为杂交小麦育种提供参考.     

汉阳陵外藏坑农作物遗存分析及西汉早期农业

利用植硅体分析与炭化植物种子形态分析, 对汉阳陵外藏坑DK15出土的距今2000多年前的农作物遗存进行了分析鉴定. 分析结果表明, 此外藏坑粮仓中的农作物包含了粟(Setaria italica)、黍(Panicum miliaceum)、稻(Oryza saliva)以及藜属(初步鉴定为杖藜Chenopodium giganteum)的大量种子. 这些农作物反映了当时西汉早中期陕西关中地区主要的农作物(谷物与蔬菜). 以前从考古遗址中获得的藜属种子都是零星的, 归为伴人杂草. 此次汉阳陵出土的大量藜属种子, 是考古中的首次发现, 也第一次用实物资料证明了藜属作为经济作物的悠久历史. 由于西汉从汉武帝时才开始在关中大力推广小麦种植, 所以外藏坑中缺少小麦遗存有可能至少反映了汉景帝离世(141 cal a BC)前, 小麦在关中地区民众日常生活与农业经济中的从属地位.     

调控水稻异倍性杂交种子败育的相关基因分析

MADS29是控制水稻(Oryza sativa L.)种子饱满程度的基因,它通过调控母体组织细胞退化和维持体内激素平衡来影响种子发育.水稻异倍性杂交往往产生败育种子,为了探讨MADS29等种子发育相关基因是否参与其调控,本研究以4份水稻材料(2个二倍体;2个四倍体)构建4个自交组合(对照)和8个杂交组合(正反交),对花粉粒育性、花粉管萌发及伸长、种子发育及MADS29等相关基因表达进行分析.结果表明:(1)异倍性杂交均可正常受精,但杂交种子败育;(2)石蜡切片结果显示,授粉后3 d(3 day after pollination,3 DAP),与对照相比,4n×2n胚乳已进入细胞化时期,但细胞数量较少;而2n×4n胚乳处于合胞体时期,游离核周围未形成细胞壁,胚乳细胞化时期滞后;(3)实时荧光定量PCR(q RT-PCR)表明,6 DAP和8 DAP,MADS29、生长素基因和母体组织细胞程序化死亡(PCD)相关基因的相对表达量在杂交种子中均明显高于对照;淀粉合成基因在杂交种子中的相对表达量显著低于对照.本实验结果表明,在水稻异倍性杂交中,MADS29高表达,生长素基因和母体组织PCD相关基因表达上调,淀粉合成相关基因表达下调,导致胚乳发育异常、种子败育,说明MADS29的高表达导致异倍性杂交种子败育,是一种有别于二倍体水稻种子发育的新型调控方式.     

“矮败”小麦的选育及利用前景

我国发现的太谷核不育小麦是受显性单基因控制的雄性不育材料,它的显性雄性不育基因Ms2(原基因符号为Ta1)位于4D染色体短臂上.太谷核不育小麦作为一个遗传改良工具已广泛用于我国的小麦育种实践.矮变一号是陕西省西安市农业科学研究所从小麦品种矮秆早中选出的矮秆天然突变体,是小麦的重要矮源之一.遗传研究表明,矮变一号的矮秆性受显性单基因Rht10控制,该基因也位于4D染色体短臂上.为了拓宽太谷核不育小麦的应用范围和提高它的应用效能,我们以矮秆为标记性状,开展了太谷核不育小麦附加标记性状的研究.     

体上矩阵空间的保幂等算子

刻划保幂等线性算子的形式是研究保不变量问题的一个重要内容。本文在没有特征不为2的假定下,给出了体上矩阵空间的保幂等算子的形式。设R和R_1为体,其中心F和F_1满足表示R中形如ab—ba的元素之有限和生成的F-子空间,R=R/[R,R]为商空间。设M_n(R)表示R上n阶全矩阵F-空间,I_n(R)为M_n(R)中幂等阵的全体。若M_n(R)到M_m(R_1)的F-线性算子L满足:称L为保幂等的,其全体记为。置     

69R及147R两种SiC多型体的微区电子衍射分析

SiC具有层状结构,根据层的堆垛方式不同,生成类型众多的多型体(Polytype),常见的有4H,15R,6H,21R等。这里用的是Ramsdell符号,H及R分别表示六角与菱面体单胞,但都用六角点阵描述,密排层就是六角点阵的基面(001)。H及R前面的数字N表示一个周期     

瓜尔豆种子发芽过程中的生理冷害及其预防措施

瓜尔豆(Cyamopsis tetragonoloba (L.)Taub.)种子富含瓜胶(甘露、半乳聚糖),是一种重要的工业用胶原料。近几年来,在我国南北各地开始引种,但在栽培实践中,常遇到早春播种出苗迟缓和缺苗,北方尤其如此。要突破播种关,必须从研究种子发芽生理着手。 当我们开始摸索瓜尔豆种子萌发过程中对温度要求的试验时,得知在10℃时,种子发芽     

赤霉素对打破菊芋块莖休眠的效应

赤霉素对打破植物种子和块莖的休眠研究,近来已引起国內外研究者的注意,并已在桃树种子和馬鈴薯块莖方面获得了良好的效果.作者为了打破菊芋块莖的生理休眠期,最近进行了赤霉素打破菊芋块莖休眠的研究,茲將研究結果报导如下。实驗材料为白色菊芋(Helianthus tuberosus L.)块莖(济南本地品种),其生理休眠期在100天以上。1958年12月15日,从地下取出菊芋块莖90个(大小一致),分成3組,每組30个。第一組和第二組分別用10ppm和20ppm赤霉素溶液(由中国科学院植物生理研究所贈給,在此致謝)浸湿,放置在玻璃缸中盖好,8小时后(此时块莖表面即將近全部干燥)再浸湿一次,前后共浸湿三次(32小时)。第三組用蒸溜水代替赤霉素溶液,进行同样处理。处理后播种在