论文部分内容阅读
小麦是我国的主要粮食作物之一，向其导入异源物种的优异基因具有重要的理论与现实意义。冰草属(Agropyron Gaertn；P genome)植物中蕴含着丰富的优异基因，可以作为小麦改良的优异基因源。本研究以小麦-冰草(A.cristatumGaertn.，2n=4x=28，PPPP)二体附加系为材料，对其中之一的Ⅱ-21-2染色体配对异常行为的原因以及附加的外源染色体进行了分析。同时，以13个普通小麦-冰草二体附加系为母本，与小麦品种“藁城8901”进行杂交，通过对其杂种F1进行花药培养，试图创造小麦-冰草异源易位新种质。所获得主要结果如下：
1、小麦-冰草二体附加系Ⅱ-21-2中的减数分裂中期Ⅰ染色体配对理论上应为21Ⅱ(W)+1Ⅱ(P)，而实际观察结果为0.41Ⅰ+2.10Ⅱ+19.17(Ⅱ)+0.05Ⅲ+0.19Ⅳ+0.10Ⅵ，出现了较高频率的多价体(Ⅲ、Ⅳ和Ⅵ)。利用Ph1基因特异SCAR标记进行检测，结果发现Fukuho、Ⅱ-21-2中的Ph1基因没有发生突变或缺失；通过基因组原位杂交(GISH)发现，Ⅱ-21-2未产生小麦-冰草染色体间的异源易位。由此推测，Ⅱ-21-2中多价体的出现可能是由于附加的冰草P染色体对小麦Ph1基因效应具有抑制作用。不过，具体原因还有待于进一步分析。
2、利用3个冰草P染色体特异的EST-SSR标记对附加系Ⅱ-21-2所附加的P染色体与小麦的部分同源群关系进行了分析，结果发现附加的P染色体具有Xcnl123-4D/4BL、Xksum62-4A/4BL和Xksum41-1A的特异谱带，说明附加系中冰草染色体与小麦第4、1同源群有关，同时也说明该染色体可能发生了结构重排。
3、接种13个小麦-冰草二体附加系与藁城8901杂种F1花药33，074枚，出愈率变异范围为2.09％～11.52％，平均5.4％；以组合Ⅱ-5-1×藁城8901出愈率最高，为11.52％；组合5114×藁城8901最低，为2.09％。经继代3次后，分化绿苗492株(分化率31.4％)，其中以Ⅱ-7-1×藁城8901分化频率最高，为75.1％。
4、Ⅱ-7-1、Ⅱ-5-1、Ⅱ-1-1、Ⅱ-9-3与藁城8901杂种F1的79个花培植株的染色体数目变化范围为2n=21～44，其中：2n=21的39株(占49.4％)，2n=42的20株(25.3％)，2n=43的3株(3.8％)。2n≥40植株中细胞学上多价体的出现，可能说明在花培植株中有小麦/冰草染色体间的易位发生。
5、通过利用冰草P基因组DNA作探针进行的基因组原位杂交，未能从上述花培当代植株及其后代中检测到小麦/冰草染色体易位；但是，利用冰草P基因组特异SCAR标记SC-DPC08、SC-UBC811，分别从组合Ⅱ-5-1×藁城8901的3个花培植株(17-5、18-5、12-4)、组合Ⅱ-7-1×藁城8901的5个花培植株(4-6)中扩增到冰草P基因组特异的片段，表明这些花培植株可能是不能为GISH所分辨的小麦与冰草染色体小片段渐渗系。
6、对Fukuho、Ⅱ-5-1、藁城8901以及Ⅱ-5-1×藁城8901杂种F1的25个花培株系衍生的345个单株，分别接种条锈病CY30和CY32生理小种进行抗条锈病鉴定。结果发现，Ⅱ-5-1对条锈病2个小种均表现免疫，Fukuho和藁城8901均表现感病；而花培衍生单株中，接种CY30生理小种的164株中93株表现抗病；接种CY32生理小种的181个单株中163株表现抗病。在这些抗病植株中，株系12-4、17-5和18-5具有与Ⅱ-5-1具有冰草特异标记SC-OPC08，再结合亲本Fukuho、Ⅱ-5-1、藁城8901的抗病反应，说明新种质12-4、17-5和18-5中的抗条锈病基因可能来自Ⅱ-5-1中附加的P染色体。
7、Ⅱ-7-1×藁城8901的23个花培后代在PEG胁迫下的种子萌发率(4.2％～95.8％)、反复干旱下的幼苗存活率(3.9％～53.5％)，表现出广泛的变异。在5个具P基因组特异标记SC-UBC811单株中，单株7-1后代的反复干旱存活率(52.0％)高于对照品种晋麦5号(44.3％)和晋麦47(45.7％)，可作为携带冰草外源物质的抗旱新种质。