多倍化在高等植物形成过程中发挥了重要作用。远缘杂交是异源多倍体形成的第一步,它使不同物种的基因组融合到同一个单倍体杂种中。由于没有同源染色体,杂种产生的配子往往不育或育性很低,这阻碍了外源物种优良基因向小麦基因组导入,影响了小麦的遗传改良。前人研究发现,未减数配子基因可使远缘杂种染色体自然加倍,实现外源遗传物质向小麦基因组的转移。本试验以遗传背景不同且含有未减数配子基因的六倍体小麦与秦岭黑麦的杂种F1和F2植株为材料,采用普通细胞遗传学和分子细胞遗传学技术(基因组原位杂交和荧光原位杂交),观察不同小麦黑麦杂种F1的花粉母细胞减数分裂染色体行为,鉴定自交F2代的染色体组成,研究未减数配子的形成规律及其在固定易位染色体中的有效性,探讨未减数配子基因在小麦远缘杂交育种中的作用。主要研究结果如下：1.通过对13个六倍体小麦与黑麦的单倍体杂种减数分裂染色体行为进行观察,发现杂种F1染色体主要以单价体形式存在,并发生了一定频率的部分同源染色体配对,产生了二价体和三价体。人工合成小麦与黑麦杂种J91交叉结数显著低于人工合成小麦改良品系与黑麦的杂种,说明来源不同遗传背景的远缘杂种配对能力不同。2.利用基因组原位杂交对人工合成小麦Langdon X AS65与秦岭黑麦杂种F2进行染色体鉴定,5个植株的染色体数为45-56条,产生了双二倍体和部分双二倍体。进一步,我们利用黑麦着丝粒特异序列PrCEN-1制备探针进行荧光原位杂交对单倍体杂种F1着丝粒行为进行观察,发现F1染色体只存在单次减数分裂,该分裂导致姊妹染色体分开,形成了未减数配子,未减数配子的结合实现了单倍体杂种的染色体自然加倍。3.通过细胞学普通制片和基因组原位杂交技术对29个F2代种子根尖细胞进行鉴定,结果显示,染色体数为37-56条,普通小麦染色体数变异范围为32-42条,黑麦染色体数变异范围为5-14条。来源于人工合成小麦和人工合成小麦改良品系和黑麦杂种的F2染色体组成存在明显差异,说明未减数配子基因在不同遗传背景材料中的作用强度不同。除此之外,我们在杂种后代检测到高频率易位(27.6%),这说明单倍体杂种F1产生的易位通过未减数配子成功传递到了F2代,未减数配子传递易位是有效的。4.F2减数分裂中期Ⅰ同源染色体配对结果显示,花粉母细胞存在大量的单价体,且不同植株间变异范围较大(5.22-16.07)。配对染色体中主要形成棒状和环状二价体,三价体和四价体频率较低。减数分裂过程有染色体滞后、染色体桥和微核等细胞学异常现象产生,细胞遗传还不稳定。通过基因组原位杂交实验进一步发现,F2减数分裂过程中黑麦染色体比小麦染色体更容易产生滞后行为,且黑麦染色体行为出现了两种不同类型。一类是减Ⅰ后期黑麦姐妹染色单体分离向两极移动；一类是减Ⅰ后期黑麦姐妹染色单体仍由着丝粒联结,一起移向细胞两极。