全 文 ：中国农业科学 2008,41(2):362-369
Scientia Agricultura Sinica
收稿日期：2007-09-20；接受日期：2007-11-15
基金项目：国家自然科学基金项目（30270827），高等学校创新引智计划（B08025）
作者简介：陈全战（1965-），男，江苏东海人，副教授，博士研究生，研究方向为小麦细胞遗传学。E-mail：qzchen65@hotmail.com。通讯作者陈
佩度（1944-），男，江苏无锡人，教授，研究方向为小麦遗传育种和植物分子、细胞遗传学。Tel：025-84396026；E-mail：pdchen@njau.edu.cn
利用离果山羊草 3C 染色体诱导簇毛麦 2V 染色体结构变异
陈全战，曹爱忠，亓增军，张 伟，陈佩度
（南京农业大学/作物遗传与种质创新国家重点实验室，南京 210095）
摘要：【目的】簇毛麦是普通小麦的一个近缘物种，它具有许多抗病基因，在小麦育种中起重要作用。抗白
粉病基因 Pm21 已被南京农业大学细胞遗传所成功地转移到小麦背景中，并被广泛地用于小麦育种实践。为了进一
步转移和利用定位于簇毛麦 2V 染色体上的有用基因，如抗眼斑病基因、抗条锈基因和护颖颖脊刚毛基因，为小麦
育种创造新种质。【方法】通过普通小麦农林 26-离果山羊草 3C 二体异附加系与小麦-簇毛麦 2V（2D）二体代换
系杂交，综合运用染色体 C-分带、基因组原位杂交、染色体构型分析和分子标记分析。【结果】从杂种 F２和 F３
中鉴定出涉及簇毛麦 2V 结构变异的异染色体系 7份，包括纯合缺失系 1份（Del 2VS·2VL-），易位系 4份，其中
纯合易位 2 份（初步推断为 T3DS·2VL，T2VS·7DL）、小片段易位 1 份（T6BS·6BL-2VS）和中间插入易位 1 份
（T2VS·2VL-W-2VL），等臂染色体 1 份（2VS·2VS）和单端体 1 份（Mt2VS）。利用可分别追踪 2VS 和 2VL 的分子
标记 Xwmc25-120 和 NAU/STSBCD135-1进行 PCR 分析，进一步证明这 7份异染色体系中涉及簇毛麦 2V 染色体片段。【结
论】涉及 2V 短臂的单端体 Mt2VS，等臂染色体 2VS·2VS 和易位系 T2VS·7DL 在护颖颖脊上有簇状分布的刚毛，而涉
及 2V 长臂的易位系 T3DS·2VL 无刚毛，进一步证实簇毛麦护颖颖脊刚毛基因位于 2VS。离果山羊草 3C 染色体可有
效诱发簇毛麦 2V 染色体结构变异。
关键词：小麦；簇毛麦；杀配子染色体 3C；染色体结构变异；C-分带；基因组原位杂交；分子标记
Structural Change of 2V Chromosome of Haynaldia villosa Induced
by Gametocidal Chromosome 3C of Aegilops triuncialis
CHEN Quan-zhan, CAO Ai-zhong, QI Zeng-jun, ZHANG Wei, CHEN Pei-du
(National Key Laboratory of Crop Genetics and Germplasm Enhancement/Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095)
Abstract: 【Objective】 Haynaldia villosa (2n=2X=14, VV), a relative of wheat, plays important roles in wheat improvement
mainly due to its disease resistance. Powdery mildew resistance gene Pm21 has been successfully transferred into wheat by
Cytogenetics Institute, Nanjing Agricultural University, China and widely used in current wheat breeding programs. To further
transfer and utilize the beneficial genes such as eye-spot resistance, yellow rust resistance and gene of the tufted bristles on the glume
ridge (a remarkable morphology) mapped on 2V of Haynaldia villosa. 【Method】A disomic addition line with gametocidal
chromosome 3C of Aegilops triuncialis added in Norin26 was crossed to the wheat- H. villosa disomic substitution 2V(2D) and the
hybrids F1 were then selfed. Chromosome C-banding, genomic in situ hybridization (GISH), meiotic analysis combined with
molecular markers were applied to detect the chromosome variations derived from hybrids F2 and F3 of these crosses. 【Result】Up to
date, four translocations including one small segmental translocation T6BS·6BL-2VS, two whole arm translocations (preliminarily
designed as T3DS·2VLand T2VS·7DL) and one intercalary translocation T2VS·2VL-W-2VL, one deletion Del 2VS·2VL-, one
monotelosomic Mt2VS and one iso-arm chromosome 2VS·2VS lines have been developed and characterized. One wheat SSR marker
Xwmc25-120 tagging 2VS and one wheat STS marker NAU/STSBCD135-1 (2BL) tagging 2VL were successfully used to confirm the
alien chromosome segments involved in the seven lines. 【Conclusion】 Three lines T2VS·7DL, Mt2VS and 2VS·2VS appeared the
tufted bristles on the glume ridge same as the parent DS2V (2D), while T3DS·2VL without this trait, it was further confirmed that the
2 期 陈全战等：利用离果山羊草 3C 染色体诱导簇毛麦 2V 染色体结构变异 363
gene controlling the tufted bristles on the glume ridge was located on 2VS. Gametocidal chromosome 3C of Aegilops triuncialis
could successfully induce chromosome structural changes of 2V.
Key words: Triticum aestivum; Haynaldia villosa; Gametocidal chromosome 3C; Chromosome aberration; C-banding;
Genome in situ hybridization; Molecular marker
0 引言
【研究意义】簇毛麦（Haynaldia villosa，2n=14，
VV）属于禾本科（Gramineae），小麦族（Triticeae）
小麦亚族（Triticum），簇毛麦属（Haynaldia Shar.），
具有抗白粉病、抗条锈病、叶锈病和秆锈病、抗梭条
花叶病、抗全蚀病、分蘖力强、小穗数多、耐旱以及
籽粒蛋白质含量高等优良性状[1,2]，为小麦品种改良的
优良基因源。开发和利用簇毛麦 2V 染色体上的有益
基因，为小麦抗病育种提供新种质很有必要。【前人
研究进展】前人已成功地将簇毛麦 2V 染色体通过异
附加系、异代换系等方式导入到普通小麦栽培品种
中[3~5]，利用简单重复序列分子标记 Xwmc25-120 已
能检测和跟踪簇毛麦 2V 染色体[6]。研究表明簇毛麦
2V 染色体携有抗小麦眼斑病基因[7]，并与条锈菌条中
31 等生理小种的抗性有关[8]。编码簇毛麦护颖颖脊刚
毛基因和脂酶 Est-V7基因均定位于 2V染色体上[9~11]。
Endo[12]和Tsujimoto 等[13]发现在小麦与柱穗山羊草或
离果山羊草的杂种后代中，柱穗山羊草的 2C 和离果
山羊草的 3C 染色体具有优先传递的功能，当它处于
单体状态时，引起不携带该染色体的配子中的染色体
发生断裂和重接，产生染色体缺失和易位等结构变异
而导致不育，具有这种功能的染色体称为杀配子染色
体。在随后的研究中他们又发现在中国春背景中的柱
穗山羊草2C染色体和农林26背景中的离果山羊草3C
染色体既能引起染色体结构变异，同时又对它的后代
的育性、结实率影响较小。利用这一特点，Endo 等[14,15]
成功地创造出一套涉及普通小麦中国春 21 对染色体
不同部位不同长度片段缺失的缺失系，并诱导出小麦-
黑麦染色体间的易位系[16]和涉及小麦-大麦染色体的
易位系[17]。陈全战等[18]成功地诱导出小麦-簇毛麦 4V
的易位系和端体等结构变异。袁建华等[19]利用柱穗山
羊草 2C 染色体的杀配子作用，成功地诱导出小麦-大
赖草易位系和端体、缺失等结构变异。【本研究切入
点】簇毛麦可利用的形态标记只有穗轴易断性、护颖
脊背刚毛、粒色、抗病性等为数极少的几个形态特性，
形态标记可以作为远缘杂交最初鉴别外源染色质的一
种方法。形态标记应用价值的大小取决于对物种形态
性状遗传学研究的深度和广度。目前，尚未有利用杀
配子染色体诱发簇毛麦 2V 染色体结构变异，以转移
和定位簇毛麦 2V 染色体上有益基因的报道。【拟解
决的关键问题】本研究旨在利用农林 26 背景中的离果
山羊草 3C 染色体诱发簇毛麦 2V 染色体的结构变异，
将 2V 染色体上的有益基因通过染色体易位等方式导
入栽培小麦品种中。
1 材料与方法
1.1 材料
普通小麦农林 26-离果山羊草 3C染色体二体异附
加系（DA3C）由日本京都大学 Endo 教授提供。普通
小麦-簇毛麦 2V（2D）代换系（DS2V），硬粒小麦-
簇毛麦双倍体（AABBVV）等材料由南京农业大学细
胞遗传研究所选育。
1.2 方法
1.2.1 根尖细胞染色体制片 种子在垫有湿滤纸的
培养皿中置 20℃培养箱中萌发，待根长 1～2 cm 时剪
取根尖，在冰水中预处理 22～24 h 后，用卡诺氏固定
液（乙醇﹕冰醋酸=3﹕1）固定，2～7 d 后在 45%醋
酸中压片，0℃冷冻揭片。
1.2.2 粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体制片 挑取
处于减数分裂中期Ⅰ的花药，用卡诺氏固定液固定并
放置 4℃冰箱中备用。制片时取出花药在 1%醋酸洋红
中染色压片后统计染色体配对构型。或在 45%醋酸中
压片，-70℃超低温冰箱中冷冻后揭片，进行染色体
C-分带和原位杂交（genome in situ hybridization，
GISH）。
1.2.3 染色体 C-分带 染色体 C-分带方法参照 Gill
等[20]程序。揭去盖玻片的载玻片在无水乙醇中脱水 6
h，然后，顺次在 60℃浓度为 0.2 mol·L-1的盐酸中处
理 2.5 min，室温下，饱和 Ba（OH）2 溶液处理 7 min ，
在 60℃的 2×SSC 溶液中复性 60 min。最后，在磷酸
缓冲液稀释的 Giemsa 染色液中染色至适度，用蒸馏
水冲洗，气干后观察、照相。
1.2.4 基因组原位杂交 荧光原位杂交程序参照陈
佩度等[21]和 Jiang 等[22]的方法。用缺刻平移法标记上
Fluorescent-12-dUTP 的簇毛麦基因组 DNA 作探针，
364 中 国 农 业 科 学 41 卷
普通小麦基因组 DNA 作遮盖，杂交后的载玻片用碘
化丙锭（propidium iodide，PI）套染（PI 母液浓度 100
mg·L-1），mounting 胶（VECTA 公司）封片，在 Olympus
BX 60 型荧光显微镜下用 450～490 nm激发光波长观
察，簇毛麦染色质呈绿色，小麦染色体呈红色。用
SPOT CCD（SPOT cooled color digital camera）照相机
摄取图像。
1.2.5 2V 染色体结构变异体的筛选和分析 2003 年
春配制普通小麦-簇毛麦 2V（2D）代换系与普通小麦
农林 26-离果山羊草 3C异附加系之间的杂交，F1自交。
利用染色体 C-分带技术并结合花粉母细胞减数分裂
中期Ⅰ染色体配对构型分析，在 F2植株中初步筛选涉
及 2V 染色体的结构变异株，再用簇毛麦基因组 DNA
作探针的荧光原位杂交（FISH）对上述结构变异株做
精细分析。
1.2.6 DNA 提取 参试材料按单株取叶片以 CTAB
法[23]提取 DNA。
1.2.7 SSR 标记分析 参照 Zhang 等[6] 合成位于
2BS 上的 SSR 引物 wmc25。利用 2BL 上的 STS 标记
NAU/STSBCD135-1进行 PCR 分析。
2 结果与分析
2.1 簇毛麦染色体 2VS·2VL- 缺失系的选育与鉴定
C-分带和 GISH 分析表明，F2 单株 J172-93 染色
体 2n=43，除含有 42 条小麦染色体外，还有一条涉及
2V 结构变异的染色体，其长臂有一条强端带、一条强
近端带和强近着丝粒带，与 2VS 的 C-带带型相同，短
臂具一条弱端带和强近着丝粒带，与 2V 长臂近着丝
粒区段的 C-带带型相同。荧光原位杂交证实该结构变
异染色体来源于簇毛麦。据此初步推测，该染色体是
缺失 2V 长臂端部的一条缺失染色体，2V 长臂缺失部
分约占整个长臂的 2/3。进一步从 J172-93 自交后代中
采用 C-分带顺次 GISH 方法鉴定出纯合缺失系
CQZ66-21（图 1，图 2，图 14-f）。花粉母细胞减数
分裂中期Ⅰ配对分析表明两条缺失染色体 2VS·2VL-
配对正常，形成二价体（图 3）。该植株具有护颖颖
脊刚毛。
2.2 涉及簇毛麦 2V 染色体的易位系的选育与鉴定
利用染色体 C-分带技术，从 F2 代中鉴定出
J172-204 含有一条 C-分带带型明显不同于普通小麦
和簇毛麦 2V 的可能的易位染色体，该染色体的短臂
上分别有一条强端带和强的近端带，在短臂的近着丝
粒处有一弱带，与 2VS 相同。长臂的末端和中部各有
图 1 CQZ66-21 根尖细胞有丝分裂中期染色体 C-分带
（2n=43，箭头示一对 2VS·2VL-缺失染色体）
Fig. 1 C-banded chromosome at mitotic metaphase of
CQZ66-21 (2n=43, arrows denote 2VS·2VL-deletion
chromosome)
图 2 CQZ66-21 根尖细胞有丝分裂中期染色体荧光原位杂
交（2n=43，箭头示一对 2VS·2VL-缺失染色体）
Fig. 2 Fluorescent in situ hybridization on root tip cell of
CQZ66-21 at mitotic metaphase sequencing by C-
banding (2n=43, arrows denote 2VS·2VL- deletion
chromosomes, wheat chromosomes display brown
color, Haynaldia villosa chromosome segments show
green color)
一条弱带，另外长臂近着丝粒处有一条弱带，与 7DL
相似，推测该染色体是由2V的短臂和7D的长臂组成，
初步命名为 T2VS·7DL。从该植株自交后代中进一步利
用染色体 C-分带鉴定出编号为 CQZ70-2（2n=42）的
纯合易位系（图 4）。对该植株根尖细胞有丝分裂中
期染色体进行荧光原位杂交分析，结果表明 CQZ70-2
2 期 陈全战等：利用离果山羊草 3C 染色体诱导簇毛麦 2V 染色体结构变异 365
图 3 CQZ66-21 花粉母细胞染色体的荧光原位杂交（箭头示
一对 2VS·2VL-缺失染色体配成棒状二价体）
Fig. 3 Pollen mother cell at M I of CQZ66-21 after fluorescent
in situ hybridization (arrow show the rod bivalent
formed by a pair of deletion chromosomes 2VS·2VL-)
确实含有两条涉及小麦与簇毛麦染色体的易位染色体
（图 5）。在花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ，CQZ70-2
中的两条易位染色体配成环状二价体（图 6）。为了
进一步鉴定植株 CQZ70-2 中易位染色体的簇毛麦来
源，利用可追踪簇毛麦 2V 染色体短臂的 SSR 标记
Xwmc25-120 进行 PCR 分析，植株 CQZ70-2 能扩增出
120 bp 的特异性条带（图 7）。利用位于 2B 长臂上的
RFLP 探 针 BCD135 转 化 而 来 的 STS 标 记
NAU/STSBCD135-1（纪建辉，私人通讯）进行 PCR 分析，
植株 CQZ70-2 扩增不出簇毛麦特异性条带（图 8）。
上述结果表明植株 CQZ70-2 为含有 2V 短臂易位染色
体的易位系。
图 4 CQZ70-2 根尖细胞有丝分裂中期染色体 C-分带（2n=
42，箭头示 2VS·7DL 易位染色体）
Fig. 4 C-banded chromosomes at mitotic metaphase of CQZ70-2
(2n=42, arrows denote translocated chromosome
T2VS·7DL)
图 5 CQZ70-2 根尖细胞有丝分裂中期染色体的荧光原位杂
交（2n=42，普通小麦染色体呈红色，簇毛麦染色体
片段呈绿色）
Fig. 5 Chromosomes at mitotic metaphase of CQZ70-2 after
fluorescent in situ hybridization (2n=42, wheat
chromosomes display red color, Haynaldia villosa
chromosome segments show green color)
图6 用簇毛麦核基因组DNA做探针，普通小麦核基因组DNA
做封阻，CQZ70-2 花粉母细胞染色体的荧光原位杂交
（普通小麦染色体呈红色，簇毛麦染色体片段呈绿
色，箭头示配成环状二价体的易位染色体 T2VS·7DL）
Fig. 6 Pollen mother cell at M I of CQZ70-2 after fluorescent
in situ hybridization ( arrow shows the ring
bivalent formed by a pair of T2VS·7DL)
对另一株编号为 J172-162（2n=43）的 F2 植株的
C-分带和 GISH 鉴定表明，除正常小麦染色体外，还
具有一条易位染色体，易位染色体的长臂带型与 2VL
相同，短臂带型与 3DS 相似，初步推测为 3D 和 2V
着丝粒断裂重接形成的整臂易位染色体，并命名为
T3DS·2VL。进一步从其自交后代中鉴定出纯合易位
系，编号为 CQZ69-24，染色体数 2n=44（图 9，图 10），
在花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ，CQZ69-24 中的两条
易位染色体配成环状二价体（图 11）。利用簇毛麦 2V
366 中 国 农 业 科 学 41 卷
M：分子量标记；1：硬簇麦双倍体；2：扬麦 5 号；3：簇毛麦；4：2V(2D)
代换系；5：2V 添加系；6：易位系 T3DS·2VL；7：易位系 T2VS·7DL；
8：易位系 T2VS-6BL·6BS；9：易位系 T3DS·2VL；10：缺失系 Del
2VS·2VL-；11：端体 t2VS；12：等臂染色体系 2VS·2VS；13：易位系
T2VS·2VL-W-2VL
M: DNA ladder; 1: T.durum-H.villosa amphiploid; 2: Yangmai 5; 3:
Haynaldia villosa; 4: 2V(2D)disomic substitution line; 5: 2V disomic
addition line; 6: Translocation line T3DS·2VL; 7: Translocation line
T2VS·7DL; 8: Translocation line T2VS-6BL·6BS; 9: Translocation line
T3DS·2VL; 10: Deletion line Del 2VS·2VL-; 11: Telosomic line t2VS ; 12:
Iso-arm chromosome line 2VS·2VS; 13: Translocation line
T2VS·2VL-W-2VL
图 7 SSR 引物 wmc25 扩增结果
Fig. 7 SSR profile of wmc25 primed amplification
染色体短臂的特异 SSR 标记 Xwmc25-120 对 CQZ69-
24 进行 PCR 分析（图 7），发现 CQZ69-24 不能扩增
出 120 bp 特异性条带，表明 CQZ69-24 中的 2V 染色
体臂不是 2V 短臂。利用位于 2B 长臂上的 RFLP 探针
BCD135 转化而来的 STS 标记 NAU/STSBCD135-1，对涉
及簇毛麦 2V 染色体结构变异材料进行 PCR 分析，结
果 CQZ69-24 与簇毛麦、硬簇麦、2V 代换系等含有
2V 长臂的材料具有相同的特异扩增（图 8），进一步
印证了 CQZ69-24 中易位染色体的外源片段可能来自
M. 分子量标记；1. 扬麦 5 号；2. 簇毛麦；3. 硬簇麦；4. 2V（2D）代
换系；5. 2V 添加系；6. 等臂染色体系 2VS·2VS；7. 缺失系 Del
2VS·2VL-；8. 易位系 T2VS·2VL-W-2VL；9. 易位系 T3DS·2VL；10. 易
位系 T2VS·7DL（箭头示 2VL 特异扩增条带）
M. DNA ladder; 1. Yangmai 5; 2. Haynaldia villosa; 3. T.durum-H.villosa
amphiploid; 4. 2V disomic substitution line; 5. 2V disomic addition line; 6.
Iso-arm chromosome line 2VS·2VS; 7. Deletion line Del 2VS·2VL-; 8.
Translocation line T2VS·2VL-W-2VL; 9. Translocation line T3DS·2VL; 10.
Translocation line T2VS·7DL(arrows show 2VL specific amplified band)
图 8 STS 引物 NAU/STSBCD135-1 扩增结果
Fig. 8 Profile of NAU/STSBCD135-1 primed amplification
图 9 CQZ69-24 根尖细胞有丝分裂中期染色体 C-分带
（2n=44，箭头示 T3DS·2VL 易位染色体）
Fig. 9 C-banded chromosomes at mitotic metaphase of
CQZ69-24 (2n=44, arrows denote translocated
chromosome T3DS·2VL)
图 10 CQZ69-24 根尖细胞有丝分裂中期染色体荧光原位杂
交（2n = 44，箭头示 3DS·2VL 易位染色体）
Fig. 10 Chromosomes at mitotic metaphase of CQZ69-24
after fluorescent in situ hybridization (2n=44, arrows
denote translocated chromosome T3DS·2VL)
于簇毛麦 2V 长臂。综合细胞学和分子标记检测结果，
表明 CQZ69-24 可能是含有 3DS·2VL 易位染色体的易
位系。
C-分带和GISH鉴定表明，F2单株CQZ68-27染
色体数目为42条，除具有40条小麦染色体和1条完
整2V染色体外，还具有一条易位染色体（图12-b）。
该染色体的短臂和长臂靠近着丝粒区段的C-带带
型与小麦染色体6B相似，即着丝粒带较强，短臂有
2 期 陈全战等：利用离果山羊草 3C 染色体诱导簇毛麦 2V 染色体结构变异 367
图 11 用簇毛麦核基因组 DNA 做探针，普通小麦核基因组
DNA 做封阻，CQZ69-24 花粉母细胞染色体的荧光原
位杂交（普通小麦染色体呈红色，簇毛麦染色体片
段呈绿色，箭头示配成环状二价体的易位染色体
T3DS·2VL）
Fig. 11 Pollen mother cell at M I of CQZ29-24 after fluorescent
in situ hybridization (arrow shows the ring bivalent
formed by a pair of T3DS·2VL)
随体，次缢痕附近有弱带。其长臂端部和近端部有强
带，与 2V 短臂末端相似，CQZ68-27 植株含有两条完
整 1B，而只有 1 条完整 6B，推测该易位染色体由 2V
短臂末端和 6B 长臂末端易位所致，将其命名为
T6BS·6BL-2VS，GISH 分析证实该易位染色体长臂中
2VS 部分占易位染色体长臂的 1/2（图 12-d）。
a：C-分带的 2V 染色体；b：C-分带的 6BS·6BL-2VS 易位染色体；c：
C-分带的 6B 染色体；d：原位杂交后（GISH）的 6BS·6BL-2VS 易位染
色体（箭头示易位染色体断点）
a: C-banded chromosome 2V; b: C-banded translocated chromosome
6BS·6BL-2VS; c: C-banded chromosome 2B; d: translocated chromosome
6BS·6BL-2VS after fluorescent in situ hybridization(GISH) ( arrows denote
breakpoint of translocated chromosome 2VS-6BL·6BS )
图 12 CQZ68-27 中 6BS·6BL-2VS 易位染色体的 C-分带和
原位杂交
Fig. 12 Translocated chromosome 6BS·6BL-2VS at mitotic
metaphase in CQZ68-27 after C-banding and
fluorescent in situ hybridization (GISH)
GISH 鉴定还发现，F2单株CQZ67-6 染色体 2n=42,
除 41 条小麦染色外还有 1 条中间插入易位染色体，为
部分小麦染色体片段插入 2V 长臂中间而形成（图
13-c），其中小麦染色体片段约占易位染色体长臂的
1/2。C-分带分析表明，该易位染色体有完整的 2VS，
2VL 的端带、近端带和近着丝粒带均存在。插入的小
麦染色体片段无明显特征带纹（图 13-b），因此暂时
还不能判断其来自小麦那一条染色体的片段。
a：经 C-分带的 2V 染色体；b：C-分带的 2VS·2VL-W-2VL 易位染色体；
c：原位杂交后的 2VS·2VL-W-2VL 易位染色体（箭头示易位染色体断
点）
a: C-banded chromosome 2V; b: C-banded T2VS·2VL-W-2VL; c:
T2VS·2VL-W-2VL after fluorescent in situ hybridization (GISH) (arrows
denote breakpoint of T2VS·2VL-W-2VL)
图 13 CQZ67-6 中易位染色体的 C-分带和原位杂交
Fig. 13 Translocated chromosome at mitotic metaphase in
CQZ67-6 after C-banding and fluorescent in situ
hybridization (GISH)
2.3 簇毛麦2VS·2VS等臂染色体和2VS端体的选育与
鉴定
C-分带和 GISH 鉴定发现, F2单株和 CQZ64-8 含
有一条 C-带带型不同于普通小麦的染色体。该染色体
为等臂染色体，C-带带型特点为长臂和短臂均有一条
强端带和强的近端带，在近着丝粒处分别有一条强带，
并有一条弱的着丝粒带。荧光原位杂交证实，该变异
染色体来自簇毛麦。初步推测该染色体为 2VS·2VS 等
臂染色体（图 14，g）。F2单株 CQZ63-6 经原位杂交
证实含有一个涉及 2V 染色体的端体，该端体 C-带带
型特点为，有一条强端带和强的近端带，在近着丝粒
处有一条强带，与 2VS 的带型相同。荧光原位杂交证
实，该端体来自簇毛麦。由此推断该变异染色体为 2VS
端体（图 14，h）。利用可追踪簇毛麦 2V 染色体短臂
的特异 SSR 标记 Xwmc25-120 进行 PCR 分析，
CQZ64-8 和 CQZ63-6 都有 2VS 的特异扩增带（图 7），
表明 CQZ63-6 确实含有 2VS 端体，CQZ64-8 为涉及
簇毛麦 2VS 的结构变异株。
368 中 国 农 业 科 学 41 卷
a. 2V 染色体；b. 2VS·7DL 易位染色体；c. 6BS·6BL-2VS 易位染色体；
d. 2VS·2VL-W?-2VL 易位染色体；e. 3DS·2VL 易位染色体染色体；f.
2VS·2VL- 缺失染色体；g. 2VS·2VS 等臂染色体；h. 2VS 端着丝粒染色
体
a. Chromosome 2V; b. Translocated chromosome T2VS·7DL; c.
Translocation chromosome T2VS-6BL·6BS; d. Translocated chromosome
T2VS·2VL-W?-2VL; e. Translocation chromosome T2VL·3DS; f. Deletion
chromosome Del.2VS·2VL-; g. Iso-arm chromosome 2VS·2VS; h.
Telocentric chromosome t2VS
图14 染色体C-分带后的2V和2V结构变异后形成的染色体
Fig. 14 C-banded chromosome 2V and 2V structure variations
在小麦灌浆期进行护颖脊背刚毛形态标记的调
查，凡是含有 2VS 的缺失系、易位系、端体和等臂染
色体系的植株均有颖脊刚毛，而涉及 2V 长臂易位的
CQZ69-24 无护颖颖脊刚毛。
3 讨论
离果山羊草 3C 染色体在普通小麦农林 26 背景中
的杀配子效应受到部分抑制，当 3C 染色体在小麦背
景中处于单价体状态时，能够有效诱导簇毛麦 2V 染
色体的结构变异。杀配子染色体 3C 诱导簇毛麦 2V 染
色体与普通小麦染色体之间易位具有随机性，因此在
本研究中没有发现补偿性易位类型。但是，随着更多
的易位系被检测，易位系群体的进一步扩大，获得补
偿性易位是可能的。试验中笔者发现杀配子染色体 3C
对普通小麦染色体有同样的致畸变作用，使 F2、F3 代
PMC M I 中期的多价体频率提高，影响了后代的育
性。为了有效保存已获得的变异材料，建议从 F2代检
测出变异后用普通小麦农林 26 回交，这样比 F2代自
交在育性恢复方面更快捷。
簇毛麦 2V 染色体上携有抗小麦眼斑病的基因[7]。
在连续 3 年抗小麦梭条花叶病病鉴定中，笔者还发现
簇毛麦 2V（2D）代换系高抗小麦梭条花叶病。利用
本试验中得到的涉及簇毛麦 2VＬ的缺失系、2VS 端体
和涉及 2V 长臂或短臂的易位系将有助于定位或转移
簇毛麦 2V 染色体上有益基因，目前对上述两个抗病
基因的定位正在进行之中。
本试验所获得的变异植株 CQZ68-27 含有易位染
色体 T6BS·6BL-2VS，其自交后代可得到纯合易位。
利用这一易位系，结合在小麦灌浆期进行护颖脊背刚
毛形态标记的调查，可将簇毛麦护颖脊背刚毛基因进
行更精细的定位。借鉴将长穗偃麦草蓝粒性状成功转
移到小麦背景并作为选育标记的经验[24]，通过创造小
片段易位系等方式将簇毛麦2VS上护颖颖脊刚毛形态
标记导入栽培小麦品种中，并与小麦某一优良性状相
连锁，可以更好的利用这一形态标记为小麦育种服务。
4 结论
本研究运用染色体 C-分带、基因组原位杂交和染
色体构型分析从杂种 F２和 F３中鉴定出涉及簇毛麦 2V
结构变异的异染色体系 7 份， 包括纯合缺失系 1 份
（Del 2VS·2VL-）， 易位系 4 份，其中纯合易位 2 份
（ T3DS·2VL ， T2VS·7DL ）、小片段易位 1 份
（ T6BS·6BL-2VS ） 和 中 间 插 入 易 位 1 份
（T2VS·2VL-W-2VL），等臂染色体 1 份（2VS·2VS）
和单端体 1 份（Mt2VS）。利用可分别追踪 2VS 和
2VL的分子标记Xwmc25-120和NAU/STSBCD135-1进行
PCR 分析，进一步证明这 7 份异染色体系中涉及簇毛
麦 2V 染色体片段。研究结果再一次证实簇毛麦护颖
颖脊刚毛基因位于 2VS，离果山羊草 3C 染色体可有
效诱发簇毛麦 2V 染色体结构变异。
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