小伞山羊草和顶芒山羊草是山羊草属中两个重要的二倍体物种,含有丰富的抗锈病、抗白粉病、抗禾谷类蚜虫及耐盐等有益基因。利用山羊草与四倍体小麦杂交创制四倍体小麦-山羊草双二倍体,此双二倍体可以作为“桥梁”物种与普通小麦杂交将山羊草的遗传物质转移到普通小麦,丰富其遗传多样性。本研究以创制的四倍体小麦-山羊草双二倍体为“桥梁”与普通小麦进行杂交和回交并产生了衍生后代,对合成的双二倍体进行了形态学和细胞学观察、HMW-GS分析及GISH和FISH鉴定,同时对其衍生后代进行了结实率统计和花粉母细胞染色体配对观察,主要结果如下：1.获得8个四倍体小麦-山羊草双二倍体组合。其中,7个四倍体小麦-小伞山羊草双二倍体组合的S1和S2代结实率分别0.09%-2.50%和42.70%-50.00%,S2代结实率显著高于S1；四倍体小麦-顶芒山羊草双二倍体PI94668／PI 554419与之相似,其S1代结实率较低,为0.09%-0.33%,而其S2和S3的结实率明显增加,分别为5.64%-44.56%和10.36%-49.46%。利用一些双二倍体与普通小麦杂交和回交产生了Fl、F2及BC1F1,自交及回交后代的结实率较杂种F1的自交结实率均有所增加,且因回交亲本不同结实率存在差异。2.对8个四倍体小麦-山羊草双二倍体组合进行了植株及种子性状考察。7个四倍体小麦-小伞山羊草双二倍体组合除分蘖数更接近父本小伞山羊草外,株高、穗长、芒长、旗叶长、宽等性状均处于双亲之间或接近母本四倍体小麦；而双二倍体的抗锈病性优于亲本；而种子粒长、粒宽、投影面积、表面周长和粒重等均出现超亲现象,即双二倍体均优于亲本。四倍体小麦-顶芒山羊草双二倍体PI 94668／PI554419组合的植株及种子性状与四倍体小麦-小伞山羊草趋势相似,多数性状介于双亲之间,但更接近四倍体小麦亲本,种子性状也优于双亲,其连续2代的抗病性因株系不同而存在较大差异。3.对部分四倍体小麦-山羊草双二倍体的花粉母细胞减数分裂染色体配对及根尖细胞进行了观察,表明不同双二倍体植株的染色体配对构型和数目均不一致。四倍体小麦-小伞山羊草双二倍体S1代(Langdon/PI554395、Langdon/PI 428569和Langdon/PI554416)以单价体为主,含有少量棒状二价体。四倍体小麦-顶芒山羊草双二倍体的体细胞染色体数目在相同世代以及不同世代的S2和S3代植株间存在较大差异,花粉母细胞染色体含有较多单价体,其环状二价体频率较高,单价体和棒状二价体次之,三价体和四价体频率较低。两种双二倍体与普通小麦杂交或回交得到的F2(BU 1-3-1)及BC1F2(BM-3-1-1)的平均每个花粉母细胞的染色体构型分别为2n=12.28Ⅰ+10.56Ⅱ,ing+3.74 Ⅱ rod+0.02Ⅳ和2n=6.00Ⅰ+7.76 Ⅱring+6.00 Ⅱ rod+0.24 Ⅲ+0.40Ⅳ。由此表明,双二倍体在遗传上是不稳定的。4.对部分四倍体小麦-山羊草双二倍体的HMW-GS进行了鉴定。四倍体小麦-小伞山羊草双二倍体S1代(Langdon/PI 554395、Langdon/PI 428569和Langdon/PI554416)和S2代(Langdon/PI 554395、PI 94668/PI 554395、PI 94668/CIae29和PI94668／PI 554413)均包含双亲的HMW-GS,表明双亲的HMW-GS均被导入双二倍体,而四倍体小麦-顶芒山羊草双二倍体(PI 94668／PI 554419)S2代则出现了不同于亲本的带型,其中包含双亲HMW-GS的M-1-2和M-3-1自交后代的谷蛋白带型无明显变化,而不同于亲本HMW-GS的M-4-1自交后代的带型发生了变化。5.FISH结果显示在部分四倍体小麦-小伞山羊草双二倍体S2代(Langdon/PI554395和PI 94668/PI 554413)中可以检测到染色体为2n=42的植株,它们包含四倍体小麦和小伞山羊草的全部染色体,表明存在包含双亲全部染色体的双二倍体植株。GISH分析在四倍体小麦-顶芒山羊草双二倍体PI 94668/PI 554419 S3代植株中检测到含有不同数目的顶芒山羊草染色体,FISH结果显示四倍体小麦-顶芒山羊草双二倍体在遗传过程中部分染色体会发生丢失,且一般先丢失顶芒山羊草的染色体,其中1M和7M先丢失的概率相对较高。