一粒系小麦种质资源分子生物学研究
【摘要】:一粒系小麦为二倍体小麦,包括栽培一粒小麦、野生一粒小麦和乌拉尔图小麦。作为多倍体小麦A染色体组的供体物种,一粒系小麦一直被认为是改良小麦的重要基因资源。本文采用APAGE、SDS-PAGE和RAMP标记研究了一粒系小麦之间的遗传关系,并对低分子量谷蛋白亚基基因以及α-醇溶蛋白基因进行了分离、克隆和序列分析。主要结果如下:
1.利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(Acid-polyacrylamide gel electrophoresis,APAGE)检测与分析表明,113份一粒系小麦醇溶蛋白位点存在丰富的等位变异,其醇溶蛋白带纹遗传相似性在0.100和0.960之间,平均变异系数为0.442。在供试材料中,乌拉尔图小麦的遗传多样性最高,而栽培一粒小麦的遗传多样性最低。聚类分析表明,一粒系小麦可分为两大类。在30份野生一粒小麦、41份栽培一粒小麦和42份乌拉尔图小麦中,鉴定的醇溶蛋白等位基因个数分别为37、33和38个,其等位基因平均遗传多样性系数分别为0.9378、0.9314和0.9251。
2.利用十二烷硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳法 (Sodium Dodecyl Sulphate-polyacrylamide Gel Electrophoresis,SDS-PAGE)检测与分析表明,在113份一粒系小麦材料中,共有7种1Ax和5种1Ay高分子谷蛋白亚基类型,形成20种亚基组合类型。在30份野生一粒小麦中,共有5种1Ax和4种1Ay亚基类型,形成12种亚基组合类型;在41份栽培一粒小麦中,仅发现2种1Ax和2种1Ay亚基类型,形成2种亚基组合类型。在42份乌拉尔图小麦中,也检测到2种1Ax和2种1Ay亚基类型,形成6种亚基组合类型。因此,高分子谷蛋白亚基的变异在野生一粒小麦中较高,而在栽培一粒小麦和乌拉尔图小麦中则相对较低。
3.应用RAMP标记对70份一粒系小麦的遗传多样性进行了检测与分析。结果表明,20对RAMP引物组合共扩增出99条带,平均每对引物可扩增出4.95条多态性带。
【关键词】:一粒系小麦 种质资源 遗传多样性 分子标记 基因克隆 【学位授予单位】:四川农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:S512.1
【目录】:
- 论文独创性声明5
- 关于论文使用授权的声明5-6
- 摘要6-8
- Abstract8-14
- 第1章 文献综述与立题依据14-23
- 1.1 前言14-15
- 1.2 文献综述15-22
- 1.2.1 分布与分类15
- 1.2.2 起源与进化15-16
- 1.2.3 细胞学16-17
- 1.2.4 遗传学17-19
- 1.2.5 种子储藏蛋白19
- 1.2.6 分子生物学19-20
- 1.2.7 生理学20-21
- 1.2.8 农艺与品质性状21-22
- 1.3 立题依据22-23
- 第2章 一粒系小麦醇溶蛋白遗传多样性分析23-31
- 2.1 前言23-24
- 2.2 材料与方法24
- 2.2.1 供试材料24
- 2.2.2 方法24
- 2.2.3 数据分析24
- 2.3 结果与分析24-30
- 2.3.1 醇溶蛋白多态性24
- 2.3.2 醇溶蛋白遗传相似系数24-27
- 2.3.3 醇溶蛋白聚类分析27
- 2.3.4 醇溶蛋白等位基因的鉴定27-30
- 2.4 讨论30-31
- 第3章 一粒系小麦高分子谷蛋白亚基遗传变异研究31-36
- 3.1 前言31
- 3.2 材料与方法31-32
- 3.2.1 供试材料31-32
- 3.2.2 方法32
- 3.3 结果与分析32-34
- 3.4 讨论34-36
- 第4章 一粒系小麦RAMP分子标记遗传多样性分析36-44
- 4.1 前言36-37
- 4.2 材料和方法37-39
- 4.2.1 实验材料37
- 4.2.2 DNA提取37
- 4.2.3 RAMP检测37
- 4.2.4 数据处理37-39
- 4.3 结果与分析39-40
- 4.3.1 RAMP多态性39
- 4.3.2 遗传相似性系数39-40
- 4.3.3 聚类分析40
- 4.4 讨论40-44
- 第5章 一粒系小麦ⅰ型低分子量谷蛋白亚基基因序列分析44-54
- 5.1 前言44-45
- 5.2 材料和方法45-47
- 5.2.1 供试材料45
- 5.2.2 基因组DNA提取45
- 5.2.3 PCR引物设计、基因组DNA扩增及电泳分析45
- 5.2.4 PCR产物回收、纯化45-46
- 5.2.5 连接并转化46-47
- 5.2.6 阳性克隆筛选47
- 5.2.7 序列测定与比较分析47
- 5.3 结果与分析47-52
- 5.3.1 PCR扩增、目的片段克隆与测序47-48
- 5.3.2 核苷酸和氨基酸序列分析48-51
- 5.3.3 系统进化分析51-52
- 5.4 讨论52-54
- 第6章 一粒系小麦α-醇溶蛋白基因序列分析54-65
- 6.1 前言54-55
- 6.2 材料和方法55
- 6.2.1 供试材料55
- 6.2.2 基因组DNA提取55
- 6.2.3 PCR引物设计、基因组DNA扩增及电泳分析55
- 6.2.4 PCR产物回收、纯化55
- 6.2.5 连接并转化55
- 6.2.6 阳性克隆筛选55
- 6.2.7 序列测定与比较分析55
- 6.3 结果与分析55-62
- 6.3.1 PCR扩增、目的片段克隆与测序55-56
- 6.3.2 核苷酸和氨基酸序列分析56-57
- 6.3.3 氨基酸序列一致性比较分析57-60
- 6.3.4 氨基酸序列系统进化分析60-62
- 6.4 讨论62-65
- 参考文献65-82
- 致谢82-84
- 攻读博士学位期间发表的学术论文目录84
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