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华山新麦草与普通小麦属间杂种的产生及其形态学和细胞遗传学研究

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华山新麦草与普通小麦属间杂种的产生及其形态学和细胞遗传学研究

作者：康厚扬四川农业大学

学位级别：硕士

小麦是世界上最广泛种植的作物，它是世界上占35％人口的主要粮食作物。但普通小麦品种遗传基础狭窄，遗传差异小，制约其产量和品质的进一步提高。为了提高栽培小麦的产量和抗性，提高其遗传背景是非常重要的。在小麦近缘属物种中，具... 详细信息

小麦是世界上最广泛种植的作物，它是世界上占35％人口的主要粮食作物。但普通小麦品种遗传基础狭窄，遗传差异小，制约其产量和品质的进一步提高。为了提高栽培小麦的产量和抗性，提高其遗传背景是非常重要的。在小麦近缘属物种中，具有许多改良小麦所需的目标基因，利用小麦近缘属植物进行直接或间接杂交能将优异基因转移到普通小麦中，有效的丰富小麦的遗传变异和拓宽其遗传多样性。华山新麦草(Psathyrostachys huashanica Keng ex Guo)是禾本科(Poaceae)小麦族(Triticeae)新麦草属(Psathyrostachys Nevski)的一个多年生二倍体(2n=14)物种，含Ns基因组。它是我国特有的禾草植物，仅生长在陕西华山，与同属的其他物种有较大的形态差异和形成间断地理分布。华山新麦草具有抗寒、抗旱、耐瘠薄、早熟、优质、高抗小麦条锈病和全蚀病，中抗赤霉病等特点。由于华山新麦草独特的分类学地位、特殊的地理分布和作为小麦族的重要基因资源，目前该物种已被列为我国珍稀濒危一级保护植物和急需保护的农作物近缘种。在未采用幼胚拯救培养条件下，以普通小麦CSph2b作母本，用华山新麦草作父本进行属间杂交，成功地获得杂种F，并从形态学、细胞遗传学和分子生物学对杂种F进行鉴定和研究。主要研究结果如下： 1、杂种F在2004年和2005年杂交结实率分别为1.56％和1.67％，F植株套袋自交不结实，开放结实。分别以CS、CSph2b、J-11、郑麦-9023为父本回交，成功的获得了回交种子。F植株形态表现为双亲中间型，但倾向母本小麦的性状偏多，主要表现在株高和每穗小穗数;但幼苗植株匍匐生长以及穗长、芒长和节间紫色与华山新麦草相似。在赤霉病、条锈病发病很严重的情况下，杂种表现免疫。 2、根尖有丝分裂观察发现，杂种F染色体数为2n=28。杂种F花粉母细胞减数分裂MI染色体主要以单价体形式出现，平均每个细胞有26.80个单价体，0.60个二价体，均为棒状，未观察到环状二价体和多价体。平均每个细胞交叉数为0.60个。 3、选用8个对Ns基因组特异的RAPD引物，对杂种F及其亲本进行扩增，结果表明能够在杂种F和两个亲本中扩增出相同的带纹。引物OPW-05在杂种中扩增出了一条与华山新麦草相同且具有290 bp的带，而且在DNA组成序列上相同，表明

关键词：普通小麦华山新麦草形态学细胞遗传 RAPD DNA序列

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矮秆波兰小麦赤霉酸不敏感基因的遗传分析

麦类作物学报 2007年第3期27卷 425-427,437页

作者：宋志剑康厚扬周永红四川农业大学小麦研究所四川都江堰611830

为了研究矮秆波兰小麦赤霉酸不敏感基因的遗传特性,以矮秆波兰小麦、高秆波兰小麦及其杂交F2代分离群体为研究对象,通过幼苗形态、第一叶长度及胚芽鞘长度的变化,分析了矮秆和高秆波兰小麦对赤霉酸(GA3)的敏感性及赤霉酸不敏感基因的遗... 详细信息

为了研究矮秆波兰小麦赤霉酸不敏感基因的遗传特性,以矮秆波兰小麦、高秆波兰小麦及其杂交F2代分离群体为研究对象,通过幼苗形态、第一叶长度及胚芽鞘长度的变化,分析了矮秆和高秆波兰小麦对赤霉酸(GA3)的敏感性及赤霉酸不敏感基因的遗传规律。结果表明,矮秆波兰小麦赤霉酸反应不敏感,而高秆波兰小麦赤霉酸反应敏感;F2代分离群体第一叶和胚芽鞘不同长度的幼苗数分别与赤霉酸不敏感型幼苗数达到极显著正相关,分离比例都为3∶1(短∶长),即不敏感∶敏感=3∶1,符合χ2测验;矮秆波兰小麦赤霉酸不敏感性由单个显性基因控制。

关键词：矮秆波兰小麦赤霉酸反应遗传分析

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鹅观草属4个种的核型与进化

植物研究 2006年第2期26卷 141-146页

作者：曹刚周永红张海琴康厚扬邓小锋四川农业大学小麦研究所都江堰611830

报道了4个种鹅观草属(***)植物的核型,其核型公式如下:芒颖鹅观草(*** isKeng et ***),2n=4x=28=22m+6sm(2SAT);短颖鹅观草(***-m isKeng),2n=4x=28=20m(2SAT)+8sm;红原鹅观草(***),2n=4x=28=22m+6sm(2SAT);山东鹅观草(***(***)***,*** etYen),2n=4x=28=24m(2SAT)+4sm。同时对染色体主要特征的演变规律进行了分析,揭示了鹅观草属4个种的相对进化程度以及宏观分类中2个组的系统发育关系,表明鹅观草属的半颖组在系统发育中派生了颖体短小的小颖组。

关键词：鹅观草属核型进化

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八个四倍体鹅观草属物种的核型研究

广西植物 2006年第4期26卷 360-365页

作者：康厚扬周永红张海琴邓小锋曹刚四川农业大学小麦研究所四川都江堰611830

对8个鹅观草属物种的核型进行了研究。核型公式如下:纤穗鹅观草2n=4x=28=20m+8sm(2sat);紫穗鹅观草2n=4x=28=22m(2sat)+6sm;假花鳞草2n=4x=28=24m(2sat)+4sm;肃草2n=4x=28=22m+6sm(2sat);小颖鹅观草2n=4x=28=22m+6sm(2sat);纤瘦鹅观草2n=4x=28=24m(4sat)+4sm;变颖鹅观草2n=4x=28=20m+8sm(2sat);毛花鹅观草2n=4x=28=24m(2sat)+4sm。它们的核型属1A或2A型。其中后5个物种的核型为首次报道。

关键词：鹅观草属核型四倍体

硬粒小麦-节节麦人工合成小麦的穗发芽抗性研究

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麦类作物学报 2008年第3期28卷 397-401页

作者：蒋云康厚扬原红军王益周永红四川农业大学小麦研究所四川都江堰611830

为了发掘来自节节麦的抗穗发芽基因资源,利用具有染色体自然加倍特性的硬粒小麦栽培种(Triticum durumL ***,2n=4x=28,AABB)与节节麦(Aegilops tauschiiCosson.,2n=2x=14,DD)杂交,经染色体天然加倍合成了4份新六倍体小麦SHW-Z1、SHW-Z2... 详细信息

为了发掘来自节节麦的抗穗发芽基因资源,利用具有染色体自然加倍特性的硬粒小麦栽培种(Triticum durumL ***,2n=4x=28,AABB)与节节麦(Aegilops tauschiiCosson.,2n=2x=14,DD)杂交,经染色体天然加倍合成了4份新六倍体小麦SHW-Z1、SHW-Z2、SHW-Z3和SHW-Z4(TriticumaestivumL.,2n=6x=42,AABBDD)。通过对这4份材料不同灌浆期的不同发芽处理研究表明,节节麦抗穗发芽特性得到表达,4份材料平均穗发芽率分别仅为1.75%,0.31%,1.09%和0.17%。与穗发芽抗性极强的合成六倍体小麦RSP相比,亲本为节节麦As65的合成小麦SHW-Z2和SHW-Z4具有更强的穗发芽抗性。4份合成六倍体小麦抗穗发芽的因素主要来自穗部与种子的抑制,颖壳内含物的化学抑制作用较弱。

关键词：硬粒小麦节节麦合成六倍体小麦抗穗发芽

纤毛鹅观草原变种和竖立鹅观草变种居群间核型变异研究

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中国种业 2023年第12期 59-66页

作者：方忠艳朱明昆包俊浩庞菁璐张亚洲康厚扬吴丹丹四川农业大学小麦研究所成都611130

纤毛鹅观草原变种与竖立鹅观草变种在我国广泛分布,是重要的小麦族野生种质资源。为了研究种间和居群间的染色体变异和遗传多样性,本研究对15份材料进行核型参数差异分析,发现所有材料均为中部着丝点染色体或近中部着丝点染色体,具2对... 详细信息

纤毛鹅观草原变种与竖立鹅观草变种在我国广泛分布,是重要的小麦族野生种质资源。为了研究种间和居群间的染色体变异和遗传多样性,本研究对15份材料进行核型参数差异分析,发现所有材料均为中部着丝点染色体或近中部着丝点染色体,具2对随体染色体,分别为ⅠSt和V Y;平均臂比的变化范围为1.21~1.40;染色体长度比的变化范围为1.59~1.80;核不对称系数为0.51~0.62,核型类型均为2A。基于荧光原位杂交(FISH)的核型分析共发现61个FISH信号变异,其中Y染色体的变异(33)大于St染色体(28),构建居群间的“核心FISH核型”能对14对染色体进行区分。结果表明纤毛鹅观草原变种与竖立鹅观草变种居群在细胞核型数据和(FISH)核型上均存在丰富的多样性。

关键词：鹅观草属核型变异细胞遗传学核型核心FISH核型遗传多样性

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阿魏酸对小麦灌浆过程镉转运分配差异的影响

阿魏酸对小麦灌浆过程镉转运分配差异的影响

243份云南普通小麦地方品种抗条锈病鉴定及分子标记检测

第二十届中国作物学会学术年会

作者：李思萌刘晗羽赵林王益康厚扬曾建四川农业大学资源学院

【研究背景】镉是我国谷物主要的重金属污染物,通过食物链的传递威胁人体健康。小麦是我国重要的,受镉污染危害显著的粮食作用,控制镉向小麦籽粒中迁移和积累解决小麦镉污染的重要举措。阿魏酸是普遍存在的酚酸,外源施用阿魏酸能够缓解... 详细信息

【研究背景】镉是我国谷物主要的重金属污染物,通过食物链的传递威胁人体健康。小麦是我国重要的,受镉污染危害显著的粮食作用,控制镉向小麦籽粒中迁移和积累解决小麦镉污染的重要举措。阿魏酸是普遍存在的酚酸,外源施用阿魏酸能够缓解镉对小麦植株毒害效应,但对小麦籽粒镉转运分配及积累的影响尚不明确。本研究采用叶面喷施阿魏酸,探究阿魏酸对小麦籽粒灌浆过程中镉积累特性以及植株体内转运分配的影响,以期为降低小麦籽粒镉含量提供科学依据。【材料与方法】本研究以四川小麦品种川麦104为材料,研究镉污染农田中叶面喷施阿魏酸对小麦灌浆过程中植株体内镉转运分配的影响。实验以不喷施阿魏酸为对照处理,于开花后每7天进行一次叶面喷施处理,并进行植株各组织样品采集,分析各组织器官及亚细胞镉含量,结合籽粒灌浆速率,研究阿魏酸对小麦籽粒镉积累的作用效应。【结果与分析】1.相较于对照,阿魏酸处理降低了成熟期小麦籽粒中镉含量60%,其浓度为0.04 mg/kg,符合国家安全生产标准。2.阿魏酸处理下小麦穗部镉积累量在花后14天达到峰值后趋于平稳,成熟期小麦穗部镉含量占比相较于对照降低了3.1倍;而对照条件下镉含量持续上升。3.在灌浆过程中对照处理下籽粒的灌浆速率显著高于阿魏酸处理,阿魏酸处理显著降低了成熟期籽粒镉积累量在穗部的占比。4.阿魏酸处理下,小麦灌浆过程中穗部中护颖、内外稃、芒等高蒸腾器官和穗轴镉含量逐渐增加,限制了镉在籽粒中的分配。【结论】镉在小麦穗部组织器官的分配依赖于植物韧皮部运输差异,研究发现阿魏酸改变了小麦穗部韧皮部对镉的分配响应,增加了穗部高蒸腾器官对镉的固持,降低了小麦籽粒的灌浆速率抑制籽粒中镉的积累。

关键词：小麦镉阿魏酸灌浆期镉分配

来源： cnki会议评论

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中国农业科学 2021年第4期54卷 684-695页

作者：习玲王昱琦杨修朱微陈国跃王益覃鹏周永红康厚扬四川农业大学小麦研究所/西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室云南农业大学农学与生物技术学院

【目的】小麦条锈病由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis. f. sp. tritici,Pst)引起的气传性真菌病害,是世界范围内最具破坏性的小麦病害之一。发掘抗病资源和培育抗病品种是防治条锈病最经济有效的措施。通过鉴定和评价云南... 详细信息

【目的】小麦条锈病由条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis. f. sp. tritici,Pst)引起的气传性真菌病害,是世界范围内最具破坏性的小麦病害之一。发掘抗病资源和培育抗病品种是防治条锈病最经济有效的措施。通过鉴定和评价云南小麦地方品种对中国当前流行的条锈菌生理小种的抗性水平,综合分析可能携带的抗条锈病基因,为小麦抗病育种提供理论依据。【方法】利用当前中国小麦生产上毒性强、流行频率高的条锈菌生理小种CYR32和CYR34对243份云南小麦地方品种进行苗期抗病性鉴定,成株期使用CYR32、CYR33、CYR34和贵农致病类群等混合生理小种进行抗性鉴定,并利用小麦生产上重要抗条锈病基因Yr5、Yr10、Yr15、Yr18、Yr26、Yr28、Yr29、Yr30、Yr36、Yr39、Yr41、Yr48、Yr65、Yr67、Yr80和Yr81的紧密连锁标记对供试材料进行分子检测。【结果】在243份小麦材料中,18份种质对CYR32表现苗期抗性,32份种质对CYR34表现苗期抗性,对CYR32和CYR34均表现苗期抗病的有8份,占3.29%。结合苗期和成株期抗性鉴定,174份地方种质表现为稳定的成株期抗性,占71.6%,其中105份种质高抗条锈病。分子检测结果显示,携带Yr10、Yr18、Yr29、Yr30、Yr65和Yr81抗性基因的材料分别有48、44、4、6、4和101份。同时携带2、3和4个抗性基因的材料各有34、4和1份。所有供试材料均未检测到Yr5、Yr15、Yr26、Yr28、Yr36、Yr39、Yr41、Yr48、Yr67和Yr80。此外,74份地方种质未检测到以上所有抗性基因,其中58份具有成株期抗性,可能携带其他已知或新的条锈病抗性基因。【结论】云南小麦地方品种作为中国特有的小麦种质资源,具有优良的条锈病抗性。243份供试小麦品种对当前条锈菌流行小种抗性水平整体偏高,筛选得到174份具有稳定抗性的地方种质,同时有74份可能携带其他已知或未知的抗性基因,可作为进一步挖掘抗条锈病新基因或QTL的亲本来源。

关键词：小麦地方品种条锈病抗病鉴定分子标记 Yr

基于叶绿体trnL-F序列对广义披碱草属物种的系统进化研究

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草业学报 2011年第3期20卷 162-173页

作者：张春凡星沙莉娜康厚扬张海琴周永红四川农业大学成都科学研究院小麦研究所四川成都611130 泸州医学院药学院四川泸州646000 四川农业大学作物基因资源与遗传改良教育部重点实验室四川雅安625014

广义披碱草属包括了披碱草属、鹅观草属、猬草属、裂颖草属和仲彬草属。为深入研究这5个小麦族多年生属的系统地位、母本来源及St染色体组的来源和分化等问题,本研究根据叶绿体DNAtrnL-F序列构建了系统树和网状结构图。结果表明,1)广义... 详细信息

广义披碱草属包括了披碱草属、鹅观草属、猬草属、裂颖草属和仲彬草属。为深入研究这5个小麦族多年生属的系统地位、母本来源及St染色体组的来源和分化等问题,本研究根据叶绿体DNAtrnL-F序列构建了系统树和网状结构图。结果表明,1)广义披碱草属物种的母本不完全来源于拟鹅观草属的St染色体组,其中黑药仲彬草和梭罗仲彬草的母本染色体组为P染色体组,Hystrix duthiei及长芒猬草的母本染色体组为Ns染色体组;2)系统树中反映了P、W和St染色体组之间具有较近的亲缘关系,它们与H和Ns染色体组的关系较远;3)仲彬草属中黑药仲彬草和梭罗仲彬草与冰草属的二倍体物种聚类在一起,表明黑药仲彬草和梭罗仲彬草与冰草属的关系较近;猬草属中猬草聚在St支中,而***和长芒猬草包括在Ns支中,表明它们具有不同的染色体组组成;4)5个不同地理分布的具有St染色体组的拟鹅观草属二倍体物种没有形成一个单系组,表明St染色体组在二倍体物种中存在一定程度的分化;在异源多倍体物种中,其St染色体组的质体序列构成了不同的分支,表明St染色体组在多倍体物种中也具有分化;5)亚洲分布的拟鹅观草属二倍体物种可能参与了大部分欧亚物种的起源,北美分布物种的St染色体组可能来源于北美的拟鹅观草属物种;有些物种在多倍化起源过程中可能发生了重复杂交过程。

关键词：广义披碱草属属间关系系统进化 St染色体组母本来源起源染色体组分化