偃麦草属(Thinopyrum)是禾本科(Poaceae)小麦族(Triticeae)的一个多年生属,该属全世界约有50种,主要分布在亚洲、欧洲的寒带和温带,中国约有6种。该属是小麦属的野生近缘属之一,其中多个种具有生长繁茂、多花多实、抗病、抗寒、抗旱、耐盐碱等优良性状,是小麦遗传改良中具有重要价值的优异外源基因供体。作为目前及将来麦类作物育种的重要三级基因源,偃麦草属植物具有很大的开发利用潜力,对拓宽麦类作物的遗传基础具有重要意义。但是,关于偃麦草属植物的起源、种内(间)近缘关系、系统地位、物种界限等问题,仍存在较大的争议。本研究以美国国家种质资源库收集的来自不同地方的多种偃麦草属植物为供试材料,利用细胞学、荧光原位杂交、基因序列分析构建系统发育树等方法研究偃麦草属染色体组特征及染色体分化,多倍体偃麦草的染色体组结构与可能的染色体组来源等。主要结果如下:1.对184份偃麦草属材料进行根尖细胞染色体制片和染色体数目调查,结果发现百萨偃麦草(Th.bessarabicum)有二倍体、十倍体两种倍性,百萨偃麦草的十倍体类型未见报道;簇生偃麦草(Th.caespitosum)有四倍体、六倍体两种倍性;长穗偃麦草(Th.elongatum)有二倍体、四倍体、六倍体、八倍体、十倍体5种倍性,其中六倍体、八倍体比较少见,还发现染色体非7倍数的材料。2.基于磷酸甘油酸激酶的单拷贝核基因Pgk1的序列片段和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的单拷贝核基因PepC的序列片段,对小麦族的二倍体植物和14份偃麦草属材料进行系统发育重建,探讨偃麦草属 3 个种(Th.bessarabicum、Th.caespitosum、Th.elongatum)与近缘属植物的系统发育关系以及它们的染色体组成。结果表明:(1)偃麦草属的染色体组主要有Ee、Eb、St和一个未知组,该未知组可能由小麦族其他属的染色体组(如M、Am、Ta等)渗入E组而形成。(2)Th.bessarbicum中的Ee和Th.elongatum中的Eb在进化上已经发生明显的分化。(3)偃麦草属与拟鹅观草属(Pseudoroegneria)具有较近的近缘关系,偃麦草属的St起源于拟鹅观草属。(4)根据系统进化树推测:十倍体百萨偃麦草中含有St、Ee、Eb染色体组;四倍体和六倍体簇生偃麦草含有St染色体组;四倍体长穗偃麦草含有Ee、Eb染色体组,六倍体长穗偃麦草含有St、Ee、Eb染色体组,八倍体长穗偃麦草含有St、Ee染色体组,十倍体长穗偃麦草含有St、Ee、Eb染色体组。3.利用寡核苷酸和45s rDNA探针分别对5种倍性的偃麦草以及不同登录号的二倍体偃麦草材料进行非变性原位杂交,结果表明:(1)偃麦草属在进化过程中,45SrDNA位点数目并不一定随着偃麦草倍性的增加而增加;45S rDNA位点的位置随着倍性的增加而从染色体短臂中部或近末端移向末端。(2)二倍体长穗偃麦草的染色体组FISH核型基本一致,但具有少数差别,推测是由于地理位置的不同而导致染色体的分化,而长穗偃麦草和百萨偃麦草的染色体组FISH核型有一定的区别。