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小麦非整倍体

作者:汇感农业百科  阅读:次  类别:农作物卷

    染色体数偏离其基数完整倍数的小麦种质资源,包括单个植株或成套系统,它们的染色体组中个别染色体或染色体臂多于或少于正常数目。如增多或减少的是完整的染色体则称初级非整倍体,如所增减的是个别染色体的某一臂则称次级非整倍体。前者包括缺体、单体、三体和四体。后者包括端着丝体和等臂体。以六倍体普通小麦为例,它有21对染色体,而其缺体即21对染色体中缺任何一对者;其单体即21对染色体中任何一对缺一条者;其三体即21对染色体外多一条者;其四体即21对染色体外多一对者。其端着丝体即21对染色体中任何一对缺一臂者;其等臂体即21对染色体中任何一对一臂重复,另一臂缺失者。

    普通小麦的21对染色体分为A、B、D三组,每组7对。可按其染色体组和同源转化群(或称部分同源群)归属命名为1A、2A、……7A;1B、2B、……7B;1D、2D、……7D。故其缺体、单体、三体和四体均可有21种(见图)。而端着丝体和等臂体则可有42种。由21种互不重复的初级非整倍体和42种互不重复的次级非整倍体可组成若干成套的非整倍体系?#23567;?#22914;缺体系?#23567;?#21333;体系?#23567;ⅰ?#31471;着丝体系列和等臂体系?#23567;?#38750;整倍体系列在小麦遗传分析、进化研究和育种中都有重要的利用价值。

    

几种小麦非整倍体穗形

    自左至右:京红1号正常穗;京红1号5A单体;京红1号5A三体;中国春正常穗;中国春5A单体;中国春5A长臂双端体;中国春5A三体

    普通小麦由于其异源六倍体性质,因而用常规方法较难进行基因的遗传制图。事实上,普通小麦的基因图谱大多是通过非整倍体分析完成的。把基因确定到染色体上的早期工作主要是用单体分析进?#23567;?#20998;析时用21种单体作母本与具有标记受测基因的整倍体杂交,根据杂种第一代单体的表型,或单体第一代自交后产生的第二代分离比率异常与否,即可判定携带受测基因的有关染色体。受测基因为隐性时,一般只需根据单体第一代的隐性基因的表达即可判定与该基因有关的染色体。如受测基因为显性,则?#34892;?#26681;据第二代的异常分离,确定携带受测基因的染色体。

    由于单体分析所需的细胞学鉴定比较冗繁,而且只能将基因初步和特定染色体联系起来,因而它在遗传制图中的应用受到一定限制。端着丝体系列的育成,使基因定位分析进入一个更为精确的阶段。它不仅可将基因进一步标定到特定的染色体臂上,而?#19968;?#21487;测出基因与着丝粒之间的相对距离。如受测基因为显性时,可将带有受测基因的整倍体和相应染色体臂的端着丝体杂交,然后将第一代作父本再与纯合隐性整倍体杂交,根据后代中重组型(带标志受测基因的端着丝体或不带标志基因的整倍体)所占?#22756;?#27979;出的重组率,即表明受测基因与着丝粒之间的相对距离。

    单体系列和缺体——四体组合,曾被用于分析六倍体普通小麦的染色体组归属和同源转化群关系。端着丝体系列不仅有利于更精确地阐明染色体臂的同源转化关系,而且在分析小麦各物种以及它们?#33258;?#29289;种之间染色体组的起源和染色体同源转化关系研究方面,更显示出特殊价值。

    非整倍体?#29287;?#19982;技术已被应用于小麦育种实践。通过种属间(或品种间)染色体添加、代换或易位等手段,已为小麦育种提供了一系列有用的资源?#29287;?#25110;推广品种。在普通小麦的21对染色体外,添加了一对异种或异属染色体的品系,称作外来添加系或异附加系。小麦中已经育成的外来添加系有黑麦、偃麦草、山羊草、簇毛麦和大麦染色体添加系。普通小麦21对染色体中有一对被异种或异属相应染色体所代换的品系称作外来代换系或异代换系。?#20998;?#23567;麦牛朱特(Neuzucht)、文特泽尔(Wentzel)、舟伯(Zorbo)、欧兰多(Or1ando)和沙拉丁(Saladin)等,其染色体1B已被黑麦染色体1R所代换,故均系黑麦染色体代换系。普通小麦染色体组中在个别染色体上有异种属染色体区段易位的品系称作易位系。如小麦品种德兰塞克(Transec)、本挪(Benno)、沙尔蒙(Salmon)、高加索(Кaв-кa3)和阿芙乐尔(ABpopa)等的染色体组中具有一段易位的黑麦染色体区段,坎培尔(Campair)具有一段顶芒山羊草染色体区段;埃伽寨(Agathe)具有一段长穗偃麦草染色体区段等,故均系易位系。通过外源染色体的添加、代换与易位,均有可能将异种或异属的有利基因导入普通小麦,但其中以易位系的利用价值最高。

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