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百萨偃麦草6j染色体特异标记开发及在黑麦6r上可转移性分析【字数:5624】

2024-02-24 15:35编辑: www.jxszl.com景先生毕设
百萨偃麦草(Thinopyrum bessarabicum Love,2n=2x=14, JJ)具有较高的耐盐性和兼抗多种麦类病害的特点,可以作为改良小麦产量和品质的重要基因资源。百萨偃麦草6J染色体上可能含有耐盐相关基因,且6J染色体短臂易位系具有较高的锌铁含量,因此推测6J染色体短臂上具有控制锌铁含量的相关基因。本试验根据百萨偃麦草转录组序列开发了132对6J专化引物并在中国春、中国春-百萨偃麦草双二倍体、中国春-百萨偃麦草6J染色体二体添加系DA6J和6J染色体二体代换系DS6J(6A)上进行扩增,发现能扩增出特异条带的有46对,其中10对在普通小麦中国春6A染色体也具有特异扩增位点,因此这些标记可以共显性标记同时检测染色体6J和6A;将筛选出的46对6J特异标记引物在普通小麦地方品种辉县红、荆州黑麦、辉县红-荆州黑麦双二倍体荆辉1号和DA6R中进行扩增,结果表明,46对6J特异标记引物中有8对在黑麦6R上可以扩增出多态性位点,可以作为6R的特异标记,并说明百萨偃麦草6J与黑麦6R间存在部分同源性和基因保守性。
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1材料与方法4
1.1材料 4
1.2方法 5
1.2.1 DNA的提取5
1.2.2 PCR的扩增5
1.2.3扩增产物的检测5
2结果与分析5
2.1 百萨偃麦草6J染色体特异标记的开发与鉴定5
2.2百萨偃麦草6J染色体特异标记在黑麦6R上可转移性分析 7
3讨论9
致谢10
参考文献11
百萨偃麦草6J染色体特异标记开发及在黑麦6R上可转移性分析
引言
引言:百萨偃麦草(Thinopyrum bessarabicum Love, 2n=2x=14, JJ)是多年海生小麦属植物,具有较高的耐盐性和兼抗多种麦类病害的特点,可以作为改良小麦产量和品质的重要基因资源[1~3]。前人研究发现,百萨偃麦草4J染色体上含有控制籽粒呈蓝色的基因,并通过分子标记技术将蓝粒基因定位在4JL11区域[4],该 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072
基因可以作为表型选择的工具,并对小麦营养品质的改良具有重要作用。百萨偃麦草染色体1J含有HMWGS基因,可有效改良小麦的加工品质[5]。小麦百萨偃麦草补偿易位系T2JS2BS.2BL对增加小麦单株产量、株高、分蘖、穗长和穗粒数具有重要作用,但同时会使小麦的抽穗期延迟[6]。百萨偃麦草6J染色体上可能含有耐盐相关基因[7],且6J染色体短臂易位系具有较高的锌铁含量,因此推测6J染色体短臂上具有控制锌铁含量的相关基因[8]。
染色体工程是转移和利用亲缘物种有利基因,拓宽栽培植物遗传基础和培育优良品种的重要途径。传统的染色体工程技术依赖于细胞学鉴定技术的发展和利用,对于外源染色体片段的追踪鉴定存在工作量较大、费时费力等的缺点,同时对于一些较小的易位系和渐渗系无能为力,对大群体的筛选也存在很大困难。分子标记技术的发展为染色体工程的发展提供了新的有力工具,大大加快染色体工程的发展,特别是与细胞学标记相结合,不但提供了效率,而且还明显的提高了准确性。
分子标记技术在鉴别外源染色体身份和部分同源性方面有着广泛的应用。Qi等[9]分别利用了2JS,6JL,2BS上的标记Xscm144,Xbtd8和Xgwm257对中国春与中国春百萨偃麦草易位系TJ04杂交后的106株F2代植株进行鉴定,发现了24株2JS的杂合易位系,36株纯合易位系,21株6JL端粒体(其中有8株仅含一个6JL端粒体),2株含有6JL端粒体的2JS纯合易位系以及11株含有6JL端粒体的2JS杂合易位系,并以小麦第二部分同源群的EST序列为基础,开发出140个标记用于分析外源染色体与小麦染色体的部分同源性,其中的一个标记CINAU696在纯合易位系中产生260 bp的片段,而在普通小麦上产生350bp的片段。Li等[10]从之前报道的小麦PLUG标记中选择了144个标记来扩增黑麦基因组,其中有131对引物能成功扩增出PCR产物,110对未经限制性内切酶处理就能表现出黑麦的特异性扩增,将其中的79个标记利用小麦黑麦易位系和添加系以及黑麦的端体系进行定位,再与小麦进行部分同源性的比较,得出这两个物种之间的共线性关系。
染色体物理图谱是染色体上可以识别的标记的位置和相互之间的距离。将分子标记应用于物理图谱的构建是遗传界的又一重大进展,它解决了由经典遗传标记所引起的亲本有限、图谱分辨率不高等问题。Qi等[11]利用小麦的非整倍体和缺失系并通过Southern杂交将7104个EST序列定位在小麦染色体上,一个EST序列能检测到4.8个限制性片段和2.8个位点,并且发现B基因组的位点要多于A基因组和D基因组,D基因组的EST密度最高,且距离着丝粒越远,EST密度越高,与农艺性状相关的重要的基因大多都定位在EST高密度区。
分子标记辅助选择能够快速鉴定含有易位系的植株,使外源染色体的追踪鉴定更加方便快捷,大大加快了育种进程。Bie 等[12]开发了两个簇毛麦的标记6VS381和6VL358,这两个标记分别定位在6V染色体的短臂末端和长臂末端,用于小麦簇毛麦易位系中外源染色体的快速鉴定。并且通过分子标记辅助选择对365株小麦簇毛麦6V添加系的花粉辐射后代以及100株小麦簇毛麦6V代换系的M1代进行鉴定,选育出含有6V染色体片段的易位系。Bie 等[13]通过短柄草和小麦属的共线性关系开发出一个共显性标记MBH1,该标记可追踪鉴定6V染色体上的两个抗白粉病基因 Pm21和 PmV。MBH1标记也能在分群体中检测到纯合的Pm21和PmV,并且追踪检测结果表明T6V#2S.6AL 比T6V#4S.6DL 的可遗传性更高。
染色体工程是作物改良的重要途径。但是由于受部分同源染色体间很难正常配对,因而必须通过诱导易位的方式来转移外源物种的有利基因。目前所采用的诱导易位方法,普遍存在随机性强,仅包含目标基因的小片段易位特别是渐渗系选育和鉴定难度大,分子标记的发展为从大群体中鉴定这类易位系提供了可能,特别是随着基因组测序技术的发展,很多亲缘物种可以很容易地获得大量的基因序列,可以用来开发足够的分子标记用于染色体工程。SSR也称为微卫星DNA,或简单串联重复序列DNA,通常是指2~5个核苷酸为一个单位的串联重复DNA序列,重复次数一般为10 ~ 50次。微卫星DNA分布在基因组的不同位置,由于重复次数不同,造成了每个位点的多态性。每个SSR两端的序列都是相对保守的单拷贝序列,根据这段序列可以设计互补的引物进行PCR扩增,扩增产物用琼脂糖凝胶或聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。SSR标记可用于生物遗传多样性研究、基因定位、分子标记辅助选择、构建遗传图谱、品种鉴定和纯度鉴定等方面。相比于RAPD、SCAR等标记,SSR标记具有数量丰富,揭示的多态性高,多等位基因,提供的信息量大等特点[14]。Rahmatov 等[15]设计了15个SSR标记定位在小麦2D染色体上,36个SSR标记定位在黑麦2R染色体上。

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