硬粒小麦-粗山羊草DH群体的创建及致死基因NetJingY176的定位

摘要

普通小麦（Triticum aestivum L.，2n=42，AABBDD）是全球最大的粮食作物之一，它的产量直接影响了全球经济与人口的发展。作为小麦D基因组的提供者，粗山羊草在改良小麦品质中的作用不容忽视。现在，人们可以利用四倍体小麦（Triticumturgidum L.，2n=28，AABB）和小麦的祖先粗山羊草(Aegilops tauschii，2n=14，DD)杂交人工模拟小麦的进化过程，人工合成六倍体小麦。这为我们将更多优异的基因导入到小麦中，改良小麦品质，提高小麦产量创造良好基础。然而，人工合成小麦的过程中，杂种致死现象时有发生。杂种致死现象是自然界中一种常见的生殖隔离现象，在自然界中广泛存在。研究表明，四倍体小麦和粗山羊草种间的杂交致死现象由分别位于AB染色体组和D染色体组上的基因相互作用引起。本文以自然加倍种质硬粒小麦Langdon为母本，以不同的粗山羊草以及其F1为父本，通过幼胚拯救途径获得F1单倍体植株及F1单倍体作图群体，对来自D染色体组的致死基因进行了定位。主要结果如下:
　　1、通过不同粗山羊草和硬粒小麦Langdon人工合成双二倍体过程，发现了杂交致死粗山羊草京Y176和杂交正常粗山羊草京Y225。硬粒小麦Langdon和杂交致死粗山羊草京Y176的杂种F1单倍体植株表现为生长停滞在分蘖期，植株矮化，分蘖增多，后期茎尖坏死，植株叶片干枯直至死亡。杂交致死基因来自于粗山羊草京Y176，暂时命名为NetJingY176。
　　2、以硬粒小麦Langdon为母本，以杂交致死粗山羊草京Y176和正常粗山羊草京Y225的F1为父本，通过幼胚拯救创建F1单倍体群体，共获得199株F1单倍体植株。
　　3、利用199株F1单倍体群体，将来自D染色体组的杂交致死基因NetJingY176初步定位到2D染色体短臂上，最近的SSR标记Xgwm515和Xgwm102与目标基因的遗传连锁距离分别是3.8cM和4.5cM。
　　4、利用Jia等(2013)和Luo等(2013)发表的粗山羊草基因组的序列以及物理图谱，开发了29对SSR标记，对致死基因进行进一步定位，加密遗传连锁图。其中，标记XsdauK561和XsdauK539与致死基因NetJingY17共分离。
　　5、利用与致死基因紧密连锁的4对分子标记，对91份粗山羊草进行NetJingY176位点基因型筛选。其中，46份表现出WT基因型，45份表现出致死基因型(HN)。在粗山羊草亚种strangulata中，28.57％表现出致死基因型，这个比例在亚种tauschii中高达67.35％。

目录

声明

符号说明

摘要

1 前言

1．1 小麦的起源与进化

1．1．1 小麦的起源

1．1．2 小麦的近缘植物

1．2 粗山羊草在小麦育种中的应用

1．2．1 粗山羊草的分类

1．2．2 粗山羊草遗传多样性

1．2．3 双二倍体的合成及应用

1．3 植物作图群体的研究进展

1．3．1 几种重要的作图群体

1．3．2 群体构建要点

1．3．3 DH群体的研究进展

1．4 分子标记的应用

1．4．1 常见的分子标记的种类及其在基因定位上的应用

1．4．2 BSA法在基因定位中的应用

1．4．3 分子标记辅助育种

1．5 杂交致死现象及致死基因的定位

1．5．1 杂交致死现象的研究

1．5．2 小麦中的杂交致死现象

1．5．3 人工合成小麦中的杂交致死现象

1．6 本研究的目的意义

2 材料与方法

2．1 实验材料

2．2 试验方法

2．2．1 双二倍体合成及群体创建方法

2．2．2 台盼蓝染色

2．2．3 基因组DNA的提取

2．2．4 PCR扩增

2．2．5 扩增产物的检验

2．2．6 基因型分析方法

3 结果与分析

3．1 单倍体F1群体的构建

3．2 杂种致死现象及群体表型分析

3．3 台盼蓝染色

3．4 致死基因的定位

3．4．1 致死基因初定位

3．4．2 致死基因进一步定位

3．5 共线性分析

3．6 粗山羊草种质致死基因的筛选

4 讨论

4．1 Net基因的定位

4．2 SSR标记的开发与分子标记辅助选择

4．3 致死基因在粗山羊草种质资源中的分布

5 结论

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表文章情况