全 文 ：种子 S ed e1 9 9 2年 第 1 期 (总 57期 )
· 研究报告 ·
节节麦与野生燕麦杂交研究
张庆勤 肖建富
(贵州农学院 )
摘 要
节节麦 s A颐1卿 a t此c hl (骊 s· )乳 h, Z n = Z x ~ 14 与通北野生燕麦 A v e n a 加 t au L · 2n = 6x ~ 42 直接杂交成
功 。 F , 有两株 , 一株优势很强 ,成穗 143 个 ,另一株生长很弱 ,从苗期开始脚叶就逐渐黄化 ,成穗 14 个 。 经花粉母
细胞镜检表明 ,生长势很强 的杂种 , 是自然加倍的双 2 倍体 , 染色体数为 2n 一 s x ~ 5 6 。 生长弱的杂种植株 ,是 7 倍
体 ,染色体数签本上是 2n ~ 7x ~ 49 。 这 2株杂种芒长在护颖和外颖的背上 ,具有燕麦族芒长在外颖背上的族的特
征性状 。 这 2株杂种对国内白粉菌小种均表现免疫 。 节节麦及其他山羊草种 ,基本土是不杭白粉病的 。 7 倍体植
株的结实率极低 。
色
关健词 : 节节麦 ,野生燕麦 族间杂交
小麦族与燕麦族远缘杂交 ,除我们在本刊 ( 1 9 9 1年 2 期 )发表 “ 野生二粒小麦与野生燕麦远缘杂交研究 ,未见
国内外有关的报导 。
1 材料和方法
母本 ,节节麦 A e g i l卿 t au 、 hi ( co s . ) cS h . , 2n ~ x2 一1 4 , 1 9 8 6 年引自中国农科院作物品种资源研究所 ,冬性 ,
顶芒 , 中感 白粉病 ,穗形图见图版 I 左图 。
父本 ,通北野生燕麦 A v e n a fat 呱 L · 2n ~ x6 一 42 , 1 , 7 8年采自黑龙江省北安县通北镇附近 ,春性 ,在贵阳表
现为半冬性 ,短芒 ,成熟时颖果自然脱落 ,见图版 I 右图 。
杂交技术 ,采用常规直接杂交的方法 。 在野生燕麦扬花前 1~ 2 小时内 ,取鲜黄色的花粉囊 ,放在授粉的小杯
内 ,等花粉囊膨大 ,用镊子夹取 ,直接把花粉抖到母本柱头上 ,其他时间采的野生燕麦花粉囊内花粉没有活力 。 -
细胞学研究 ,晴天在早晨 9~ 1 0 时取样 ,阴天在中午 n ~ 12 时取样 ,这时花粉母细胞分裂最活跃 。 取孕穗后
期泊勺节节麦和燕麦幼穗 ,用手捏孕穗的剑叶叶鞘 ,幼穗距叶鞘尖 2~ 3厘米时 ,这时幼穗的花粉母细胞正处于分裂
中期 。 取出幼穗马上用 3份纯酒精 : 1份冰醋酸配成的固定液固定 ,然后进行镜检 ,发现清浙的染色体图象进行
显微摄影 。 详细方法请参看文献〔。 。
2 杂交经过
1 9 9。年 4 月下旬 ,在节节麦开花前 3天去雄 ,去雄 20 朵小花 。 为了授粉方便 ,在节节麦的护颖和内外颖全张
开时授粉 . 采集通北野生燕麦鲜黄的成熟花药 ,用镊子夹出放入授粉小杯中 ,再用镊子夹已膨大的花药 ,直接把花
粉撤在节节麦已去雄的小花柱头上 ,第 2天再重复授粉 1次 。 结实 3 粒 。
1 9 9 0 年 9 月 25 日 ,先把种子播于盆内 ,放置在阳台上 。 出苗 2 株 ,待幼苗 4 叶期时 ,移人选种圃 。 行距 40 厘
米 ,株距 40 厘米 。 幼苗甸旬生长 , 1 株苗势很强 ,分萦多 ,另 1 株 4个分萦时脚叶开始黄化 ,直到抽穗期时 ,只有旗
叶和 以下 1~ 2 片叶是绿色的 。 生长正常株和黄化株到抽穗期还是甸甸生长 ,只有穗部和倒数 1~ 2 节上翘 。 生长
正常株成移 143 个 ,而黄化株成穗仅 14 个 ,见图版 I , 3 和 4 。 杂种 F , 植株开花时花丝很长 , 3个花粉囊全吐出 , 花
粉囊很大 ,似野生燕麦 ,花粉量大 。
2 株节节麦与通北野生燕麦杂交 F , ,经接种离体叶鉴定 ,对国内已发现的白粉菌小种均表现免疫 。 选种圃中
种植的 24 个种的山羊草 ,其中有 4个类型的节节麦 ,全部中感至高感白粉病 。
节节麦与通北野生燕麦杂交 F , 植株的穗子有 13 一 15 个小穗 ,最多的每个小穗结实 3 粒 ,籽粒饱满 ,大粒 ,百
粒重 4 . 76 克 ,而节节麦百粒重 1 . 2 克 ,野生燕麦百粒重 1 . 3克 。 杂种 F , 百粒重极显著超亲 。 生长正常的 F , 植挟 .
种子 决司 9 I D 2年 ’ 第 1期 ( 总 7 5期 )
结实基本正常 ,黄化株结实率很低 。 杂种 lF 护颖较硬 ,不 断穗节 ,而节节麦成熟时是极易断穗节的 。 杂种 F , 穗子
护颖和外颖的背上都长有短芒 ,图版 1, 2图中 a · b,节节麦及其小麦族各个属及属内的各个种 , 芒都长在外颖的
尖上 ,图版 l , 2 图左 b 。 燕麦族的芒长在外颖背上 ,图版 , 2 图右 b , 杂种 F 、 芒长在外颖背上 ,这是燕麦族的特征
性状在杂种 F , 植株上的遗传表达 。
杂种 F : 较易与普通小麦杂交 。
3 细胞学研究
节节麦 A e , l嘟 t a 。、 h si ( e心 . ) cs h . 是 2倍体 , Z n = Z x ~ l 一 ,见图版 。 , 6 图 。通北野生燕麦ve^ , l a f a : u a L
.
Zn一
叙 = 42 , 图版 亚 , 7 图 。 节节麦与通北野生燕麦杂交 F : 生长正植株的花粉母细胞镜检表明 ,是节节麦与野生燕麦
的双 2 倍体 ,是 自然加倍而成的 , 2n ~ s x 一 56 ,见图版 , , 1一 5 图 。
节节麦与通北野生燕麦杂交 F I 的黄化植株 ,经花粉母细胞镜检表明 ,染色体数大部分花粉母细胞为 2n 一 7x
~ 4 .9 图版 l , 2 图 . 图中的染椒休为分努后期 ,两极各为 21 个二价休 . 应该暴燕夯食伍休 . 7 个落后二价休 . 亩该
是节节麦的染色体 。 出现有 42 条染色体的构图 , 以及具有 7 ~ 1 个单价体的不同数目染色体的非整倍体 。 图版
l
,
4 图和 1 、 从沃6 、 队 o9
正常情况下 , Z n一 14 的物种与 2n ” 42 的物种杂交 , F L的染色体数应该是 2n ~ 28 。 节节麦与通北野生燕麦杂
交 F , 则出现自然加倍的类型 , 2n 一 8x = 浦 ,和 2n ~ 7x = 49 的类型 ,这种类型也可称为自然加倍不完全的类型 。 可
能在减数分裂过程中 ,野生燕麦的染色体经复制后形成 21 个二价体 ,而节节麦的染色一体仍停留在 7 个单价体阶
段 ,减数分裂后期至末期 ,未形成赤道版 ,结果形成 42 个野生燕麦染色体加 7 个节节麦染色体的细胞 ,形成 2n ~
49 的染色体构图 。 图版 I , 7 图 。
4 讨论和结论
4
,
1 节节麦与通北野生燕麦能够杂交 ,说明节节麦与野生燕麦亲缘较近 。 我们用野生二粒小麦与通北野生
燕麦杂交成功` , 进一步证明 ,节节麦与野生燕麦具有起源上的相关性 ,小麦族和燕麦族是同一祖先进化发展而
来 。
水 2 节节麦与通北野生燕麦杂种 lF 的双 2 倍体类型 ,经离体叶片接种鉴定 ,对 目前国内的白粉菌小种均表
现免疫 ,我们用节节麦与野生燕麦杂交产生的双 2倍体类蜜 ,经与普通小麦杂交试验 , 杂交较容易成功 ,可以作为
抗源利用 。 特别是目前 ,国丙外小麦白粉病流行普遍而严重 , 而病菌致病性变异快犷普通小麦种内白粉病抗源很
少 , 而小麦属的不同种能杭目前国内夕喻出现的白粉菌小种的不多 , 国内外认为 , 最抗白粉病的栽培二粒小麦
hK 即 lj, 以前在贵阳表现对白粉病免疫 ,现在表现为高抗 * 我们对它进行了研究闭 ,育成高抗目前国内所有白粉菌
小种的贵农拓号 。 节节麦与野生燕麦合成的双 2 倍体 ,作为白粉病抗源利用 ,对我国小麦抗病育种具有很大意
义 。
· 参 考 文 献
〔1〕 李国珍 1 9 8 5 (染色体及研究方法 ) 科学出版社
〔2〕
〔幻
张庆勤等 1 9 9 1 野生二粒小麦与野生燕麦杂交研究 种子 19 91 ( 2)
19 91 张庆勤 Kha 皿 在小麦抗病育种中的利用 植物保护学报 第 18
图 版 说 明
2一 4
卷第 l 期 4 1一 6礴
图版 I (见封底 )节节麦 A心 1卿 at us hc i (co s · ) , .h 和通北野生燕麦 vA en a af tau L 杂种扒 和亲本的植株
和穆型图
1
.左 ,节节麦稼型 ,中 , 杂种 lF ,右 ,通北野生燕麦
2
, 之从左到右)分别为节节麦 (左 1、 2 、 3) 杂种 F : 代 (中 4 、 5 、 6) 和通北野生燕麦 (右 7沼 、 9 )的护颖 、 外颖 、 内颖 口
3
. 八倍体植株 礴. 七倍体植株 , -
P lc l u r e l
1
.
eL f t
.
aE r
o f eA g i l
o 邵 t a u 即h i宝; e e n t r e , F 一 h y b t id 各R i g h t . A , e o a fa ut a
2
. 玩 ft , .a hs 划山 b . 化 mma , ` 醉alO 时 A叼 1o 件 at u朋 ih 挥 en tr e , IF h y b r id 州 hg t , A ve an
3 戮 沈怕 p l心狱 贝a n t 么 凡 h e tP a p ilo d p la nt
.
2
。
种子 s喇 1 9 92 年 第 l期 ( 总 5 7 期 )
图版 互 节节麦与通北野生燕麦 F , 的双二倍体植株的花粉母细胞染色体构图
1一 5 . 双二倍体 植株花粉母细胞染色体构图 , 2n 二 56
6
. 节节麦花粉母细胞构图 Z n 鑫14
7
. 通北野生燕麦花粉母细胞染色体构图 , 2n ~ 42
P id U t e 皿
l一 5 . P M C e h r o m o so m e s t r a e t u r e o f d o u b l e d ip l o id , Z n = 5 6
6
,
A e习110 粥 st u 即ih i Z n = 1 4 7 . A v e n a f a t u a Zn 一 4 2
S t u d y
T a U S C h i i
o f H y b r i d i z a t i on
( C O S
.
) S c h
.
B e t w e e n A e g i l o P s
a n d A v e n a F a t u a l
.
Z b a理 Q加 q场g , S h l o J i a n资u
( G u i z h o u A g r l e u i t u r a l C o l l e g e )
A加行 a e t
T h e id r ec t h y br i d iaz t一o n be tw e e n A e颐 10脚 at u , e 川 i ( c侧蛇 . ) cS h . Z n ~ Z x二 14 an d A v e n a fa tua L . Z n = 6x 一 42 ha v e be 侣 n s u e e e叼团 . F l
恤 d Z p一an st , a p扭 n t w as s t or n g d om j n an ce w h i e h fo r m de 1 4 3 附s . A n ot h e r , e w v e职 w ae k l y , 介 o m s e ed il n g s啡心 i st fo t l e a f ” l lo w曰
, 侧 u a l zy an d th o las t f or m de 14 aer s , F I OP l e n m a ter n a l ce l s w e r e e h e c kde w 呈t h t h e m icr 的〔 。 p e , t h e s t r o n g s r ow i n s hy恻d w a习 n a t u r ia
dou b一曰 ot dou b ,。 d sp lo 记 w h i e h 山 r o m , o m。 。 u咖 : w 、 Z n一 s x 一 56 . T h。 宙ae k : r o w l n , h y b对d 铸as h叩娜 l o id w欣h 。肠。 1~ 。 。 u m -
be
r w as Z n = 7x 二 49 . T h es e 2 h y b r ids p〕 s` (巧 ed t h e e h鱿 as c t e r s t i伪 o f ao t tr ibe a w n o f w ih e h g er w o n the l e m m a b a汰 . T h e y sh o w de h n m u -
n syt ro a u r ac es
o f 矽 w d e r m i l d e w i n , i d e t h e co u n tr y . A e g i l o Ps at u s hic 主朗 d o t h e r A叼 10声 s pp . h a v e l t t l e r se is画 e e t o 加钊 er m l ld e w . T h e
fr u l t一 枷组七In g r at e of h eP at PI说 d P l a l l t w as low se t
·
K e y w o r d s : A e乡10详 ta 习 s c h过, w i l d o o t , i n t e rt r王be h y br l d iaz t i o n
·
3
·
种子 、 一舜甸一 1的2年 第 1 期 (总苏界欺 )
图版互 节节麦与通北赓压燕麦薄最杂细的花粉母缎胞染色体数主要为知一瀚 的染色林构图 1倾瓜 6, 8,
:.,翠纂鹭擎罗时不嘿黎粼怨卿耘染钵
P腼。 不犷撬念袅恶罗介弩窦黑默器罢黔’ 酗 版 壤,丽 六 舌侣碾跳 , 下 抽蔚 份了 几 淤污 由妞瘾 自峨 端盖
壁
,
、谨一 ,