柱穗山羊草G2C诱导小麦-冰草附加系产生染色体易位的研究

摘要

冰草属植物中存在着丰富的可供改良小麦品质、抗性和农艺性状的优异基因。通过诱导小麦一冰草染色体易位，是将冰草的优异基因转移到小麦的有效途径。本研究通过小麦一山羊草杀配子2C附加系与3个小麦一冰草附加系Ⅱ-11-1、Ⅱ-9-3和5038杂交，诱导小麦和冰草染色体易位，并利用原位杂交和分子标记方法进行筛选和鉴定，从而为拓宽小麦遗传基础，创新小麦优异种质资源奠定基础。主要结果如下： 1.对G2C/Ⅱ-11-1、G2C/Ⅱ-9-3和G2C/5038三个杂交组合F<,2>植株的形态学和结实率调查结果表明，杀配子染色体2C使F<,2>植株的结实率显著降低，三个杂交组合F<,2>植株的自交结实率分别为23.90％、17.42％和35.86％。 2.利用冰草P染色体特异的SCAR标记对组合G2C/Ⅱ-11-1、G2C/Ⅱ-9-3、G2C/5038F2植株外源P染色体进行检测，各组合获得含P染色质的植株分别为60株、32株和43株；阳性植株的检出率分别为23.2％、24.2％和21.7％；利用EST-SSR标记对上述三个组合的F2植株外源P染色质进行检测，获得含P染色质的阳性植株分别为68株、24株和29株；阳性植株的检出率分别为26.4％、18.2％和14.6％。 3.对杂交组合G2C/5038 F<,2>含P染色质植株的PMC减数分裂观察结果表明，F<,2>：植株PMC减数分裂出现多个单价体、染色体断片、多价体、染色体桥和四分体微核等染色体行为异常现象，其频率分别为31.67％、8.70％、32.56％、17.7％和41.84％。组合G2C/Ⅱ-11-1的F<,2>植株中还观察到染色体小环。这些染色体行为异常现象表明杀配子染色体2C在小麦-冰草附加系背景下可以诱导产生染色体变异。 4.以冰草P基因组DNA为探针对杂交F<,2>含P染色质的植株进行GISH检测，组合G2C/Ⅱ-11-1共检测116株，获得染色体易位株3株，P染色体单体/片段附加株58株；组合G2C/Ⅱ-9-3共检测76株，获得染色体易位株6株，P染色体单体附加/片段株43株，二体附加株4株；组合G2C/5038共检测28株，获得P染色体单体附加株4株。三个组合共检测到易位株9株，易位频率为1.38％。 5.以冰草P基因组DNA与pScll9.2(或pAsl、pHvG39)为探针对部分易位株进行双色GISH-FISH鉴定，初步推断有2株易位株(10-59-3、10-59-4)是小麦4A染色体与冰草的P染色体的相互易位；1株(10-93-6)是小麦7B染色体与冰草P染色体的相互易位；另2株(10-187-4和10-187-6)分别是小麦的3B和7A染色体与冰草P染色体的易位。 6.在田间自然发病条件下，对检测出的F<，3>易位株进行了白粉病和条锈病抗性鉴定，发现这些易位株对白粉病表现免疫，但对条锈病表现感病。

目录

文摘

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论文说明：缩略词

声明

第一章文献综述

1.1小麦野生近缘属植物在小麦遗传改良上的应用

1.1.1概述

1.1.2小麦与冰草属间的远缘杂交

1.2小麦远缘杂交中间材料的创制及应用

1.2.1异附加系

1.2.2异代换系

1.2.3易位系

1.2.4人工合成双二倍体

1.3小麦中外源染色体的检测

1.3.1形态标记的检测

1.3.2细胞学标记检测

1.3.3生化标记检测

1.3.4原位杂交技术检测

1.3.5应用分子标记检测

1.4本研究的目的、意义及技术路线

1.4.1本研究的目的、意义

1.4.2技术路线

第二章材料和方法

2.1实验材料

2.2实验方法

2.2.1三个杂交组合F2植株的形态学考种

2.2.2基因组DNA的提取

2.2.3利用SCAR标记筛选三个组合F2中含P染色质植株

2.2.4利用EST-SSR标记筛选三个组合F2中含P染色质植株

2.2.5三个组合F2含P染凶质植株花粉母细胞减数分裂中期染色体行为的观察

2.2.6基因组原位杂交

2.2.7利用GISH-FISH技术鉴定组合G2C/Ⅱ-11-1的F3部分易位株

第三章结果与分析

3.1形态学结果与分析

3.2利用分子标记筛选三个杂交组合F2含P染色质植株

3.2.1利用SCAR标记筛选三个组合F2含P染色质植株

3.2.2利用EST-SSR标记筛选三个组合F2含P染色质植株

3.3细胞学结果与分析

3.4GISH检测G2C/Ⅱ-11-1和G2C/5038 含外源P染色质F2植株

3.5利用双色GISH-FISH技术鉴定组合G2C/Ⅱ-11-1部分易位株

3.606年秋播的组合G2C/Ⅱ-9-3的F2植株的SCAR标记筛选和GISH检测

第四章讨论

4.1杀配子染色体2C对小麦-冰草附加系结实率的影响

4.2杀配子染色体2C对小麦-冰草附加系染色体易位的诱导

4.3 GISH在检测小麦外源物质上的应用

4.4 GISH-FISH在易位染色体鉴定中的应用以及存在的问题

4.5创制小麦-冰草易位系的意义及其在生产上的应用

第五章结论

参考文献

附录

致谢

作者简介及论文发表情况