將大賴草種質(zhì)轉(zhuǎn)移給普通小麥的研究

1、J ou rna l of N anj ing A g ricu ltu ra l U n iversity 將大賴草種質(zhì)轉(zhuǎn)移給普通小麥的研究1三個普通小麥2大賴草二體異附加系的選育與鑒定孫文獻陳佩度劉大鈞(, 摘要利用形態(tài)特征的觀察、I (P M C M 染色體構(gòu)型分析以及C 2分帶, (race m osus L am 雜種回交后代中選育出3個二體異附加系:95G 04, 其C 染色體配對構(gòu)型分別為0116 +20. 25 +1. 67 , 0. 35 +18. 95 +2. 87 +20. 07 +1. 83 。染色體C 2分帶結(jié)果表明:95G 04, 95G 16, 95G 23分別為

2、大賴草第1號, 第4號, 5號染色體的二體異附加系。關(guān)鍵詞普通小麥; 大賴草; 異附加系; 鑒定; C 2分帶中圖分類號S 5121103TRANSFER OF USEFUL GER M PLAS M FROM L EY M US RACEM OSUSLAM . T O COMMON W HEAT. D EVELOP M ENT AND I D ENT IF I CAT I ON OF THREE TR ITICUMA ESTIVUM -L . RACEM OSUS D IS OM I C ADD IT I ON L INESSun W enx ian , Chen Peidu and L i

3、u D ajun(Cytogenetics In stitu te , N an jing A gric U n iv , N an jing 210095ABSTRACT By m ito tic and m ei o tic analysis com b ined w ith p lan t mo rpho logy ob servati on , scab resistance i 2den tificati on and ch romo som e C 2banding , th ree T . aestivum 2L . race m osus disom ic additi on

4、lines (95G 04, 95G 16, 95G 23 w ere iso lated . M ei o tic configu rati on s at M in 95G 04, 95G 16and 95G 23w ere 0116 +20. 25 +1. 67 , 0. 35 +18. 95 +2. 87 and 0. 19 +20. 07 +1. 83 respectively . M etaphase ch romo 2som e C 2banding pattern s indicated that L r 1, L r 4, L r 5ch romo som es w ere

5、added to 95G 04, 95G 16, 95G 23, respectively . T he po ten tial value of disom ic additi on lines and the tran sfer of superi o r traits w ere discu ssed . Key words T riticum aestivum L ; L eym us race m osus L am ; alien disom ic additi on lines ; iden tificati on ; C 2banding大賴草(2n =4x =28 為多年生草

6、本, 是目前已發(fā)現(xiàn)的為數(shù)不多的抗赤霉病近緣物種之一1, 2。它對干旱、寒冷、鹽堿等不良環(huán)境具有高度的適應性, 并能抵抗條銹、葉銹、根腐病、黃矮病等多種真菌和病毒病害。另外, 大賴草穗子大, 籽粒多, 是一份可資利用的優(yōu)良種質(zhì)資源3。南京農(nóng)業(yè)大學細胞遺傳研究所繼獲得小麥與大賴草雜種以后, 已選育出3個穩(wěn)定的抗赤霉病國家科委八五攻關(guān)項目(852722202202 1M cknigh t Foundati on 資助項目收稿日期:19972012092期孫文獻等:將大賴草種質(zhì)轉(zhuǎn)移給普通小麥的研究7異附加系4, 5。為充分發(fā)掘大賴草潛在的利用價值, 更好地進行染色體組間親緣關(guān)系、物種起源、進化、基因互

7、作、基因表達等方面的遺傳分析, 創(chuàng)建一套完整的普通小麥2大賴草的二體異附加系是必要的。作者在細胞遺傳研究所已有工作的基礎上, 利用形態(tài)特征的觀察, 花粉母細胞減數(shù)分裂中期 染色體配對分析以及根尖細胞染色體C 2分帶, 選育和鑒定更多的異附加系。1材料與方法111材料 回交后代252BC 2F 5的種子由南京農(nóng)業(yè)大學細胞遺傳研究所提供。11211211含中期分裂相細胞的制備及染色體Giem sa C 2分帶種子在墊有濕濾紙的培養(yǎng)皿中, 置20左右溫箱中發(fā)芽, 根長12c m 時剪根。根尖在0冰水混合液中預處理2224h , 用卡諾氏固定液(3份=95%的酒精1份冰醋酸 固定。根尖細胞有絲分裂中期

8、染色體制片用=45%醋酸直接壓片, 用相差顯微鏡觀察計數(shù)。染色體C 2分帶參照F riebe 6方法進行, 用照相。大賴草染色體的染色體組歸屬和它們與小麥屬的部分同源群O lym p u s BH 22油鏡觀察、對應關(guān)系尚未確定, 本文暫用陳佩度等7的臨時編號。11212花粉母細胞(PM C 減數(shù)分裂中期 (M 染色體制片取含有中期分裂相的花藥, 在卡諾氏固定液(3份=95%乙醇1份冰醋酸 中固定。24d 后取出花藥, 在=45%醋酸中浸泡12m in , 然后壓片, 在相差顯微鏡下鏡檢, 統(tǒng)計染色體配對構(gòu)型。11213形態(tài)特征觀察株高和單株成穗數(shù)取10株計算平均值; 自交和開放授粉的主穗結(jié)實

9、率和主穗長取5株計算平均值。11214赤霉病抗性鑒定分田間與室內(nèi)離體兩種方式, 用單花滴注法8進行。接種的病原菌為禾谷鐮刀菌(F usa rium g ram inea rum F 4, F 15, F 17和F 34四種強毒菌株的分生孢子混合的懸浮液(江蘇省農(nóng)科院植保所王裕中研究員提供 。病級參照徐雍皋等9的分級標準, 將穗子從不發(fā)病到整穗發(fā)病分為05級。0級, 接種小穗不發(fā)病; 1級, 接種小花發(fā)病, 不擴展到小穗軸; 2級, 侵入小穗軸, 整個小穗發(fā)病, 但不擴展至主穗軸; 310級, 侵入主穗軸, 接種小穗的上下不發(fā)病; 312級, 接種小穗附近1個小穗發(fā)病; 314級, 接種小穗附近

10、2個小穗發(fā)病; 316級, 接種小穗附近3個小穗發(fā)病; 318級, 接種小穗附近4個小穗發(fā)病; 410級, 接種小穗以上部分凋枯, 但基部還有未發(fā)病的小穗; 5級, 全部凋枯。2結(jié)果與分析211異附加系的形態(tài)特征及赤霉病抗性通過根尖細胞有絲分裂中期染色體計數(shù)分析, 95G 04, 95G 16和95G 23的染色體數(shù)目與它們上二代的染色體數(shù)目一致, 均為2n =44。95G 04平均株高86c m , 單株成穗414個, 主穗長1412c m , 無芒, 白殼(穗下部小穗排列稀疏, 而上部排列較緊密 , 紡錘形, 部分頂小穗不結(jié)實, 主穗自交和開放授粉平均結(jié)實率為9017%和8515%。95G

11、 16平均株高99c m , 單株成穗616個, 主穗長914c m , 長曲芒, 紅殼, 紡錘形穗, 旗葉扭曲, 較中國春晚熟10d 左右, 主穗自交和開放授粉平均結(jié)實率為8617%和8814%。95G 23平均株高98c m , 單株成穗518個, 主穗長1016c m , 短芒, 紅殼, 紡錘形穗, 主穗自交和開放授粉平均結(jié)實率為6712%和7215%(圖1 。材料對赤霉病的抗性見表1 。圖1異附加系的穗部形態(tài)(從左到右依次為大賴草, 95G 04, 95G 16, 95G 23, 中國春F ig . 1Sp ike mo rpho logy of alien additi on lin

12、es (from left to righ t :L eym us race m o 2sus , 95G 04, 95G 16, 95G 23, Ch inese sp ring 表1異附加系對赤霉病的抗性Table 1Scab resistance of a lien add ition li nes株系編號N o . of lines 95G 0495G 1695G 23Sum ai 3Ch inese sp ring 2. 53. 431531919941995田間In the field 離體In v itro 田間In the field 2113112122. 03. 3離體In

13、 v itro 3113183142. 53. 6212二體異附加系的鑒定對上述材料進行花粉母細胞減數(shù)分裂中期 染色體配對分析的結(jié)果見表2。95G 04的PM C M 染色體構(gòu)型為:0116 +20. 25 +1. 67 , 在所觀察的73個PM C 中, 有67個細胞具22個二價體(圖2 , 占觀察細胞總數(shù)的9118%, 在后期 (A 基本上均等分離, 這說明95G 04中添加的兩條大賴草染色體是一對。對其根尖細胞(R TC 染色體C 2分帶帶型(圖3 分析發(fā)現(xiàn), 其中一對染色體的帶型(分別在短臂端部、長臂端部和近中部有3條弱帶 不同于普通小麥染色體帶型, 且其臂比非常大。從帶型和臂比可以看

14、出, 這對染色體為大賴草的第1號染色體(L r 1 。95G 16在M 的每個PM C 平均含有0135 +18. 95 +2. 87 , 在觀察的68個PM C 中有57個細胞具22個二價體(圖4 , 95G 16R TC 染色體經(jīng)C 2分帶處理后, 其中一對染色體帶型與大賴草L r 4帶型相符(短臂具有強末端帶, 長臂有一弱的近端帶 (圖5 , 表明95G 16是大賴草L r 4二體異附加系。95G 23PM C M 染色體配對構(gòu)型為0119 +20. 07 +1. 83 , 53個PM C 中有48個具22個二價體(圖6 , 9016%, 其R TC 染色體C 2分帶結(jié)果(圖7 表明,

15、95G 23L r 5染色體(帶, 長臂在靠近著絲粒處中部和末端有3條弱的帶 表2二體異附加系Table 2M e iotic conf igura ic add ition li nes染色體配對構(gòu)型3M ei o tic configu rati on株系編號Ch e N um ber of N o . of lines num ber ob served cells B ivalen tR ing b ivalen t Rod b ivalen t20. 25(162218. 95(142220. 07(1422 1. 67(06 2. 87(08 1. 83(07 U n ivalen

16、 t 合計To tal 21. 92含22 的P M C 百分率Percen tage of 22 P M C (% 95G 0444730116(02 0. 35(04 0. 19(02 91. 895G 16446821. 8283. 895G 23445321. 9090. 63括號內(nèi)為變幅。D ata in paren theses rep resen t range of variati on .3討論作者在細胞遺傳研究所工作的基礎上, 選育出3個異附加系95G 04, 95G 16和95G 23, 并初步確認它們?yōu)長 r 1, L r 4和L r 5二體異附加系。從分帶結(jié)果看, 它

17、們不同于已選育的L r 2,510抗赤霉病鑒定結(jié)果表明, 95G 16的抗性基本上與L r 7, L r 14以及6N (L r 11 二體異附加系。感病親本中國春的抗性相仿, 95G 23, 95G 04的抗性稍高于感病親本中國春, 但低于抗病對照品種蘇麥3號, 說明95G 04, 95G 16, 95G 23三個二體異附加系中添加的L r 1, L r 4和L r 5染色體上不帶有抗赤霉病的主效基因。至于這些異附加系攜帶有哪些大賴草優(yōu)良性狀, 作者正在做進一步鑒定, 同時利用同工酶和R FL P 方法確定已選育的異附加系的部分同源群, 為轉(zhuǎn)移大賴草優(yōu)良基因提供信息。2期孫文獻等:將大賴草種

18、質(zhì)轉(zhuǎn)移給普通小麥的研究參考文獻111盧生蓮, 孫永華, 郭本兆, 等1中國植物雜志1第九章1第三分冊1北京:科學出版社, 19871162王耀南, 陳佩度, 劉大鈞1巨大冰麥草種質(zhì)轉(zhuǎn)移給普通小麥的研究1 1普通小麥×巨大冰麥草F 1的產(chǎn)生1南京農(nóng)業(yè)大學學報, 1986, 9(1 :10143D ew ey D R . T he genetic system of classificati on as a gu ide to in tergenetic hyb on w ith perenn ialT riticeae . In :Gu stafson P J ed . Gene m an i pu lati on in lan t i :P lenum P ress , 1984. 2092794王耀南, 陳佩度, 王兆悌, 等1 1BC 1、BC 2的細胞遺傳學研究和赤霉病抗性鑒定1, 1425陳佩度, 王兆悌, 1 1抗赤霉病異附加系的選育1遺傳學報, 1995, 6Gill B S , F B Endo