长期继代小麦培养细胞的染色体结构变异特征

本文对继代培养12．5年的普通小麦济南177愈伤组织染色体的结构变异进行了研究，并与继代时间为1．5－8．6年的进行比较，发现其染色体结构变异的类型发生了改变，除了原有的少数染色体断片和双着丝粒染色体以外，较高频率地出现了近端着丝粒染色体和端着丝粒染色体，分布频率分别为91．11％和84．44％。同工酶和RAPD分析表明，不同继代时期的培养细胞基因的组成和表达存在差异。     

斯卑尔脱小麦与野生燕麦杂交研究

斯卑尔脱小麦Triticum spelta L.f.duhamelianum 2n=6x=42与通北野生燕麦Avena fatua L.2n=6x=42直接杂交成功,结实率36％。F_1代表现不一致,出现4种类型,主要类型结实基本正常,其他3个类型,有2个类型结实率约10％,有1个类型完全不结实;均表现为斯卑尔脱型,成熟期同通北野生燕麦,比斯卑尔脱小麦早熟10天。F_1植株花粉母细胞镜检表明,大多数染色体配对正常,单价体2—4个。F_2植株花粉母细胞镜检表明,大多数植株染色体配对正常,2n=42,少数植株染色体出现1—5个单价体。F_2分离很大,出现约10％容易脱粒不断穗节的普通小麦型,其中一部分综合抗病和综合丰产性均好,并出现超亲矮杆的普通小麦型植株,最矮的株高仅57厘米。株高80—90厘米的类型较多,籽粒饱满,千粒重最高的达到60克。可以直接育成多抗优质高产的新型普通小麦。普通小麦型植株大多数表现抗白粉病、条锈病和叶锈病。     

水稻无性繁殖过程中第8号染色体单体的发现及其分子细胞学鉴定

在籼稻品种中籼3037试管苗无性繁殖过程中,发现一种无性系变异株,其植株矮小,生长势弱,高度不育．细胞学鉴定表明,该变异株体细胞中的染色体数目为2n=23,比正常植株少了一条染色体,因而在花粉母细胞减数分裂粗线期可见到一条未配对的单价染色体．用来源于水稻着丝粒特异串联重复序列RCS2以及亚端粒特异串联重复序列Os48为探针,进行荧光原位杂交,结果表明单价体染色体上的RCS2信号较弱,且位于染色体的中部,在其长臂末端有较强的Os48杂交信号,这些特征均与水稻第8号染色体的特征非常类似．进一步以水稻染色体特异的分子细胞学标记进行鉴定,确认该变异株为第8号染色体的单体．     

异源多倍化引起的小麦微卫星序列变异

利用80对小麦微卫星引物调查了小麦黑麦双二倍体形成过程中微卫星序列的变异情况.结果显示: 8对引物能从杂交F1植株及亲本小麦植株的基因组中扩增出相同的带型,而在新合成的双二倍体中条带缺失;4对引物从杂交F1植株及亲本小麦植株的基因组中扩增出相同的带型,而在新合成的双二倍体中扩增的条带变短;其余引物从亲本小麦、F1植株及双二倍体中扩增的带型相同.将有长度变化的条带回收测序,发现双二倍体中的条带变短现象是由二核苷酸重复单位减少所致.这些结果表明:常发生在二倍体生物中的微卫星序列变异现象在植物异源多倍化过程中也会发生,异源多倍化可能是促进微卫星进化的又一个不可忽视的动力.和二倍体生物一样,异源多倍化诱导的微卫星序列进化也表现为长的重复序列趋向缩短.     

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.     

人工合成六倍体小麦（AABBDD）与亲本种之间基因组与基因区域的序列变异分析

为探讨六倍体小麦进化过程中基因组发生的变异,我们以两套不同世代（早代和高代）的人工合成六倍体及其母本（四倍体小麦,AABB）和父本（粗山羊草,DD）为材料,采用DNA—AFLP和SSCP方法分别对基因组与基因区域的序列变化进行了研究．结果发现,人工合成六倍体小麦基因组中来源于父本的条带发生丢失的数目更多,表明倍性较低的亲本（DD）基因组序列在多倍化过程中发生了更明显的变异,这与前人的研究结果一致．与DNA—AFLP结果相比较,采用SSCP方法检测到的变异比例明显较低,说明六倍体小麦进化过程中基因区域发生变异的频率较低,而DNA—AFLP检测到的丢失条带可能主要为非编码序列,特别是重复序列．分析还发现,有4个基因在杂交F1代就发生了变异,这说明这些基因变异是由于杂交引起的．生物信息学分析结果显示,在上述4个基因中,有3个位于2D染色体长臂上,并且位于相近的同一区域．本研究结果显示,在人工合成六倍体小麦进化过程中,基因区域的序列变异具有选择性,而不是随机的．     

无性系变异与小麦品种改良

近年来，无性系变异开始应用于农作物品种改良。无性系变异育种是继花药培养花粉单倍体育种技术之后成为实用化的细胞工程育种方法。 1 小麦无性系后代材料变异类型丰富多样，后代稳定快，能基本保持原品种特性 小麦无性系后代材料性状变异几乎包括了小麦的全部形态特征与产量性状等。Larkin等从墨西哥品种Yaque50E的未成熟胚得到数百株再生植株，其后代产生了一系列形态变异，如芒的有无，颖壳和籽粒的颜色，株高增减等。梁竹青等从未成熟胚的愈伤组织获得了数千个再生植株，它们表现了丰富的变异。腾世云等对10个小麦基因型幼胚愈伤组织…     

农杆菌介导的胆碱脱氢酶基因(betA)转化小麦及影响转化效率的因素

用LBA4404／pCDH，Agl 1／pUNN2和Ag;P(无质粒)3种菌株分别转化小麦品种济南177、99P、核生3号幼胚诱导的愈伤组织以及济南177的幼胚．其中以胚性愈伤组织为外植体，获得了转基因植株．PCR和PCR-Southem分析证实转化植株中包含了外源基因．通过染色体分析，发现胚性愈伤组织在农杆菌LBA4404侵染后形成的染色体削减比经Agl1侵染和未经感染的对照形成的染色体削减程度更大，甚至发现较多的染色体断片．分析了农杆菌菌株，材料的基因型，外植体类型，培养时间和温度以及筛选的时间和周期对于转化效率的影响．     

植物同工酶基因定位方法初探

根据基因在异源多倍体组间的变异，提出通过缺对一四体和双端体的酶谱分析，无需在不同品种间杂交，即可将同工酶结构基因定位在特定的染色体臂上，还提出，由于等位基因在双体和三体间的变异，通过三体酶谱分析，也能有效地进行同工酶基因定位。     

节节麦-小麦双倍体的合成、形态及细胞学稳定性

对节节麦×小麦杂种胚愈伤组织再生植株的细胞学观察表明,胚再生植株染色体数目稳定(2n=28),杂种胚培养植株和胚再生植株花粉母细胞中期染色体构型平均分别为15.30Ⅰ+6.35Ⅱ和15.40Ⅰ+6.28Ⅱ. 杂种F1自交不孕,与小麦回交结实率0.88%,F1花粉可染率为2.30%. 利用改良浸根法对杂种F1加倍处理,加倍率为80%. 节节麦-小麦双倍体穗形偏向小麦,后代染色体数目2n=40～59,其花分母细胞减数分裂中期Ⅰ存在6～7个单价体、20～21二价体、1～2个多价体. 两个组合的双倍体平均结实率为73.33%、67.19%,单株最高结实率可达93.8%. 通过连续选择,可选育出结实率较高、稳定的节节麦-小麦双倍体或部分双倍体.     

小麦异易位染色体4BS．4AgL的筛选与鉴定

利用创制具有蓝粒基因的小麦异位位染色体的后代材料与具“Probus”突变体的不育基因的不育株杂交,根据F2代蓝粒子种子和白粒种子分离比例及其植株的育性表现对所需易位染色体4BS．4AgL进行初步筛选,然后用细胞学手段进一步鉴定,结果均得4BS．4AgL易位染色体,易位系的结实正常,这在遗传研究上和以蓝粒为标记的核型不育杂交小麦系统创制中有重要的利用价值。     

小麦异源2号、中国春与球茎大麦远缘杂交的受精和早期胚胎发育

用石蜡切片法，对普通小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌ．）异源２ 号、中国春与球茎大麦（Ｈｏｒｄｅｕｍ ｂｕｌｂｏｓｕｍ Ｌ．）远缘杂交受精过程和早期胚胎发育进行了比较观察．实验表明，仅具１对Ｋｒ基因的异源２ 号和具３ 对Ｋｒ基因的中国春与球茎大麦杂交，其受精和胚胎发育存在着明显的差异．为小麦与球茎大麦远缘杂交提供了细胞胚胎学证据．     

小麦异源多倍体中亲本基因组相互作用产生快速基因组变异的ISSR标记分析

通过ISSR标记分析,研究了异源多倍体基因组的进化现象.结果表明,基因组组成和普通小麦相同的人工合成异源六倍体小麦,在形成早期发生了迅速、广泛、以非随机性为主的基因组变化,包括遗传变异--主要表现为序列变异和表观遗传变异--主要表现为DNA甲基化变异.而且异源六倍体小麦中来自父本的基因组比来自母本的基因组发生了更多的遗...     

普通小麦多子房性状的研究 Ⅰ.多子房的形态发生及其基因定位

通过对普通小麦(Tr.aestivum.L.)“多子房”的品系雌雄蕊分化期幼穗和小花的显微镜观察检查,确定多子房(指额外子房)发生的时期、部位、数量,及其与雄蕊心皮化的区别。以“中国春”(Chinese Spring)21个单体及正常二体植株作母本,分别授以普通小麦“多子房”品系花粉,经细胞学鉴定表明:单体—5D和单体—6B两个关键组合,F_1单体植株都表现多子房;其余19个非关键组合的F_1单体植株和二体组合的F_1植株均不表现多子房。因而可认为:多子房性状,是由分别位于染色体5D和6B上的二个半合有效、同效异位的隐性基因所控制。现建议用符号mo_1表示染色体5D上的多子房基因;以符号mo_2表示染色体6B上的多子房基因。     

超声波对烟草花粉的生物学效应及其诱导外源基因向烟草花粉的转移

用超声波法处理烟草花粉的生物学效应及它诱导ＧＵＳ基因转化烟草花粉,获得了短暂表达的研究结果．单核晚期和双核早中期的烟草游离花粉,置于含０．４ｍ ｏｌ／Ｌ甘露醇的缓冲液中,随着超声强度提高或／和处理时间的延长,对烟草花粉的活力和萌发率具有显著影响．声强０．５Ｗ／ｃｍ ２、时间１０～２０ｍ ｉｎ 是比较理想的参数．将游离花粉与质粒ｐＢⅠ１２１ 混合,以声强为０．５Ｗ／ｃｍ ２ 的脉冲超声波处理１０ｍ ｉｎ, 检测ＧＵＳ基因的平均短暂表达频率（ＴＴＦ％ ）,单核晚期花粉为１８．６％ ,双核早中期花粉为３５．７％ ．对超声转化的不同发育时期的烟草花粉,分别以两条不同途径操作和筛选转基因植株：（１） 单核晚期的花粉：直接进行体外培养、植株再生和筛选,以期获得单倍体转基因植株．在卡那霉素选择培养基上,花粉细胞进行两次或多次分裂后即行停止;（２） 双核早中期的花粉,在体外培养成熟后授粉,收获种子,检测种子中外源基因是否存在．在所收３４１ 粒种子中,没能筛选到卡那霉素抗性植株．就如何筛选超声波转化花粉、获得转基因植株的技术途径进行了讨论．     

西门塔尔种用牛的体细胞染色体检查分析

对１９头西门塔尔牛体细胞染色体的畸变类型和频率进行了统计分析．结果表明，所检测牛群多倍体频率为１．６１％．多倍体类型主要为四倍体．染色体结构变异频率为２．６９％．变异类型有染色单体断裂、断片、染色体间隙、Ｘ染色体裂隙等几种类型．同时，测量了各号染色体的相对长度、着丝点指数及臂比．为西门塔尔牛的育种提供了细胞遗传学依据     

“两套小冰麦异附加系列的建立”通过国家教委主持的鉴定

两套小冰麦异附加系列的研制工作是郝水教授主持的国家“六五”攻关生物工程方面的专题之一。该项目经过8年的研制,全部完成了国家科委生物工程中心下达的指标,并于1987年8月14日通过国家教委主持的鉴定。用异源基因改良小麦是小麦育种的重要途径。天兰冰草(Agropyron intormod—ium)含有许多抗病等重要的基因,通过染色体工程的途径把这些基因转移给小麦,受到国内外广泛重视。它的基本过程是先把冰草染色体引入小麦,然后再通过易位把冰草染色体上的有用基因整合到小麦染色体上,以达到改良小麦的目的。有计划地开展此项     

普通遗传学教材中n，x和染色体基数的概念问题

普通遗传学有关教材中，对n，x和染色体基数之间关系的叙述常使学生在概念上造成混乱．事实上，遗传学上把一个正常配子中所包含的染色体数，称为染色体组（Genome），用n表示，这是指大多数生物是二倍体而言．由于引入了染色体基数x的概念，因此，在异源多倍体中的非整倍体生物中，应强调只有具偶数染色体组的生物体才有可能产生单体、三体、四体、双三体和缺体这类染色体数目的变异．就普通遗传学教材中n，x和染色体基数的概念问题进行了分析和讨论．     

阳桃四倍体植株诱导试验

利用秋水仙素对阳桃茎尖进行四倍体植株诱导．结果表明，浸泡法处理的效果最好，诱导频率最高可达29．6％，而混培法和点滴法较差．浸泡法以质量分数为0．002的秋水仙素处理25h为最适宜，混培法以质量分数为0．002的秋水仙素处理20d效果最好．秋水仙素诱导产生的变异植株经染色体倍性鉴定，其染色体数目为2n=44，属四倍体植株类型．同时，对阳桃二倍体和四倍体植株进行形态观察发现，四倍体植株叶色浓绿，叶面积增大，但叶长与叶宽的比值却减小，保卫细胞的长度、宽度．以及叶绿体含量也增大，气孔密度变小．     

斯卑尔脱小麦Vp-1B基因的等位变异鉴定和序列分析

斯卑尔脱小麦是小麦的一级基因源.在影响小麦穗发芽的众多基因中,Vp-1是调节胚发育,促进胚成熟和休眠的主要转录调节因子.本研究通过同源克隆测序的方法分析了4种不同基因型斯卑尔脱小麦品种Vp-1基因在3B染色体上的等位变异,进一步分析了Vp-1基因在斯卑尔脱小麦和六倍体普通小麦中的差异.研究表明不同休眠特性的4份斯卑尔脱小麦Spelta80,Spelta220,Spelta217和Spelta225在3B染色体的Vp-1B基因上存在大量的等位变异,主要集中在Vp-1B基因的第三和第五内含子中,表现为一些大片段的序列缺失,另外的变异位于Vp-1B基因的第一外显子区和第六外显子区的SNP位点,引起了氨基酸的改变.根据测得的正反向序列重叠部分判断其准确性并拼接全长,命名了斯卑尔脱小麦中存在的三种等位变异,分别为SVp-1Bc(第三内含子中缺失83bp)、SVp-1Bd(第三内含子中缺失25bp)和SVp-1Be(第五内含子中缺失10bp).从斯卑尔脱小麦与六倍体普通小麦的亲缘关系来看,斯卑尔脱小麦中存在的Vp-1B基因的等位变异极有可能也与其休眠特性相关.