黄先忠[1]2003年在《小麦Rht同源序列和ESTs的克隆分析》文中进行了进一步梳理矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b的利用极大地促进了世界范围内小麦产量的增加。Rht基因在进化上与拟南芥GAI基因同源，它们在植物GA信号转导中起重要作用。 小麦矮杆基因Rht-B1c来源于我国地方品种西藏大拇指矮，表现为半显性、GA不敏感的矮化表型，携Rht-B1c基因的籽粒内α-淀粉酶活性低、抗穗发芽。对Rht-B1c的研究有助于该基因在育种上的利用。 本研究以经过22次回交的含Rht-B1c基因的苏麦3号近等基因系矮苏3为材料，利用Rht同源基因设计引物进行RT-PCR，结合RACE PCR，克隆Rht-B1c基因。其中一对引物扩增出与Rht同源的1119 bp cDNA片段。该片段缺失了Rht-D1a序列申位于1521-1523bp处的叁个碱基GGC，其编码的蛋白质缺失一个甘氨酸(G)。通过3’RACE PCR得到五个3’末端cDNA片段，它们都包含一段3’端非翻译区，一个或多个加尾信号。poly A形成位点不同表明Rht基因的转录本加工可能涉及可变加尾。在基因组中该对引物也扩增出与Rht高度同源的DNA片段。在所克隆的四个片段间仅存在1到5个单个核苷酸的差异。 Rht基因是一个单拷贝的基因。Northern点杂交表明Rht基因在根、胚芽鞘、茎秆、叶片和种子中表达没有差异，呈现出组成性表达的特征。 利用RT-PCR，我们克隆了一个小麦泛素融合降解蛋白基因的全长cDNA，并将其命名为Tufdl。该基因的编码区长951 bp，在所编码的多肽链的N-端有UFD1保守结构域，作为催化蛋白降解的信号。该基因位于小麦染色体的第六群上，它的表达在茎杆、叶片、根、胚芽鞘和种子中有差异，在这些组织中以茎杆和叶片中表达最高，在根和胚芽鞘中几乎检测不到。 通过RT-PCR和对Rht近等基因系的抑制缩减杂交(SSH)，我们还克隆了14个有明显开放读码框的EST序列。将这些ESTs与GenBank中的小麦ESTs进行序列比较，通过同源拼接，得到了四个有完整编码区的EST重迭群。它们所编码的多肽与液泡质子焦磷酸化酶、Delt-COP、有丝分裂checkpoint蛋白和蛋白酶抑制子同源。 在6个通过SSH分析获得的ES7s中，DS69和DS205的表达在近等基因系间确实表现出差异。DS69表现出根部特异表达的特征，由它所编码的蛋白与环丙烷脂肪酰磷脂合成酶同源。DS205在胚芽鞘和茎秆中表达程度较高，所编码的蛋白与katanin蛋白同源。摘要其它ESTs的编码产物分别与谷氛酞胺合成酶、类似脂酶、脱数酶家族蛋白、H+- ATP合成酶、激素类渗透酶、阳离子运输ATPa se、RNA运输因子结合蛋白和富含脯氮酸的蛋白等同源。
陈军方[2]2003年在《太谷核不育基因ms2的分子生物学研究》文中研究表明太谷核不育小麦是我国1972年发现的一份珍贵小麦材料，其独特之处主要表现在：其不育性受显性单基因控制，雄性不育彻底，至今未发现一例自交结实现象；雄性不育稳定，不受环境条件的影响；不育性只受显性基因ms2控制，不受遗传背景的影响。它是世界上发现的第一份小麦显性核不育材料，具有巨大的经济价值和理论研究价值。在此基础上育成的矮败小麦是具有矮秆基因标记的显性核不育材料，其显性不育基因ms2与显性矮秆基因Rht10紧密连锁，二者之间的连锁交换率不超过0.18％。本研究所用材料为以中国春为轮回亲本连续回交十二代的矮败中国春小麦近等基因系，该近等基因系的高杆可育及矮杆不育株除在育性、株高上存在差异外，其它遗传背景相同，是进行各项分子生物学研究的好材料。 利用拟南芥中已克隆的雄性核不育基因Ms2和水稻中假定雄性不育蛋白的保守区域，设计一对简并引物MSP，在太谷核不育小麦可育株及不育株花药中扩增出了一条134bp的片段，序列分析发现该片段在可育及不育花药cDNA间没有差异。该序列电子延伸得到一个长为1，604bp的小麦Contig，序列比较发现，该拼接Contig推测编码的氨基酸序列包含有一段由200个氨基酸组成的雄性不育保守区，与拟南芥核不育蛋白Ms2和水稻假定雄性不育蛋白同源性分别为88％和98％。与拟南芥雄性不育蛋白Ms2相同，推测的雄性不育保守区也含有一个微体结合信号序列：Gly-Arg-Ala。RT-PCR分析表明该拼接Contig只在小麦可育花药中表达，而在败育花药、叶片和根中不表达，说明该雄性不育同源基因属于花药发育特异基因，为太谷核不育基因ms2的一个下游基因。本研究表明基于同源序列的定位候选克隆策略与电子克隆技术相结合可大大加快基因克隆的速度。 本研究首先试图寻找与太谷核不育基因紧密连锁的分子标记，以矮败小麦的高杆可育及矮杆不育DNA为亲本，分别筛选了已定位在小麦4D染色体上的11对SSR引物和4个RFLP探针，另外还筛选了大麦、节节麦上的4个RFLP探针，结果这11对SSR引物和8个RFLP探针在可育及不育小麦DNA间均无差异。分别选取小麦4D染色体短臂上两个顶端区域内的4条EST序列设计4对PCR引物，在矮败小麦可育及不育基因组DNA中进行扩增，结果4对来自EST序列的PCR引物在矮败小麦中有较强的扩增带，但在可育及不育材料间均不表现多二衣 根据比较基因组的共线性原理，推断水稻第叁染色体长臂上m:7-bcj区域与小麦4D染色体短臂上的msZ一Rht了O区域具有可能的共线性。其中水稻BAC克隆AC087797含有的赤霉酸反应迟钝基因伪，GAI与小麦4DS上的矮杆基因RhtIO高度同源，利用该BAC克隆中的22个假定基因设计22对PCR引物，在矮败小麦可育及不育基因组DNA中进行扩增，有扩增产物的16对引物在可育与不育基因组DNA间扩增条带均无差异。用可育及不育花药cDNA为探针与水稻22个基因做反向Northern杂交，表明水稻BAC克隆AC087797中的赤霉酸反应迟钝基因OsG月I在小麦花药中表达，推断小麦矮杆基因RhtIO在小麦花药中也表达。 在己有的SSR引物中，本研究未发现有与太谷核不育基因msZ连锁的标记，为了寻找与m对紧密连锁的SSR标记，本研究在从EST中开发新的SSR引物方面进行了尝试。小麦EST数量的迅速增加为开发新的SSR标记提供了宝贵的数据资源，从国际小麦族EST协作网(ITEC)上公布的1 0，380条EST序列中检索到444条含有SSR的EST序列，检出率为4.1%。其中含二核营酸重复单元和叁核普酸重复单元的SSR一ESTs分别为34条(7.7%)和347条(78%)。利用这些小麦SSR一ESTs序列共设计135对cSSR引物，在矮败小麦近等基因系的高杆可育株和矮杆不育株基因组DNA间进行筛选，其中82对cSSR引物在小麦上有扩增产物，占所设计引物总数的61%，但这82对引物在两个亲本间均不表现差异。利用小麦一套缺体一四体系列，32对cSSR引物分别被定位到小麦除ZD、4B和4D外的18条染色体上，丰富了SSR引物来源。 为探讨太谷核不育小麦败育机制，本文利用。DNA一AFLP技术，以太谷核不育小麦减数分裂开始前的可育株及不育株花药mRNA为材料，对太谷核不育小麦败育发生过程中基因的差异表达进行了分析。结果表明，在花药减数分裂开始前，可育花药与不育花药中基因的表达存在很大差异。在所统计的144对引物组合扩增结果中，在gobp至622bp之间的扩增条带数共为2712条，平均每对引物了扩增出18.8条带纹。在所筛选的469对AFLP引物组合中合在可育株与不育株间表现多态，筛选出232条差异片段。共有193对引物组在反向Northem印迹鉴定的50条差异片段中共有30条为阳性克隆。对30条阳性克隆进行了序列测定和同源性比对分析，其中22条序列与GenBank中己知功能基因同源，17条序列在可育花药中特异表达或表达量高，5条序列在败育花药中特异表达或表达量高。24条序列与小麦EST同源，这些序列绝大多数来源于小麦减数分裂期花药的cDNA文库。其中1条可育花药特异表达序列与大麦参与成花的MADS一box保守结构域同源性高达94%，而该序列在败育花药中不表达。 总之，本研究从小麦EST中共开发新的EST一SSRS引物82对，其中32对定位到了小麦具体
矫永庆[3]2005年在《小麦太谷核不育基因ms2紧密连锁的分子标记开发》文中研究指明太谷核不育基因ms2是世界上在小麦中发现的第一个显性雄性核不育基因,在理论研究和育种实践上具有重大的价值,克隆ms2基因的意义十分重大。ms2基因被定位在小麦4D染色体的短臂上,在小麦中4DS染色体的多态性最低,分子标记的开发非常困难,因此开发与ms2紧密连锁或共分离的分子标记已成为图位克隆ms2基因的限速步骤。矮败小麦中,矮秆基因Rht10与ms2紧密连锁,交换率不超过0.18%。矮败—中国春小麦近等基因系是本实验室以中国春为轮回亲本,与矮败小麦连续回交12代所得的材料,理论上除了矮秆基因和ms2基因所在区域外,其它区域遗传背景完全相同。本研究主要在实验室已有工作的基础上,利用各种方法寻找与ms2紧密连锁的分子标记,为图位克隆ms2奠定基础。 BAC1J9是由位于Rht10基因内部的一个等位PCR标记筛选矮败小麦BAC文库所得到的。在BAC1J9上,CDS1约有15kb,距离矮秆基因约90kb。通过对这段序列的分析,共设计了10对引物,在中国春中进行扩增并对其产物进行测序。所得序列与BAC序列进行比对分析,结果发现其中一对引物扩增所得的序列出现3个SNPs。利用其中一个SNP引起的Alw Ⅰ酶切位点差异,本研究开发出一个CAPS标记,命名为MSCAPS-1。通过在矮败—中国春近等基因系后代分离群体及其重组体的鉴定,该标记与矮秆基因Rht10共分离,与ms2基因紧密连锁。 此外,根据水稻与小麦的共线性原理。本研究对小麦中已经定位的单拷贝ESTs进行了选择,共选择12条ESTs。这些被选择的ESTs与水稻BACAC087797及其附近BAC所含的基因具有同源关系。并且已经被定位在小麦4DS染色体上。通过与水稻同源基因的比对分析,共设计出56条保守引物。然后利用二倍体小麦D基因组材料和四倍体AB基因组材料,并结合测序峰图比较,开发出小麦D基因组特异性引物。用该特异性引物在矮败小麦和中国春小麦中进行扩增并测序,从而在材料之间实现了基因组的特异性比对。尽管在材料之间没有找到差异,无法开发出标记,但这却为在小麦中排除异源基因组的干扰。提供了一种可行的方法。
韩红娟[4]2009年在《条锈菌诱导的小麦叶片SSH文库构建及其ESTs分析》文中研究表明小麦条锈病是由小麦条锈菌(Puccnia striiformis Westend f.sp.tritici Eriks)引起的一种广泛流行的世界性小麦病害,培育和推广抗病品种是防治小麦条锈病最经济有效且利于环境安全的措施。然而,由于小麦条锈菌具有高度的变异性,随着新致病小种的出现许多抗病品种相继“丧失”了抗性。普通小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系携带有位于1B染色体上的Yr26基因,能抵抗目前流行的多个条锈菌生理小种,因此对Yr26基因进行基因克隆研究对在育种中更好地利用该基因具有重要意义。本研究应用抑制性消减杂交(SSH)技术,以扬麦5号和92R137(6VS/6AL易位系)回交高代的抗病与感病植株为材料,建立条锈菌诱导的小麦叶片的SSH文库,获得3082个包含插入片段的克隆,对其中部分阳性克隆测序,获得70条非冗余ESTs序列。与GenBank中的序列进行BLAST分析,有18条ESTs与抗病基因具有较高同源性,9条ESTs与抗逆相关基因具有较高同源性,6条ESTs与转录调控过程中的基因具有较高的同源性,9条ESTs与细胞代谢及膜蛋白基因具有较高同源性,8条ESTs与电子转移基因及细胞构成蛋白基因具有较高的同源性,另外还有20条ESTs未找到与之同源性较高的基因。利用条锈菌诱导不同时间段的扬麦5号与92R137的cDNA进行RT-PCR半定量分析,有8条ESTs受条锈菌侵染后表达水平上升；有3条ESTs受条锈菌侵染后表达水平下降,有4条ESTs在条锈菌侵染后表现为组成型表达。与热激蛋白同源性较高的HSSH17受条锈菌诱导上调表达,在抗病亲本92R137中的表达水平明显高于在感病亲本扬麦5号中的表达水平。利用中国春缺体/四体及中国春缺失系将9条ESTs分别定位于第一,第二,第叁,第五部分同源群染色体上。其中HSSH71同源基因位于5A,5D上；HSSH12同源基因被定位于染色体5BS-0.71-1.0区段；HSSH16同源基因被定位于染色体2AL-0.77-1.0区段及2BL-0.69-0.89区段；HSSH17同源基因被定位于染色体3BL-0.31-0.63区段；HSSH19同源基因被定位于染色体2BL-0.65-0.69区段及2DL-0.49-0.76区段；HSSH28同源基因被定位于染色体3AL-0.42-0.78区段；HSSH30同源基因被定位于染色体1BS-0.84-1.0区域；HSSH58同源基因可能位于着丝粒附近；HSSH61同源基因被定位于染色体3BL-0.63-1.0区段。利用本实验室王春梅所开发Yr26分子标记WE171, WE173, WE177, WE201, WE202, WE210所对应ESTs与二倍体短柄草基因组序列比对,发现短柄草Super_8与小麦染色体1BL-6区段具有很高的共线性。在该区段利用预测的抗病基因在小麦和大麦中的同源序列设计引物开发标记,利用扬麦5号×92R137的F2群体进行检测,标记HJ-9与Yr26紧密连锁,位于标记WE173与WE210之间。
赵冬梅[5]2006年在《小麦产量相关性状的分子遗传分析及抗赤霉病侵染QTL的分子标记开发》文中进行了进一步梳理小麦作为世界最主要的粮食作物之一，在粮食生产中具有举足轻重的作用。提高单位面积产量一直是小麦育种的最基本目标。穗粒数是小麦产量构成因素之一。为了解穗长、小穗数、可育小穗数、不育小穗数和穗密度等穗粒数相关性状的遗传基础，本研究利用‘南大2419’x‘望水白’的136个重组自交系和由这些株系相互杂交得到的“永久F_2”(IF_2)群体，对上述性状进行了QTLs定位，并探讨了它们的遗传方式及两位点间的互作。利用重组自交系构建的覆盖全基因组约3300 cM的遗传图谱被用于QTL作图。定位分析表明，针对这五个性状分别有3、5、2、2和6个在至少二个环境中都能检测到的QTLs。穗密度QTLs一般与小穗数QTL QSpn.nau-5A或与稳长QTLs位于相同的区间，在所有穗密度QTL中，只有一个例外。位于7D染色体的Xcfd46～Xwmc702区间与除不育小穗数外的其它四个性状都相关，并表现为最大的效应。穗密度可能受不同的机制调控，因为不是所有穗密度QTLs区间都与小穗数和穗长相关。我们发现穗长QTLs区间几乎不与小穗数QTLs区间重迭，这种现象同样存在于可育小穗数QTLs与不育小穗数QTLs间。每个性状都有来自于双亲的优良等位位点。此外，所研究性状的QTLs存在加性和超显性遗传模式及两位点上位性互作，表明这些性状的遗传机制复杂。研究结果有助于在育种中更有效地利用望水白和南大2419这两个特殊的种质资源，为小麦产量育种服务。粒重是最后形成的一个小麦产量构成因素。本研究利用南大2419x望水白的136个株系的重组自交系群体和由其衍生的永久F_2群体对粒重进行了QTL定位并探讨其遗传方式和上位性互作，同时利用该重组自交系群体对株高以及旗叶长、宽、面积、长宽比等叶部形态学性状进行了QTLs定位并探讨它们与粒重的相关性。QTL作图时利用重组自交系构建的覆盖全基因组约3300cM的遗传图谱。共检测到6个粒重QTLs，在所有叁个环境中都可检测到的粒重QTLs位于4B和5A染色体。加性效应、显性效应以及上位性互作都在粒重遗传中发挥重要作用。在所有两个环境中都可检测到的株高QTLs位于1A和4B染色体。4B粒重和株高QTLs区间相同。在定位的16个旗叶性状QTLs中，3D和4A旗叶长QTL分别与旗叶面积和旗叶长宽比QTL区间相同，7A旗叶长QTL区间与旗叶面积和旗叶长宽比都相关，5A旗叶宽QTL区间与旗叶长宽比相关，此外该区间与5A粒重QTL区间相近。除粒重和旗叶面积的增效等位位点都来自于南大2419外，其它性状都有来自于双亲的增效等位位点。结果表明基因的多效性或紧密连锁可以解释这些性状间相关的原因。分蘖角度是一个重要的形态学性状，也是株型育种中的重要性状。利用ITMI群体的115个株系，定位了4个分蘖角度QTLs，分别位于染色体3B、4D、6D和7D染色体，解释9.7％～22.6％的表型变异。双亲都提供了增加分蘖角度的等位位点。Qfhi.nau-5A是位于5A染色体短臂上一个主效的抗赤霉病侵染QTL位点。利用已定位于小麦第5群短臂ESTs及该染色体区段与水稻12染色体长臂的共线性关系，共设计了216对EST-SSR和EST-STS标记，27个在南大2419和望水白间检测到了多态性，6个被定位在5AS上。单向方差分析表明有4个标记与抗侵染性显着相关，可解释高达25％的表型变异。
谢菁忠[6]2016年在《小麦BSR-Seq基因定位技术体系的建立和应用与粗山羊草3DS染色体臂序列分析》文中提出挖掘和克隆重要农艺性状相关基因是遗传解析和改良该性状的基础,但因小麦基因组复杂且缺乏参考序列,小麦基因的挖掘和克隆需要较多时间和人力。本研究试图在无参考基因组序列的情况下,利用下一代测序技术建立小麦中低成本和高效率的混池转录组测序(Bulked segregant RNA-Seq,BSR-Seq)基因定位技术体系,并利用该方法体系对多个小麦重要性状基因进行了定位；同时本研究也对小麦祖先种粗山羊草(Aegilops tauschii)基因组单个染色体臂进行了序列分析,以获得其参考序列,为小麦基因的克隆打下基础。获得以下主要结果：1.在利用比较基因组学对小麦抗白粉病基因Pm5e进行初定位的基础上,通过混池转录组测序建立了小麦BSR-Seq基因定位技术体系,该方法获得的候选SNP定位结果和初定位结果在同一个基因组区间,显示了其有效性。基于此,进一步对小麦BSR-Seq基因定位技术体系中的重要影响因素进行了方法学探讨,构建了更加有效和成熟的小麦BSR-Seq基因定位技术体系。通过对Pm5e的亲本和分离群体进行不同策略的混池转录组测序,明确了表型鉴定准确性对BSR-Seq基因定位结果影响较大,测序深度对其有一定程度的影响,亲本测序数据和生物学重复对其没有显着影响,为小麦BSR-Seq基因定位实验的设计提供了参考。2.利用建立的小麦BSR-Seq基因定位技术体系,对1个抗叶锈病基因(Lr42)、4个抗白粉病基因(Pm5e、PmTm4、MIHLT和MlH962)、5个抗条锈病基因(YrHuaiyangl、YrMengmai58、 YrZhengmai103、YrZhoumai22、YrZhongyul152)、1个抗叶枯病基因(Sb3)、1个矮杆基因(Rht-2BL)和1个蜡质合成基因(W1)进行了BSR-Seq分析,实现了对这些基因低成本高效的定位,将质量性状基因定位在7-36 Mb不等的物理区间内,遗传定位实验验证了BSR-Seq分析的准确性,定位区间内大量的候选SNP为这些基因的精细定位和图位克隆奠定了坚实的基础。同时这些应用验证了本研究建立的小麦BSR-Seq基因定位技术体系的有效性和高效性,显示其适用于不同类型的作图群体和性状。此外,还探讨了性状类型、多态性水平、作图群体类型和大小、混池策略和大小、测序读长和深度对BSR-Seq基因定位结果的影响,为小麦BSR-Seq基因定位实验的优化设计提供了参考。3.根据粗山羊草3DS染色体臂(At3DS)物理图谱对其MTP上3,337个BAC进行混池和下一代测序,组装得到135个super-scaffolds(N50值为4.3 Mb),并结合多个图谱数据得到了At3DS高质量参考序列247 Mb,覆盖度约为90%。At3DS序列中约81%是重复序列,含2,388个基因。At3DS含1,929个核心基因,较短柄草、水稻和高粱直系同源区域核心基因数多38%。高比例(约40%)的At3DS基因是非保守的,其中48%和21%分别来自于染色体间复制事件和染色体内复制事件。和Ta3BS相比,At3DS小100 Mb少879个基因,但基因密度无差别且着丝粒大小类似,染色体臂长度和基因数目的差异主要由非着丝粒区的差异引起。比较At3DS和Ta3DS发现,约0.36%的At3DS基因在Ta3DS中丢失,表明多倍体化后并未发生大量的基因丢失事件,且同源基因间存在大量SNP和Indel,表明多倍体化后3DS序列发生了显着分化。
王瑞霞[7]2008年在《不同生态环境下小麦籽粒灌浆速率及有关性状的QTL定位分析》文中研究表明早熟、灌浆快是我国小麦品种的显着特点,灌浆速率是影响我国小麦产量的关键因素之一。灌浆速率主要受遗传因素控制,但由于该性状测定繁琐,目前对其遗传基础的研究甚少。本研究以产量及农艺性状差异显着的亲本和尚麦和豫8679构建的RIL群体为研究对象,通过构建的遗传连锁图谱,对4个环境下(北京2006、北京2007、成都2007、合肥2007)籽粒灌浆速率及千粒重、粒长、粒宽、粒厚、籽粒体积、生育期、株高等相关性状进行了QTL定位分析,旨在获得在不同生态环境条件下稳定表达的控制籽粒灌浆速率及有关性状的QTL,为进一步QTL精细定位和分子标记辅助选择高产育种提供理论依据。所得的主要结果如下:1.籽粒灌浆过程呈典型的近“S”型曲线变化,表现出“慢-快-慢”的特点。在灌浆持续期内各株系粒重都有一个快速的增长过程,但籽粒增重的幅度、籽粒增重快增期出现及持续的时间有所不同;性状相关分析结果表明,千粒重与平均灌浆速率、最高灌浆速率、粒长、粒宽、粒厚、籽粒体积、穗粒重等均极显着正相关,其中与千粒重相关最高的是籽粒体积(r=0.931, p<0.0001),其次是平均灌浆速率(r=0.85, p<0.0001);以千粒重为因变量进行的通径分析结果表明,籽粒体积对千粒重的直接通径系数最高,为0.636,其次为穗粒重,通径系数为0.338,再次为平均灌浆速率,通径系数为0.089;籽粒体积、穗粒重和平均灌浆速率叁个性状对千粒重的回归方程为Y=-13.117+8.768GV+6.000Gwe+3.339GFRmean。2.利用1129对SSR引物和10对EST引物对亲本进行多态性分析,共筛选得到186个(184个SSR;2个EST)多态性标记,多态性比例达16.47%。最终将其中170个SSR标记和2个EST(Tx23-24、Tx37-38)标记定位在除6A之外的所有的小麦染色体上。本图谱全长1 584.6 cM,标记间平均间距9.32 cM,每个连锁群上的标记数为3(3A)～18个(2A),平均每个连锁群含有8.6个标记。3.利用复合区间作图法对RIL群体在4个生态环境下(北京2006、北京2007、成都2007、合肥2007)的平均灌浆速率、最高灌浆速率、千粒重、灌浆持续期、粒长、粒宽、粒厚、籽粒体积、株高、穗粒数、穗粒重、开花期、成熟期等进行了QTL定位分析,结果共检测到172个QTL,分布在除6A之外的所有小麦染色体上。4.四个环境下共检测到影响平均灌浆速率的QTL17个,单个QTL可解释其表型变异的7.17%～20.83%;最高灌浆速率QTL16个,单个QTL可解释其表型变异的6.46%～15.95%;千粒重QTL21个,单个QTL可解释其表型变异的4.36%～16.8%;灌浆持续期QTL6个,单个QTL可解释其表型变异的6.68%～15.72%;粒长QTL17个,单个QTL可解释其表型变异的6.26%～19.02%;粒宽QTL16个,单个QTL可解释其表型变异的6.17%～29.87%;粒厚QTL18个,单个QTL可解释其表型变异的6.60%～17.35%;籽粒体积QTL21个,单个QTL可解释其表型变异的5.18%～24.24%;开花期QTL8个,单个QTL可解释其表型变异的7.65%～15.77%;成熟期QTL7个,单个QTL可解释其表型变异的7.14%～10.77%;株高QTL6个,单个QTL可解释其表型变异的5.83%～25.24%;穗粒数QTL8个,单个QTL可解释其表型变异的6.87%～15.82%;穗粒重QTL10个,单个QTL可解释其表型变异的5.93%～24.06%。5.本研究找到了多个可同时影响籽粒灌浆速率及千粒重、籽粒大小、穗粒重等的基因组区段,体现了籽粒灌浆速率与产量相关性状之间的密切相关关系。其中,位于1B、2A和3B染色体上的3个基因组区段表现尤为突出。如QTgw.nfcri-1B,QTgw.nfcri-2A和QTgw.nfcri-3B可同时影响千粒重、平均灌浆速率、最高灌浆速率、籽粒大小、籽粒体积及穗粒重等多个性状,这些QTL可在3个或3个以上环境中稳定表达,且可解释很高的表型变异,表明这叁个QTL富集区域可能在小麦产量构成要素的形成过程中发挥着重要作用。单标记回归分析也证实,来自于xwmc419(1B),xgwm359(2A)和xbarc113(3B)的增效等位基因越多,千粒重和平均灌浆速率也越高,带有两个增效等位基因(AAa,AaA,aAA)株系的千粒重和平均灌浆速率与带有一个增效等位基因(Aaa,aAa,aaA)株系的千粒重和平均灌浆速率也具有显着的差异,从而证实这3个标记用于分子标记辅助高产育种的可行性。
张超[8]2009年在《棉花矮化突变体AS98的遗传及基因表达差异研究》文中认为植物矮化对提高其抗倒性具有非常重要的作用,自1922年Parnell等在水稻上发现自然矮杆突变体以来,先后在小麦、大麦、玉米,黄瓜、南瓜、西瓜等作物上发现了不同的矮化突变体,并对这些矮化性状的遗传、基因定位等进行研究。矮化突变体的研究和应用对水稻、小麦等作物的矮化育种起到了十分积极的推动作用。自Harland在海岛棉中发现一种“矮皱突变体”(crinkled dwarf)以后,相继有Hutchinson、McMichael、何鉴星、陈旭升等发现了不同的棉花矮化突变体。我们于1998年在一个种间杂交的F2群体中,发现一株极端矮化的突变体,经自交纯化,得到纯合突变体“AS98”。该突变体在子叶期与正常植株没有明显差异,从4叶期起,节间比正常植株显着变短,以后各节间逐渐缩短,最后节间主茎叶柄基部连接在一起,没有明显的节间特征。但是,叶片表现为正常的阔叶,与已经报道的棉花矮化突变体的叶片皱缩有明显区别,这种类型的棉花矮化突变体在文献中未见报道。为此,本文研究该突变体矮化性状的遗传规律,突变体对不同激素的敏感性,不同激素对突变体的生理影响,并尝试发现突变体矮化基因的分子标记,以及探索同分离群体中正常植株与突变体的基因表达差异。1、AS98矮化性状的遗传分析本实验比较分析了正常株系LFH-10W99(以下简称LHF)与AS98的形态特征差异,并用LHF与AS98杂交构建的F1、F2和回交世代群体研究分析该矮化性状的遗传规律。结果,两个亲本杂交F1的株高表现为半矮化且为单峰分布；F2植株的株高变化很大,表型分离为正常型、半矮化型和极端矮化型叁种,株高且表现为叁峰分布,χ2检验这叁种表现型的分离比例符合1：2：1的分离比例；LHF与F1回交获得的BC1分离为正常型和半矮化型两种表现型,χ2检验这两种表现型的分离比例符合1：1的分离比例；AS98与F1回交获得的BC2却分离为半矮化和极端矮化两种,χ2检验这两种表现型的分离比例也符合1：1的分离比例。这些结果表明AS98的极端矮化性状受一对不完全显性基因控制。2、AS98激素敏感性分析本实验在现蕾期利用不同外源激素GA3(赤霉素)、BR(油菜素内酯)和IAA(生长素)处理突变体AS98,以溶剂处理的AS98和LHF为对照,研究分析不同激素对AS98的株高、节间长度、叶片数的影响。结果显示,0.28μm.l-1的外源GA3连续处理后,AS98的株高和节间长度分别达64.8cm和2.82cm,与对照LHF株高差异不显着,而与AS98对照的株高差异达极显着水平,但不同浓度IAA和BR处理后AS98株高只有19.7～24.5cm,节间长度0.95～1.12cm,且与AS98对照株高的差异不及GA3的明显。表明连续用GA3处理可以恢复AS98的株高。回归分析发现,GA3与AS98株高的回归系数为0.46,达极显着水平,IAA和BR与AS98株高的回归系数不显着；同时GA3与节间长度的回归系数也达极显着水平,IAA和BR与节间长度的回归系数也不显着。这些结果表明AS98的株高和节间长度与外源GA3具有显着的正相关性,说明AS98是一个GA敏感性突变体。3、外源激素对AS98生理影响本实验通过用外源激素处理AS98,比较分析AS98内源激素GA、IAA、ZR和ABA含量及α-淀粉酶活性变化。结果显示,施用外源GA3能显着增加AS98叶片GA、IAA、ZR和ABA的含量；低浓度外源IAA对AS98的内源GA和IAA的积累具有一定的促进作用,外源IAA对ZR的合成具有抑制效应,对ABA的合成具有一定的促进效应；外源BR对AS98的内源GA和ABA的合成具有促进作用,对ZR的合成具有抑制作用,而对IAA的合成具有明显的浓度效应,低浓度促进IAA合成,高浓度抑制IAA合成。外源GA3对AS98的α-淀粉酶活性影响具有浓度效应,低浓度具有促进作用。PP333对α-淀粉酶活性具有抑制作用,而且PP333对α-淀粉酶活性的抑制作用可以通过施用GA3得到恢复。综上所述,AS98是一个典型的GA缺陷型矮化突变体。施用外源GA3能使促进生长的内源激素显着增加,同时,使α-淀粉酶活性增加,而且,PP333对α-淀粉酶活的抑制作用也可以通过施用GA3得到恢复。4、AS98矮化性状的SSR和AFLP分子标记本实验以AS98与正常型品种LHF杂交的F2世代作分子标记群体,利用SSR和AFLP分子标记技术进行矮化性状的分子标记分析。用6000对棉花SSR标记和256对AFLP标记进行多态性筛选,共得到具有多态性的SSR标记位点38个和AFLP标记位点9个。用LHF与AS98杂交后获得F2代的214个单株DNA进行PCR反应和电泳检测,用Joinmap4.0进行连锁分析。结果在LOD值为6.0时,有25对引物分布在3个连锁群,总长657 cM,标记间的平均距离26.8 cM,其余标记单一分布。AS98的矮化性状标记被定位在连锁群1上。通过分析找到1个与该矮化性状连锁的SSR标记(GH537)和AFLP标记(E4M13),它们与该性状的遗传距离分别为5.1cM和9.5cM。5、AS98的cDNA-AFLP分析本实验利用LHF与AS98杂交后代分离出的正常表现型植株和极端矮化表现型植株,在现蕾期提取两种株型的茎尖、茎和根的RNA,利用cDNA-AFLP技术分析两种植株茎尖的表达差异。结果筛选到差异表达的片段32条,对这32条片段进行克隆测序,利用生物信息学进行分析发现其中一条(HD61)与拟南芥的阿拉伯半乳聚糖蛋白的同源性较高。我们用棉花的阿拉伯半乳聚糖蛋白(GhAGP)的序列设计引物,用RT-PCR方法检验阿拉伯半乳聚糖蛋白在两类植株的茎尖、茎和根等组织上的表达差异,结果GhAGP基因在突变型和正常型材料的茎、根上的表达量基本相同,但是在茎尖上却表现出明显的差异,突变型茎尖上的表达量显着低于正常型茎尖的表达量,表明了GhAGP可能参与棉花茎尖细胞的伸长生长过程。
王磊, 陈景堂, 张祖新[9]2007年在《主要禾谷类作物比较基因组学研究策略与进展》文中认为随着拟南芥、水稻等模式植物基因组测序计划的完成,比较基因组学作为一门新兴学科,近年来发展迅速,为植物基因组的进化、结构和功能研究开辟了新的途径。文章综述了比较基因组学在作物比较遗传作图、基因结构区域的微共线性、ESTs和蛋白质水平的比较以及基于比较基因组学的基因和QTL的克隆等方面内容与研究进展,分析了不同水平上比较基因组学研究策略的原理、特点、可行性,以期为利用模式生物的基因和基因组数据、采用比较基因组学策略克隆作物重要性状功能基因、阐明基因组结构与进化提供帮助。
王庆专[10]2010年在《小麦骨干亲本碧蚂4号及其姊妹系遗传差异分析》文中指出碧蚂4号是我国优异的小麦骨干亲本之一,它综合性状优良,遗传基础丰富,以其为亲本选育的衍生品种已达到68个。为了揭示碧蚂4号成为骨干亲本的遗传学基础,深入开展小麦骨干亲本的研究与利用,并为骨干亲本的定向创制提供依据,本研究以碧蚂4号及其4个姊妹系品种碧蚂1号、碧蚂2号、碧蚂5号和碧蚂6号为材料,利用SSR、EST-SSR和STS叁种分子标记对其在基因组水平上进行了分析,比较其基因组结构特点,获得以下结果:1.主要农艺性状比较结果表明,在千粒重性状上,碧蚂1号和碧蚂4号继承了其亲本碧玉麦千粒重高的优良特点,碧蚂4号比碧蚂1号千粒重略高,但都明显高于其他姊妹系。5个姊妹系品种都继承了蚂蚱麦穗粒数较多的优点。2.总体上蚂蚱麦对5个姊妹系品种的遗传贡献率高于碧玉麦。其中碧蚂1号和碧蚂2号比其他姊妹系更多的继承了蚂蚱麦的遗传成分,分别为47.9%和47.7%;碧蚂2号和碧蚂4号比其他姊妹系更多的继承了碧玉麦的遗传成分,分别为41.1%和39.5%,碧蚂5号中来自碧玉麦的遗传物质最少,为32.4%。3.从遗传相似系数可以看出,碧蚂4号与其4个姊妹系的遗传差异较大,其中与碧蚂2号的遗传差异最小,平均遗传相似系数为0.823,其次为碧蚂1号和碧蚂5号,平均遗传相似系数分别为0.799和0.786;而与碧蚂6号的遗传差异最大,平均遗传相似系数为0.779。4.在碧蚂4号中检测到188个特异位点,其特异位点的来源有叁个:即35.1%的位点来源于亲本碧玉麦,50.5%的位点来源于亲本蚂蚱麦,14.4%的位点是碧蚂4号的等位变异位点。在碧蚂4号的部分染色体上,有些特异位点遗传距离很近,构成了标记位点较密集的特异染色体区段,如Xmwg60-1A-Xwmc329、BARC101-2BL-Xwmc501、Xgwm570-6AL-Xpsp3152、Xmag794-7AL- Xmag4044等染色体区段。根据小麦基因组上已定位的与重要农艺性状相关的基因和QTL位点信息,发现碧蚂4号特异位点/区段上富集了许多与产量、适应性和品质等重要农艺性状相关的基因和QTL。可能是使碧蚂4号在杂种后代中被优先选择,并且成为骨干亲本的遗传基础。
参考文献：
[1]. 小麦Rht同源序列和ESTs的克隆分析[D]. 黄先忠. 南京农业大学. 2003
[2]. 太谷核不育基因ms2的分子生物学研究[D]. 陈军方. 四川农业大学. 2003
[3]. 小麦太谷核不育基因ms2紧密连锁的分子标记开发[D]. 矫永庆. 中国农业科学院. 2005
[4]. 条锈菌诱导的小麦叶片SSH文库构建及其ESTs分析[D]. 韩红娟. 南京农业大学. 2009
[5]. 小麦产量相关性状的分子遗传分析及抗赤霉病侵染QTL的分子标记开发[D]. 赵冬梅. 南京农业大学. 2006
[6]. 小麦BSR-Seq基因定位技术体系的建立和应用与粗山羊草3DS染色体臂序列分析[D]. 谢菁忠. 中国农业大学. 2016
[7]. 不同生态环境下小麦籽粒灌浆速率及有关性状的QTL定位分析[D]. 王瑞霞. 中国农业科学院. 2008
[8]. 棉花矮化突变体AS98的遗传及基因表达差异研究[D]. 张超. 四川农业大学. 2009
[9]. 主要禾谷类作物比较基因组学研究策略与进展[J]. 王磊, 陈景堂, 张祖新. 遗传. 2007
[10]. 小麦骨干亲本碧蚂4号及其姊妹系遗传差异分析[D]. 王庆专. 山东农业大学. 2010
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