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小麦是我国重要的粮食作物之一,小麦生产对国民经济的发展和人们生活水平的提高具有重要的意义。随着农业生产水平的不断提高,人们对小麦品种的改良提出了许多新的要求,而品种改良离不开种质资源的创新。通过远源杂交将小麦近源物种的有益基因导入到普通小麦,是拓宽小麦遗传基础、提高产量的有效途径。 小麦野生近源植物长穗偃麦草不仅具有抗逆、抗病等优良性状,而且具有多分蘖、多花、多粒等丰产特性。将长穗偃麦草携带的优异基因转入小麦,对丰富小麦种质资源和小麦育种具有重要的意义。本研究通过大量的“中国春”-柱穗山羊草2C二体附加系与“中国春”-长穗偃麦草1E二体附加系的杂交、自交、回交,从已获得的后代材料中筛选遗传稳定的异源易位系,利用形态学、细胞遗传学、分子标记和荧光原位杂交等方法对杂种后代进行筛选和鉴定,主要研究结果如下: 1.将两亲本“中国春”-长穗偃麦草1E二体附加系与“中国春”-柱穗山羊草2C二体附加系进行正反交实验,获得杂种 F1代,统计了亲本,回交一代与F1代自交结实率,三者差异极显著。 2.将F1代自交或回交获得杂种F2代、回交一代BC1F1,观察了F2、BC1F1、F3代植株穗型分离情况,除观察到似2C型(S2C)、中间型(M)、似中国春型(SCS)等正常穗型外,还观察到密穗型(C)、多小花(MF)等畸变类型。 3.对亲本“中国春”-长穗偃麦草1E二体附加系、1E F2、对照组中国春进行了赤霉病抗性鉴定,发现与中国春相比“中国春”-长穗偃麦草1E二体附加系、1E F2基本上都有较好的抗性,说明长穗偃麦草1E染色体上存在抗赤霉病基因,而且在中国春背景下能够表达。 4.对 F2、BC1F1代材料的体细胞染色体数进行了统计,染色体数变动范围较大,在F2和BC1F1代材料中观察到端体、双着丝点染色体等染色体畸变;观察F1、F2代材料的花粉母细胞减数分裂,结果如下:F1代材料大多数细胞染色体与理论值相符,形成21Ⅱ+2Ⅰ;在F2代材料的减数分裂中期I中,观察到大量的单价体及多价体,在F2代材料的减数分裂后期 I、后期 II中观察到染色体桥、落后染色体、染色体断片、微核等染色体畸变现象。染色体畸变可能是由于杀配子染色体2C引起的某些染色体断裂,进而引起染色体配对异常造成的。 5.利用偃麦草染色体特异的PCR标记对杂种后代外源1E染色体DNA进行了检测。共调查F2代65株,其中11株PCR结果为阳性,阳性率16.92%。对F2代阳性且染色体条数为42的植株进一步用1EL的特异引物进行SSR鉴定。其中有4株为SSR阳性,引物Xedm74在株系011-B-1-5、011-1-2-3、011-1-2-29、011-1-2-37扩增出了1EL特异带,初步判定为1E长臂易位。 6.利用荧光原位杂交技术对已经确定的4株易位系及其后代进行鉴定。其中011-1-2-29、011-1-2-37为长臂杂合易位,并对011-1-2-3、011-1-2-29、011-1-2-37的后代进行FISH鉴定,在其后代中鉴定出5株长臂杂合易位。