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小麦TaDREB1基因的单核苷酸多态性及其与抗旱性的关系

陈吉宝  
【摘要】:TaDREB1 转录因子是TaDREB1 基因的表达产物,调控小麦抗旱等抗逆相关基因表达。研究小麦种质资源抗旱重要基因的单核苷酸多态性,发掘优异抗旱基因资源,对于培育抗旱高产小麦品种,促进节水农业的发展具有重要的理论意义和实际应用价值。本文以抗旱性不同的20 份六倍体小麦和3 份小麦的二倍体野生近缘种为材料, 以小麦TaDREB1 基因为研究对象,用直接测序法筛查抗旱等抗逆相关基因TaDREB1 的单核苷酸多态性(SNP),分析不同抗旱性小麦种质中TaDREB1 的单碱基突变规律,揭示小麦抗旱性与TaDREB1 单核苷酸多态性之间的关系。旨在为发掘利用小麦优异抗旱种质资源提供依据,为开发小麦功能基因的SNP 分子标记奠定基础。得到如下研究结果: 1、小麦不同基因型之间TaDREB1 DNA序列的单核苷酸多态性丰富。在20个小麦基因型之间共发现209 个SNPs 和2 个InDels , 多态性频率分别为1SNP/140bp 和1InDel/16540bp。在3个二倍体小麦基因型中共发现62个SNPs和12个InDels,多态性频率分别为1SNP/80bp和1InDel/413bp。也发现了TaDREB1(Genbank编号:AF303376)的一个内含子,位于第302-303碱基之间。 2、在TaDREB1的DNA序列中发现两个碱基突变的热点区。一个热点区是在AF303376的1165-1181碱基之间,有7个位点发生突变,共发现43个SNPs,占全部SNPs(209个)的20.6%,突变频率为每1SNP/8bp;另一个热点区位于1200-1230碱基之间,有15个位点发生突变,共发现52个SNPs,占全部SNPs的24.9%,突变频率为每1SNP/12bp,两个突变热点区均位于编码区。 3、核苷酸多样性(Л)是个体间给定位点序列的平均多样性,表明一个基因的遗传变异程度。供试材料TaDREB1的核苷酸多样性(Л)值为0.01211,说明在小麦群体中,任意两个同源染色体的TaDREB1基因之间每83个核苷酸中有一个多态性位点。其中,六倍体小麦的Л值是0.01029,小麦二倍体近缘种的Л值是0.02188,六倍体小麦的Л值占小麦二倍体近缘种的47.03%,小麦二倍体近缘种的核苷酸多样性明显大于六倍体小麦,说明该基因在二倍体中的变异程度较大,这可能是六倍体小麦长期承受强大的人工选择压力造成的结果。 4、单倍型(Haplotype)分析表明:大部分抗旱基因型具有相同的单倍型结构,揭示了TaDREB1基因单核苷酸多态性与抗旱性表型的相关性,Haplotype 1和Haplotype 3是主要抗旱单倍型;但同时也发现在个别单倍型里既有抗旱型材料也有不抗旱型的材


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