全 文 ：　
第 29 卷 第 1 期 作　物　学　报 V o l. 29, N o. 1
2003 年 1 月　 152～ 154 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA pp. 152～ 154　 Jan. , 2003
研究
简报 安矮 3 号谷子矮秆基因的染色体定位
Ξ
高俊华1　王润奇1　毛丽萍2　刁现民1
(1河北省农林科学院谷子研究所, 河北石家庄 050031; 2 石家庄市桥东污水治理工程筹建处, 河北石家庄 050031)
Chrom osom e L oca ting of D warf Gene in Foxta il M illet An′a i3
GAO Jun2H ua1　W AN G R un2Q i1　M AO L i2P ing2　D IAO X ian2M in1
(1 Institu te of M illet C rop , H ebei A cad emy of A g ricu ltu ra l and F orestry S cience, S h ij iaz huang 050031, Ch ina; 2 S h ij iaz huang Q iaod ong
W astew a ter T rea tm en t P rocu rem en t A g ency , S h ij iaz huang 050031, Ch ina)
　　为了给谷子矮化育种提供依据, 我们首次进行了矮秆
基因染色体定位的研究。利用初级三体进行染色体基因定
位, 即三体分析法[1～ 4 ]。其主要过程是以初级三体为母本,
携有待定基因的品种为父本, 进行杂交。杂种三体 F 1 自交,
F 2 代则产生不同的分离比, 待定基因不在三体染色体上时,
其分离比与普通二体分离比相同, 若待定基因位于三体染
色体上时, 其分离比远远偏离二体分离比, 因此可以确定待
定基因同染色体的关系。
此外还进行了安矮 3 号矮秆基因等位性检验[5, 11 ] , 建
立了该矮秆基因的标志基因系。
1　材料
1. 1　豫谷 1 号三体 (1～ 7) [6 ] 和豫谷 1 号四体 8 和四体
9[7, 8 ] (由本课题组培育)。
1. 2　安矮 3 号 (由河南安阳农业科学研究所提供) , 该品种
平均株高 78 cm , 宽叶, 分蘖力强, 叶枕和叶鞘均呈紫红色。
紫红色的叶枕和叶鞘这一性状为显性, 豫谷 1 号三体系列
无此性状, 是鉴定三体与安矮 3 号杂种 F 1 的依据之一。
1. 3　延矮 1 号和延矮 2 号 (由陕西延安农业科学研究所提
供) 延矮 1 号株高 62 cm , 穗为细棒型; 延矮 2 号株高 65
cm , 穗为宽松纺锤型。
1. 4　济矮 12 号 (由山东省农业科学院提供)株高 75 cm , 窄
叶, 上冲, 穗子为细长筒型。
2　方法
2. 1　种植安矮 3 号, 套袋自交进行提纯。
2. 2　以豫谷 1 号三体 (1～ 7) 和四体 8、四体 9 为母本, 安
矮 3 号为父本杂交, 用温汤去雄 (46～ 48℃) , 接触法授粉和
辅助授粉相结合进行杂交。
2. 3　收获杂种 F 1, 在 F 1 代杂种群体中鉴定杂种三体。鉴
定方法: 杂种三体 (1～ 7)主要根据植株形态特征, 它们既有
每种三体各自的特征又有安矮 3 号的标志性状。由于三体 8
和三体 9 无特殊性状, 其杂种三体要用细胞学方法进行鉴
定[9, 10 ] , 对照父母本观察 F 1 三体杂种的形态特征, 测量株
高。
2. 4　按穗行播种各种三体的 F 1 杂种, 待植株抽穗后调查
统计杂种 F 2 株高分离情况, 护颖和刚毛颜色的分离情况,
用生物统计法进行分析, 将待定基因定位在相应的染色体
上。
2. 5　种植 F 2 代分离出来的高秆和矮秆株系, 观察 F 3 代植
株高度的分离情况。
2. 6　用安矮 3 号分别与延矮 1 号、延矮 2 号、济矮 12 号进
行正交或反交, 进行矮秆基因等位性检测。
3　结果与分析
3. 1　从三体与安矮 3 号杂交的 F 1 代中经鉴定获得的各种
杂种三体, 其形态具有每种三体的特征和安矮 3 号的标志
性状, 杂种三体株高都超过了安矮 3 号, 有的甚至超过作母
本的三体植株, 见表 1。F 1 代的杂种二体及杂种三体植株没
有变矮, 呈中、高秆, 说明安矮 3 号矮秆基因为隐性, 在 F 1
杂种中刚毛和护颖的颜色仍呈紫红色, 说明控制穗部紫红
色刚毛和护颖的基因为显性。
3. 2　三体×安矮 3 号每个组合的杂种 F 2 植株高度都产生
分离, 分离出矮秆和高秆两种类型。其中矮秆株高在 75 cm
以下, 高秆的平均株高为 112 cm。三体系列与安矮 3 号的
杂种 F 2 植株高度分离情况见表 2。从表 2 看出三体 3×安矮Ξ 基金项目: 国家自然科学基金 (编号: 39470373)和河北省自然科学基金资助项目 (编号: 398397)
作者简介: 高俊华 (19412) , 女, 副研究员, 主要从事谷子细胞遗传研究
Received on (收稿日期) : 2001212218, A ccep ted on (接受日期) : 2002203231

表 1　　三体及其与安矮 3 号的杂种 F1 中三体杂种比较
Table 1　　Compar ison F1 hybr id to tr isom ics paren ts
三体类型
T ype of trisom ics
三体的形态特征
Characterist ic
of trisom ics
杂种三体的形态特征
Characterist ic of
trisom ics hybrid
杂种 F1 与父、母本株高比较
Comparison F1 hybrid to paren ts
杂种 F1
F1 hybrid
父本
M ale
母本
Fem ale
三体 1 叶短而窄, 上冲, 卷曲, 穗紧密呈圆筒型
具有三体 1 形态特征, 紫红色
的叶枕和叶鞘 86. 8 78. 1 92. 3
三体 2 叶短下垂深绿色, 穗呈短纺锤型, 籽粒较长
具有三体 2 形态特征, 叶枕和
叶鞘为紫红色 91. 0 78. 1 94. 5
三体 3 植株最矮, 分蘖多, 黄绿色, 叶下垂, 穗部有秃尖
具有三体 3 形态特征, 叶枕和
叶鞘为紫红色 81. 6 78. 1 63. 9
三体 4 叶短宽而下垂, 穗呈纺锤型, 松散, 刚毛长
具有三体 4 形态特征, 叶枕和
叶鞘为紫红色 110. 4 78. 1 115. 3
三体 5 茎秆较细, 叶下垂, 穗呈纺锤型, 有秃尖
具有三体 5 形态特征, 叶枕和
叶鞘为紫红色 95. 2 78. 1 96. 8
三体 6 茎秆粗壮, 叶宽而长, 深绿, 穗紧密, 颈节易扭曲
具有三体 6 形态特征, 叶枕和
叶鞘为紫红色 82. 5 78. 1 64. 6
三体 7 叶长, 苗期植株呈匍伏, 抽穗后逐渐挺立, 穗松散
具有三体 7 形态特征, 叶枕和
叶鞘为紫红色 127. 4 78. 1 108. 0
三体 8 植株形态与豫谷 1 号二体相似 植株形态与豫谷 1 号二体相似,叶枕和叶鞘为紫红色 151. 6 78. 1 130. 3
三体 9 植株形态与豫谷 1 号二体相似 植株形态与豫谷 1 号二体相似,叶枕和叶鞘为紫红色 145. 2 78. 1 121. 5
豫谷 1 号二体 叶长 40. 2 cm , 宽 2. 8 cm , 下垂, 穗为筒形
植株形态与豫谷 1 号二体相似,
叶枕和叶鞘为紫红色 150. 4 78. 1 125. 8
表 2　　谷子初级三体系列与安矮 3 号杂交 F2 植株分离情况
Table 2　　F2 segregation of tr isom ics ser ies×Ana i 3
杂交组合　C ro ss
植株数目　N um ber
高　H igh 矮　Dw arf
比值　Ratio
高　H igh 矮　Dw arf
ς 2
10∶1 3∶1
三体 1×安矮 3 号 1932 640 3. 02 1 776. 16 0. 018
三体 2×安矮 3 号 870 310 2. 81 1 421. 4 1. 017
三体 3×安矮 3 (98) 226 23 9. 83 1 0. 006 32. 9973 3
　 　　　　　 (99) 781 69 11. 32 1 0. 947 129. 23 3
　　　　 　　 (2000) 1564 123 12. 72 1 6. 61 282. 163 3
三体 4×安矮 3 号 1880 681 2. 76 1 949. 04 3. 46
三体 5×安矮 3 号 274 82 3. 34 1 83. 74 0. 743
三体 6×安矮 3 号 420 143 2. 94 1 181. 19 0. 048
三体 7×安矮 3 号 596 209 2. 85 1 277. 27 0. 398
三体 8×安矮 3 号 341 109 3. 13 1 124. 67 0. 145
三体 9×安矮 3 号 476 138 3. 45 1 133. 09 2. 086
豫 1 (2n)×安矮 3 号 1080 356 3. 03 1 428. 30 0. 033
　　ς 20. 05= 3. 84。
3 号杂种 F 2 代分离出的高秆与矮秆数目之比为 10∶1, 其
他杂种 F 2 分离出的高秆与矮秆之比均在 3∶1 左右。显著
性测验 ς2= 3. 3, ς 20. 05= 3. 84, 由此可见安矮 3 号矮秆基因
位于 3 号染色体上。这种情况的出现是因为三体 3 的 3 号
染色体上携带有该性状的 3 个显性基因, 表示成 HHH , 安
矮 3 号带有该性状的隐性基因, 表示成 hh。三体 3 与安矮 3
号杂交, 即 HHH×hh
　　
HH h (杂种三体 F 1) + H h。产生
的杂种三体 F 1 自交, 基因再次分离产生 2H∶1HH∶2H h∶
1h 配子。由于三体的特点, 产生的雄配子很少, 可以忽略,
理论上H 与 h 之比应为 17∶1。由于豫谷 1 号的三体 3 传递
率较低, 只有 22. 3% , 因此实际上在三体 3 的 F 2 代群体中
高秆与矮秆之比为 10∶1[11 ]。其他三体的杂种 F 2 分离情况
同二倍体 F 2 的分离结果。
3. 3　种植 F 2 代所得的 F 3 代, 原来是矮秆的仍为矮秆, 不
产生分离。F 2 是高秆的在 F 3 中大部分可分离出高秆和矮
秆。这进一步说明此矮秆基因是隐性基因。父本安矮 3 号植
株的叶片短而宽, 其长与宽之比小于 8. 0。这种宽叶性状在
三体杂种 F 1 中不予表现, 在 F 2 群体中只有矮秆植株才表现
出来。因此, 我们认为安矮 3 号短宽叶的性状也受它的矮秆
3511 期　　　　　　　　　　　　　　高俊华等: 安矮 3 号谷子矮秆基因的染色体定位　　　　　　　　　　　　　　　　　

基因控制, 该基因是多效性的。在三体系列与安矮 3 号杂交
的各种 F 2 代群体中, 还发现了一些相应的矮秆三体, 这可
能是安矮 3 号矮秆基因离着丝点较远, 产生染色体随机分
离的结果[12 ]。
3. 4　通过基因等位性测验, 延矮 1 号同安矮 3 号的杂种 F 1
代, 植株高度与亲本相近为 75 cm 左右, F 2 的株高仍然相
近, 不产生分离。说明延矮 1 号矮秆基因同安矮 3 号矮秆基
因是等位基因。延矮 2 号、济矮 12 号与安矮 3 号的杂种 F 1
的植株高度分别是 133 cm 和 157 cm , 说明二对基因发生了
互补[11 ]。可见, 这两种矮秆基因同安矮 3 号矮秆基因属于
非等位基因。安矮 3 号和延矮 1 号两品种是安矮 3 号矮秆
基因的二个标志基因系。
3. 5　三体系列×安矮 3 号 F 2 的护颖和刚毛颜色分离产生
两种类型, 一类是紫红色的护颖和刚毛, 另一类是绿色的护
颖和刚毛。见表 3, 分离出红色和绿色护颖, 和红色、绿色
刚毛的比例接近 9∶7。可见这两种性状受两对基因控制。
测验三体 1、三体 2 与安矮 3 号的杂种 F 2 分离出的紫红色
与绿色的刚毛和护颖的数值达极显著水平, 所以控制红绿
色刚毛和护颖的两对基因可能在 1 号和 2 号染色体上。这
两对基因同时控制着两种性状, 该基因也是多效基因。
表 3　　三体系列与安矮 3 号的杂种 F2 护颖和刚毛分离情况
Table 3　　F2 segregation of tr isom ics ser ies×Ana i 3
组合　C ro ss
护颖　Emp ty glum e
红 Red 绿 Green 比值 Ratio ς 2 (9∶7) 刚毛　Setae红 Red 绿 Green 比值 Ratio ς 2 (9∶7)
三体 1×安矮 3 号 342 160 2. 14 28. 78 324 83 3. 90 90. 03
三体 2×安矮 3 号 1158 499 2. 32 125. 2 1162 494 2. 35 130. 373
三体 3×安矮 3 号 145 98 1. 48 1. 155 155 88 1. 76 5. 61
三体 4×安矮 3 号 889 587 1. 51 9. 520 113 82 1. 38 0. 228
三体 5×安矮 3 号 77 56 1. 38 0. 146 160 79 2. 03 11. 11
三体 6×安矮 3 号 300 209 1. 44 1. 495 61 54 1. 13 0. 480
三体 7×安矮 3 号 788 525 1. 50 7. 560 96 51 1. 88 4. 90
三体 8×安矮 3 号 428 346 1. 24 0. 285 147 97 1. 52 1. 58
三体 9×安矮 3 号 551 408 1. 35 0. 560 132 92 1. 43 0. 625
豫谷 1 号×安矮 3 号 153 111 1. 38 0. 312 159 97 1. 64 3. 571
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