收藏本站
《扬州大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

稻属不同染色体组着丝粒BAC克隆的筛选及其在种间杂种研究中的应用

裔传灯  
【摘要】: 水稻是最重要的粮食作物之一,养活了世界上二分之一的人口。作为世界上最大的水稻生产和消费国家,我国一直高度重视杂交水稻和基因工程等先进技术在水稻新品种选育中的应用,期望培育出高产、稳产、品质好、抗逆性强的水稻品种。由于人口数量的持续增长,生态平衡的破坏,大量使用农药和化学肥料,以及水资源不足等原因,使我国的水稻生产面临着巨大的压力。为了更好地解决上述问题,在现代的水稻育种工作中,越来越多的水稻科学家把目光投向了野生稻,因为野生稻是一个重要的基因库,蕴藏着许多有利基因。 目前稻属约有24个种,其中亚洲栽培稻(Oryza sativa)和非洲栽培稻(Oryza glaberrima)为2个栽培种,其余为野生种,广泛分布于亚洲、非洲、澳洲、中美洲和南美洲的热带和亚热带地区。根据细胞学研究及基因组分析,稻属染色体组可分为10种,即A、B、C、D、E、F、G、H、J和K组;从不同种的染色体组构成来分,稻属有6个二倍体组型(AA、BB、CC、EE、FF和GG)和4个四倍体组型(BBCC、CCDD、HHJJ和HHKK)。稻属丰富的遗传资源,是一个的天然的基因库,利用野生稻并将其有利基因转移到栽培稻中,是当前水稻育种计划付诸实施的最重要的途径之一。为了在水稻育种实践中充分利用野生稻的有利基因,必须对野生稻种质开展系统研究。在本研究中,我们分别构建了非洲栽培稻(Oryza glaberrima,染色体组为AA)、斑点野生稻(O.punctata,染色体组为BB)、药用野生稻(O.officinalis,染色体组为CC)、澳洲野生稻(O.australiensis,染色体组为EE)、短药野生稻(O.brachyantha,染色体组为FF)和颗粒野生稻(O.granulata,染色体组为GG)的核基因组BAC(Bacterial Artificial Chromosome)文库,通过基因组文库的菌落杂交和BAC克隆的荧光原位杂交(Fluorescence in situ Hybridization,FISH)技术,分别筛选和鉴定了这6个稻种染色体着丝粒的BAC克隆,为系统研究稻属不同染色体组着丝粒的序列结构、功能及其进化关系提供了基础,也为稻属不同染色体组的识别和鉴定提供了依据。 目前野生稻有利基因在栽培稻中的应用还是相当有限的,主要原因是栽培稻与野生稻间亲缘关系较远,DNA序列间的差异大,尤其是着丝粒DNA序列的差异,造成它们种间杂种的染色体无法进行正常的配对和联会,这是导致杂种不育的重要原因。本研究利用胚拯救技术,获得了亚洲栽培稻和野生稻之间的种间杂交种,利用基因组原位杂交(Genomic in situ Hybridization,GISH)和野生稻着丝粒BAC克隆的荧光原位杂交技术(BAC-FISH)对杂种进行了鉴定,为利用野生稻的有利基因构建了研究平台。 本研究的主要研究结果如下: 构建了6个二倍体野生稻种的BAC文库,其染色体组型分别为AA、BB、CC、EE、FF和GG,覆盖了稻属的绝大部分染色体组。通过BAC克隆的脉冲电泳分析,发现这6个BAC文库的平均插入片段为60.5-92Kb。结合各BAC文库的克隆数和单倍体基因组的大小,这6个BAC文库克隆的覆盖率分别为3.7X (Oryza glaberrima), 1.2 X (O.punctata), 2.5 X (O.officinalis), 1.5 X (O.australiensis), 7.5 X (O.brachyantha)和2.6 X (O.granulata)。 将这6个野生稻的各基因组总DNA分别标记为探针,筛选相应的BAC文库,获得了一些富含重复序列的克隆。随后通过BAC克隆的FISH分析,鉴定了各染色体组的着丝粒克隆。将每一染色体组的着丝粒BAC克隆与其它5个染色体组分别进行杂交,通过共杂交分析发现(1)药用野生稻、短药野生稻和颗粒野生稻有各自着丝粒特异的卫星重复序列,短药野生稻和颗粒野生稻还有着丝粒特异的逆转座子重复序列;(2)非洲栽培稻、斑点野生稻和澳洲野生稻的着丝粒区域都包含亚洲栽培稻卫星重复序列(CentO)和逆转子重复序列(CRR)的同源序列。(3)在药用野生稻中,1条染色体着丝粒具有CentO的同源序列,所有着丝粒区域都包含栽培稻CRR的同源序列。 结合亚克隆和FISH技术,分离和鉴定了斑点野生稻和短药野生稻着丝粒特异的卫星DNA序列。对其分析表明(1)斑点野生稻的165 bp卫星重复序列(CentO)是着丝粒主要的卫星DNA序列,与亚洲栽培稻CentO的同源性很高;(2)根据序列的长度和结构,斑点野生稻CentO主要有155 bp, 165 bp和不完整的CentO三种类型,它们之间有较高的序列同源性;(3)短药野生稻154 bp的CentO-F卫星序列根据序列的同源性也可分为三种类型,即CentO-Fa, CentO-Fb and CentO-Fc,这三者间的序列同源性较低;(4)CentO-F三种类型卫星DNA在不同染色体着丝粒的分布和含量存在显著的差异,这暗示了短药野生稻着丝粒卫星DNA存在明显的分化。 以栽培稻品种与5份野生稻种杂交,借助胚拯救技术,获得了相应组合的种间杂交种。利用GISH和BAC-FISH技术,识别了这些杂种中的栽培稻和野生稻亲本的染色体,分析了杂种减数分裂的染色体配对情况。结果表明(1)种间杂交种的获得率因杂交组合而异,与野生稻和栽培稻的基因型都有关;(2)在杂种的减数分裂中,很少有染色体发生配对,绝大部分染色体以单价体形式存在;(3)在这些种间杂种的GISH鉴定过程中,通过添加封阻DNA可以消除稻属不同染色体组间同源序列共杂交的影响,从而有效地区分构成杂种的不同染色体组。
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S511

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘国庆,颜辉煌,傅强,钱前,张志涛,翟文学,朱立煌;栽培稻的紧穗野生稻抗褐飞虱主效基因的遗传定位[J];科学通报;2001年09期
2 覃瑞,魏文辉,宋运淳;BACFISH在植物基因组研究中的应用[J];生物化学与生物物理进展;2000年01期
3 范树国,张再君,刘林,刘鸿先,梁承邺;稻属植物分类研究的历史与现状[J];武汉植物学研究;2000年04期
4 余舜武,张端品,宋运淳;基因组原位杂交的新进展及其在植物中的应用[J];武汉植物学研究;2001年03期
5 颜辉煌,胡慧英,张雪琴,张志涛,田淑兰,熊振民,闵绍楷;稻属种间杂种花粉植株的细胞遗传学研究[J];作物学报;1997年06期
6 孙传清,李自超,王象坤;普通野生稻和亚洲栽培稻核心种质遗传多样性的检测研究[J];作物学报;2001年03期
7 颜辉煌,熊振民,闵绍楷,胡慧英,张志涛,田淑兰,汤圣祥;紧穗野生稻的褐飞虱抗性导入栽培稻的研究[J];遗传学报;1997年05期
8 谢建坤,孔祥礼,包劲松,万勇;水稻野生种质优异基因分子标记定位和利用的研究进展[J];遗传;2004年01期
9 裔传灯;梁国华;龚志云;于恒秀;汤述翥;严长杰;顾铭洪;;稻属种间天然异交种的分子细胞学鉴定[J];中国水稻科学;2007年03期
10 李常宝,张大明,葛颂,卢宝荣,洪德元;双探针原位杂交揭示稻属BB、CC和EE基因组之间的分化(英文)[J];植物学报;2000年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚方印,周学标,刘理梅;外源DNA导入培育水稻抗白叶枯病种质材料的研究[J];山东农业科学;2000年01期
2 王建成;段乃彬;李群;颜廷进;张文兰;戴双;;应用微核心种质进行作物重要经济性状的评价[J];山东农业科学;2008年08期
3 张顺堂;陈立云;张桂莲;;野生稻种质资源优异基因定位和利用的研究进展[J];安徽农业科学;2008年03期
4 王传之;于洁;裴庆利;刘丕庆;蔡中全;张磊;吴世民;;水稻品种抗稻褐飞虱育种的研究进展[J];安徽农业科学;2008年08期
5 陈俊百;张林;赵卫国;潘一乐;;分子标记及在核心种质中的应用进展[J];安徽农业科学;2008年13期
6 刘凤麟;赵侯明;李刚;吴绮;覃瑞;刘虹;;利用C基因组对高杆野生稻和宽叶野生稻基因组的比较分析[J];安徽农业科学;2009年23期
7 王凤梅;;世界稻种资源以及我国引种利用概况[J];安徽农业科学;2009年25期
8 肖水平;王坤波;刘方;;GISH与其他技术相结合在植物研究中的应用[J];安徽农业科学;2010年16期
9 王利红;尹西翔;徐清忠;李赛钰;;转基因技术在水稻性状改良中的应用进展[J];现代农业科技;2009年06期
10 张凡;刘小烛;李定琴;余腾琼;周英;殷富有;张敦宇;黄兴奇;程在全;;野生稻优良基因的发掘利用研究进展[J];现代农业科技;2012年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 缪颖;曹家树;陈云鹏;;荧光原位杂交技术及其在园艺科学研究中的应用[A];中国科协第3届青年学术年会园艺学卫星会议暨中国园艺学会第2届青年学术讨论会论文集[C];1998年
2 ;Inheritance and molecular mapping of two fertility-restoring loci for Honglian gametophytic cytoplasmic male sterility in rice(Oryza sativa L.)[A];2007中国科协年会专题论坛“红莲型杂交水稻学术专题研讨会”论文汇编[C];2007年
3 易平;汪莉;万翠香;朱英国;;红莲型水稻不育系和保持系线粒体基因组BAC文库的构建[A];2007中国科协年会专题论坛“红莲型杂交水稻学术专题研讨会”论文汇编[C];2007年
4 ;Studies on Identification of Wheat-Barley 2H Alien Substitution Lines[A];吉林省第六届生命科学大型学术报告会论文集[C];2008年
5 曾亚文;申时全;普晓英;赵旭;;云南稻种资源核心种质研究进展[A];云南省作物学会2000—2003年优秀论文选集[C];2004年
6 郭朝铭;易克贤;;剑麻种质资源遗传多样性与抗病种质的鉴定筛选[A];第二届热带亚热带植物资源的遗传多样性与基因发掘利用研讨会论文集[C];2006年
7 王景余;周晓馥;林秀云;李明生;金成海;王贵才;;粳稻基因枪法转化体系的建立[A];全国作物细胞工程与分子技术育种学术研讨会论文集[C];2003年
8 马有志;Jai-Heon Lee;陈孝;辛志勇;徐惠君;杜丽璞;李连城;Takafumi SoNe;Kiichi Fukui;;携带抗白粉病基因的簇毛麦6VS端体的流式分选[A];全国作物细胞工程与分子技术育种学术研讨会论文集[C];2003年
9 符文英;肖冠愚;邢诒旺;周王鼎;伍书钦;甘燕琴;;海南普通野生稻和山栏稻遗传多样性及起源演化的研究[A];中国科协2004年学术年会海南论文集[C];2004年
10 赵卫国;苗雪霞;潘一乐;黄勇平;;SSR和ISSR分子标记及其在桑树遗传育种研究中的应用前景[A];中国蚕学会第四届青年学术研讨会会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王俊峰;川西獐牙菜体细胞杂交及其环烯醚萜类化合物合成相关基因香叶醇-10羟化酶的克隆和功能验证[D];山东大学;2010年
2 金少锋;基于金龟子绿僵菌和低剂量扑虱灵协同作用的稻飞虱防治替代策略研究[D];浙江大学;2010年
3 黄明;分子标记与水稻遗传多样性及杂种优势的相关性研究[D];湖南农业大学;2010年
4 翁天均;基于45S rDNA-FISH与GISH分析的草莓属(Fragaria)野生种亲缘关系与系统分类研究[D];西南大学;2011年
5 程立锐;利用双向导入系和重组自交系研究水稻重要农艺性状的遗传规律[D];中国农业科学院;2011年
6 王元英;烟草抗病基因筛选及其高通量RNAi载体库的构建[D];中国农业科学院;2011年
7 胡昌泉;水稻胚乳发育相关基因的筛选及功能分析[D];福建农林大学;2011年
8 温景辉;基于SSR分子标记的山葡萄种质遗传多样性研究与核心种质构建[D];吉林农业大学;2011年
9 陈春霞;水稻骨干亲本桂朝2号形成的关键基因组区段定位、传递及效应分析[D];四川农业大学;2011年
10 田恩堂;人工合成芸苔属异源六倍体及其稳定性研究[D];华中农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薄存沛;新疆野生油菜BAC文库的构建及单条染色体克隆筛选的研究[D];华中农业大学;2010年
2 肖辉;龙须草染色体数目变异及rDNA在染色体上的定位[D];华中农业大学;2010年
3 董巍;分子标记辅助选择改良光温敏核不育系的稻瘟病抗性和稻瘟病抗性基因的初步定位[D];华中农业大学;2010年
4 杨晓芳;海岛棉染色体组特异重复序列的筛选及亚克隆分析[D];华中农业大学;2010年
5 夏鹏;利用物理图谱对水稻基因组部分区段的初步分析[D];华中农业大学;2010年
6 陈静;利用杀配子染色体诱导小麦—二倍体长穗偃麦草3E染色体易位研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
7 张东阳;黑粒小麦的分子细胞遗传学及抗氧化性研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
8 王彦玲;我国玉米核心种质磷胁迫蛋白质表达差异和基因组SSR分析[D];郑州大学;2010年
9 王晓菡;中国芍药品种遗传多样性SRAP分析和核心种质的初步构建[D];山东农业大学;2010年
10 安娜;山羊瘤胃微生物宏基因组文库的构建及功能基因的筛选[D];安徽农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周玮斌,史晰,詹树萱,孙崇荣,曹凯鸣;普通野生稻中NBS同源序列的克隆和分析[J];复旦学报(自然科学版);2001年05期
2 秦前锦,李桂菊,宋发菊,徐晓燕;野生稻资源的特异性状与超高产育种[J];湖北农业科学;2000年06期
3 吴万春;对中国野生稻命名的浅见[J];华南农学院学报;1980年01期
4 吴万春;对稻属植物各种的中文名称命名的意见[J];华南农业大学学报;1987年01期
5 吴万春;稻属植物分类研究的进展[J];华南农业大学学报;1995年04期
6 梅传生,张金渝,吴光南;籼稻花培绿苗率的提高[J];江苏农业学报;1988年02期
7 王布哪,黄臻,舒理慧,任翔,李香花,何光存;两个来源于野生稻的抗褐飞虱新基因的分子标记定位[J];科学通报;2001年01期
8 刘国庆,颜辉煌,傅强,钱前,张志涛,翟文学,朱立煌;栽培稻的紧穗野生稻抗褐飞虱主效基因的遗传定位[J];科学通报;2001年09期
9 李德军,孙传清,付永彩,李晨,朱作峰,陈亮,才宏伟,王象坤;利用AB-QTL法定位江西东乡野生稻中的高产基因[J];科学通报;2002年11期
10 李晨,穆平,陈亮,王象坤,孙传清;栽培稻与普通野生稻BC_1群体分子连锁图的构建和株高的QTL分析[J];中国农业大学学报;2001年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 В.Ф.ДОРОФЕЕВ ,Э.Ф.МИГУШОВА ,王祥正;小麦进化和分类的新发展[J];麦类作物学报;1982年02期
2 刘志武,D.R.Dewey;Elymus fedtschenkoi的染色体组构成[J];遗传学报;1983年01期
3 陈庆富;小麦染色体组的起源与进化探讨[J];广西植物;1997年03期
4 J.Smartt ,W.C.Gregory ,M.PelugeGregory ,孙中瑞;花生栽培种的染色体组——1.推断染色体组供体的细胞遗传学研究[J];花生科技;1979年03期
5 陈力耕;什么是倍数体[J];中国柑桔;1980年02期
6 B.Haour-Lurton ,C. Planchon ,孙仪伟;D染色体组对小麦光合作用的效应[J];麦类作物学报;1986年02期
7 A.LaneRayburn;B.S.Gill;吕桑蔚;;小麦族D染色体组的分子水平分析[J];麦类作物学报;1988年03期
8 B.C.Joshi;刘录祥;;小麦细胞遗传学(综述)[J];麦类作物学报;1988年05期
9 张合成,吕增仁;多倍体与果树多倍体育种[J];河北果树;1990年02期
10 L.M.McMurphy;A.LaneRayburn;夏明忠;;耐寒玉米群体选择中染色体组大小的变异[J];国外农学-杂粮作物;1993年01期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 张新全;杨俊良;颜济;郑有良;伍碧华;;青海仲彬草和黑药仲彬草的生物系统学研究[A];四川草业科技十年进展[C];2004年
2 裔传灯;龚志云;梁国华;王飞华;汤述翥;顾铭洪;;稻属不同染色体组着丝粒BAC克隆的分离和鉴定[A];江苏省遗传学会植物分子育种学术研讨会论文摘要汇编[C];2007年
3 李富花;相建海;周岭华;;对虾染色体组操作研究的最新进展[A];甲壳动物学分会成立20周年暨刘瑞玉院士从事海洋科教工作55周年学术研讨会论文(摘要)集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 河南省睢县高级中学 韩磊;浅谈染色体组的理解与判断规律[N];学知报;2011年
2 四川省广元市元坝中学 叶静;关于染色体组的理解[N];学知报;2011年
3 郑洁;2007:奇迹之年[N];东方早报;2007年
4 本报记者 杨洋;小麦的起源与演化(上)[N];河南科技报;2010年
5 白秀萍;日本利用转基因技术培育“超级树木”[N];中国绿色时报;2008年
6 辛华;我国对虾三倍体研究成果获美国专利授权[N];中国食品报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 陈佩度;染色体分带和非整倍体技术在小麦细胞遗传研究中的综合运用[D];南京农业大学;1988年
2 裔传灯;稻属不同染色体组着丝粒BAC克隆的筛选及其在种间杂种研究中的应用[D];扬州大学;2007年
3 于海清;拟鹅观草属四倍体物种的分子细胞遗传学研究[D];四川农业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 黄燕;小麦族东北猬草的染色体组组成研究[D];四川农业大学;2009年
2 崔忠刚;小麦族基本染色体组特异分子标记的筛选[D];四川农业大学;2013年
3 蒋茂超;二倍体A染色体组棉种遗传图谱构建[D];西南大学;2014年
4 周亚辉;小麦族含ESt基因组物种的细胞遗传学研究[D];四川农业大学;2009年
5 公丕昌;美洲异源四倍体野生稻中倍增基因的进化与表达差异研究[D];曲阜师范大学;2009年
6 马永婷;美洲野生稻的分子系统发育与进化研究[D];曲阜师范大学;2008年
7 姜波;杂交三倍体太平洋牡蛎的培育及其染色体组稳定性研究[D];中国海洋大学;2004年
8 杨晓芳;海岛棉染色体组特异重复序列的筛选及亚克隆分析[D];华中农业大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026