收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多年生簇毛麦基因组新重复序列的分离及其在小麦抗病新种质鉴定中的应用

刘成  
【摘要】:簇毛麦属(Dasypyrum原作Haynaldia)包括二倍体一年生簇毛麦(D. villosum,染色体组为VV),二倍体多年生簇毛麦(D. breviaristatum,染色体组为VbVb)和四倍体多年生簇毛麦(D. breviaristatum,染色体组为VbVbVbVb)。一年生簇毛麦主要分布在地中海沿岸,而多年生簇毛麦主要分布在西北非的山区,希腊和摩洛哥。在植物分类上属禾本科(Gramineae)小麦族(Triticeae)的小麦亚族(Triticinae),是小麦的野生近缘种,具有抗白粉病、抗叶锈病和秆锈、抗全蚀病、分蘖力强、小穗数多、耐旱耐寒、耐盐和蛋白质含量高等许多栽培小麦所需要的优良性状,是小麦高产、抗病、优质育种的重要遗传资源。 迄今为止,对簇毛麦属物种研究仍有如下不足:(1)四倍体多年生簇毛麦在该属中的遗传进化关系一直存在争议。特别是对四倍体多年生簇毛麦与二倍体多年生簇毛麦的染色体组关系研究上,缺乏分子和细胞学证据。(2)可在育种中利用的簇毛麦染色体组(臂)特异分子标记不能满足小麦-簇毛麦新种质鉴定的需求,需要进一步挖掘和开发。(3)我们在开展将四倍体多年生簇毛麦抗白粉和抗条锈基因导入小麦的研究工作中,育成了一批小麦-四倍体多年生簇毛麦抗病渐渗系,但是这些抗病渐渗系中外源染色质的同源群关系尚未明确。(4)涉及二倍体一年生簇毛麦1V、4V和6V染色体的抗病(或高产)易位系已经育成,但是涉及2V、3V、5V和7V染色体的易位系还未见报道。 本文着重解决上述4个问题。本文对四倍体多年生簇毛麦在簇毛麦属的遗传进化关系进行了深入研究;创制并用建立的多个EST-STS标记和PLUG标记鉴定了小麦-四倍体簇毛麦附加系;诱导和鉴定了小麦-二倍体一年生簇毛麦2V、3V、5V和7V补偿性罗伯逊易位系。研究结果如下: 1.簇毛麦属物种的遗传进化关系:(1)利用RAPD技术对二倍体一年生簇毛麦、四倍体多年生簇毛麦和小麦族黑麦、中间偃麦草、拟鹅观草和黑麦等物种进行了聚类分析,结果表明二倍体一年生簇毛麦和四倍体多年生簇毛麦不能聚在一起,表明四倍体多年生簇毛麦不是由二倍体一年生簇毛麦加倍而来。(2)吉姆萨C分带结果显示,四倍体多年生簇毛麦与二倍体多年生簇毛麦具有较多的中间带,这些带纹多属弱带型,并且二者的带型还有所差异;而二倍体一年生簇毛麦具有较多的端带,这些带纹多属强带型。因此,C分带的证据只能粗略证明四倍体多年生簇毛麦与二倍体多年生簇毛麦遗传关系较近,而与二倍体一年生簇毛麦相对较远。(3)克隆了簇毛麦属三物种的叶绿体infA基因和线粒体trnfM及rrn18基因,并以此对这些基因序列分别进行了bootstrap分析。分析结果支持四倍体多年生簇毛麦是由二倍体多年生簇毛麦加倍而来的观点。(4)基因组原位杂交和利用核糖体基因pTa71为探针的原位杂交清楚的表明四倍体多年生簇毛麦是由二倍体多年生簇毛麦加倍产生的。(5)以黑麦基因组重复序列pSc74为探针的原位杂交表明,从二倍体多年生簇毛麦加倍到四倍体多年生簇毛麦的过程中,不仅发生了染色体的重排,还发生了基因组DNA水平上的重组现象。 2.簇毛麦基因组或单染色体分子标记:(1)分离得到簇毛麦基因组1个新的重复序列pDb12H(或称为OPH12),该重复序列和大麦基因组Sabrina反转录重复序列具有95%的同源性。根据pDb12H设计引物,对含簇毛麦染色质的材料和大量对照材料进行扩增,建立了簇毛麦基因组SCAR标记,该标记被用来筛选小麦-四倍体多年生簇毛麦抗病渐渗系和小麦-二倍体一年生簇毛麦易位系。以pDb12H为探针对小麦族大量物种进行原位杂交,结果表明,pDb12H仅分布在小麦族二倍体一年生簇毛麦V基因组、多年生簇毛麦Vb基因组、大麦H基因组和中间偃麦草Js基因组上,即pDb12H高拷贝存在于V基因组,Vb基因组,H基因组和Js基因组上,而寡拷贝存在于小麦族其他基因组上,Southern blot也证实了上述结果。根据FISH和Southern blot结果推测pDb12H在小麦族各基因组(V、Vb、H和JS基因组除外)分化前期可能就失去了转座活性。Kishii等曾用原位杂交和分子标记手段证实百萨偃麦草J基因组和黑麦R基因组参与了中间偃麦草Js基因组的形成,认为中间偃麦草基因组应为StJs(V-J-R)s。本文发现大麦H基因组也参与了中间偃麦草基因组进化,因此我们建议将中间偃麦草基因组暂时补充修订为StJs(V-J-R-H)s。(2)利用小麦第1到第7同源群的943对EST-STS引物对四倍体多年生簇毛麦和中国春进行筛选,PCR产物利用HaeIII、MspI、RsaI和AluI四种酶进行酶切,获得了474个STS标记。同时还筛选了小麦第1到第7同源群的56对PLUG引物,利用TaqI和HaeIII两种酶对PCR产物进行酶切,筛选到6个PLUG标记。 3.小麦-四倍体多年生簇毛麦附加系的鉴定:利用建立的SCAR分子标记对小麦-四倍体多年生簇毛麦抗病渐渗系进行初步筛选,然后利用C分带对筛选出的渐渗系进行普查,结果显示这批抗病渐渗系中只有2种不同类型的附加系Y93-1-6-1和Y93-1-A6-4。利用上述筛选到的STS标记和PLUG标记对Y93-1-6-1和Y93-1-A6-4进行鉴定。首次发现Y93-1-6-1和Y93-1-A6-4中四倍体簇毛麦染色体均发生了重组。附加系Y93-1-6-1中四倍体簇毛麦染色体长臂为6VbL,其短臂发生了6VbS和7VbS染色体片段的重组;而附加系Y93-1-A6-4中四倍体簇毛麦染色体发生了更为复杂的染色体重组,其短臂为6VbS和7VbS的重组,长臂为1VbL、2VbL和7VbL的重组。 4.小麦-二倍体一年生簇毛麦易位系的创制与鉴定:利用中国春-二倍体一年生簇毛麦附加系与相应的中国春单体进行杂交获得双单体,然后双单体进行自交,对所获得的自交种子进行筛选获得相关易位系。(1)筛选来自双单体40+2V+2D的自交后代660个单株,获得4个杂合T2VL.2DS易位系,3个杂合T2VS.2DL易位系。(2)筛选来自双单体40+3V+3D的自交后代496个单株,获得5个T3DS.3VL易位系,3个杂合T3DL.3VS易位系。(3)筛选来自双单体40+5V+5D的自交后代342个单株,获得12个杂合的T5DL.5VS易位系,未发现T5DS.5VL易位系。(4)筛选来自双单体40+7V+7D的自交后代384个单株,获得6个杂合T7DS.7VL易位系,2个杂合T7DL.7VS易位系。对上述杂合易位系的自交种子进行筛选,目前都已获得了纯合的易位系,这些优异的种质资源可用于小麦育种。综上,本论文对簇毛麦属种间的进化关系进行了系统研究,对簇毛麦特异分子标记进行了进一步挖掘和开发并利用开发的分子标记对新创制的种质进行了鉴定。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李平;郑金焕;张明权;吴会会;;我国易位少籽西瓜研究回顾与展望[J];农业科技通讯;2009年05期
2 李雪莉,郑有良,魏育明,周永红,刘登才,兰秀锦;小麦抗条锈病优质高产T1BL.1RS易位系鉴定与分析[J];四川农业大学学报;2000年03期
3 陈义纯;孙光祖;张月学;尚志敏;;龙辐麦四号易位系的选育[J];黑龙江农业科学;1988年04期
4 齐莉莉,陈佩度,刘大钧,周波,张守中,盛宝钦,向齐君,段霞渝,周益林;小麦白粉病新抗源——基因Pm21[J];作物学报;1995年03期
5 ;抗白粉病普通小麦──簇毛麦易位系选育及Pm21基因染色体定位[J];农业科技通讯;1997年05期
6 韩方普,何孟元,卜秀玲,黄百渠,郝水,马有志,辛志勇;应用FISH技术鉴定一个小冰麦易位系[J];植物学报;1998年06期
7 林志珊,辛志勇,张增艳,马有志,陈孝,徐惠君,杜丽璞,钱幼婷;Z6/陕7859胚培养再生植株的细胞遗传学研究与易位系选育[J];遗传学报;1999年04期
8 李雪莉,郑有良,魏育明,周永红,刘登才,兰秀锦;小麦抗白粉病优质高产T1BL.1RS易位系的鉴定与分析[J];四川农业大学学报;1999年04期
9 陆文辉,李兴峰,陈寅初,穆培源,徐红军,韩新年,于芳祥,王洪刚;利用细胞学和RAPD技术鉴定抗条锈病小滨麦易位系[J];麦类作物学报;2004年02期
10 王林生;;利用电离辐射创造普通小麦外源染色体易位系[J];生物学通报;2009年07期
11 张增艳,辛志勇,马有志,陈孝,林志珊,徐琼芳;小麦外源抗黄矮病基因的RFLP标记分析[J];中国农业科学;1999年04期
12 侯永翠,郑有良,王含彦,颜泽洪,李伟;小麦1BL/1RS易位新品系的鉴定与评价[J];西南农业学报;2003年04期
13 王林生;陈佩度;;普通小麦外源染色体易位系的诱导及其在育种上的应用[J];生物学通报;2007年02期
14 程敦公;李豪圣;肖永贵;宋健民;刘爱峰;刘建军;;快速准确鉴定小麦1BL/1RS易位系新方法的研究[J];华北农学报;2009年S1期
15 鲁平;国内第一个易位系的冬小麦单体系统育成[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);1988年03期
16 于天江,李集临,徐香玲;利用辐射诱发的染色体畸变选育大豆易位系的初探[J];东北农业大学学报;1995年04期
17 陈孝,辛志勇,肖世和,林志珊,徐惠君,杜丽璞,钱幼婷;抗BYDV小麦—中间偃麦草易位系α-淀粉酶2同工酶的研究[J];作物学报;1998年01期
18 刘文轩,陈佩度,刘大钧;利用减数分裂期成株电离辐射选育小麦-大赖草易位系的研究[J];植物学报;1999年05期
19 洪敬欣,彭永康;小麦-簇毛麦染色体代换系、易位系V染色体RAPD标记筛选[J];华北农学报;2004年03期
20 陆文辉,林小虎,李兴峰,王黎明,陈寅初,王洪刚;抗条锈小滨麦易位系的鉴定[J];作物学报;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 唐宗祥;任正隆;符书兰;杨足君;张怀琼;;黑麦特异重复序列pSc119.1在姊妹1RS.1BL易位系中的变异[A];中国遗传学会功能基因组学研讨会论文集[C];2006年
2 张瑞奇;王秀娥;陈佩度;;簇毛麦籽粒贮藏蛋白基因的染色体定位及易位系选育[A];江苏省遗传学会第八届会员代表大会暨学术研讨会论文集[C];2010年
3 原亚萍;邹宏达;吴颖;陈孝;;一个小-大麦2H代换易位系的鉴定与解析[A];吉林省第六届生命科学大型学术报告会论文集[C];2008年
4 原亚萍;邹宏达;吴颖;陈孝;;一个小-大麦2H代换易位系的鉴定与解析[A];东北三省及内蒙古地区遗传学研究进展学术研讨会论文汇编[C];2009年
5 张敬原;赵茂林;葛荣朝;宋丽;;普通小麦-多枝赖草耐盐易位系的鉴定[A];中国的遗传学研究——中国遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编[C];2003年
6 晏本菊;宋振巧;张怀琼;任正隆;;1BL/1RS易位对SDS沉降值和HMW-GS的多样性效应[A];2004’中国作物学会学术年会文集[C];2004年
7 魏景芳;秦君;王淳;李冬杰;孙敬三;;小麦与多枝赖草耐盐纯合易位系的培育及鉴定[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
8 李平;郑金焕;张明权;吴会会;;我国易位少籽西瓜研究回顾与展望[A];纪念全国西瓜甜瓜科研与生产协作50周年暨第12次全国西瓜甜瓜学术研讨会论文摘要集[C];2009年
9 徐国辉;陈静;郭长虹;;利用杀配子染色体创制小麦-长穗偃麦草7E染色体易位系[A];中国遗传学会植物遗传和基因组学专业委员会2009年学术研讨会论文摘要汇编[C];2009年
10 鲍印广;王洪刚;;一个抗条锈病小滨麦易位系的分子细胞遗传学鉴定[A];中国作物学会50周年庆祝会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王林生;利用辐射诱导涉及大赖草5Lr和7Lr染色体的普通小麦—大赖草易位系和端体系[D];南京农业大学;2008年
2 于玲;小麦白粉病抗性相关候选基因克隆、特征分析、定位及表达研究[D];南京农业大学;2001年
3 张瑞奇;簇毛麦籽粒硬度基因和贮藏蛋白基因的染色体定位及易位系选育[D];南京农业大学;2010年
4 赵万春;普通小麦—簇毛麦整臂互补易位系T1DS·1VL和T1DL·1VS的创制、鉴定和性状评估[D];西北农林科技大学;2010年
5 郭长虹;普通小麦中外源染色体(质)的鉴定及杀配子染色体作用的研究[D];东北农业大学;2000年
6 赵春华;小麦骨干亲本矮孟牛姊妹系基因组差异及1RS遗传效应分析[D];山东农业大学;2012年
7 郝薇薇;偃麦草属着丝粒序列组成分析及小麦—十倍体长穗偃麦草广谱抗锈易位系的鉴定[D];中国农业科学院;2012年
8 秦跟基;根据抗病基因保守区克隆小麦抗病基因及小麦抗赤霉病基因双单倍体作图群体的构建[D];南京农业大学;2001年
9 耿惠敏;夏繁用于构建小麦遗传群体的可行性及1BL/1RS易位系影响高分子量谷蛋白亚基遗传的研究[D];四川农业大学;2007年
10 陈全战;离果山羊草3C染色体诱导簇毛麦2V、4V和6V染色体结构变异的研究[D];南京农业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 代程;普通小麦—冰草6P易位系的鉴定与遗传效应分析[D];中国农业科学院;2012年
2 闻晓英;大白菜—结球甘蓝2个易位系的获得与鉴定[D];河北农业大学;2012年
3 唐怀君;小麦1B·1R易位系与秆锈病抗性基因的分子检测[D];新疆农业大学;2010年
4 杨漫宇;源于不同黑麦自交系易位系的分子细胞遗传学鉴定[D];四川农业大学;2011年
5 崔承齐;涉及大赖草7Lr染色体的普通小麦—大赖草易位系的分子细胞学鉴定[D];南京农业大学;2011年
6 曲波;甜菜无融合生殖M14品系易位系的创制、筛选及鉴定方法的建立[D];东北农业大学;2003年
7 王睿;三个簇毛麦易位系抗小麦条锈病的遗传分析及SSR分子标记[D];西北农林科技大学;2010年
8 黄静;小麦—华山新麦草易位系H9020-1-6-8-3抗条锈病基因的分子作图[D];西北农林科技大学;2011年
9 尹军良;普通小麦—华山新麦草易位系H9020-17-25-6-4和天867的抗条锈性遗传分析[D];西北农林科技大学;2011年
10 王祖华;小麦蛋白激酶基因的克隆及小麦白粉病新抗源的遗传分析[D];河南农业大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 记者 赵凤华通讯员 胡必强;我育出抗梭条花叶病小麦新种质[N];科技日报;2007年
2 本版编辑赵璟韬 兰考县人民政府县长 陈文东;种子的力量[N];开封日报;2008年
3 任鹏宇;农业专家再获国家最高科技奖[N];北京商报;2007年
4 本报记者 李江武 通讯员 魏桂虎 班丽;超级小麦国审兰考矮早8享誉国内外[N];河南科技报;2006年
5 记者 延宏;品质差投入高影响小麦发展[N];科技日报;2003年
6 张显峰;科研选题要敢于创新[N];科技日报;2003年
7 谭立云;我省抗白粉病小麦品种偏少[N];江苏农业科技报;2007年
8 本报记者 侯曜禹;我国核技术诱变育种成果多多[N];农民日报;2001年
9 上海农科热线供稿;应用染色体加倍法得到无籽西瓜[N];东方城乡报;2009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
  • 010-62982499
  • 010-62783978