全 文 ：山西农业科学 19 8, 26 ( 4 ) : 3 一 6 oJ 叨耐 of s} u刀以 i电位诚 二幼以 & 必一
六倍体小簇麦一天蓝堰麦草三属杂种
形态学 、 细胞学及育性研究
裴 自友 孙 玉 孙善澄 白云凤
(山西省农业科学院作物遗传研究所 ,太原 0义刃3 1 )
摘 要 以六倍体小簇麦为母本 , 天蓝僵麦草为父本 ,经杂交获得小簇麦一天蓝僵麦草三属杂种
lF
。 杂种 自交不孕 ,形态上呈双亲中间型 ,并保持双亲所具有的优良抗性 。 杂种体细胞染色体数 2n
= 6 x 二 42
, 减数分裂中期 I 染色体平均配对构型为 30 . 75 1 + 5 . 24 1 + 0 . 2 1 十 0 . 03 W 。 讨论了克
服 lF 不育的方法 。
关键词 小簇麦 天蓝僵麦草 三属杂种 形态特征 染色体行为
现代小麦育种不仅追求高产 、优质 ,还提出增强抗多种病害和抗逆性 目标 。 由于仅在种内
进行品种改 良常感基因资源的不足 , 因此远缘杂交 已 日益受到各国育种家的重视 s[] 。 六倍体
小簇麦具有许多优良的农艺性状 ,如对白粉病免疫 ,抗锈病 , 中抗全蚀病以及种子中含有高蛋
白和高赖氨酸等 s[] 。 天蓝僵麦草对三锈免疫 , 高抗黄矮病并且抗逆性较强 [’ ] 。 因此 ,利用小簇
麦与天蓝惬麦草杂交 , 可以把簇毛麦 、天蓝僵麦草两个属 的有利基因综合到一起 ,创育 出有用
的小麦育种材料 。 本文报道六倍体小簇麦一天蓝僵麦草三属杂种的形态 、 育性和细胞遗传学
行为 。
1 材料和方法
1
.
1 材料
六倍体小簇麦 (亦称硬簇南农 )是硬粒小麦品种 中引 l3 10( irT ict 。 己~ 2n
=
28
, 从B )
与簇毛麦 (肠” 咖她 公“如。 2n 二 14 , w )属间杂种 lF 自交产生的双二倍体 ( 2n = 42 , AAB BVV ) ,
由南京农业大学细胞遗传研究所引人 。 天蓝僵麦草 (月乡叼妙功 n 脚uc um nZ 二 42 , E I E I凡肠X )
由本室保存 。 试验以六倍体小簇麦为母本 , 天蓝僵麦草为父本进行杂交 , 获得杂种于温室育
苗 , 19 4 年春移栽到网室中。
1
.
2 细胞学观察
1
.
2
.
1 根尖染色体制片 移栽时 ,取生长旺盛的根尖在冰水中处理 2 一 24 h , 卡诺氏固定液 固
定 24 h , 换 70 %酒精保存 ,醋酸洋红染色压片 。
1
.
2
.
2 花粉母细胞减数分裂制片 取时期适宜的幼穗 , 卡诺氏固定液固定 , lmo F L 盐酸解离 ,
孚尔根染色 , 45 % 醋酸压片 。 O幼咐 P US 显微镜显微摄影 。
1
.
3 花粉育性观察
寮 收稿 日期 : 1卯 8一代抖一2 7
山西农业科学 1卯8 年第 6 2卷第 4期
取 2一 3枚成熟花药 ,用稀醋酸洋红溶液染色 、镜检并统计可染色花粉粒的百分率 。
2 结果
2
.
1 三属杂种 F , 植株的形态学
本研究利用小簇麦与天蓝僵麦草进行三属杂交 ,结实率为 2 . 8% ,三属杂种种子瘦瘪 。 杂
种 F ; 在形态上呈双亲中间型并偏向父本天蓝僵麦草 ,幼苗生长旺盛 , 表现较强 的杂种优势 , 平
均单株成穗 35 穗 。 在网室不接种条件下 , 像父本 、母本一样不感染黄矮病和白粉病 、 锈病 , 而
对照中国春高度感染 。 杂种穗部形态呈 中间型 ,微芒 , 颖脊具有类似簇毛麦特有 的刚毛 , 且穗
轴节 易断 ,具有天蓝僵麦草的根茎特征及再生性 。 这些特征可用来判别真假杂种 。
2
.
2 三属杂种 F ; 的体细胞
六倍体小簇麦 2n 二 42 ,六倍体天蓝僵麦草 2n = 42 , 三属杂种 F ; 根尖体细胞鉴定 2n = 42 ,
说明杂种具有完整的硬粒小麦的 14 条染色体 、簇毛麦的 7 条染色体和天蓝僵麦草的 21 条染
色体 ( Z n = A BVE I凡 X ) 。
2
.
3 三属杂种 lF 的减数分裂
2
.
3
.
1 中期 工 亲本六倍体小簇麦 P M C 减数分裂中期 工有 20 . 5 个左右二价体 ,仅在部分细
胞中有少量单价体和极个别细胞中有一个三价体或四价体 。 天蓝僵麦草 P M C 减数分裂趋向
于二价体化 ,平均为 20 . 8个二价体 , 多价体频率相对较低 。 三属杂种 F l 的 P M C 减数分裂中期
I 在 140 个花粉母细胞中有 87 . 1% 的花粉母细胞 中出现 4 一 7 个二价体 , 表明在杂种 F , 的 42
条染色体中约有两个染色体组的染色体能够相互配对 ,这两个染色体组即为天蓝僵麦草的 lE
和 凡 染色体组 , 所形成 的二价体都为棒状二价体 。 在 20 % 的细胞中出现三价体或 四价体 ,
87
.
9% 的细胞 中含有 28 一 34 个不配对染色体 。 大量不配对的染色体在中期 I 无规律地分布
在细胞中 , (小簇麦 x 天蓝僵麦草 ) F ; 花粉母细胞染色体平均配对构型为 30 . 75 工 + 5 . 24 1 +
0
.
2 2 1 + 0
.
O3 W
。
表 1 三属杂种及其亲本减数分裂中期 I 染色体平均构成
材料 工 1 m W X at 观察细胞数
小簇麦 0 . % 20 . 5 2
( 0
一 6 ) ( 19
一 2 1
0
.田 8
( 0
一 l )
0
.田 3
( 0
一 l )
天蓝堰麦草 20 . 7 9
17 ~ 2 1
小簇麦 /天蓝僵麦草 30 . 75 5
( 2 1
一 36 ) ( 2
0 2 2
( 0 一 4 )
0
.印 8
( 0
一 2 )
0
.
03
( 0
一 l )
表 2 小簇麦 、 天蓝惬麦草及杂种 F , 的花粉育性
材料 观察花粉总数 着色粒数 着色率 (% ) 自交结实率 (% )
小簇麦 9 50 8 27 87 . 1 68
天蓝僵麦草 12X() 1的8 91 . 5 85
小簇麦 /天蓝僵麦草 1 20 124 1 . 1 0
2
.
3
.
2 后期 I 与末期 工 杂种 F l 后期 工可见大量落后单价体 , 同时还观察到单价体提前解
离 。 末期 工每个二分体含有 0 一 7 个微核 。
2
.
3
.
3 杂种 F l 减数分裂后期 1 在赤道板两边落后 的染色体由于其分离滞后 , 在后期 1 和
四分体时期形成大量微核 ,观察到三分体 、 四分体 、 五分体和六分体 , 其中绝大多数是四分体 ,
10 % 的四分体含有微核 。
4
山西农业科学 1卯8 年第 26 卷第 4 期
且三属杂种 F , 减数分裂 中期 工有 20 % 的细胞 中形成三价体或 四价体 。 这些都证实天蓝堰麦
草的染色体上载有一些基因 ,它们强烈促进部分同源染色体配对形成二价体或多价体 ,这些基
因使向小麦转移天蓝僵麦草 、簇毛麦优 良基 因成为可能 。
3
.
3 克服三属杂种 F l 不育的方法
由于三属杂种 F l 自交不育 , 阻碍了进一步利用 。 克服杂种 F l 不育性主要有 以下 3 条途
径 :①大量回交并结合幼胚培养技术以便获得杂种后代 。 ②将 F ; 分丛 , 即利用其再生性 , 通过
无性繁殖扩大群体 。 ③幼穗培养经继代繁殖减少外源染色体数 ,诱导易位 , 从而增加染色体配
对水平 ,提高育性 。
参 考 文 献
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A M o r P h o l o g y
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