全 文 ：第12 卷
1 6 9 8
第 1 期
年 3月
作 物 学 报
A C r A A G R O N OM ICA S IN I C A
V ol
。
1 2 N o
。
1
M犷 . , 1 9 8 6
普通小麦 ( T . ae ist vu m ) 与八倍体
小黑麦 ( T irt ic al e ) 杂交后代的育性
与减数分裂行为观察研究初报 ’
孙振雷 马缘生 许运天
( 中国农业科学院作物品种资源研究所 )
S T U D IE S O N F E R T IL I T Y A N D C Y T OG EN E T! C S O F T HE R E COM B IN E D
S T RA IN S F R OM T R IT IC AL E X W H EA T ( O R W HE AT X T R IT IC AL E )
S a n Z h e n l e i M
a Y u a n s h e n g X u Y u n t i a n
( I n
: t i t u t e o f C r
o P G e r o P l a : m R
e s o u r e e s , C h i n e s e A c a d
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f A g
r玄c u lt u r a l S e i e n e e s )
利用普通小麦与八倍体小黑麦杂交 , 培育出形态学似普通小麦的次级六倍体 ( S e c -
o n d a r y h e x a P l o i d )
, 是目前广泛开展的一项研究 。 国 外 , 早 在 1 9 3 9年 M u N T E IN G
就论述了八倍体小黑麦与普通小麦杂交后代的细胞遗传 , 植株生活力 , 育 性 等〔 4 〕 。 之
后 , 对于小麦与小黑麦杂交后代细胞遗传的研究相继有些报道 〔 “ 〕 · 〔 “ 〕 、 〔 7 〕 、 〔的 、 〔 ” 。在国
内 , 虽有利用小麦与小黑麦杂交创造新品种或品种资源的研究 , 但很少有人对其杂交后
代细胞遗传进行研究 〔 1 〕 、 〔幻 、 〔 “ 〕 。 本文旨在通过对若干小麦与八倍体小黑麦杂交高代
品系的减数分裂和育性的观察研究以期能为利用这种杂交方式创造新种质资源提供一些
依据 。
一 、 材料和方法 ,
供试材料共 2 个组合 、 4 个品系 , 如右表 :
以上杂种品系均属 F 。 , 基本稳定 。
。 方法 : 花粉母细胞减数分裂 期 取 材 观
察。 所取材料用卡诺氏液固定 , 醋酸洋红染
色 、 镜检 , 照像 , 分别统计中期 I 单价体 ,
后期 I 落后染色体 , 桥 , 四分体期小核的数
量。 收获时进行育性调查。 按原始小花结实
率 (原始小花指每小穗基部第一 、 二朵小花 )
公式计算〔1。〕:
杂种品系代号 组合名称
4 15 3
4 1 61
农林 10 号 ( 普通小麦 ) x
H魂4 3 ( 八倍体小黑麦 )
同 上
H 1 8 1 ( 八倍体小黑麦 ) 又劳夫林 13 ( 普通小麦 )
同 上
” 实率 ( % , 二笔擎,霜擎磊蔷爵纂着备塑 / 10
杂种品系及双亲每个材料调查 8 ~ 18 株 , 每个材料每个时期至少观察 2 0 个以 上 细
( 28 8~ 1 2 2〕 ) , 观察细胞总数 1 8 9 8 8个 ,对所调查项目的数字均作杂种品系和亲本之间
差异显著性测验 ;变异系数的分析 。对杂种品系和亲本小麦的调查项目之间作相关分析。
. 孙振雷现在内蒙哲盟畜牧学院工作 。 本文1 98 3年 7月27 日收到 ,
68 研 究 简 报 1 2卷
结果分析 (一 )育性 杂种品系的原始小花结实率明显优于双亲 , 所有杂
种品系与亲本的差异都达到了极显著程度 。 4个杂种品系的原始小花结实率 都 达 到 了
90 % 以上 , 最低的是 2 个亲本小黑麦 。 详见表 1 。
表 1 杂种品 系与双亲结实性比较
~ 、 、
、
项 目 材料
~
\ 、
P 1
农林 10
P
2
H 4 4 3
品系 1 品葬
4 1 4 9 4 4 1舀3
P
i
H 18 1
P
:
劳夫林 13
品琴 ) 品奚
1
调 , , 。 1。 1 1: } 1 5 } 1 1 { 1 1 } 1。 1。 … 。
原始小花结实 (% )
P
1
8 1
。
6 8 6 7
。 1 7 9 1
。
5 1 9 3
。
58
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…::一
…
8 0
。
3 3 9 3
。
8 8 92
。
1 1
二
注 : lP (概率 ) 同亲本 1 ( P , ) 的差异 P Z ( 概率 ) 同亲本 2 ( P Z · ) 的差异 一 二 P> 。 . 05 . = 0。 05 > P > 。 . 01
二 = 。 . 01 > P以下各表同
(二 )减数分裂表现 1 . 中期 I 所有供试材料中期 I 都出现单价体 , 但出现的
频率有差异。 亲本小黑麦的正常细胞数最低。 其次是杂种品系 4 16 5 、 4 1 49 、 4 15 3 , 正常
细胞的频率分别是 7 . 8 % 、 84 . 95 % , 8 7 . 4 3% , 都低于亲本小麦。 每细胞平均单价 体
数分别是 。 . 48 、 0 . 35 , 0 . 24 , 都高于亲本小麦 , 其中 4 1 49 、 4 16 5和亲本比较差异显著。
4 个杂种品系的变异系数 ( C V )都高于双亲 , 说明杂种品系在中期 I `是 不 稳 定 的 。 此
外 , 劳夫林 13 的正常细胞频率也低于 90 % , 说明这个亲本小麦也不稳定。 详见表 2 。
表 2 中期 I 杂种品 系与双亲单价体数
-
-一 _ _ 材料 { lP项 目 一 ~ 、 ` 、 、 \ \ } 农林 l ” P 2H 4 4 3 轰蠢 盈蠢 P 1H 1 81 P 2劳夫林 13 品葬 } 品墨4 1 b l } 4 1 b巨
29
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极 限
S
C
一
V ( % )
P
1
P
2
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1 02 6
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0
。 1 6
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7 6 0
2 8
。
8 2
2
。
2 0
1
。
22 一 3 。
0
。
67 0
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。
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6
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。
95
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。
3 5
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1 04 2
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。
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。
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5 1
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7 7
。
8 8
0
。
48
0
。 08 一 1 。 0 6
0
。
3 0 4
63
。
2 6
二
同时 , 在中期 I 也观察到多价体和棒状二价体等异常现象 。 这些异常现象出现的频
率也是杂种品系高于亲本小麦 , 见图版 1 ~ 7 。
2
. 后期 I 落后染色体出现的频率同中期 I 单价体的表现基本一致 , 杂种品系
4 1 6 5
、
4 1 4 9
、
4 1 5 3的正常细胞数分别是 5 1 . 9 1% 、 5 6 . 2 3% 、 5 5 . 5 4% , 都低于亲本小麦
4 1 49
、
4 1 5 3的每细胞落后染色体数和亲本小麦差异都达到了极显著和显著 。 4 16 5的每细
胞落后染色体数虽也多于亲本小麦 , 但差异不显著 , 可是变异系数明显高于双亲 , 每细
胞落后染色体数最多达 0 . 64 个 , 最少 0 . 04 个 。 同样 , 亲本小麦劳夫林 13 的正常细胞频率
也未达到90 % , 每细胞平均落后染色体数达到0 . 16 个 , 高于农林 10 和 4 1 6 1。 详见表 3 ,
图版 8 ~ 1 0 。
减数分裂后期 I 桥的出现频率也以杂种品系为最高。 出现频率最高的是 41 53 , 正常
1期 作 物 学 报 如
表 3后期 I杂种品 系与双亲落后 染色体数
Pi
农林 1 0
P 2
H3 4 4
品系
9 4 1 4
品多
4 1每 3
Pi
H1 1 8
P
2
劳夫林 3 1
品系
4 1 61
品系
4 1 6 5
l
|
!
s es e冈`
|
w
.
|
w调查株数
调查细胞数
正常细胞数 %
落后体 /细胞 (王 )
极 限
S
C
.
V( % )
P
1
1 0
3 61
9 1
.
9 7
0。 0 8
0
。
4 0
一
0
。
1 2
0
.
4 0 5
67
。
5
8
4 1 2
4 0
。
3 8
1
。 2 8
0
。
4 6
一 2。 4 7
0
。
9 5 8
4 6
。 9 4
1 2
4 43
86
。 23
0
。 20
0
。
0 8
一 0。 3 7
0
。
7 0 5
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。
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1 0 }9 !。 }xo 1{ 01 0
2 8 8
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。
54
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0
。 07
一
0
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3 3
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。
1 0 6
9 5
。
04
.
59 8
4 0
。 9 2
1
。
57
0
。
3 6
一
2
。
8 5
0
。 83 2
5 2
。
4 0
4 27
8 8
。
9 9
0
。
1 6
0 8
一 0。 3 4
0
。 07 8
4 8
。
51
43 8
9 3
。
1 7
0
。
1 1
0
。
4 0
一
0
。
3 1
0
。
0 8 5
7 7
。
67
二
49 0
1 8
一
9 1
0
.
26
0
一
4 0
一
0
一
64
0
。
3 1 2
8 2
一
7 0
二
P
,
{
,
_ 匕_ 」~ _止 . ! ’ . } }
细胞占6 5 . 6 3% , 每细胞平均桥数达 0 。 6 19 个 。 除 4 165 外 , 其它 3个杂种品系和亲本小麦
差异极显著 , 4 165 , 4 1 61 和亲本小黑麦差异极显著 。 和前项指标一样 , 亲本小麦劳夫林
13 也表现出不正常 , 正常细胞未达到 90 % , 详见表 4 。 在看到桥的同时 , 经常看到大小
不同的断片 。 图版 n ~ 1 30
表 4 后期 I 杂种品 系与双亲桥数
一 ~ \ ~ 材司 ’式 ! P : ’ } ’ 品系 」} 赫 一 } P l 厂 P : } 品系 } ’ 1 品系项 “ ~
~
~ …农林 `叫 ” “ 3 { “ ` 。 } “ 5 3 } “ ` 8` } ” 夫林 `到一兰竺上 -坐1调查株数 】 1 0 } “ 1 1 2 1 1 0 1 ” 1 ” } 1 0 1 1 0调查细胞数 _ } ” 6 1 { 4 2 1 { 连 43 1 “ 8 8 ! ” 8 9 } 4 2 7 } 4 83 1 峨 09
正常细胞瞥 % ) } ” 5 · 0 1 } 7 8 · 6 2 { 7 7· 88 1 “ 5 · 6 3 1 ” 4 · 0 6 } “ 7 · 5 9 } 7 7 · 85 } “ 1 · 1 7株 /细胞 ( x ) } ” · 0 7 1 “ · 4 3 5 } ” · 3 4 1 } “ · “ 19 { ” · 0 9 9 1 ” · 19 3 } “ · 37 7 } o · 3 4 8麒 ! 。· 04一 o · 1 61 0 · 1 1一 0· 8 9 } o · “ 9一 。· 74 { 0· 2 1一 1 · 2 4 } 0· 01一 0 · 2 1} 0· 03 一 0 · 3 8} 0 · 2 5一 o · 5 3 { 0· 1 2一 0· 8。S } ” · 0 4 3 { “ · 2 4 3 { ” · 2 0 6 } 0· 3 1 8 } “ · 0 6 9 { “ · 1 1 1 } “ · 1 16 1 “ · 2 2 4
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P `
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} 二 } { } . ’ }尸 } { 一 { 一 } } { 二 }后期 I 也看到了一些其它异常现象 , 如 : 染色体不分离 , 两极不均衡分禽, 多极分
离等 。 这些异常现象也是杂种品系 比亲本小麦出现得多 。 见图版 14 ~ 1 6。
3 ` 末期 l 末期 I 小核的表现同前两个时期不一致 。 除 4 16 1外 , 其余 3 个杂种
品系和亲本小麦差异不显著 。 杂种品系 4 1 6 1的每个四分体平均小核数显著低于亲本小麦
劳夫林 1 3 。 可见劳夫林 13 是不正常的 。 但从变异系数看 , 所有杂种品系都高于 亲 本 小
麦。 见表 5 , 图版 1 7 ~ 1 8 。
表 5 末期 l 杂种品 系与双亲小核数
、贪~ 丝… P , } P : { 品界 } 品系 I P : { P Z … 品多 { 品奚} 农 林 10 } H 4 4 3 } 4 14 , { 4 1 5 3 } H 1 8 1 }劳夫林 13 } 4 1 6 1 }周查株数
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才O 研 究 简 报 1 2卷
( 三 ) 减数分裂行为与育性的关系 从表 6看到 , 减数分裂行为与育性无绝对的平
行关系 , 杂种品系的原始小花结实率高 , 但中期 I 单价体 、 后期 I 落后染色体 、 桥及末
期 ! 四分体中小核数均高于小麦亲本。 从表 7 看到 , 原始小花结实率同单价体 、 落后染
色体 、 桥 、 小核的相关系数分别是 0 . 4 4 3 1 、 0 . 4 2 8 3、 0 . 7 9 6 3 、 一 0 。 2 5 6 2 , 虽有相关 , 但
却均未达到显著水平 。 因此看来育性的好坏不是单纯取决于减数分裂行为正常与否 , 原
因尚待研究 。
表 6 减数分裂行为与结实性关系
濡〕 \ 户料 P l 厂一~不尸一一 系 盈勇 _ _ P l P : . 品系 系供 曰 ~ ~ ~ 农林 加 { 1 2 4 9 h 工8 1 劳夫林 13 } 4 1 6 1 6 5} H 44 3
原始小花结实 (% ) 8 1 。 6 8 6 7。 17 9 1。 5 7 93 。 5 8 7 2一 5 1 8 0。 3 3 9 3一 8 8 ’ 9 2。 1 1
中 正常细胞% 9 1。 8 1 2 8 。 8 2 8 4。 9 5 8 7。 4 3 3 1。 18 8 8。 3 8 8 8。 9 7 7 7。 8 8肋 单价体 /细胞 0 . 1 6 2 。 2 0 0一 3 5 0 一 2 4 2一 04 0 。 2 1 0 。 1 9 0。 4 8
I
正常细胞% 9 1。 9 7 4 0。 3 8 8 6一 2 3 8 8一 5 4 4 1 . 92 8 8 。 9 9 9 3一 1 7 8 1。 9 1
落后体 /细胞 0 一 0 8 1。 2 8 0 。 2 0 0一 1 8 1。 57 0。 1 6 0一 1 1 0。 2 6
正常细胞% 95 。 0 1 7 8 。 62 7 7。 8 8 6 5。 6 3 9 4 。 0 6 8 7。 5 9 7 7。 8 5 8 1。 1 7
桥 /细胞 0 。 0 7 1 0 。 4 3 5 0 。 3 4 1 0。 6 19 0 。 09 9 0一 1 93 0。 3 77 0一 3 4 8
正常四分体 % 92 。 8 7 3 1。 9 1 9 2 。 0 2 9 1 . 4 9 4 2。 ( 5 8 8。 8 4 9 3一 9 1 9 0 。 1 7
小核 /四分体 ( 。 0 8 1。 9 7 f 。 10 ( 。 1( 2 。 0 2 0。 1 5 0。 0 7 0 。 1 5
从表 7 中还看到 : 只有单价体同落后染色体相关系数是 0 . 9 3 0 9达到极显著水平 , 同
其它指标相互之间相关未达到显著水平 。
从以上试验结果分析 , 初步看出: 小麦 表 7 各调查项 目之 间的相关系数
与八倍体小黑麦杂交可以产生有些育性优于
双亲的个别稳定的小麦品系 , 看来 , 这种方
法对获得新的育种材料是可行的。
育性的好坏看来不是单纯取决于减数分
裂行为正常与否 。 而对减数分裂行为不正常
的原因 , 与育性的关系等问题 , 一直有不同
的论点 , 一 待以后再研究讨论 。 .
单价体 落后体 桥 } 小核
落后体
桥
小核
原始小花结实率】。。 4 43 1
0
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