未减数配子快速固定小麦-黑麦易位染色体的有效性分析

The efficient transmission of translocated chromosomes in hybrids into progenies is an important genetic issue. The utilization of unreduced gametes may be helpful for this. However, the experimental study addressing to this is still lack. In this study, we will analyze the chromosome behaviours of pollen-mother-cells in some wheat-rye F1 hybrids and identify the chromosome constitutions in their selfed progenies by using molecular-cytological technologies. The purpose is to elucidate the efficiency of transmission and fixation of wheat-rye translocated chromosomes via unreduced gametes and to reveal the possible roles of unreduced gametes on the chromosome paring and the production of translocations. This study may resolve the roadblock for translocation development by improving the efficiency of transmission and fixataion of translocated chromosomes,and thus helpful to the development of translocations in a large scale. This study with wheat-rye hybrid as an example provides a reference for the translocation development for other hybrid combinations.

将小麦-外源易位染色体有效传递到后代是一个需要解决的遗传学问题。利用未减数配子可能解决该问题，但目前缺乏相关的实验研究。本项目拟通过分子细胞遗传学技术，对不同小麦-黑麦F1杂种的花粉母细胞减数分裂染色体行为和自交后代的染色体组成进行观察，研究利用未减数配子途径传递和固定易位染色体的有效性，并探讨未减数配子基因在染色体配对和高频率易位形成中可能发挥的作用。该研究有助于解决长期困扰外源染色体片段导入小麦存在的无法将易位有效传递到后代的遗传学难题，为大规模创制易位或大量创制不同类型的易位提供基础。同时，本研究以小麦-黑麦为例进行的研究，对其它物种的易位创制提供参考借鉴。

小麦-外源染色体易位是小麦外源基因利用的重要策略。但是，易位的产生及有效传递是一个难题。为了研究未减数配子在易位创制中的价值，本项目通过分子细胞遗传学技术，对不同小麦-黑麦F1杂种的花粉母细胞减数分裂染色体行为和自交后代的染色体组成进行观察，研究利用未减数配子途径传递和固定易位染色体的有效性。对人工合成小麦-黑麦杂种F1和F2的研究表明，未减数配子途径能够有效传递易位染色体。对人工合成小麦-黑麦杂种高世代和中间世代的研究发现，小麦D染色体组优先丢失，后代通常变成六倍体小黑麦，在一个组合发现了高频率易位，表明利用未减数配子基因有助于提高染色体易位系的创制效率。除了未减数配子基因，有其它因素影响易位的创制效率。普通小麦-黑麦杂种的高世代材料中，黑麦R基因组优先丢失，后代通常变成六倍体普通小麦，而且缺乏小麦-黑麦易位，这可能是由于普通小麦与人工合成小麦存在不同类型的未减数配子途径有关。创制/发现了一批易位材料，例如6BS-?RS/L、?RS/L-6BL、1BS.1BL-2DL、2DS.2DL-1BL等。根据本研究结果，我们建议“在外源遗传转移中，应该优先利用源于人工合成小麦的未减数配子基因”。以小麦-黑麦为例进行的研究，对其它物种的易位创制提供了参考借鉴，有助于提高小麦-外源易位创制效率。