何 敏，楊友偉

（湖南文理學(xué)院，湖南 常德 415000）

赤霉病是一種典型的氣候型病害，嚴(yán)重危害著禾谷類作物的生產(chǎn)，它不僅可以造成作物產(chǎn)量嚴(yán)重降低，而且該病害發(fā)生后分泌的脫氧雪腐鐮刀菌烯醇等毒素會(huì)導(dǎo)致人畜中毒[1]。由四倍體小麥（2n=4x=28，AABB）和普通黑麥（2n=2x=14，RR）雜交得到的雜種加倍而成的六倍體小黑麥?zhǔn)鞘澜缟系谝环N人工合成作物，具有良好的耐瘠薄性，分蘗能力強(qiáng)，既可作糧食作物亦可作飼草，因而具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。然而，小黑麥對(duì)赤霉病的抗性不強(qiáng)是制約其推廣應(yīng)用的主要障礙。偃麥草屬（Thinopyrum(Host)A.L ve）具有優(yōu)良的赤霉病抗性基因，已在小麥抗病育種中被廣泛應(yīng)用。已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)，在長(zhǎng)穗偃麥草的1號(hào)和7號(hào)染色體上攜帶有抗赤霉病基因，用圓錐小麥和二倍體長(zhǎng)穗偃麥草雜種加倍育成的雙二倍體（AABBEE）材料對(duì)赤霉病表現(xiàn)出較好的抗性。通常，小麥-偃麥草雙二倍體只是轉(zhuǎn)移目標(biāo)基因的橋梁材料，以該橋梁材料與小黑麥進(jìn)行雜交，有望以形成三屬雜種的方式將優(yōu)良基因?qū)氲叫『邴溨袕亩_(dá)到改良小黑麥抗性的目的。

本研究以前期獲得的高抗赤霉病的雙二倍體材料為父本，栽培六倍體小黑麥品種為母本進(jìn)行雜交。利用核型分析、多色基因組原位雜交等方法對(duì)雜種后代植株染色體組成等情況進(jìn)行研究，研究的開展可為小麥遺傳改良提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本研究的研究材料是六倍體小黑麥與攜帶二倍體長(zhǎng)穗偃麥草整套染色體的雙二倍體材料的雜種后代6個(gè)株系的F4植株，在每個(gè)株系中隨機(jī)選擇10個(gè)植株（共計(jì)60株）進(jìn)行細(xì)胞遺傳學(xué)研究。

1.2 試驗(yàn)方法

核型分析采用常規(guī)壓片技術(shù)，拍照用Leica DM2500顯微鏡。多色基因組原位雜交，多色基因組原位雜交方法參考美國(guó)堪薩斯州立大學(xué)提供的操作程序（protocol ofgenomic in situ hybridization），略有改動(dòng)。

2 結(jié)果與分析

利用常規(guī)壓片技術(shù)和多色基因組原位雜交方法對(duì)雜種后代6個(gè)株系的部分F4植株進(jìn)行了染色體數(shù)目和組成進(jìn)行了鑒定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在鑒定的植株中，其染色體的數(shù)目與組成的差異較大（見表1）。株系1的10個(gè)植株中，總的染色體的數(shù)目在39-44中波動(dòng)，變異幅度較大。從原位雜交的結(jié)果來(lái)看，部分植株含有少量E/R易位染色體（1-3），除此之外，這些植株還含有數(shù)目不等的R（2-5）和E（1-4）染色體。株系2的10個(gè)植株中，核型分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)這10個(gè)植株的染色體的數(shù)目在37-41變化。原位雜交結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所有10個(gè)植株每株都攜帶有2條E/R易位染色體。在株系3的10個(gè)植株中，染色體數(shù)目變異范圍很大，為31-43。原位雜交的結(jié)果表明，其中有3株分別含有1條或2條E/R易位染色體，另外7株都沒(méi)有易位染色體存在，所有研究的植株所含的R和E染色體的變異幅度都比較大，分別為1-10以及2-10。有1個(gè)植株的染色體由2條E/R易位染色體加10條E染色體和7條R染色體以及24條圓錐小麥的染色體，見圖1A，總的染色體數(shù)目為43。在株系中，研究的10個(gè)植株的染色體數(shù)目為40-43，原位雜交的結(jié)果表明，在鑒定的該株系植株中沒(méi)有E/R易位染色體的存在，這些植株均含有較多數(shù)量的R染色體（9-12條），而E染色體的數(shù)目則為0～3條，相對(duì)于R染色體來(lái)說(shuō)，比較少。在株系5中，10個(gè)鑒定植株的總?cè)旧w數(shù)目為27～39條，變異范圍較大。原位雜交的結(jié)果表明鑒定的全部10個(gè)植株都攜帶有1條E/R易位染色體，R及E染色體的數(shù)目變異范圍為2～8和2～10。而在株系6中，選擇的全部植株的染色體數(shù)目?jī)H為28或29條，其中絕大部分為小麥的染色體。此株系中，染色體數(shù)為28和29的植株分別為6和4株，比例分別為60%和40%。29條染色體的植株中，全部都有1條E/R易位染色體存在，見圖1B；而在染色體數(shù)為28的植株中，有1個(gè)植株的染色體組成為1條R染色體加上27條小麥染色體，見圖1C，除此之外，此株系其余植株的染色體全部為小麥染色體。

表1 F4植株的染色體數(shù)目統(tǒng)計(jì)Tab.1 Chromosome number statistics of F4 plants

3 結(jié)論與討論

多色基因組原位雜交可同時(shí)鑒定多基因組染色體組成情況，結(jié)果直觀，效率較高。總的來(lái)看，本研究中，鑒定植株的總?cè)旧w數(shù)目、以及E和R染色體的數(shù)目變異幅度均較大。此外，鑒定的所有植株中E/R易位染色體的數(shù)目均不超過(guò)2條，且株系d中沒(méi)有植株含有易位染色體，表明在雜交過(guò)程中E染色體和R染色體發(fā)生易位形成E/R易位染色體的概率較小，易位純合體的概率更小。在研究的60個(gè)植株中，從數(shù)量來(lái)看，R染色體的平均數(shù)目高于E染色體，表明R染色體組染色體和E染色體組染色體在競(jìng)爭(zhēng)力方面存在差異，R染色體組染色體的競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)。

株系f中植株染色體數(shù)目較少，且所有植株不同時(shí)含有E、R和E/R易位染色體，表明該株系植株在自交過(guò)程中發(fā)生了染色體消減，而這種現(xiàn)象可能是由差異較大的染色體組間在形成配子過(guò)程中染色體復(fù)制行為不同步所造成的。

本研究未進(jìn)行植株赤霉病抗性鑒定，在后續(xù)的研究中，結(jié)合抗性鑒定，具有赤霉病抗性的易染色體系材料有望被篩選出來(lái)。