偏凸—柱穗山羊草双二倍体SDAU18的鉴定及其与普通小麦杂种后代的细胞遗传学研究

摘要

本研究以双二倍体SDAU18(CCDDDDMvMv)、其双亲偏凸山羊草(DDMVMV)和柱穗山羊草(CCDD)、普通小麦烟农15(AABBDD)及其与SDAU18、SDAU18与其双亲杂交产生的几个杂种群体为材料，对其主要细胞学及农艺性状特点进行了研究。在此基础上，进一步利用A-PAGE、SDS-PAGE技术对SDAU18及其双亲种子的醇溶蛋白和麦谷蛋白进行了分析。获得的主要结果如下： 1.利用偏凸山羊草和柱穗山羊草杂交，人工合成了双二倍体SDAU18，并对SDAU18及其亲本的细胞学特点进行了鉴定，结果表明：偏凸山羊草和柱穗山羊草的PMCMⅠ的染色体构型均为14Ⅱ，SDAU18PMCMⅠ的染色体构型基本上为28Ⅱ，根尖细胞(RTC)染色体数目为2n=56。因此，SDAU18是一个细胞学稳定的偏凸山羊草和柱穗山羊草的完全双二倍体。 2.农艺性状调查结果表明：与其双亲相比，SDAU18在在株高、穗长、小花数目、大小、每穗小穗数、穗粒数、千粒重、，以及与普通小麦的杂交亲和性等方面表现出了较强的杂种优势。另外，和其双亲一样，SDAU18对白粉病和条锈病均表现免疫；同时，SDAU18的抽穗期、开花期与普通小麦相近，易于与普通小麦杂交，因此，SDAU18在普通小麦的遗传改良中具有重要的利用价值。 3.利用压片法对偏凸山羊草和柱穗山羊草及其双二倍体SDAU18的小孢子发生和花粉发育过程进行了细胞学观察。结果表明：两亲本偏凸山羊草和柱穗山羊草的小孢子发生和花粉发育正常，二者结实率较高，分别为90.5％和93.2％。双二倍体SDAU18小孢子发生过程基本正常，花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)的染色体构型基本上为28Ⅱ；减数分裂后期Ⅰ，每个细胞落后染色体平均0.95条；四分体期，每个四分体微核数平均为0.58个。在SDAU18花粉发育的每个时期都产生了低频率的败育花粉。在三细胞成熟花粉期，SDAU18可育花粉百分率为88％，能够满足传粉的需要，其结实率仅为71.2％，明显低于两亲本结实率。 4.利用压片法对普通小麦烟农15、SDAU18及其杂种F1的小孢子发生和花粉发育过程进行的细胞学观察结果表明：两亲本烟农15和SDAU18的小孢子发生和花粉发育基本正常，二者结实率也基本正常。F1小孢子发生过程紊乱，花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ出现较高频率的单价体和二价体，分别为10.11个和18.29个，而多价体出现的频率非常低；减数分裂后期Ⅰ，每个细胞落后染色体平均为5条；四分体期，每个四分体微核数平均为4.43个。在杂种F1花粉发育的每个时期都产生了不同频率的败育花粉，但败育主要发生在第一次孢子有丝分裂以后。在三细胞成熟花粉期，杂种F1可育花粉百分率仅有31％，且花药往往不能正常开裂，不能充分满足传粉的需要，导致其结实率较低，仅为29％，远远低于其双亲烟农1593％和SDAU1871.2％的结实率。因此杂种F1不能形成足够的正常花粉是导致其自交结实率偏低的重要原因之一。 5.以普通小麦烟农15、SDAU18和它们的五个不同杂种世代为材料，分析了自交和回交对杂种后代PMCMⅠ染色体构型和自交结实率变化的影响。结果表明：在F1、F2、BC1F1、BC2F1和BC1F2五个杂种世代中，随自交和以烟15为轮回亲本的回交世代的增加，平均染色体数目逐渐减少，平均交叉结数逐代增加，但回交比自交能使后代染色体数目更快趋向普通小麦。另外，随自交和以烟农15为轮回亲本的回交世代的增加，平均结实率逐渐提高，但回交比自交能使后代平均结实率提高更快。 6.利用SDS-PAGE、A-PAGE技术对SDAU18及其双亲的种子的高分子量麦谷蛋白和醇溶蛋白进行了分析，结果表明：偏凸山羊草和柱穗山羊草的高分子量麦谷蛋白各由三条亚基组成，SDAU18的高分子量麦谷蛋白由五个亚基组成，其中，三条来自偏凸山羊草，一条来自柱穗山羊草，另外一条是SDAU18所特有的一条新增带。SDAU18的醇溶蛋白谱带基本上都来自其双亲。

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摘要

英文缩略词

1.引言

2.试验材料与方法

3结果与分析

3.1SDAU18及其亲本的细胞学和主要性状特点

3.2 SDAU18及其亲本的种子醇溶蛋白与高分子量麦谷蛋白亚基组成分析

3.3 SDAU18与其亲本和普通小麦的杂交亲和性

3.4 SDAU18与烟农15不同杂种世代的细胞学特点和育性

4讨论

5结论

参考文献

致谢

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