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普通小麦—华山新麦草人工合成双二倍体杂交衍生后代的分子细胞遗传学研究

作　者: 何雪梅
导　师: 周永红；康厚扬
学　校: 四川农业大学
专　业: 植物学
关键词: 普通小麦华山新麦草双二倍体衍生后代细胞遗传学谷蛋白 SSR分子标记
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

小麦是世界上最重要的粮食作物之一,其总产量居世界第一。随着世界人口的持续增长、人民生活水平的提高以及全球气候的不断变化,使得小麦遗传改良的目标越来越趋向多样化。然而,在现代农业体系下,普通小麦品种遗传基础狭窄,远远不能满足人们的需要。普通小麦的野生近缘植物中,蕴藏着丰富的、对小麦品种遗传改良具有重要利用价值的有益基因,如：高产、优质、抗病、抗虫、抗逆等。通过小麦远缘杂交人工合成双二倍体,并利用其作为桥梁材料与栽培小麦品种杂交和回交,可以将野生植物的优良基因有效地转移至栽培品种,从而丰富栽培品种的遗传基础。本研究主要从形态学标记、细胞学标记、生化标记、分子标记和抗条锈病调查等方面对普通小麦-华山新麦草双二倍体(PHW-SA)×川麦107和PHW-SA XJ-11的衍生后代(F2和BC1F1)进行研究。主要研究结果如下：1、形态学研究表明：在F2和BC1F1中,植株平均株高变幅大,p值为0.0001,差异极显著,介于两亲本之间或者高于两亲本；平均分蘖数多于或者介于两亲本之间,p值为0.0231,差异显著；平均穗长介于两亲本之间或者短于两亲本,p值为0.0001,差异极显著；平均旗叶长长于、短于和介于两亲本之间的均存在,p值为0.1417,差异不显著；平均每穗小穗数少于或者介于两亲本之间,p值为0.3336,差异不显著。结果表明该衍生后代群体遗传不稳定,遗传变异丰富。2、小麦白粉病、赤霉病调查在自然发病条件下进行,无发病植株。3、根尖细胞染色体观察表明：F2和BC1F1的体细胞染色体数变化范围为42～48,平均染色体数为43.9。其中,以染色体数为42和44的居多,分别占27.8%和44.4%。结果表明F：和BC1F1植株染色体数的丢失程度不同,说明回交能够较快的削减后代的染色体数。4、花粉母细胞减数分裂观察结果表明：在F2和BC1F1中,每个细胞的平均单价体变幅在0.06～5.10之间；平均二价体变幅在20.42～22.23之间,其中,环状二价体变幅在15.77～21.06之间,棒状二价体变幅在0.94～3.68之间；平均三价体变幅在0.06～0.11之间。不同染色体数目的植株,其染色体配对情况不同,材料编号为143和138的植株染色体数为42,它们每个细胞的平均单价体较少,分别为0.06和0.12。而一些染色体数目相同的不同植株中,每个细胞的染色体配对情况也明显不同。在染色体数目较多的植株细胞中,还观察到三价体和落后染色体的存在。结果表明低世代衍生系的减数分裂极度紊乱,在遗传上相当不稳定。5、SDS-PAGE检测发现：在高分子谷蛋白区域,PHW-SA表达出了一条华山新麦草和J-11都不具有的新带；在F2和BC1F1中,材料编号为135、147、150的植株也表达了此新带。而在低分子谷蛋白区域,PHW-SA和材料编号为138、139、141、144、145、148、149的植株表达了一条华山新麦草的条带。结果表明华山新麦草的染色体或是染色体片段已被导入部分F2和BC1F1植株。6、抗条锈病评估结果表明：在F2和BC1F1中,编号134的材料中感条锈病,编号138的材料高感条锈病,编号141的材料高抗条锈病,其余材料均中抗条锈病。7、SSR分子标记结果表明：13对SSR引物在华山新麦草中共扩增出106个片段,在J-11中共扩增出104个片段,在双二倍体PHW-SA中共扩增出91个片段。在普通小麦J-11的遗传背景下,双二倍体共获得42个多态性片段,占扩增总条数的46.15%。引物Xwmc619、Xwmc553、Xbarc127和Xgwm344分别稳定扩增出一条华山新麦草和PHW-SA具有、而J-11没有出现的条带,可作为鉴定华山新麦草Ns基因组的特异性标记。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 文献综述  10-20
  1.1 远缘杂交  10-11
  1.2 双二倍体研究及应用概况  11-12
  1.3 创造异染色体系  12-13
    1.3.1 异附加系  12
    1.3.2 异代换系  12-13
    1.3.3 易位系  13
  1.4 普通小麦-华山新麦草人工合成双二倍体PHW-SA基因资源  13-14
  1.5 外源遗传物质的检测  14-20
    1.5.1 形态学鉴定  14-15
    1.5.2 细胞学鉴定  15
    1.5.3 Giemsa C-带  15-16
    1.5.4 生化标记鉴定  16
    1.5.5 原位杂交  16-18
    1.5.6 分子标记鉴定  18-20
2 立题依据  20-21
3 材料和方法  21-27
  3.1 材料  21
  3.2 方法  21-27
    3.2.1 形态学观察  21
    3.2.2 抗条锈病评估  21
    3.2.3 细胞学检测  21-22
    3.2.4 谷蛋白亚基检测  22-23
    3.2.5 Ns基因组SSR分子标记  23-27
4 结果与分析  27-36
  4.1 形态学观察  27
  4.2 抗条锈病评估  27
  4.3 根尖细胞染色体观察  27
  4.4 花粉母细胞减数分裂观察  27-33
  4.5 谷蛋白检测  33-34
  4.6 Ns基因组SSR分子标记  34-36
5 讨论  36-39
  5.1 形态学鉴定  36
  5.2 抗条锈病评估  36
  5.3 细胞学鉴定  36-37
  5.4 谷蛋白亚基鉴定  37
  5.5 Ns基因组SSR分子标记  37-39
参考文献  39-44
致谢  44-46

普通小麦—华山新麦草人工合成双二倍体杂交衍生后代的分子细胞遗传学研究

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