黑麦染色体组特异PCR标记的建立及其小麦-非洲黑麦1RS/1BL染色体新易位系的获得

摘要

小麦（Triticum aestivum L）是世界上重要的粮食作物之一。在中国它仅次于水稻，因此小麦生产对国民经济发展有十分重要的战略意义。但随着小麦栽培品种单一化导致基因大量流失，使其遗传基础日益狭窄和抗源匮乏，对其产量和品质的进一步改良起着极大的限制作用。小麦的近缘物种中存在着大量的遗传变异，是小麦改良可以利用的丰富有益基因资源。其中以栽培黑麦是最为成功利用的二倍体物种。黑麦上携带有许多有益的目标基因，如高产、广适、抗小麦三锈和白粉病等有益基因，成为改良小麦抗性、产量、品质和适应性等性状的丰富的基因资源。黑麦染色质的检测是小麦染色体工程育种研究的重要内容,包括大量形态学，细胞学，蛋白质，和分子标记等方法被应用在跟踪染色质的导入之中。本研究根据黑麦染色质中存在的高度重复序列，建立了一个新型的黑麦染色体组特异PCR分子标记，快速、准确的鉴定外源染色质向小麦中的引入，并且结合酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳（APAGE）和荧光原位杂交（FISH）相互印证。研究结果如下：
　　1、高度重复序列（AF305943）设计特异PCR引物对供试材料进行分析鉴定。表明该序列存在于黑麦全部染色体上，引物20H可以作为黑麦属的特异引物。而且还可以对1RS/1BL易位系、小麦-黑麦附加系进行鉴定，其中在材料L1，L8-11,L13，L15，L16能够扩增出约1400bp的目标条带，这些结果表明该特异引物不仅可以用于栽培黑麦优异基因的转移，而且对黑麦属野生种的鉴定和染色质转移。
　　2、利用APAGE对材料BC2F4株系L1-L20部分进行了醇溶蛋白分析，电泳共分离出24条带，材料在ω，γ区存在较大差异，充分体现了不同材料在编码醇溶蛋白基因水平上的多态性。根据GliB11位点的有无,L8,L9,L10,L15,L16可能具有来自非洲黑麦新型1RS/1BL染色体易位系，进一步印证了PCR鉴定结果。
　　3、利用20H序列作探针对材料小黑麦进行原位杂交，结果表明20H序列分布于所有黑麦染色体除端部和核仁组织的所有区域。进一步用此探针对材料 L1－L20的部分进行原位杂交，结果清楚显示在材料 L10上两条染色体短臂上有杂交信号，表明L10是非洲黑麦新型1RS/1BL染色体易位系。
　　综上可知，本研究根据重复序列设计新型 PCR引物，首次应用于创新材料L1-L20进行鉴定黑麦基因的导入，并结合APAGE和愿为杂交技术进一步印证鉴定结果，并筛选到非洲黑麦新型1RS/1BL染色体易位系L10。

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第一章 绪论

1.1 小麦族植物基因资源

1.2 黑麦基因导入小麦材料的研究

1.3 外源基因导入小麦的途径

1.4 小麦族重复序列的研究

1.5 小麦背景中外源遗传物质的检测

第二章 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.2 实验方法与步骤

第三章 结果与分析

3.1 pSc20H的序列分析

3.2 20H引物的黑麦属特异性建立

3.3 用特异PCR和醇溶蛋白电泳对新材料的检测

3.4 荧光原位杂交

第四章 讨论

4.1 创制含有非洲黑麦血缘新的育种材料

4.2 黑麦特异PCR分子标记的建立

4.3 含有非洲黑麦血缘新的育种材料鉴定

4.4 一个小麦－非洲黑麦1RS/1BL染色体易位系的获得

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果