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普通小麦—加州野大麦双二倍体辐射回交后代的分子细胞遗传学分析

作　者: 袁静娅
导　师: 王秀娥
学　校: 南京农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 加州野大麦 双二倍体 GISH/FISH核型 异染色体系 EST 白粉病
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


加州野大麦(Hordeum brachyantherum ssp californicum,2n=2x=14, genome HH)具有耐低氮和抗多种小麦病害等有用性状,是小麦遗传改良的重要基因资源。准确识别加州野大麦7条染色体,开发各条染色体特异分子标记,选育普通小麦-加州野大麦异染色体系是转移和利用加州野大麦有益基因的重要途径。本研究利用普通小麦品种中国春-加州野大麦双二倍体基因组DNA、串联重复序列45SrDNA、5SrDNA和来自黑麦的pScl19.2作探针,进行顺次染色体GISH/FISH分析,并结合各染色体的臂比等形态特征,建立了小麦背景中二倍体加州野大麦染色体基于FISH的分子核型。还利用定位于普通小麦七个部分同源群的2546对EST(表达序列标签,Expression-sequence-tag)引物、747对小麦SSR(简单序列重复,simple sequence repeats)引物和243对大麦EST引物在普通小麦品种中国春、扬麦15和中国春-加州野大麦双二倍体中进行扩增,发现347个加州野大麦染色体特异的分子标记。加州野大麦FISH核型的建立和加州野大麦染色体特异分子标记的筛选和开发为进一步鉴定小麦背景中的加州野大麦染色体即鉴定其具体身份提供了基础。为了选育普通小麦-加州野大麦异染色体系、诱导小麦和加州野大麦染色体间的结构重排,本研究对中国春-加州野大麦双二倍体花粉进行60Co-γ-射线处理后,与去雄后的小麦品种扬麦15杂交,然后回交、自交,在获得的BC1F2后代中利用原位杂交结合分子标记分析鉴定出涉及不同加州野大麦染色体的结构变异体和异附加系,包括1个二体异附加系(DAH4)、3个单体异附加系(MAH6, MAH4, MAH1)、1个纯合异易位系(H7S/1BL)和涉及含有除H2、H3之外的5条染色体的结构变异的多重添加材料。利用选育出的含有涉及加州野大麦H1、H4、H5、H6和H7染色体的异染色体系,对已经筛选出的加州野大麦特异分子标记进一步定位,发现有18个为H1染色体专化标记,有10个为H4染色体专化标记,8个为H5染色体专化标记。并首次利用EST确定了3对加州野大麦染色体的部分同源群归属：H1染色体长臂与小麦第七部分同源群同源,短臂与小麦第四部分同源群同源；H4染色体与小麦第六部分同源群同源为6H；H5染色体与小麦第三部分同源群同源为3H。对选育出的普通小麦-加州野大麦异染色体系进行白粉病抗性鉴定,结果表明加州也大麦6H染色体可能携有抗白粉病基因,而染色体H1、3H、H6和H7S不携带白粉病抗性基因或主效抗性位点。

全文目录


摘要  6-8ABSTRACT  8-10第一部分 文献综述  10-20  1 小麦的基因源及其利用  10-11  2 原位杂交(in situ hybridization,ISH)在基因组研究中的应用  11-14    2.1 基因组原位杂交(genomic in situ hybridization,GISH)技术在植物基因组研究中的应用  11    2.2 荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)技术在植物基因组分析中的应用  11-14      2.2.1 建立基于重复序列的染色体分子核型  11-12      2.2.2 单拷贝或寡拷贝的DNA序列FISH的物理图谱  12-13      2.2.3 比较原位杂交作图  13      2.2.4 Immuno-FISH  13-14      2.2.5 Fiber-FISH的发展对基因组研究的重要作用  14  3 分子标记在小麦染色体工程育种中的应用  14-17    3.1 常用分子标记的特点  14-15    3.2 分子标记在小麦染色体工程育种中的应用  15-17      3.2.1 外源染色体的鉴定  15      3.2.2 确定小麦亲缘物种染色体部分同源关系  15-16      3.2.3 物理作图及易位断点确定  16      3.2.4 比较作图  16-17  4 加州野大麦在小麦遗传改良中的利用价值及其基因组研究  17-20第二部分 研究报告  20-62  1 材料与方法  20-31    1.1 试验材料  20-21      1.1.1 植物材料  20-21      1.1.2 PCR扩增引物  21      1.1.3 探针的序列来源  21    1.2 研究方法  21-31      1.2.1 辐射处理  21-22      1.2.2 根尖细胞有丝分裂中期染色体制片  22      1.2.3 花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体制片  22      1.2.4 FISH  22-26      1.2.5 核型分析的标准  26-28      1.2.6 图像处理与核型分析  28      1.2.7 加州野大麦染色体核型分析  28      1.2.8 PCR扩增及检测  28-30      1.2.9 白粉病抗性鉴定  30-31  2 结果与分析  31-59    2.1 基于FISH的加州野大麦染色体核型  31-35      2.1.1 中国春-加州野大麦双二倍体中二倍体加州野大麦染色体的FISH核型  31-35    2.2 中国春-加州野大麦双二倍体花粉辐射回交后代中异染色体系和属间染色体结构变异体的鉴定  35-51      2.2.1 普通小麦-加州野大麦单体异附加系的选育  35-39      2.2.2 普通小麦-加州野大麦二体异附加系的选育  39-41      2.2.3 普通小麦-加州野大麦异易位系H_7S/1BL  41-43      2.2.4. 普通小麦-加州野大麦多重异染色体系  43-51    2.3 加州野大麦特异分子标记筛选以及加州野大麦染色体的部分同源群归属分析  51-59      2.3.1 中国春-加州野大麦双二倍体中二倍体加州野大麦染色体特异分子标记筛选  51      2.3.2 利用分子标记技术确定二倍体加州野大麦H_1、H_4和H_5染色体的部分同源群归属  51-59  3 讨论  59-62    3.1 加州野大麦分子核型  59-60    3.2 辐射产生易位的频率  60    3.3 利用分子标记确定加州野大麦染色体的部分同源群归属  60-61    3.4 加州野大麦6H染色体其应用前景及其有益基因发掘  61-62全文结论  62-64参考文献  64-72致谢  72

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 麦 > 小麦
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