抗白粉病的黑麦6RL微小染色体结构简析

摘要

小麦是我国乃至世界人类的主要食物来源，小麦白粉病是目前小麦生产上的重要病害之一。黑麦6R染色体带有白粉病抗性基因，目前仍具有抗性。本研究在前期获得的抗白粉病黑麦6RL微小染色体附加系基础之上，利用ND-FISH技术和分子生物学技术，对附加系中微小染色体的结构及减数分裂行为进行了初步分析。对6RL微小染色体附加系的辐射后代进行了大量的分子细胞学鉴定。同时对材料进行了田间白粉病抗性鉴定。获得了以下结果:
　　1、利用SLAF-seq技术，开发1086对引物，从这些引物中，获得黑麦Kustro来源的6RL微小染色体特异的分子标记19对。
　　2、对其中16对标记的扩增产物进行克隆、测序，成功获得16条序列，这16条序列长度在200-464bp之间。利用GrainGenes数据库中的BLAST工具，将这16条序列与黑麦基因组的Scaffold序列进行比对分析，有8条序列分别与数据库中已登录的5条黑麦6R Scaffolds序列有98％以上的相似度。
　　3、这5条Scaffolds分别为Lo7_v2_scaffold_4537176R、Lo7_v2_scaffold_4845826R、Lo7_v2_scaffold_4452026R、Lo7_v2_scaffold_4516126R和Lo7_v2_scaffold_4452536R。它们所含碱基序列长度分别为1879bp、954bp、47346bp、4446bp和17519bp。并且Lo7v2_scaffold_4452026R、Lo7_v2_scaffold_4516126R和Lo7_v2_scaffold_4452536R与GenBank中已登录的小麦功能基因序列(GenBank:CF133726.1，GR504306.1和HX057614.1)有较高的同源性。
　　4、利用ND-FISH技术对6RL微小染色体减数分裂行为及6RL微小染色体传递规律进行分析发现:大多数6RL微小染色体在减数分裂期间出现未正常配对、提早分离、落后的情况;在同一小麦背景的不同植株间，6RL微小染色体的传递频率、正常配对的频率也存在差异;并且在不同的小麦遗传背景中，6RL微小染色体的传递也存在差异。
　　5、利用着丝粒探针Oligo-CCS1和Oligo-pAWRC.1对黑麦6RL微小染色体进行ND-FISH分析。结果发现在6RL微小染色体的着丝粒区域，探针Oligo-CCS1和Oligo-pAWRC.1的信号均被检测到，表明微小染色体具有着丝粒结构。
　　6、对含1对6RL微小染色体的植株14T-154的种子进行辐射，然后利用19对6RL微小染色体特异引物对辐射种子后代进行检测。在117个辐射后代植株中，有79个植株只有部分引物扩增出产物，表明这79个植株中的6RL微小染色体发生了结构变异。
　　7、利用ND-FISH技术对这79个植株的1428个后代植株进行鉴定，检测到1个植株16T-7-1含有一个结构变异的6RL微小染色体。还检测到16T-379-1、16T-379-4、16T-379-6、16T-379-8、16T-379-9、16T-379-11、16T-379-13、16T-379-14、16T-380-2和16T-380-3共10个植株含有6D/6RL小片段易位染色体，这10个植株都高抗白粉病。小片段易位染色体中，6RL微小染色体被分为两个更小的片段，分别易位到6D染色体的短臂和长臂上。
　　以上研究结果对黑麦6RL携带的白粉病抗性基因在小麦育种中的应用提供了很好的材料基础，也为进一步研究6RL微小染色体的结构和功能奠定了基础。

目录

声明

摘要

1．文献综述

1．1黑麦优良基因及其在小麦育种中的应用

1．2黑麦基因向小麦转移的方式

1．2．1小麦-黑麦双二倍体

1．2．3小麦-黑麦异代换系

1．2．4小麦-黑麦易位系

1．3小麦白粉病

1．4小麦抗白粉病基因

1．5黑麦中抗白粉病基因的评价与利用

1．6黑麦6R染色体在小麦抗白粉病育种中的研究

1．7植物人工微小染色体的研究

1．8微小染色体结构研究

1．9研究目标及意义

2．材料与方法

2．1实验材料

2．2实验方法

2．2．1植物基因组DNA的提取(CTAB法)

2．2．2黑麦6RL微小染色体特异分子标记的筛选

2．2．3 PCR扩增体系

2．2．4琼脂糖凝胶电泳检测

2．2．5黑麦6RL微小染色体特异序列克隆测序及scaffold序列分析

2．2．6用原位杂交技术研究6RL微小染色体

2．2．7小麦-黑麦6RL微小染色体小片段易位的创制

2．2．8白粉病抗性鉴定

3．结果与分析

3．1黑麦6RL微小染色体特异分子标记的开发

3．2黑麦6RL微小染色体特异序列克隆测序及scaffold序列比对分析

3．3黑麦6RL微小染色体减数分裂行为及传递频率观察

3．4黑麦6RL微小染色体FISH分析

3．5小麦-黑麦6RL微小染色体小片段易位系的创制

3．6白粉病抗性鉴定

4．讨论

4．1基于PCR的黑麦6RL微小染色体特异分子标记

4．2关于scaffold序列

4．3黑麦6RL微小染色体减数分裂及传递规律

4．4小麦-黑麦小片段易位的创制

4．5 6DS／6RL和6DL／6RL ’小片段易位染色体

参考文献

致谢

附录

作者简历