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染色體來說，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)目僅為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?？偟膩砜?，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2條，且株系d中沒有植株含有易位染色體，表明在雜交過程中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。