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SHW-L1,是由携带减数分裂核再组基因的圆锥小麦与节节麦杂交形成的新人工合成六倍体小麦,其基因组组合类似于普通小麦。在本研究中,未使用幼胚拯救技术获得了SHW-L1与Aegilops peregrina AS24的属间杂种Fl。小黑麦是世界上第一个人工合成作物,为了拓宽其遗传基础,我们尝试将E基因组染色体或染色体片段渗入小黑麦R基因组中。以双二倍体8801(AABBEE)为母本,加拿大栽培小黑麦T182(AABBRR)为父本配制杂交组合获得杂种。8801来源于硬粒小麦(Durum)和长穗偃麦草(Thinopyrum elongatum)的杂交组合。本文对SHW-L1与AS24杂种进行了减数分裂观察和SSR分析;对8801和T182杂种的5个自交世代进行了细胞遗传学研究。主要结果如下:
1)对3l株SHW-L1与Aegilopsperegrina AS24杂种F1的花粉母细胞染色体数目进行观察,其中20株为预期的染色体数目2n=35,为整倍体(基因组ABDUS1)。其余的11株为非整倍体,染色体数目分别为2n=33、34、36和37,表明新异源多倍体SHW-L1细胞学不稳定,产生了非整倍单倍体配子,其染色体数目分别为19、20、22和23。
2)编号为2的单株部分同源染色体配对频率非常高。SSR分析发现它缺失了5B染色体(携带有Ph1基因),推测Ph基因的缺失为新合成小麦与野生物种之间的DNA渐渗提供了细胞学机制。
3)对五倍体杂种F1(ABDUS1)雄配子产生过程进行观察,找到了减数分裂核再组的细胞遗传学证据。减数分裂核再组导致了未减数配子的产生,并自发产生了具有AABBDDUUS1S1基因组的新多倍体。讨论了该现象对六倍体小麦和外源物种之间的基因漂移的意义。
4)多色基因组原位杂交发现,8801和T182杂种后代中每一代的总染色体数目以及E和R基因组的染色体数目都存在变化。在F6代,发现了一个总染色体数为42的稳定材料,其染色体构型为28条小麦染色体加12条R染色体和2条E染色体。但是,在本研究中,易位染色体,无论是罗宾逊易位,还是端部易位,出现的频率都很低。在发现的易位染色体中,包括E/R易位和Wheat/E易位染色体。
5)8801和T182后代中,株系5和6发生了明显的染色体消除,它们在F5代的染色体数目均为28,原位杂交结果显示它们均不包含E和R染色体组的整条染色体或染色体片段。株系1染色体数目表现出非常明显的下降趋势:在株系3、5和6中,所有的E染色体在F5代时消失。