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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2014年第3期
多年生小麦的选育研究始于 20 世纪 30 年代［1-3］，
多为小麦与近缘多年生野生种、属杂交育成，其特
点为生长繁茂，根系发达，抗逆性突出（抗旱、抗寒、
抗病等），植株具有再生能力，对小麦、牧草的品质
改良［4-6］，及改善农业生态环境具有重要意义［7-9］。
中间偃麦草（Thinopyrum intermedium，E1E1E2E2
StSt，2n=6x=42）是野生的多年生禾本科小麦亚族类
麦属（Thinopyrum）异花授粉植物［10］，对小麦白粉、
收稿日期 ： 2014-01-08
基金项目 ：国家高技术研究发展计划（“863”计划）项目（2011AA10010205），黑龙江省教育厅科学技术研究项目（12531198）
作者简介 ：靳嵩，男，硕士研究生，研究方向 ：细胞遗传学 ；E-mail ：song577692@163.com
通讯作者 ：张延明，男，副教授，博士研究生，研究方向 : 分子细胞遗传学 ；E-mail ：blueright@163.com
多年生小麦杂种 F5 代分子细胞遗传学鉴定
靳嵩 周璇 李政宏 李集临 张延明
（哈尔滨师范大学生命科学与技术学院 黑龙江省分子细胞遗传与遗传育种重点实验室，哈尔滨 150025）
摘 要 ： 对利用八倍体小偃麦和中间偃麦草杂交获得的多年生小麦杂种 F5 代中选育的 15 份材料进行形态学观察和分子细胞
遗传学检测。结果表明，大部分材料均含有 E 组和 St 组染色体或染色体片段。其中，8 份中间型（小偃麦类型）材料具有双亲性状，
根系发达、植株繁茂、分蘖多、抗逆性强等 ；但染色体数目仍不稳定，介于 42-56 之间，有 6 份材料具有再生性 ；7 份普通小麦
型材料染色体数在 41-43 之间，虽无再生性，但含有中间偃麦草染色体或染色体片段，具有大穗多花、抗病等特性，可能为 E 或
St 组染色体代换或易位材料。以上结果表明决定多年生小麦再生性、抗寒性和多年生特性的基因主要存在于部分 E 和 St 染色体上。
关键词 ： 中间偃麦草 多年生小麦 形态特征 分子细胞遗传学 染色体
Molecular Cytogenetic Identification of Perennial Wheat Hybrid at the
Fifth Generation
Jin Song Zhou Xuan Li Zhenghong Li Jilin Zhang Yanming
（Key Laboratory of Molecular Cytogenetics and Genetic Breeding of Heilongjiang Province，College of Life Science and Technology，Harbin
Normal University，Harbin 150025）
Abstract: The morphology and molecular cytogenetic testing of 15 materials were conducted in F5 generation of perennial wheat hybrids
obtained from octoploid Trititrigia and Thinopyrum intermedium hybridization. The results showed that most of the materials were contained
in E and St chromosomes or chromosome fragments. Among them, eight intermediate types（Tritelytrigia type）had the parents’ traits, such
as developed root system, lush plants, more tillers, and powerful stress resistance, and so on. But the number of chromosomes was remained
instability, ranging from 42-56, and there were six materials with renewable trait. In addition, seven common wheat types that the number of
chromosomes was between 41-43, they were no regeneration, but contained Thinopyrum intermediate chromosome or chromosome fragment.
Those common wheat types had a large and multiflorous spike, disease resistance and other characteristics, which may be E or St chromosome
substitution or translocation. These results indicated that the genes of perennial wheat that determined renewable, cold resistance and perennial
characteristic were primarily in the part of E and St chromosomes.
Key words: Thinopyrum intermedium Perennial wheat Morphological characteristics Molecular cytogenetics Chromosomes
条锈、叶锈、秆锈、黄矮、根腐病和赤霉病等多种
病害免疫或高抗，是偃麦草属中最早与小麦杂交成
功并为小麦育种提供有益基因的远缘物种，多年来
一直是普通小麦遗传改良的重要基因源，为小麦育
种提供了许多重要的遗传材料［11，12］。作为选育多年
生小麦的亲本供体，中间偃麦草良好的再生性和多
年生特性，始终受到育种家的广泛关注［13］。
本实验室自 2006 年开始，利用八倍体小偃麦与
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2014年第3期66
中间偃麦草杂交选育多年生小麦，对杂种 F1 染色体
组构型、远缘杂交结实率与 F1 的表现进行了分析和
讨论［14］。在此基础上，利用北方寒地的气候特点开
展了寒地多年生小麦的选育工作，获得饲草型或粮、
饲兼用型多年生小麦，同时对杂种各世代遗传构成
及形态学特点进行了分析［15］。2012-2013 年多年生
小麦杂种 F5 出现大范围的性状分离现象，其中包括
偃麦草类型、中间型（小偃麦型）以及一年生的普
通小麦型。本研究利用形态学和分子细胞遗传学研
究手段，对多年生小麦杂种 F5 中选育出的 15 份材
料进行分析鉴定，旨在为多年生小麦的选育提供理
论和基础研究材料。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 亲本选配及杂种后代选育 亲本材料八倍体
小 偃 麦“ 麦 草 8 号 ”、“ 麦 草 9 号 ”（AABBDDEE，
2n=8x=56） 引 自 山 西 省 农 业 科 学 院 ；远 中 2 号
（AABBDDE1E1 或 AABBDDE2E2，2n=8x=56） 引 自
黑龙江省农业科学院 ；中间偃麦草（E1E1E2E2StSt，
2n=6x=42）引自中国农业科学院原品种资源研究所。
本研究以八倍体小偃麦“麦草 8 号”、“麦草 9 号”、
“远中 2”为母本与“中间偃麦草”为父本进行杂交，
获得部分自交结实的杂种 F1［14］，经连续自交，逐
代选育［15］，获得 F5 植株。
1.2 方法
1.2.1 形态学观察 依据《小麦种质资源描述规范
和数据标准》［16］观察植株的形态特征，如株高、分
蘖数、穗长、小穗数、小花数、穗粒数、芒、千粒重，
以及抗病性、抗寒性、抗倒伏性、生育期等。
1.2.2 细胞学检测 杂交种子在 23.5℃萌发后移入
4℃低温处理 48 h，然后移入 23.5℃中 27.5 h，剪
根尖放入冰水中 0-1℃处理 24 h，卡诺固定液固定
24 h 后醋酸洋红染色 5 h 以上，45% 醋酸压片观察。
1.2.3 DNA 提取及分子标记 采用 CTAB 法［17］提
取田间植株嫩叶 DNA。E、St 染色体组通用引物 P3、
P4 和 St542，引自尤明山
［18］、刘成［19］；7 对 E 组特异
性 SSR 引物引自文献［20］。所有引物序列由上海生
工生物公司合成（表 1）。反应体系 25 μL ：dd H2O
15.7 μL、10×Buffer 2.5 μL、dNTP 2.5 μL、 引 物 R
1 μL、 引 物 F 1 μL、rtTaq DNA 聚 合 酶 0.3 μL、 模
板 DNA 2 μL（10-30 ng）。反应条件 ：预变性 94℃
5 min，变性 94℃ 30 s，复性 37℃ 45 s，延伸 72℃
1 min、72℃ 10 min，40 个循环。Eppendorf PCR 仪扩增，
琼脂糖凝胶和聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。
表 1 PCR 及 SSR 特异引物
序号 引物 正链（5-3） 反链（5-3） 退火温度（℃） 片段长度（bp） 位置
1 P3、P4 GCTGAATCTGCGTATCGTCCC GACTTGTTCTTCGGCGTGTTG 55 998 E 染色体组
2 St542 CTTCCGCAGTCCTGTGTGAG TAGATGATGTCTCACGCTCAC 55 750、450 St 染色体组
3 Xedm 92 ATCCGCGACGACAAT GTAAG CTGGTGTGGATCTTGAC GTG 53.8 188 1E-L
4 Xedm 28 GCTCACTCACGCATC ATAGC GTTGGCGGAATCCTTCTTC 53.4 151 2E-S，3E-L
5 Xedm 54 CGTCCTTGTTCTTGCTTCAA TGAGCAGGCCATAAGGAAAC 51.8 244 5E-S
6 Xedm 149 ATCCACGCCAAGCAGAAG CTGTGGGAAGAAGTGCCTTG 53.5 239 6E-L
7 Xedm 80 ATGCTCAAGCCGAGGAAGTA TTGATGGAGCGACTGAAATG 51.8 242 6E-S
8 Xedm 105 ACCGCCAGGGAGCTCTGC GATGTCCTTCTGGCCGTACT 57 237 7E-L
9 Xedm 335 CGTACTCCACTCCACACCG CGGTCCAACTGCTACCGTTC 53.8 152 5EL，7EL
1.2.4 基因组原位杂交检测 采用 CTAB 法［17］提取
中间偃麦草总基因组 DNA，用于探针标记；提取“中
国春”总基因组 DNA，用于封阻。采用 Dig-Nick-
Translation（ROCHE）标记，总体积 20 μL（2 μL DNA
（1 μg）、4 μL dig-nick-Translation mix、14 μL H2O）
15℃，90 min，然后加入 1 μL 0.5 mol EDTA（pH8.0）
65℃水浴 10 min，探针保存于 -20℃中。参照 Fukui
等［21］ 的 方 法 进 行 GISH， 每 张 载 片 加 20 μL Anti
digoxin antibody Rhodamine，温育洗涤后，加 20 μL
DAPI（含抗褪变剂）复染。LEICA DM6000B 显微镜
（Leica，Germany）观察并检查杂交信号照相。
2 结果
2.1 F5代形态学、细胞学观察
2012-2013 年在 F5 世代中发现 8 个株系 6-17-
2014年第3期 67靳嵩等 ：多年生小麦杂种 F5 代分子细胞遗传学鉴定
20，6-30-31，5-4-5，5-14-15，5-16，5-18-20，5-26-
28，5-30-31 为中间类型（小偃麦类型），具有双亲性
状特点，根系发达、植株繁茂、分蘖多、抗旱、抗寒、
抗倒伏、抗多种常见病虫害等，除 5-4-5 和 5-30-31 外，
其它株系均有再生能力（图 1-A，表 2）；苗期匍匐
分蘖多（图 1-B）；染色体数目为 46-56（图 1-C）。
此外，2011-2013 年对 F5 进行田间选育，发现
7 个株系 3-9-2，5-8-1，5-10-2，5-12-1，5-12-2，6-6，6-24
为普通小麦类型，其中 3-9-2 种子为蓝粒。植株表现
为生长健壮，大穗多花（图 2-A，2-B，表 3）。2013
年 4 月田间播种可自然出苗，出苗整齐，结实性良好，
熟期偏晚。经多年田间自然发病条件下鉴定对白粉
病、叶锈病等小麦病害具有良好的抗性，染色体数
目为 41-43（图 2-C）。
A
B
C
A ：株系 6-17-20 田间植株 ；B ：株系 6-17-20 苗期 ；
C ：株系 6-17-20 根尖细胞染色体 56
图 1 中间型植株和染色体图
A
B
C
20
15
10
5
0
A ：株系 3-9-2 田间植株 ；B ：株系 3-9-2 穗型 ；
C ：株系 3-9-2 根尖细胞染色体 42
图 2 普通型植株和染色体图
表 2 2013 年 8 份中间型株系植株形态与性状
性状
株系
5-4-5 5-14-15 5-16 5-18-20 5-26-28 5-30-31 6-17-20 6-30-31
株高（cm） 60±5 110±3 70±5 97±4 75±3 80±4 110±10 90±8
总分蘖数 30±5 60±9 35±7 65±4 30±4 40±5 78±9 72±8
穗长（cm） 13.6±1.39 20.4±1.65 17.43±1.47 21.22±1.43 14.54±1.58 18.43±1.2 26.22±1.54 19.33±126
小穗数 16±2 22±2 18±3 22±3 20±2 20±4 26±2 26±4
小花数 48±5 66±5 46±6 63±4 55±6 56±4 52±4 50±4
结实率（%） 41.09 10.50 27.42 44.20 40.21 17.42 46.14 23.90
再生性 - + + + + - + +
生长年限 1 1 1 1 1 1 1 1
有无病害 - - - - - - - -
芒 + + + + + - - -
粒色 黄褐色 黄褐色 黄褐色 黄褐色 黄褐色 黄褐色 黄褐色 黄褐色
+ 表示性状存在 ；- 表示性状不存在
2.2 分子标记检测
2.2.1 特异性 PCR 引物 P3、P4 和 St542 检测 利用
E 染色体组特异引物 P3、P4 对 15 份材料及对照中
间偃麦草和“中国春”进行扩增。结果（图 3）表明，
15 份材料和对照中间偃麦草均扩增出 982 bp 标准条
带，中国春没有扩增出条带，表明 15 个株系均带有
E 染色体组成分。
利用 St 染色体组特异分子标记 St542 对 15 份材
料进行扩增，对照为中间偃麦草、中国春、亲本麦
草 8 号和麦草 9 号。结果（图 4）表明，麦草 9 号
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2014年第3期68
和 8 份中间型材料均扩增出 750 bp 和 450 bp 两条目
的片段，与阳性对照中间偃麦草一致，麦草 8 号仅
扩增出 750 bp 目的条带 ；7 份普通小麦型材料，除
3-9-2 和 6-6 没有扩增出条带外，其它 5 份材料均扩
增出 750 bp 目的片段。表明 15 待测材料中，有 13
份含有 St 染色体组成分，其中 8 份中间型材料所含
St 成分要多于普通小麦型材料（图 4）。
表 2 2013 年 8 份中间型株系植株形态与性状
性状
株系
5-4-5 5-14-15 5-16 5-18-20 5-26-28 5-30-31 6-17-20 6-30-31
株高（cm） 60±5 110±3 70±5 97±4 75±3 80±4 110±10 90±8
总分蘖数 30±5 60±9 35±7 65±4 30±4 40±5 78±9 72±8
穗长（cm） 13.6±1.39 20.4±1.65 17.43±1.47 21.22±1.43 14.54±1.58 18.43±1.2 26.22±1.54 19.33±126
小穗数 16±2 22±2 18±3 22±3 20±2 20±4 26±2 26±4
小花数 48±5 66±5 46±6 63±4 55±6 56±4 52±4 50±4
结实率（%） 41.09 10.50 27.42 44.20 40.21 17.42 46.14 23.90
再生性 - + + + + - + +
生长年限 1 1 1 1 1 1 1 1
有无病害 - - - - - - - -
芒 + + + + + - - -
粒色 黄褐色 黄褐色 黄褐色 黄褐色 黄褐色 黄褐色 黄褐色 黄褐色
+ 表示性状存在 ；- 表示性状不存在
表 3 2012 年 7 份普通型株系植株形态与性状
性状
株系
3-9-2 5-8-1 5-10-2 5-12-1 5-12-2 6-6 6-24
株高（cm） 118.04±3.20 116.80±3.45 100±2.45 115.40±3.11 128±3.78 122±2.11 103±3.94
分蘖数 5 8 6 4 8 3 3
穗长（cm） 14.89±1.39 13.92±1.26 15.23±1.47 12.80±1.23 15.89±1.45 14.89±1.27 15.89±1.20
小穗数 20±1.23 22.41±1.12 20±1.05 21.73±1.21 20.35±1.21 22.38±1.47 22.65±1.24
小花数 6.45±0.54 5.32±0.65 5.21±0.25 6.49±0.75 5.56±0.25 6.14±0.29 6.43±0.32
结实率（%） 98.87 99.08 98.98 98.79 99.34 97.87 98.90
再生性 - - - - - - -
生长年限 1 1 1 1 1 1 1
有无病害 - - - - - - -
芒 + + + + + + +
粒色 蓝色 黄褐色 黄褐色 黄褐色 黄褐色 黄褐色 黄褐色
+ 表示性状存在 ；- 表示性状不存在。
450
750
1000
bp
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
M ：Marker ：DL2000 ；1 ：中间偃麦草 ；2 ：中国春 ；3 ：6-17-20 ；4 ：5-30-31 ；5 ：
5-4-5 ；6 ：5-14-15 ；7 ：5-16 ；8 ：5-18-20 ；9 ：5-26-28 ；10 ：5-30-31 ；11 ：3-9-2
（蓝粒）；12 ：5-8-1 ；13 ：5-10-2 ；14 ：5-12-1 ；15 ：5-12-2 ；16 ：6-6 ；17 ：6-24
图 3 引物 P3 P4 扩增结果
10
450
750
bp
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 18 19
M：Marker DL2000；1：中间偃麦草；2：中国春；3：麦草八号；4：麦草九号；5：
6-17-20 ；6 ：5-30-31 ；7 ：5-4-5 ；8 ：5-14-15 ；9 ：5-16 ；10 ：5-18-20 ；11 ：
5-26-28；12：5-30-31；13：3-9-2；14：5-8-1；15：5-10-2；16：5-12-1；17：5-12-2；
18 ：6-6 ；19 ：6-24
图 4 引物 St542 扩增结果
2.2.2 E 染色体组特异 SSR 分子标记检测 利用 7
对 E 染色体组 SSR 特异引物鉴定选育的 15 份材料，
阳性对照为中间偃麦草，阴性对照为中国春。引
物 Xedm 92 扩增结果表明，阳性对照及品系 5-4-5、
2014年第3期 69靳嵩等 ：多年生小麦杂种 F5 代分子细胞遗传学鉴定
5-14-15、5-30-31 在 188 bp 处扩增出特异性条带（图
5-A）；引物 Xedm 28 扩增结果表明，阳性对照及品
系 6-17-20、6-30-31、5-4-5、5-14-15、5-16、5-18-20、
5-26-28、5-30-31、3-9-2（蓝）、5-8-1、5-10-2、5-12-1、
5-12-2、6-6、6-24 在 151 bp 处扩增出特异性条带（图
5-B）；引物 Xedm54 扩增结果表明，阳性对照及品
系 6-30-31、5-16、5-18-20、5-26-28、5-30-31、3-9-2
（蓝）、5-8-1、5-10-2、5-12-1、5-12-2 在 244 bp 处扩
增出特异性条带（图 5-C）；引物 Xedm149 扩增结果
表明，阳性对照及品系 6-17-20、6-30-31、5-14-15、
5-16、5-18-20、5-26-28、5-30-31 在 239 bp 处 扩 增
出特异性条带（图 5-D）；引物 Xedm80 扩增结果表
明，阳性对照及品系 6-30-31、5-26-28、5-30-31、3-9-2
（ 蓝 ）、5-8-1、5-10-2、5-12-1、5-12-2、6-24 在 239
bp 处扩增出特异性条带（图 5-E）；引物 Xedm 335
扩增结果表明，阳性对照及品系 6-17-20、6-30-31、
5-4-5、5-14-15、5-16、5-18-20、5-26-28、5-30-31、
3-9-2（ 蓝 ）、5-8-1、5-10-2、5-12-1、5-12-2、6-6、
6-24 在 152 bp 处扩增出特异性条带（图 5-F）；引物
Xedm105 扩增结果表明，阳性对照及品系 6-17-20、
6-30-31、5-4-5、5-14-15、5-18-20、5-26-28、5-30-31、
在 239 bp 处扩增出特异性条带（图 5-G）。
以上结果表明，15 份材料均不同程度的含有 E
染色体组成分，但所含 1E-7E 片段成分有很大不同
（表 4）。结果表明引物 Xedm54（5ES）、Xedm80（6ES）
在大部分普通小麦型株系中扩增出特异性条带，在
少量中间型中扩增出条带，证明大部分普通型株系
含有 5ES、6ES 染色体成分。引物 Xedm92（1EL）、
Xedm149（6EL）、Xedm105（7EL）只在 8 份中间型
株系中扩增出特异性条带，普通小麦型株系没有扩
增，表明只有中间型株系中含有 1EL、6EL、7EL 染
色体组成分。Xedm28（2ES/3EL）、Xedm335（5EL/7EL）
扩增结果在普通型和中间型株系中无明显差异，均
扩增出条带。
2.3 基因组原位杂交检测
以中间偃麦草为探针对基因组原位杂交检测
结果表明，中间型材料 5-4-5、5-26-28、6-30-31 和
6-17-20 有多条染色体出现红色信号，其中 5-4-5 染
色体数目为 46，5 条染色体具有杂交信号（图 6-A）；
5-26-28 染色体数目为 52，18 条染色体具有杂交信
号（图 6-B）；6-30-31 染色体数目为 51，11 条染色
体具有杂交信号（图 6-C）；6-17-20 染色体数目为
54，13 条染色体具有杂交信号（图 6-D）；表明多年
生小麦 F5 代中仍含有大量的中间偃麦草染色体组遗
传物质 ；普通小麦型材料未见明显杂交信号。
10
150
200
bp
150
100
bp
250
200
bp
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 1617
A
B
C
10
150
200
250
bp
150
200
250
bp
150
200
250
bp
150
200
250
bp
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17
D
E
F
G
M ：Marker，1 ：中间偃麦草 ；2 ：中国春 ；3 ：6-17-20 ；4 ：5-30-31 ；5 ：5-4-5 ；
6 ：5-14-15 ；7 ：5-16 ；8 ：5-18-20 ；9 ：5-26-28 ；10 ：5-30-31 ；11 ：3-9-2（蓝
粒）；12 ：5-8-1 ；13 ：5-10-2 ；14 ：5-12-1 ；15 ：5-12-2 ；16 ：6-6 ；17 ：6-24
A ：引物 Xedm 92（1EL）扩增结果 ；B ：引物 Xedm 28（2ES、3EL）扩增结
果；C：引物 Xedm 54（5ES）扩增结果；D：引物 Xedm 149（6EL）扩增结果；
E：引物 Xedm 80（6ES）扩增结果；F：引物 Xedm 335（5EL/7EL）扩增结果；
G ：引物 Xedm 105（7EL）扩增结果
图 5 SSR 检测结果
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2014年第3期70
A B
C D
A ：5-4-5 基因组原位杂交结果，5 条染色体出现红色信号 ；B ：5-26-28 基因
组原位杂交结果，18 染色体出现红色信号；C：6-30-31 基因组原位杂交结果，
11 条染色体出现红色信号 ；D ：6-17-20 基因组原位杂交结果，13 条染色体
出现红色信号
图 6 基因组原位杂交
表 4 SSR 结果统计
中间型株系 Xedm92（1EL） Xedm28（2ES/3EL） Xedm54（5ES） Xedm149（6EL） Xedm80（6ES） Xedm335（5EL/7EL） Xedm105（7EL）
6-17-20 √ √ √ √ √
6-30-31 √ √ √ √ √
5-4-5 √ √ √ √ √
5-14-15 √ √ √ √ √
5-16 √ √ √ √ √
5-18-20 √ √ √ √ √
5-26-28 √ √ √ √ √ √
5-30-31 √ √ √ √ √ √ √
普通型株系 Xedm92（1EL） Xedm28（2ES/3EL） Xedm54（5ES） Xedm149（6EL） Xedm80（6ES） Xedm335（5EL/7EL） Xedm105（7EL）
3-9-2 √ √ √ √
5-8-1 √ √ √ √
5-10-2 √ √ √ √
5-12-1 √ √ √ √
5-12-2 √ √ √ √
6-6 √ √
6-24 √ √ √
√表示扩增出特异性条带
3 讨论
利用八倍体小偃麦与中间偃麦草杂交，有利于
提高杂种后代染色体配对的稳定性，使杂种后代保
持中间偃麦草抗病、抗寒和多年生等重要特性［15］。
本研究对杂种 F5 代鉴定结果发现，植株发生性状
分离，部分介于中间偃麦草和八倍体小偃麦之间的
中间型小麦材料，染色体数目仍然不稳定，介于
46-56 之间 ；部分趋于普通小麦型材料，染色体数
在 41-43 之间。选育出的 15 份材料大部分均含有 E
组和 St 组染色体成分。8 份中间型材料虽均有 E 和
St 组染色体成分，但部分株系却无再生能力，如株
系 5-4-5，带有明显的 5 条中间偃麦草染色体信号 ；
7 份普通小麦型材料，分子标记鉴定结果虽有 E 组
和 St 组染色体成分，但原位杂交未见中间偃麦草信
号，也无再生性。这表明决定多年生小麦再生性、
抗寒性和多年生特性的基因主要存在于部分 E 或 St
染色体上，推测有几条 E 或 St 染色体起关键作用。
以形态学、细胞学、分子标记与原位杂交检测
手段，系统的对多年生小麦杂种中导入的中间偃麦
草染色体组的稳定性及性状表现进行分析鉴定，有
利于明确多年生小麦的选育方向，加快选育进程。
本研究中待鉴定的 15 份材料田间性状表现突出，8
份中间型材料中，有 6 份具有多年生潜力，有待进
行越冬性检测，如 6-17-20、6-30-31。得到的普通小
麦类型株系虽然失去了多年生特性，但是含中间偃
麦草染色体成分，具有大穗多花，抗病等特性，可
2014年第3期 71靳嵩等 ：多年生小麦杂种 F5 代分子细胞遗传学鉴定
能为 E 或 St 组染色体的代换或易位材料，可进一步
筛选鉴定。此外，本研究中株系 3-9-2 种子为蓝粒，
无再生性，分子标记结果表明该株系有 E 组染色体
成分，无 St 染色体成分。研究表明，E 组染色体分
化为多个染色体组如 E1、E2，E3 等，E 组与 St 染色
体组具有部分同源性［11］。
对多年生小麦研究表明，多年生特性具有两重
性，包括再生性和生活力（抗逆性）［22，23］。决定再
生性的基因使植物生存并在生殖周期结束后从地下
根部长出新的分蘖根，进而长出新的植株。那些决
定生活力（如抗旱、抗病、抗寒）的基因，保障多
年生品系具有再生性与抗逆性。可见这些基因的性
状表达在多年生小麦植株生长过程中发挥着关键性
作用。可以设想，小麦的多年生特性是由再生性基
因和抗逆性基因共同发挥作用决定的。缺少其中任
何一种基因都会使植株无法具有多年生特性，如只
具有再生性而不具有抗寒性，则会使植株无法过冬
而死亡。因 E 和 St 染色体组在再生性、抗寒性和多
年生特性方面具有重要作用，所以在选育多年生小
麦的过程中，杂种后代的分离材料可依据其不同的
特性应用于小麦或牧草的品质改良和抗逆性研究。
据上述观察研究，多年生小麦遗传基础复杂，
为此进一步有针对性研究它的遗传组成及其遗传特
点，对这一特性的利用及选育适于北方寒地种植的
多年生小麦具有重要意义。
4 结论
通过形态学观察选育出性状突出的 15 份材料，
其中 8 个株系为中间型（小偃麦类型），具有根系发
达、植株繁茂、分蘖多、抗逆性强等特性，染色体
数目不稳定，介于 46-56 之间；7 个株系为普通型（普
通小麦类型），表现为生长健壮，大穗多花，出苗整
齐，抗病等特点，染色体数在 41-43 之间 ；15 份材
料均含有 E 染色体组成分，除两份普通型外的 13 份
材料均含有 St 染色体组成分 ；在中间型株系中含有
1EL、6EL、7EL 染色体组成分，普通型不含有 ；在
中间型株系 5-4-5、5-26-28、6-30-31、6-17-2 中出现
多条中间偃麦草染色体杂交信号，普通型株系未见
明显信号。多年生特性由再生性基因和抗逆性基因
共同决定，中间型株系含有较多的 E 组和 St 组染色
体成份，结合田间表现和分子细胞遗传分析，推测
这些基因可能位于 E 和 St 染色体组的某些染色体上。
参 考 文 献
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（责任编辑 李楠）