小麦—多年生簇毛麦异染色体系的筛选与准确鉴定

摘要

多年生簇毛麦（D. breviaristatum）包括四倍体多年生簇毛麦（染色体组为VbVbVbVb）和二倍体多年生簇毛麦（染色体组为 VbVb），主要分布于西北非，希腊和摩洛哥，是小麦的珍稀野生近缘物种。因为多年生簇毛麦具有抗条锈病、抗白粉病、抗眼斑病、分蘖能力强、小穗数多、种子蛋白质含量高等许多栽培小麦所需的农艺性状，所以是小麦改良育种优良基因的重要来源。
　　为了进一步向小麦转移多年生簇毛麦基因组的优异农艺性状，将小麦-多年生簇毛麦与小麦杂交，进而用小麦进行回交，获得了大量杂交后代。利用簇毛麦属物种特异分子标记 OPH12对小麦-多年生簇毛麦杂交后代进行初步筛选，结果显示，有60份材料含有簇毛麦异染色质。醇溶蛋白A-PAGE电泳和谷蛋白SDS-PAGE电泳结果显示，后代材料品系内遗传基本稳定，品系之间多态性丰富，染色体重组类型多样。多年生簇毛麦染色质的渗入导致了蛋白编码位点的变异，在醇溶蛋白α、β、γ、ω区域都有蛋白亚基的变异，谷蛋白高分子量区和低分子量区出现新的亚基组合。结合1DS染色体上的分子标记鉴定结果，发现10份材料缺失1DS染色体，7份材料缺失1BL染色体。
　　利用145对PLUG引物对小麦-多年生簇毛麦、一套小麦-簇毛麦附加系、一套小麦易位系及小麦对照进行扩增，共建立了13个簇毛麦染色体（臂）特异分子标记。其中，13个标记包括1VS标记1个；1VL标记2个；2VS标记2个；3VL和3VS标记各1个；4VL标记2个；6VL标记3个；7VL标记1个。
　　利用扩增效果最好的2VS特异标记 TNAC1142和7VL特异标记 TNAC1811对后代材料进行筛选。结果显示，25份材料含有2VS异染色质，1份含有7VL染色质。利用基因组原位杂交技术对能扩增出2VS的部分杂交后代材料进行鉴定，结果发现，扩增出2VS标记的编号为V252的材料（2n=42）中有1对多年生簇毛麦染色体具有杂交信号，2V染色体的2个特异标记均能对V252进行扩增，说明这对多年生簇毛麦染色体是2V染色体，而被2V代换掉的小麦染色体正在鉴定中，该种质高抗小麦条锈病，可以作为抗源应用于小麦抗病育种中。
　　综上，利用蛋白电泳、原位杂交、分子标记等方式对小麦-多年生簇毛麦后代材料进行鉴定，发现这批材料具有很高的育种价值，对于充分发掘利用多年生簇毛麦的优良基因，开展染色体工程育种提供指导意义。

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第一章 绪 论

1.1 小麦的近缘物种利用概况

1.2 簇毛麦属植物的研究进展

1.3 外源染色质导入小麦背景中的方式

1.4 小麦背景中外源染色质的检测

1.4.1 形态学鉴定

1.4.2 细胞学鉴定

1.4.3 生化标记鉴定

1.4.4 原位杂交鉴定

1.5 分子标记在小麦育种中的应用

1.6 本课题研究的目的、内容及技术路线

第二章 材料和方法

2.1 实验材料

2.2 实验方法与步骤

2.2.1 DNA的提取与浓度测定

2.2.2 PCR扩增与酶切

2.2.3 醇溶蛋白A-PAGE电泳

2.2.4 谷蛋白SDS-PAGE电泳

2.2.5 探针标记

2.2.6 染色体制片

2.2.7 荧光原位杂交

2.2.8 抗条锈病鉴定

第三章 结果与分析

3.1 簇毛麦属特异分标记对材料的初步筛选

3.2 蛋白电泳分析与分子标记鉴定

3.2.1 醇溶蛋白A-PAGE电泳

3.2.2 谷蛋白SDS-PAGE电泳分析

3.2.3 特异分子标记鉴定

3.3 新型分子标记的筛选及应用

3.3.1 新型分子标记的筛选

3.3.2 分子标记辅助筛选后代材料

3. 4荧光原位杂交结果分析

3.4.1荧光原位杂交与单染色体分子标记的综合分析

3.4.2荧光原位杂交与基因组分子标记的综合分析

3.5 形态学鉴定及抗病性鉴定

第四章 讨论

4.1 簇毛麦在小麦抗病性育种中的作用

4.2 分子标记对簇毛麦异染色体的筛选及鉴定

4.3 原位杂交在异染色质鉴定中的作用

第五章 结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间的研究成果