百萨偃麦草(Thinopyrum bessarabicum Löve, 2n=14, JJ)携带多种重要的抗病和抗逆基因，是小麦改良的重要基因资源。为发掘和利用百萨偃麦草有利基因，大学通过高通量测序获得了百萨偃麦草盐胁迫后的转录组序列，并经过拼接共获得EST序列47877条。本文利用软件bowtie将百萨偃麦草EST序列与小麦第五同源群基因组序列进行比对，发现397条与小麦第五同源群基因组序列高度相似，选取其中100条设计引物，并在中国春、中国春-百萨偃麦草双二倍体和中国春-百萨偃麦草代换系DS5J(5A)上进行PCR扩增发现，其中有19对在5J上具有特异扩增位点，可以作为特异分子标记；结合前人开发的标记，共利用13个5J特异标记对前期选育出的12个涉及5J的变异体进行了分析，发现2个单株和一个株系涉及短臂小片段易位，1个单株为短臂端体，3个单株涉及长臂变异分别为为长臂等臂染色体i5JL·5JL，长臂小片段易位为T4BL·4BS-5J和缺失del5JL，3个单株和1个株系涉及大片段易位，其中16YJ1-6-3.3-5为复杂易位类型，同时包含大片段和小片段易位端体或缺失；刘志涛（2014）选育的16YJ127为纯合大片段易位株系，命名为T5JS.5JL-W#2。利用这些变异体，将3个新开发的标记定位于5J染色体不同区段，为进一步转移和利用其有利基因提供了基础。转录组测序与染色体工程相结合，可以加快小麦亲缘物种百萨偃麦草染色体特异标记的开发，结合染色体工程诱致的系列变异体，可以对分子标记物理作图和目标基因的精细定位提供帮助。
目录
摘要.3
关键词.3
Abstract....3
Key words ...3
引言..3
1 材料与方法..4
1.1 材料 ...5
1.2 序列比对与引物设计法...5
1.3 分子标记分析...5
2 结果分析..5
2.1 百萨偃麦草5J染色体特异分子标记开发 ....5
2.2 涉及5J变异的分子标记分析 5
3 讨论 .... 7
致谢.10
参考文献.10
百萨偃麦草染色体5J特异标记的开发与应 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
用
农学133 陈健泳
引言
引言：由于集约化栽培和少数骨干品种的广泛推广，小麦遗传基础日趋狭窄，严重限制了小麦产量和品质的进一步提高，加剧了小麦应对生物和非生物胁迫的脆弱性[1]。小麦野生近缘种中携有丰富的抗逆基因，通过染色体工程可以将这些基因导入普通小麦，丰富小麦的遗传基础，提高小麦的抗逆能力[2]。百萨偃麦草（Thinopyrum bessarabicum Löve, 2n = 2x = 14, JJ）耐盐和兼抗多种麦类病害，是小麦改良的重要基因资源[3]。研究发现，小麦的第5部分同源群染色体上携有抗病、春化、抗寒性、产量和品质等有利基因[4]，推测百萨偃麦草染色体5J可能携有有利的同源基因，对于拓宽栽培小麦的遗传基础具有潜在的应用潜力。诱致涉及不同百萨偃麦草染色体的易位系是精细定位、转移和利用这些基因的前提，而开发简单经济有效的PCR标记，有利于加快百萨偃麦草染色体工程[5]。二代测序技术（NGS）给禾谷类作物发掘其近缘物种的有利基因提供了一个有效的手段[6]，例如，基于转录组测序的EST（expressed sequence tags）的 SSR（ESTSSR）标记开发，与传统的基因组SSR相比，更加简单高效[7]，通过高通量测序，获得百萨偃麦草转录组序列，并通过拼接获得EST contig序列。刘志涛（2015）[8]利用这些EST序列开发了一批百萨偃麦草的ESTSSR标记并用于物理图谱的构建和易位系的鉴定。李晨旭等（2015）利用这些序列与已经公开发表的小麦D基因组框架序列进行比对分析，鉴定百萨偃麦草相对特异的基础序列，利用这些基础序列中的部分序列设计PCR引物、开发并定位一批染色体特异标记，并利用这批特异标记对细胞学鉴定出的中国春百萨偃麦草易位系进行分析[5],这些标记在鉴定易位染色体身份和缺失作图中的有很大的应用潜力。
在禾谷类作物的比较遗传研究中，水稻的基因组是一个很重要的模式基因组。Yu等(2004)[9]利用普通小麦特异标记和supercluster analysis开发了155个ESTSSR特异标记引物，其中74个ESTSSRs (53%)在水稻跟小麦当中都成功扩增出来，这些标记可以用于比较作图,其中与小麦第五部分同源群存在共线性关系的有15个。二穗短柄草（Brachypodium distachyon）是地中海和中东的一种本地野生草本，现在其基因组已完成测序。用短柄草、水稻和高粱基因组进行的比较基因组研究，为了解草本基因组演化提供了线索，并且还将有助于将来对大的、复杂的基因组（如小麦的基因组）进行分析。Sachin等(2012)[10]利用Blastn将8210个在小麦基因组上定位的wESTs与短柄草的基因组进行比对分析，高达5208wESTs在短柄草的五个染色体组上（Bd1至Bd5）显示为高度相似。利用这些wESTs在小麦的七个同源群进行定位，能够表现短柄草与小麦的共线性关系，其中小麦的第五部分同源群与短柄草的Bd4共线性最高。
Tiwari等(2015)[6]利用流式细胞术分析和分拣植物染色体技术[11]，将Aegilops geniculata的5Mg染色体在普通小麦Aegilops geniculata二体代换系中分离出来，利用二代测序技术（NGS）进行转录组测序，预测了4236个转录子，通过与大麦，短柄草，水稻，高梁，普通小麦五种作物的基因组比对，分别发现了1755, 1987, 1375,1270 和 3045具有直系同源的转录子，其中有602个在五种作物中都存在同源性，证明5Mg与五种作物具有良好的共线性。转录组测序为了解百萨偃麦草基因表达特点、开发特异染色体标记提供了新的途径，但现有的百萨偃麦草转录组序列尚未得到深入的发掘[7]。根据禾谷类作物的共线性，普通小麦跟百萨偃麦草比对分析，可以获得大量的同源位点，有利于更好地开发百萨偃麦草5J染色体特异标记，加密物理图谱，促进有利基因的挖掘。本研究旨在将转录组分析与染色体工程相结合，加快功能标记的开发，同时，利用染色体工程诱致的系列变异体，为物理图谱构建和目标基因的精细定位提供帮助，在创造新种质的基础上，为发掘重要功能基因提供信息。
Bowtie是一个超级快速的，较为节省内存的短序列拼接至模板基因组的工具。它在拼接35碱基长度的序列时，可以达到每小时2.5亿次的拼接速度。Bowtie并不是一个简单的拼接工具，它不同于Blast等。它适合的工作是将小序列比对至大基因组上去。它最长能读取1024个碱基的片段，非常适合下一代测序技术。本研究旨在利用Bowtie，将百萨偃麦草转录组测序获得的序列与小麦第5部分同源群染色体进行比对分析，鉴定与小麦高度保守的序列开发ESTSSR引物，以筛选5J特异的分子标记用于染色体工程，研究还拟对前期选育出的涉及5J的变异体进行鉴定，并初步定为标记所在的染色体区段，并比较5J染色体与小麦第5部分同源群染色体的共线性特点。
1 材料和方法
1.1 材料
材料包括中国春、百萨偃麦草、中国春百萨偃麦草双二倍体和中国春百萨偃麦草代换系DS5J(5A)，均由大学保存，5J变异体包括15YJ132.3、15YJ146.2、16YJ146.63、14WyzFS4343272、14Wyz5753、16YJ12534、16YJ132.36、16YJ163.36、16YJ163.34、16YJ1279、16YJ163.35和16YJ11326，由杨骄提供。

原文链接：http://www.jxszl.com/nongxue/zwbh/560694.html