【目的】许多农作物在其起源和进化过程中,均向多倍体方向发展,作物多倍体化后产量都得到了较大的提高。水稻的多倍体化往往带来营养体和种子"巨大性"的改变。水稻种子生产中,要求恢复系的花药大、花粉量多。但人们常有的疑虑是多倍体水稻花器的增大可能仅仅是细胞体积的增大。为此笔者课题组研究了四倍体水稻的花器和花粉性状。【方法】从分期播种以及倍性水平上对水稻Sg99012、HN2026及对照品种9311、HD9802S和PA64S的花器和花粉性状进行了比较研究。【结果】分期播种对各品系的花器性状影响不大,染色体加倍则对花器性状影响较大,表现出巨大性。相关性分析中一般都表现出:颖花长与颖花宽、花药长相关性显著...

通过对同源四倍体630(4)和其相应二倍体研究表明:同源四倍体630(4)种子的长、宽和千粒重显著或极显著高于相应的二倍体。同源四倍体630(4)饱满的种子仅占31.14%,极显著低于相应的二倍体。同源四倍体630(4)种子的发芽率也显著低于相应的二倍体。四倍体的剑叶长、剑叶宽显著高于相应的二倍体。但分蘖能力却降低。同源四倍体630(4)的株高显著高于630(2)。四倍体水稻表皮气孔的长、宽均极显著的高于相应的二倍体。而叶绿素含量却相反,四倍体水稻叶片叶绿素含量均低于相应的二倍体。

氮离子注入后在同源四倍体水稻的后代群体内筛选到1株具有双胚苗特征的突变单株.在多个世代的筛选、纯化和鉴定过程中对其多胚苗性状的表现特点进行了观察鉴定.玉米诱发的同源四倍体双胚苗材料在其性状表达特征、性状表达频率和性状表达的条件等方面均显现出一定的特异性.在试验材料的群体内双胚苗发生频率因材料种类不同或发芽温度条件不同而表现出一定的差异性.种子经过去颖壳处理后可以使其双胚苗频率提高32.4%～36.0%.在同源四倍体双胚苗材料中,其苗位特征表现出明显的多样性.

分别利用2个籼型和2个爪哇型同源四倍体水稻为母本和8个不同类型的同源四倍体水稻为父本,采用不完全双列杂交设计NCⅡ,组配4×8不完全双列杂交组合,对16个主要农艺性状进行了杂种优势分析.结果表明,同源四倍体水稻杂交一代主要农艺性状具有明显的杂种优势.除抽穗期具有负向的中亲优势外,其余15个性状均表现正向的中亲优势;除了抽穗期、十粒长和十粒宽3个性状超高亲优势为负值外,其余性状在绝大多数组合中均表现正向的超高亲优势.与二倍体水稻培杂77比较,同源四倍体水稻杂交组合在在粒形、粒重、叶面积和穗长上具有正向竞争优势,显示了同源四倍体水稻的利用潜力.通过杂种优势分析和农艺性状的比较,选出2个结实率和单株...

为了探讨高产四倍体水稻的不同遗传组成与品质的关系,以及蛋白质含量变化的原因,以国家优质品种美香占2号(MXZ2)、象牙香占(XYXZ)、矮脚南特二倍体(AJNT-2x)、高产同源四倍体水稻矮脚南特(AJNT-4x)以及高产新型四倍体水稻华多1号(H1)为试验材料,利用BCA法测定胚乳蛋白质含量、近红外谷物分析仪进行品质分析、全自动氨基酸分析仪测定氨基酸含量、qRT-PCR分析谷蛋白基因的表达差异。结果表明:AJNT-4x糙米、精米的蛋白含量分别为182.70,115.70 mg/g,高于国家优质品种MXZ2、XYXZ以及AJNT-2x,其营养品质大大提高;AJNT-4x的胶稠度为44.70 mm,低于MXZ2、XYXZ及AJNT-2x,且差异显著,其食用品质明显下降;而H1精米的蛋白含量最低,只有71.30 mg/g,但其胶稠度为112.70 mm,介于国家优质品种MXZ2与XYXZ之间。花后30 d AJNT-4x的17种氨基酸总量与人体必需氨基酸总量高于AJNT-2x与H1,H1的最低;H1的17种氨基酸总含量在花后15 d达到高峰,而AJNT-4x和AJNT-2x在花后20 d达到高峰,氨基酸含量积累过早停止导致H1在成熟期的总氨基酸含量下降,甚至低于AJNT-2x。在整个胚乳发育过程中,AJNT-4x、H1和AJNT-2x的4种贮藏蛋白积累趋势基本一致,但快速积累时间存在差异;AJNT-4x的谷蛋白快速积累的时间比AJNT-2x、H1早,且快速积累的时间长,导致AJNT-4x的蛋白含量最高。9个谷蛋白亚家族基因在花后5 d都有表达,随着胚乳的发育,各谷蛋白基因表达量逐渐升高、再逐渐下降并趋于稳定,不同的亚家族谷蛋白基因在相同的时间表达丰度不同;除GluB-1和GluB-4在H1中的表达峰值高于AJNT-4x和AJNT-2x,其他7个谷蛋白基因在H1中的表达峰值均远远低于AJNT-4x和AJNT-2x,差异显著;AJNT-4x的9个谷蛋白基因在花后30 d表达量均最高。上述结果为多倍体水稻优质育种提供理论依据。

为研究四倍体萱草育性降低的原因,以四倍体萱草为材料,采用常规涂片法研究花粉母细胞减数分裂行为,并采用离体萌发试验测定花粉活力。结果表明:四倍体萱草花粉母细胞减数分裂过程存在较多的异常。主要表现在:前期出现少量多核现象,染色体的构型复杂,有单价体、二价体、三价体和四价体;中期I和中期Ⅱ有赤道板外染色体;后期和后期Ⅱ出现落后染色体、丢失染色体和染色体桥;中期I开始出现染色体分离不同步现象;四分体时期出现三分体、异常四分体及多分体。各时期减数分裂正常的花粉母细胞平均频率为60.18%,异常频率为39.82%,花粉离体培养萌发率为55.42%,两者存在相关性,减数分裂异常是影响四倍体萱草花粉活力的最重...

【目的】挖掘小麦胚大小性状相关的数量性状位点，解析胚大小与其他重要农艺性状之间的相关性，为胚相关性状QTL的精细定位及育种利用奠定基础。【方法】以四倍体小麦矮兰麦（Ailanmai）和野生二粒小麦（LM001）构建的121份F8代重组自交系群体（AM群体）作为研究材料，将其分别种植于成都市崇州试验基地（2018、2019和2020年）、成都市温江区试验基地（2020年）和雅安市试验基地（2020年），调查5个环境下的胚长、胚宽、胚长/胚宽、胚长/粒长、胚宽/粒宽以及胚面积6个性状，结合基于小麦55K SNP芯片构建的遗传连锁图谱对上述6个性状进行QTL定位。【结果】胚大小性状呈近似正态分布，符合数量性状的遗传特征。QTL定位共检测到27个胚大小相关性状的QTL，其中，7个分别控制胚长和胚宽的QTL可解释7.75%—21.74%和7.67%—33.29%的表型变异，共检测到5个在多环境稳定表达的主效QTL:QEL.sicau-AM-3B、QEW.sicau-AM-2B、QEW/KW.sicau-AM-2B、QEL/EW.sicau-AM-2B-1和QEA.sicau-AM-2B，其贡献率分别为11.88%—21.74%、21.77%—33.29%、8.80%—24.92%、12.79%—31.13%和10.47%—20.67%。另外，上述胚相关的位点形成4个QTL簇，分别为1B控制胚长/粒长和胚长的QTL簇，2B控制胚宽、胚长/胚宽、胚宽/粒宽以及胚面积的QTL簇，3B控制胚长和胚面积的QTL簇，6B控制胚长/胚宽、胚宽/粒宽的QTL簇。确定胚大小与小麦籽粒大小具有显著正相关性，且发现胚长主效位点QEL.sicau-AM-3B与粒长主效位点共定位，但胚宽主效位点QEW.sicau-AM-2B独立于粒宽主效位点存在。在主效QTL所在物理区间鉴定获得4个可能参与胚大小调控的基因。【结论】鉴定到5个控制胚相关性状的稳定表达的主效QTL:QEL.sicau-AM-3B、QEW.sicau-AM-2B、QEW/KW.sicau-AM-2B、QEL/EW.sicau-AM-2B-1和QEA.sicau-AM-2B，其中，QEW.sicau-AM-2B可能为新的QTL。

南京１１四倍体水稻无融合生殖现象初报陈才良谢国生蔡得田马平福祝虹（华中农业大学农学系，武汉４３００７０）ＴＨＥＰＲＥＬＩＭＩＮＡＲＹＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＡＰＯＭＩＸＩＳＯＦＴＥＴＲＡＰＬＯＩＤＮＡＮＪＩＮＧ１１ＩＮＲＩＣＥ（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ...

合成的棉属异源四倍体（亚洲棉×司笃克氏棉）新种质植株形态特性一致，主要农艺性状稳定，结铃正常。单铃重０．５６～０．６５ｇ，衣分２０．８％～２１．６％，２．５％纤维跨距长度２３ｍｍ左右，比强３４．０～３４．９ｇ／ｔｅｘ，麦克隆值４．８～４．９。各世代每天经１０ｈ短日照处理后比自然光照条件下现蕾、开花提前７～１０ｄ，结铃性提高２～４倍，表明该种质对光照要求较迟钝，与陆地棉杂交易获得杂种，是一个新的种质材料。

对花粉离体培养和花粉在雌蕊柱头上萌发、生长的研究发现 ,同源四倍体西瓜自交 ,花粉萌发率低 ,花粉管在花柱中生长缓慢 ,在花粉萌发和生长过程中伴随出现结节状、花粉管尖端膨大呈球形花粉管及双花粉管等异常现象。经对内源激素测定分析表明 ,上述现象与四倍体西瓜雌蕊和花粉中细胞分裂素———玉米素核苷 (ZR)含量过高、雌蕊的IAA和GA3与ABA的比值低、及花粉和雌蕊共同作用有关

观察二、四倍体青花菜花粉母细胞减数分裂过程并对分裂各时期参数进行统计分析。结果表明,同源四倍体花粉母细胞减数分裂过程与二倍体相比,中期Ⅰ染色体构型复杂,有多价体、四价体、三价体、二价体和单价体;中期Ⅰ及中期Ⅱ有部分染色体没有排列在赤道板上;后期Ⅰ及后期Ⅱ出现落后染色体、染色体桥及断片;后期Ⅱ和末期Ⅱ有染色体不同步分离及不等分裂的现象;四分体时期还出现二分体、三分体、含微核的异常四分体及多分体。同源四倍体花粉母细胞减数分裂平均异常频率高达31.5%,二倍体则只有10.2%的细胞表现异常,说明同源四倍体遗传稳定性比二倍体差,减数分裂不正常是同源四倍体青花菜育性降低的细胞学原因。

采用常规压片法观察了同源四倍体萝卜花粉母细胞减数分裂过程。结果表明:二、四倍体减数分裂主要过程基本相似,均为同时型胞质分裂。区别在于:四倍体前期Ⅰ19.3%的花粉母细胞具有双核仁;中期Ⅰ染色体构型复杂,二价体占53.8%,四价体占33.9%,多价体占7.4%;在25.5%的花粉母细胞中观察到染色体落后和染色体桥现象;中期Ⅱ纺锤体有"八"字、垂直和平行3种类型;非正常四分体达6.7%,败育率达32.0%。

在现蕾期和开花期对二倍体矮脚黄白菜自交、四倍体矮脚黄白莱自交和以四倍体矮脚黄白菜为母本、二倍体矮脚黄为父本杂交的白菜进行胚胎学观察。结果表明，二倍体和四倍体白莱自交的均能正常受精和进行胚胎发育，最终形成正常的种子，但四倍体白菜的受精和胚胎发育均落后于二倍体白菜；四倍体白菜和二倍体白菜杂交的受精和早期胚胎发育正常，但胚乳一般在游离核阶段发生退化，到授粉后１６ｄ，胚乳完全消失．由于胚乳过早解体，胚发育到球形原胚时发生退化，因而无法获得成熟的三倍体种子。

四倍体小麦是普通小麦的祖先种，也是重要的粮食作物。发掘四倍体小麦抗病种质并鉴定其携带的抗病基因，旨在为小麦新品种选育提供新抗源。TDI-1是栽培二粒小麦，在多年的田间种植过程中表现出对白粉病免疫的表型。为了确定TDI-1携带的抗病基因，为小麦白粉病抗性遗传提供理论依据，首先将其与表现为感白粉病表型的硬粒小麦TDU-1进行杂交并构建了遗传群体，然后对亲本及其杂交F₁、F₂、F_2:3群体进行了白粉菌小种E09接种试验和抗病性分析，最后利用混合分离群体分析法（BSA）对抗白粉病基因进行了定位。结果表明，TDI-1在苗期对E09表现为感病，在成株期对E09表现为抗病；TDI-1和TDU-1的F₁植株在成株期对E09表现为抗病；F₂群体中，表现为抗病的单株数和感病的单株数的比例符合3∶1(χ²_3:1=0.11,P=0.74);F_2∶3家系中，纯合抗病、抗病性分离、纯合感病的家系数目之比符合1∶2∶1(χ²_1:2:1=0.47,P=0.79),表明TDI-1成株期白粉病抗性由1个显性基因控制，暂将其命名为PmTDI-1。对TDI-1和TDU-1及其杂交后代F₂群体进行分子标记筛选，发现4个位于2A染色体短臂上的分子标记Xwmc407、NRM-2AS29、NRM-2AS45和NRM-2AS84与PmTDI-1紧密连锁，其中，NRM-2AS45和NRM-2AS84位于两侧，遗传距离分别为1.8,4.6 cM。由此，将成株期抗白粉病基因PmTDI-1初步定位于2A染色体短臂上。研究结果显示，从四倍体小麦TDI-1中鉴定到1个新的显性成株抗白粉病基因PmTDI-1。

为深入开展四倍体冰草数量性状产量基因定位分析、优良新种质选育研究，以四倍体杂交冰草F2群体的120个分离单株及其亲本蒙古冰草(Agropyron mongolicum)、航道冰草(Agropyron cristatum ‘Fariway’)为材料，对其株高、叶长、叶宽、穗长、穗宽、茎粗、茎叶比和单株鲜重8个产量相关的农艺性状进行了测定分析。结果表明，该群体各性状均为受多基因控制的数量性状，呈正态分布，且存在超亲分离现象。聚类分析显示，在欧氏距离为17.5处，将F2群体分为3个类群，其中第1、3类分别表现出优质和高产的特性。相关及通径分析表明，对单株产量影响最大的性状是株高(r=0.265,P <0.01)，直接通径系数为0.174，其后依次为穗长(r=0.214,P <0.05)、茎叶比(r=0.197,P> 0.05)和茎粗(r=0.109,P> 0.05)。本试验结果可为高产优质的四倍体杂交冰草新品种培育奠定基础。