小麥-濱麥附加易位系DM 5911的創制及其細胞遺傳學鑒定

程雪妮，劉 洋，龐玉輝,3，雷忠萍，武 軍，陳新宏，楊群慧，趙繼新

(1.西北農林科技大學生命學院，陜西楊凌 712100； 2.西北農林科技大學農學院/陜西省植物遺傳工程育種重點實驗室，陜西楊凌 712100； 3.河南科技大學農學院，河南洛陽 471023)

?

小麥-濱麥附加易位系DM 5911的創制及其細胞遺傳學鑒定

程雪妮1，劉 洋2，龐玉輝2,3，雷忠萍1，武 軍2，陳新宏2，楊群慧2，趙繼新2

(1.西北農林科技大學生命學院，陜西楊凌 712100； 2.西北農林科技大學農學院/陜西省植物遺傳工程育種重點實驗室，陜西楊凌 712100； 3.河南科技大學農學院，河南洛陽 471023)

濱麥(Leymusmollis(Trin.) Pilger,NsNsXmXm,2n=28)具有抗旱、耐寒、抗多種真菌和細菌病害、莖稈粗壯、大穗多花等特性，是麥類作物品種改良的優異種質資源。本研究采用細胞遺傳學方法對由八倍體小濱麥M842-16與硬粒小麥品種D 4286雜交F6代選育出的1個附加易位系DM 5911進行了鑒定和農藝性狀分析。細胞學鏡檢顯示，DM 5911的染色體構型為2n=44=22Ⅱ；根尖體細胞原位雜交鑒定顯示，DM 5911含有2條完整的Ns染色體和2條易位的Ns染色體；花粉母細胞原位雜交鑒定顯示，DM 5911的2條完整Ns染色體和2條易位Ns染色體可以進行正常的聯會配對和遺傳。表明DM 5911是1個遺傳穩定、包含1對完整的Ns染色體和1對易位Ns染色體的小濱麥附加易位系。形態學調查顯示，DM 5911在株高和分蘗數等農藝性狀方面得到了明顯的改善。該附加易位系作為進一步創制小濱麥小片段染色體易位系的重要種質材料，可用于小麥染色體工程育種與遺傳改良。

小麥； 濱麥； 附加； 易位； 基因組原位雜交

小麥遠緣雜交是研究小麥進化及親緣關系、人工合成新物種、利用外源遺傳物質豐富小麥遺傳基礎的重要途徑和手段[1-2]。濱麥(Leymusmollis(Trin.) Pilger,NsNsXmXm,2n=28)，又名柔軟賴草，屬禾本科大麥亞族賴草屬野生雜草，具有抗旱、耐寒、耐鹽堿、耐瘠薄、抗多種真菌與細菌病害、莖稈粗壯、大穗多花等特性，是麥類作物品種改良的優異種質資源[3-4]。濱麥基因組為NsNsXmXm，其中Ns基因組來自于新麥草(PsathyrostachysKeng)，而Xm基因組的來源目前尚未確定[5-6]。

20世紀50-60年代，前蘇聯的Tsitsin等[7]通過幼胚培養，獲得了四倍體、六倍體小麥與大賴草、濱麥和沙生賴草的雜種。Anamthawat-Jónsson 等[8-9]采用胚拯救和秋水仙堿加倍，獲得了普通小麥、波斯小麥與濱麥的雜種雙二倍體，并報道了1個包含全部A和B基因組染色體、1對D基因組染色體和6對濱麥染色體的小麥-濱麥雙二倍體材料AD 99，利用AD 99與普通小麥雜交，篩選出了6個抗白粉病的純合株系。陳漱陽等[10]、傅 杰等[11]自20世紀80-90年代開始進行普通小麥與濱麥的雜交研究，通過胚拯救和秋水仙堿染色體加倍，獲得了具有濱麥的大穗、多花、大粒、抗病等特性的八倍體小濱麥(octoploidTritileymus) M 842。王獻平等[12]對6 種類型的八倍體小濱麥的染色體組構成進行了分子細胞遺傳學分析，將八倍體小濱麥M 842-4、M 842-8、M 842-12、M 842-16 的染色體組構成確定為AABBDDNN，M 842-10 的染色體組構成確定為AABBDDNN+2Ta-2Lm(N)，M 842-13 的染色體組構成確定為AABBDDJJ。利用八倍體小濱麥M 842與普通小麥品種7182、煙農15和缺體小麥等雜交，前人已培育出3個異附加系[13]、2個二體異代換系[14]和10多個易位系[15-18](M 853、M 8657、WM-10、93748、山農0096、山農6343、WL 24-4等)新種質。此外，M 842與八倍體小偃麥、八倍體小簇麥和八倍體小黑麥雜交，獲得了一些小麥-濱麥-偃麥草[19]、小麥-濱麥-簇毛麥[20]和小麥-黑麥-濱麥[21]等三屬雜種，并將濱麥的抗條銹病、抗白粉病等基因導入到了普通小麥中。

近年來，本課題組利用八倍體小濱麥M 842與硬粒小麥品種D 4286和Trs-372進行了雜交研究[22]，并在后代中鑒定出了一些新種質。在八倍體小濱麥M 842-12與硬粒小麥Trs-372的雜交后代中，鑒定出1個小麥1D、5D、6D染色體被濱麥1Ns、5Ns、6Ns染色體替換了的多重異代換系05DM6[23]；在八倍體小濱麥M 842-16與硬粒小麥D 4286的雜交后代中，鑒定出1個小麥3D、6D、7D染色體被濱麥3Ns、6Ns、7Ns染色體替換了的多重異代換系10DM50[24]和1個小麥3D染色體被濱麥3Ns染色體替換了的二體異代換系10DM57[25]。

本研究在M 842-16×D 4286的雜交后代中，篩選出了1個染色體數目為2n=44，含有2條完整濱麥Ns染色體和2條易位Ns染色體的株系DM 5911，對其進行細胞遺傳學和基因組原位雜交鑒定，并對其農藝性狀進行調查，以期為小麥品種改良和染色體工程育種提供新的種質資源。

1　材料與方法

1.1供試材料

小濱麥附加易位系DM 5911，來自M 842-16×D 4286的F6世代；八倍體小濱麥M 842-16是普通小麥7182(Triticumaestivumcv. 7182，AABBDD，2n=42)與濱麥(Leymusmollis)雜交F1代經胚拯救而獲得的雙二倍體，其染色體組成為AABBDDNsNs，2n=56；華山新麥草(Psathyrostachyshuashanica，NsNs，2n=14)作為基因組原位雜交鑒定時Ns基因組特異探針，用來檢測雜交后代中的濱麥Ns染色體；硬粒小麥品種D 4286(Triticumdurumcv. D 4286，AABB，2n=28)和普通小麥品種7182為農藝性狀調查時的參考對照；這些材料均保存于西北農林科技大學農學院。

1.2試驗方法

1.2.1細胞遺傳學分析

小麥根尖體細胞觀察：小麥種子于室內發芽，待根長至1～2 cm 時，剪取根尖于0～4 ℃冰水預處理24 h，卡諾固定液(無水乙醇∶冰乙酸= 3∶1) 固定，70%乙醇保存，醋酸洋紅染色壓片；Olympus BX60 顯微鏡觀察并照相。

花粉母細胞觀察：田間取適齡幼穗，取花粉用卡諾固定液(無水乙醇∶氯仿∶冰乙酸= 6∶3∶1)固定，醋酸洋紅染色壓片；Olympus BX60 顯微鏡觀察并照相。

1.2.2基因組原位雜交(Genomicinsituhybridization，GISH)

DNA提取及探針標記：采用CTAB法[26]提取濱麥和華山新麥草全基因組DNA。依照Dig-Nick-Translation Mix試劑盒(Roche，Germany)使用說明對華山新麥草的全基因組DNA進行標記。

染色體制片及原位雜交：參照文獻[12]與[22]的方法進行。每張制片加40 μL雜交液，包含20×SSC 4 μL，ssDNA(鮭魚精DNA，5 μg·μL-1) 1 μL，10%(W/V)SDS(十二烷基磺酸鈉) 1 μL，50%(W/V)DS(硫酸葡聚糖) 8 μL，去離子甲酰胺20 μL，探針DNA 100 ng，無菌去離子水加至40 μL。95 ℃變性8 min，雜交在hybrite原位雜交儀(Thermo,USA)上依照程序(75 ℃ 8 min，37 ℃ 16 h)進行。Olympus BX60熒光顯微鏡觀察，Pixera Penguin 150CL顯微數碼CCD照相。

1.2.3農藝性狀調查

供試材料于2013-2015年度先在實驗室發芽后，將幼苗移栽于發芽盤，待幼苗長至一葉一心時，移栽至西北農林科技大學小麥試驗地。在成熟期調查供試材料的株高、分蘗數、穗長、小穗數、穗下莖節長度、結實率等性狀。均隨機調查10個樣本，取平均值。采用t測驗方法對DM 5911和普通小麥親本7182在各性狀上的差異進行顯著性分析。

2　結果與分析

2.1DM 5911根尖體細胞染色體的鑒定結果

利用M842-16(AABBDDNN，2n=56)與硬粒小麥品種D 4286(AABB，2n=28)雜交，后代經套袋自交，在F6世代中，通過根尖體細胞染色體鏡檢，篩選到1株2n=44的植株，收獲該單株。隨機選取15粒該單株種子進行細胞學鏡檢，結果表明，15粒種子的根尖體細胞染色體數目都為44條(圖1A)。隨機選取該株系6個單株，用華山新麥草基因組DNA為探針進行GISH鑒定，結果(圖1B)顯示，這6個單株除了2條完整的染色體顯示黃綠色熒光信號外，還有2條染色體部分顯示黃綠色熒光信號，由此確定該株系含有2條完整的Ns染色體和2條易位的Ns染色體，將該株系命名為DM 5911。

2.2DM 5911花粉母細胞染色體鑒定結果

田間選取DM 5911的適齡幼穗，對45個花粉母細胞減數分裂中期Ⅰ染色體配對情況進行鏡檢，結果顯示，DM 5911有38個花粉母細胞的染色體構型為2n=22Ⅱ，占觀察細胞數的84.5%；在二價體中，環狀二價體占有很高的比例，達到82.6%，平均每個細胞有18.0個，而棒狀二價體僅占17.4%，平均每個細胞有3.8個(圖2A，表1)。以華山新麥草總基因組DNA作為探針，對其花粉母細胞進行基因組原位雜交鑒定，結果顯示，DM 5911花粉母細胞減數分裂中期Ⅰ細胞除了含有1個完整的二價體顯示黃綠色信號外，還有1個棒狀二價體在兩端顯示黃綠色信號(圖2B)，在減數分裂后期Ⅰ，伴隨著細胞分裂，完整的Ns二價體和易位的Ns二價體均正常的分離為2條染色單體向細胞兩極移動(圖2C)。表明DM 5911中的2條完整的Ns染色體和2條易位的Ns染色體都進行了正常的聯會配對和遺傳。由此說明，DM 5911是1個遺傳穩定、包含1對完整的Ns染色體和1對易位Ns染色體的小濱麥附加易位系。

2.3DM 5911的形態學特征

對DM 5911及其親本硬粒小麥品種D 4286和八倍體小濱麥M 842-16的形態學性狀進行了調查，結果(圖3)顯示，DM 5911株高明顯變矮，平均株高為65.9 cm，比雙親都低(圖3A)；穗形與親本M 842-16較為接近，都為紡錘形，芒的長度明顯變短，與親本M 842-16較為接近(圖3B)。DM 5911的分蘗數、穗長、小穗數以及結實率均介于雙親之間，而株高和穗下莖節長度均明顯低于雙親。方差分析表明，DM 5911與親本M 842-16、D 4286、7182相比，分蘗數和穗下莖節長度差異顯著，株高、小穗數、穗粒數和結實率等性狀差異極顯著，穗長差異不顯著(表2)。

箭頭指示小麥-濱麥Ns易位染色體。

Arrows show two chromosomes translocated between wheat and Ns chromosomes.

圖1DM 5911的根尖體細胞染色體(A)及其基因組原位雜交鑒定(B)

Fig.1 Somatic chromosomes in the root tips(A) and its identification by GISH(B) in DM 5911

圖B中，箭頭指示Ns易位二價體；圖C中，白色箭頭指示Ns易位染色體，藍色箭頭指示Ns完整染色體。

Arrows show translocated Ns bivalent in Fig.B;Blue and white arrows in Fig.C show whole Ns chromosomes and translocation Ns chromosomes,respectively.

圖2DM 5911花粉母細胞減數分裂中期Ⅰ染色體(A)及其減數分裂中期Ⅰ和后期 Ⅰ基因組原位雜交鑒定(B和C)

Fig.2Chromosome behavior in PMCs at metaphase Ⅰ(A) and its GISH identification at metaphase Ⅰ and anaphase Ⅰ(B and C) in PMCs in DM 5911

材料Material觀察細胞數No.ofcellsobserved2n染色體構型Chromosomeconfiguration22Ⅱ21Ⅱ+2Ⅰ20Ⅱ+4Ⅰ染色體配對ChromosomepairⅠⅡ總數Total環狀Rings棒狀RodsDM5911454438(84.5%)5(11.1%)2(4.4%)0.4(0～4)21.8(20～22)3.8(0～7)18.0(15～21)

表2　DM 5911及其親本的形態學特征

括號內數據為性狀變異范圍；*和**分別表示在P<0.05 和P<0.01水平上與其他3個材料差異顯著。

Agronomic trait variation range are shown in brackets; * and ** indicate significant differences with other three materials atP<0.05 andP<0.01,respectively.

3　討 論

自20世紀50-60年代以來，前人通過胚拯救和秋水仙堿染色體加倍等技術，先后獲得了許多六倍體和八倍體小麥-濱麥雜種[3,7-8,11]。以八倍體小濱麥M 842為親本，國內研究者創制出了一系列異附加系、異代換系和易位系等小濱麥衍生后代材料。傅 杰等[13-14]通過M842與普通小麥和缺體小麥雜交，培育出了3個異附加系和2個異代換系。周兗晨等[18]在M 842與普通小麥品種7182的雜交后代中鑒定出了抗條銹病的小濱麥易位系93748。王獻平等[17]利用含殺配子基因的小麥-離果山羊草(AegilopstriuncialisL.) 3C異附加系與小濱麥異代換系M 8724、M 852雜交篩選出了3個小濱麥易位系。陸文輝等[15]、王金平等[16]通過M 842與小麥品種煙農15雜交，篩選到了1個綜合性狀優良、抗小麥條銹病的小濱麥易位系山農0096和1個兼抗小麥白粉病和條銹病的小濱麥易位系山農6343。本研究利用八倍體小濱麥M 842與硬粒小麥品種D 4286雜交，在F6代選育出了1個染色體數為2n=44=22Ⅱ的小濱麥衍生株系DM 5911，根尖體細胞和花粉母細胞的原位雜交研究表明，該株系含有1對完整的Ns染色體和1對易位Ns染色體，且外源Ns染色體可以穩定遺傳，由此確定該株系為小濱麥附加易位系，推斷其染色體組成應為2n=44=40W + 2Ns + 2T(W表示小麥染色體，Ns表示濱麥染色體，T表示易位染色體)。

本研究中，八倍體小濱麥(2n=56，AABBDDNsNs)與硬粒小麥(2n=28，AABB)進行雜交，來自八倍體小濱麥的包含單倍A、B、D、Ns基因組的配子和來自硬粒小麥的含A、B基因組的孢子結合后，F1的染色體組成為2n=42=AABB+7D+7Ns，其中，來源于八倍體小濱麥的A和B基因組與來源于硬粒小麥的A和B基因組可以很好的配對，而來自八倍體小濱麥的D和Ns基因組，由于沒有可以配對的染色體而處于單價體狀態，因此在雜交后代自交過程中，能完全聯會配對的A、B基因組染色體可以進行正常解旋分離，從而遺傳到子代；而處于單價體狀態的D和Ns基因組染色體，由于處于游離狀態，因此，在減數分裂形成配子時進行隨機分離，并有可能丟失，自交后代中會出現染色體數不足42條的情況，我們在對F2和F3代株系進行細胞學鑒定的時候均觀察到了這種現象。在自交過程中，含有相同染色體組成的配子結合后就會形成穩定的包含多種染色體組成的小濱麥衍生后代。我們已經在M 842-12與Trs-372的雜交后代中，選育出1個包含濱麥1Ns、5Ns和6Ns染色體的多重異代換系05DM6[23]；在M 842-16與D 4286的雜交后代中，鑒定出了1個包含濱麥3Ns、6Ns和7Ns染色體的小濱麥多重異代換系10DM50[24]和1個小濱麥3Ns/3D二體異代換系10DM57[25]。本研究中，在M 842-16與D 4286的雜交F6代中，鑒定出了1個2n=44、包含1對完整的Ns染色體和1對易位Ns染色體附加易位系DM 5911。農藝性狀調查顯示，DM 5911具有株高變矮、分蘗數增多等特性，尤其是株高僅65.9 cm，比親本均低，而濱麥的株高為60 cm[12]，推測該株系中附加和易位的濱麥Ns染色體可能攜帶有濱麥的矮桿基因。該株系可作為進一步創制小濱麥小片段染色體易位系、研究濱麥染色體的形態結構特征及其所載濱麥農藝性狀的重要種質材料，用于小麥染色體工程育種與遺傳改良研究。

[1]JIANG J M,FRIBE B,GILL B S.Recent advances in alien gene transfer in wheat [J].Euphytica,1994,73:199-212.

[2]鐘冠昌,穆素梅,張正斌.麥類遠緣雜交[M].北京:科學出版社,2002:1-5.

ZHONG G C,MU S M,ZHANG Z B.Wheat Distance Hybridization [M].Beijing:Science Press,2002:1-5.

[3]FORSSTR?M P O,MERKER A.Sources of wheat powdery mildew resistance from wheat-rye and wheat-Leymushybrids [J].Hereditas,2001,134:115-119.

[4]KISHII M,WANG R R C,TSUJIMOTO H.Characteristics and behaviour of the chromosomes ofLeymusmollisandL.racemosus(Triticeae,Poaceae) during mitosis and meiosis [J].ChromosomeResearch,2003,11:741-748.

[5]LIU Z P,CHEN Z Y,PAN J,etal.Phylogenetic relationships inLeymus(Poaceae:Triticeae) revealed by the nuclear ribosomal internal transcribed spacer and chloroplasttrnL-Fsequences [J].MolecularPhylogeneticsandEvolution,2008,46:278-289.

[6]YEN C,YANG J L,BAUM B R.Synopsis ofLeymusHochst.(Triticeae:Poaceae) [J].JournalofSystematicsEvolution,2009,47(1):67-86.

[7]TSITSIN N V.Remote hybridization as a method of creating new species and varieties of plants [J].Euphytica,1965,14:326-330.

[10]陳漱陽,付 杰,高立貞.普通小麥與濱麥的雜交[J].西北植物學報,1985,5(4):260-266.

CHEN S Y,FU J,GAO L Z.The hybridization betweenTriticumaestivumandLeymusmollis[J].ActaBotanicaBoreali-occidentaliaSinica,1985,5(4):260-266.

[11]傅 杰,陳漱陽,張安靜.八倍體小濱麥的形成及細胞遺傳學研究[J].遺傳學報,1993,20(4):317-323.

FU J,CHEN S Y,ZHANG A J.Studies of the formation and cytogenetics of octoploidTritileymus[J].ActaGeneticaSinica,1993,20(4):317-323.

[12]王獻平,傅 杰,張相岐,等.八倍體小濱麥染色體組構成的分子細胞遺傳學研究[J].植物學報,2000,42(6):582-586.

WANG X P,FU J,ZHANG X Q,etal.Molecular cytogenetic study on genome constitutions of octoploidTritileymus[J].ActaBotanicaSinica,2000,42(6):582-586.

[13]傅 杰,陳漱陽,張安靜,等.八倍體小濱麥與普通小麥雜交后代的細胞遺傳學研究[J].遺傳學報,1996,23(1):24-31.

FU J,CHEN S Y,ZHANG A J,etal.Cytogenetic studies on the cross progenies between octoploidTritileymusandTriticumaestivum[J].ActaGeneticaSinica,1996,23(1):24-31.

[14]傅 杰,徐 霞,楊群慧,等.八倍體小濱麥與缺體小麥雜交的細胞遺傳學研究[J].遺傳學報,1997,24(4):350-357.

FU J,XU X,YANG Q H,etal.Cytogenetic studies on the cross between octoploidTritileymusand nullisomic wheat [J].ActaGeneticaSinica,1997,24(4):350-357.

[15]陸文輝,林小虎,李興峰,等.抗條銹小濱麥易位系的鑒定[J].作物學報,2005,31(1):88-91.

LU W H,LIN X H,LI X F,etal.Identification ofTritileymustranslocation line with stripe rust resistance [J].ActaAgronomicaSinica,2005,31(1):88-91.

[16]王金平,王洪剛.兼抗白粉和條銹病小濱麥種質系山農6343的細胞學和SSR鑒定[J].植物遺傳資源學報,2009,10(1):46-50.

WANG J P,WANG H G.Cytological and SSR analysis ofTritileymusgermplasm line Shannong 6343 with resistance to both powdery mildew and yellow rust [J].JournalofPlantGeneticResource,2009,10(1):46-50.

[17]王獻平,初敬華,張相岐.小麥異源易位系的高效誘導和分子細胞遺傳學鑒定[J].遺傳學報,2003,30(7):619-624.

WANG X P,CHU J H,ZHANG X Q.Efficient production of wheat alien translocation lines and characterization by molecular cytogenetics [J].ActaGeneticaSinica,2003,30(7):619-624.

[18]周兗晨,張相岐,王獻平,等.濱麥抗條銹病基因的染色體定位和分子標記[J].遺傳學報,2001,28(9):864-869.

ZHOU Y C,ZHANG X Q,WANG X P,etal.Chromosomal location and molecular marker of resistance gene toPucciniastriiformiswest.inLeymusmollisTrin.Hara [J].ActaGeneticaSinica,2001,28(9):864-869.

[19]趙繼新,傅 杰,武 軍,等.小麥-濱麥-偃麥草三屬雜交后代的細胞遺傳學和形態學研究[J].西北農業學報,2001,10(4):20-24.

ZHAO J X,FU J,WU J,etal.Studies on cytogenetics and morphology of the progenies of trigeneric hybridization involvingTriticum,LeymusandThinopyrum[J].ActaAgriculturaeBoreali-occidentalisSinica,2001,10(4):20-24.

[20]趙繼新,陳新宏,武 軍,等.普通小麥-濱麥-簇毛麥三屬雜交后代的細胞遺傳學研究[J].西北農林科技大學學報(自然科學版),2002,30(5):1-6.

ZHAO J X,CHEN X H,WU J,etal.Studies on cytogenetics of the progenies of trigeneric hybridization involvingTriticumaestivum,LeymusmollisandHaynaldiavillosa[J].JournalofNorthwestA&FUniversity(NaturalScienceEdition),2002,30(5):1-6.

[21]李興鋒,劉樹兵,宋振巧,等.小黑麥×小濱麥后代1RS·1BL易位系的選育和鑒定[J].遺傳,2004,26(4):481-485.

LI X F,LIU S B,SONG Z Q,etal.Development and molecular cytogenetic identification of 1RS·1BL translocation lines derived fromTriticale×Tritileymus[J].Hereditas,2004,26(4):481-485.

[22]趙繼新,陳新宏,武 軍,等.八倍體小濱麥與硬粒小麥雜交F1的細胞遺傳學研究[J].西北農業學報,2005,14(2):18-22.

ZHAO J X,CHEN X H,WU J,etal.Cytogenetic studies of F1hybrid between octoploidTritileymusandTriticumdurum[J].ActaAgriculturaeBoreali-occidentalisSinica,2005,14(2):18-22.

[23]ZHAO J X,DU W L,WU J,etal.Development and identification of a wheat-Leymusmollismultiple alien substitution line [J].Euphytica,2013,190:45-52.

[24]PANG Y H,ZHAO J X,DU W L,etal.Cytogenetic and molecular identification of a wheat-Leymusmollisalien multiple substitution line from octoploidTritileymusxTriticumdurum[J].GeneticsandMolecularResearch,2014,13:3903-3913.

[25]PANG Y H,CHEN X H,ZHAO J X,etal.Molecular cytogenetic characterization of a wheat-Leymusmollis3D(3Ns) substitution line with resistance to leaf rust [J].JournalofGeneticsandGenomics,2014,41:204-214.

Development and Cytogenetics Identification of a Wheat-LeymusmollisAddition and Translocation Line DM 5911

CHENG Xueni1,LIU Yang2,PANG Yuhui2,3,LEI Zhongping1,WU Jun2,CHEN Xinhong2,YANG Qunhui2,ZHAO Jixin2

(1.College of Life Science,Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi 712100,China; 2.The Key Laboratory of Plant Genetic Engineering and Breeding of Shaanxi Province/College of Agronomy,Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi 712100,China;3.College of Agricultural,Henan University of Science and Technology,Luoyang,Henan 471023,China)

Leymusmollis(Trin.) Pilger(NsNsXmXm,2n=28),an excellent germplasm resource for wheat improvement,possesses many potentially valuable traits,such as strong stems,large spikes,multiple spikelets,tolerance of abiotic stresses and resistance to fungal and bacterial diseases. In this study,an addition and translocation line DM 5911 with the chromosome number of 2n=44 was developed from the F6progeny of octoploidTritileymusM 842-16 ×Triticumdurumcv. D 4286 by using of cytogenetics and morphology. Screening of mitosis and meiosis showed that DM 5911 had a chromosome karyotype of 2n=44=22Ⅱ. Mitosis GISH(genomicinsituhybridization) indicated that DM 5911 contains two whole Ns chromosomes and two translocation chromosomes between wheat andL.mollisNs genome. Meiosis GISH indicated that theL.mollisNs chromosomes perform normal synapsis,pairing and inheritance. The results suggested that DM 5911 is a cytogenetically stable wheat-L.mollisaddition and translocation line,containing a pair of whole Ns chromosome and a pair of Ns translocated into wheat chromosomes. Morphology investigation showed that DM 5911 has improved in the agronomic traits,such as plant height and the number of tillers.This line can be used as a new germplasm for creating translocation line with small chromosome fragment in wheat chromosome engineering and genetic breeding.

Wheat;Leymusmollis; Addition; Translocation; Genomicinsituhybridization(GISH)

2016-03-08

2016-03-30

陜西省自然科學基金項目(2015JM3095); 西北農林科技大學唐仲英育種基金項目

E-mail：cxn622@126.com

趙繼新(E-mail:zhjx881@163.com)

S512.1；S330

A

1009-1041(2016)08-0996-07

網絡出版時間：2016-08-01

網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160801.1120.008.html