冬小麦幼苗期水分胁迫应答蛋白及其分子标记的研究

摘要

干旱胁迫常常影响小麦的生长发育，造成严重减产。作物的生长和产量是作物遗传基因在特定环境下表达的产物，其实际产量与生产潜力相差较多的原因主要来源于不良环境的危害，其中干旱是很重要的因素之一。开展作物抗旱性研究对于缓解水资源亏缺，提高作物用水效率，实现水安全和粮食安全具有十分重要的意义。小麦抗旱节水遗传性状十分复杂，从选育策略、选育手段和选育技术各方面入手，多途径提高遗传性状鉴选指标的可靠性是实现作物节水效应的根本保证，也是抗旱节水育种理论和育种实践的重要突破点。 小麦对水分胁迫的忍耐能力源于其内在的分子基础，不同品种对干旱环境的忍耐能力大不相同。在干旱发生的情况下，为了抵抗缺水的威胁，抗旱品种能够产生更多的应答蛋白质，这些应答蛋白在植物对逆境的适应过程中起重要的保护作用，可以提高植物对干旱的耐胁迫能力。近年来，我国在胁迫因子诱导蛋白方面的研究取得了很大的进展，干旱诱导植物产生特异性蛋白的研究日益受到重视。干旱诱导应答蛋白已成为抗旱研究中揭示作物适应干旱逆境基因表达机制的一个热点。 本研究为了探索冬小麦幼苗期经水分胁迫诱导产生的应答蛋白与其抗旱性之间的相关性，选用30个抗旱性不同的冬小麦品种，在进行田间抗旱性鉴定的基础上，采用正常供水和-1.OMPaPEG6000胁迫两种处理并结合SDS-PAGE电泳技术，通过对水分胁迫与非胁迫条件下D-应答蛋白在不同品种间表达的差异进行分析，研究幼苗期水分胁迫D-应答蛋白与品种抗旱性的关系。结果发现，抗旱和中等抗旱品种经胁迫诱导后产生了一条分子量为66.2KD的D-应答蛋白条带，而对干旱敏感的品种中没有出现此条带，表明冬小麦苗期经水分胁迫后产生的D一应答蛋白与品种的抗旱性有着密切的关系。 为了对编码D-应答蛋白的基因进行研究，根据前期实验结果，选取含有D-应答蛋白和无D-应答蛋白的亲本材料及相应组合的F<,2>分离群体为实验材料，对该分离群体的单株叶片蛋白进行SDS-PAGE电泳检测，通过遗传分析发现，小麦的D-应答蛋白受一对显性基因控制。结合混合分组分析法，对控制D一应答蛋白的基因进行SSR分子标记，从31对微卫星引物中，筛选出位于5A染色体短臂上的微卫星标记Xgwml56可以作为水分胁迫D-应答蛋白标记的引物，利用该引物在选定组合的两池、两亲本及构建BSA池所选的F<,2>单株中能够扩增出XgWml56-365bp差异条带，并且该差异条带的有无与供试材料是否含有D-应答蛋白的结果一致，说明该微卫星标记Xgwml56与编码水分胁迫D-应答蛋白的基因连锁，可以作为小麦抗旱性鉴定与筛选的DNA分子指标。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略词

声明

第一章文献综述

1.1引言

1.2水分胁迫应答蛋白的研究进展

1.2.1水分胁迫应答蛋白的种类

1.2.2水分胁迫应答蛋白的功能

1.2.3水分胁迫诱导基因的表达调控

1.3小麦基因定位的研究进展

1.3.1小麦基因定位作图的方法

1.3.2小麦基因图

1.3.3小麦抗旱节水相关基因的染色体定位

1.4分子标记的主要类型

1.4.1以分子杂交技术为核心的分子标记

1.4.2以PCR技术为核心的分子标记

1.5分子标记技术在遗传育种中的应用

1.5.1构建基因组图谱

1.5.2标记和定位目的基因

1.5.3绘制指纹图谱和种质资源研究

1.5.4分子标记辅助选择

1.5.5杂种优势预测

1.5.6基于图谱的基因克隆

1.6本论文的目的及主要研究内容

第二章幼苗期水分胁迫应答蛋白与品种抗旱性关系的研究

2.1前言

2.2材料与方法

2.2.1供试材料

2.2.2实验方法

2.3结果与分析

2.3.1抗旱性变化

2.3.2幼苗期D-应答蛋白的表达

2.3.3 D-应答蛋白与品种抗旱性的相关性

2.4讨论

第三章与D-应答蛋白相关的SSR分子标记的研究

3.1前言

3.2材料与方法

3.2.1供试材料

3.2.2实验方法

3.3结果与分析

3.3.1蛋白质检测

3.3.2基因组DNA的提取

3.3.3 SSR扩增

3.4 讨论

3.4.1混合分组分析法构建DNA池

3.4.2 5A染色体上抗旱节水基因的定位

结 论

参考文献

附 录

致 谢

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