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《中国农业大学》 2003年
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小麦杂交当代和亲本自交种子发育早期的基因表达差异与杂种优势

谢晓东  
【摘要】: 为深入探讨小麦杂种优势形成的分子机理,选取3个冬小麦品种(系)为一组亲本,3个为另一组亲本,配制了正反交18个杂交组合,以授粉后6天和12天的杂交和自交种子为材料,应用mRNA差异显示技术(DDRT-PCR)和cDNA扩增片段长度多态性技术(cDNA-AFLP)研究了小麦杂交当代种子与其亲本自交种子基因的表达差异,并与田间杂种优势进行相关分析,对差异表达的基因片段进行回收、克隆和测序,取得的主要结果如下: 1.授粉后12天和授粉后6天种子的基因表达类型相同,分为8大类共15种。统计结果显示,两个时期的基因表达模式比例有以下几个特点:1)两个时期杂交种与亲本间有明显的表达差异,差异表达基因比例为40~60%;2)授粉后12天扩增片段的总数比授粉后6天减少28%,差异表达基因比例减少11.72%,相应地,表达一致类型的比例增加。 2.授粉后12天与授粉后6天的相关分析结果表明:授粉后6天,杂交种与父本表达一致型(t0111)与有效穗数、穗粒数和单株产量杂种优势呈显著的负相关,反交杂交种特异表达型(t0010)与千粒重杂种优势呈极显著的负相关,单亲沉默型(t1000)与穗长杂种优势的负相关达到显著水平,双亲共沉默型(t1001)与有效穗数杂种优势呈显著的正相关;授粉后12天,反交与相应母本表达一致型(t0011)与有效穗数、穗粒数和单株产量杂种优势的正相关达到显著水平,杂交种特异型(t0110)与有效穗数、穗粒数、单株产量和单穗产量杂种优势的的正相关达到显著水平,双亲共沉默型(t1001)与有效穗数和单株生物学产量杂种优势的负相关达到显著水平。 3.对89个经点杂交验证的差异表达cDNA片段进行了克隆测序分析,结果表明其中的55个cDNA片段与已知功能的基因有较高的同源性,相应基因与多个生理生化过程有关:包括糖代谢(6个)、脂类代谢(3个)、蛋白质合成(9个)、蛋白质降解(3个)、氨基酸代谢(2个)、核酸代谢(3个)、核苷酸代谢(2个)、调控蛋白(6个)、物质跨膜运输(5个)、能量转换(4个)、信号转导(2个)、胚乳蛋白质的贮藏(8个)及其它(2个)。此外,还有34个cDNA片段功能未知。上述89个cDNA片段中有25个cDNA片段,其相应基因的表达模式与农艺性状杂种优势有显著的相关性。
【学位授予单位】:

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