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小麦重要优质亚基分子标记的多重PCR体系建立及ABA8’-羟化酶基因的RNAi调控研究

作　者: 郑寒
导　师: 傅体华；陈静
学　校: 四川农业大学
专　业: 遗传学
关键词: 高分子量麦谷蛋白多重PCR 小麦品质遗传转化 ABA8’-羟化酶基因
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

小麦是我国重要的粮食作物之一,其地位仅次于水稻。近年来,随着人民生活水平的提高,食品加工工业的快速发展,以及增强我国小麦在国际市场上的竞争力,改良小麦品质是我国小麦遗传育种研究的长期重要目标之一。影响小麦品质的因素很多,籽粒高分子量麦谷蛋白(HMW-GS)的质量和数量是直接影响小麦品质的重要因子。国内小麦面粉烘烤品质普遍较差,这主要因为优质亚基或亚基组合在我国小麦品种中的分布频率偏低,且基本检测手段和品质改良技术落后,因此加强优质亚基的研究和应用,采用先进分子改良技术是提高当前品质育种效率的重要途径。Ax1、Ax2~*、Dx5和过量表达的Bx7亚基(Bx7OE)被认为是对小麦品质有显著正向效应的优质亚基。本研究根据以上亚基特异性分子标记建立相应的多重PCR体系,经品种和群体检验,证明利用该体系鉴定亚基的结果稳定可靠、成本较低。利用该多重PCR技术对89份西藏小麦育成和推广品种(系)的优质亚基频率进行鉴定,结果表明,Dx5和Ax1/Ax2~*亚基的频率均为12.4%,没有检测到Bx7OE,同时携带两个优质亚基的材料频率为10.1%,该麦区品质育种必须加强优质亚基的引入。针对优质亚基Ax1/Ax2~*、Dx5和Bx7OE的多重PCR体系,为小麦品质育种亲本评价和通过杂交方法聚合优质亚基基因提供了一种实用可靠的标记辅助选择技术。小麦穗发芽是影响小麦品质的世界性自然灾害,它导致收获前小麦籽粒贮藏物质提前分解,不仅严重降低籽粒产量,同时也劣化其加工品质和种用价值。我国大部分麦区都存在穗发芽的突出问题,如何提高品种的抗穗发芽能力是小麦遗传育种研究长期面临的重要课题。穗发芽是一个典型的受环境和基因型互作系统控制的复杂性状,但基因型控制的籽粒发芽能力是影响穗发芽的内在决定因素。基因型影响小麦穗发芽的因素极其复杂,其中种子休眠特性是影响穗发芽抗性的主导因素。脱落酸(ABA)是维持胚休眠,抑制种子萌发的重要植物激素,籽粒发育后期和种子吸胀过程中内源ABA含量主要受ABA代谢水平的调控。ABA8’-羟化酶是ABA主要分解代谢途径中的关键酶,目前已从多个作物分离到ABA8’-羟化酶编码基因(CYP707A)的同源基因,其中小麦、大麦和水稻同源基因的核苷酸序列相似性极高。本研究采用根据大麦ABA8’-羟化酶基因(HvABA8’OH-1)序列构建的两个种子特异性RNAi载体pOHC和pOHS,利用农杆菌介导法对水稻进行遗传转化,经筛选培养获得50株再生植株,经PCR鉴定,其中18株为转基因阳性植株。对这18株转基因植株T0代成熟种子进行初步发芽试验,结果显示部分T0种子萌发显著延迟。本研究结果为进一步分析水稻内源ABA含量和ABA8’-羟化酶基因表达水平,以及通过调节基因表达增强种子休眠性,建立作物抗穗发芽的基因工程新途径研究提供了理论依据和物质材料。该研究结果对小麦抗穗发芽研究也有很强的参考价值。

小麦重要优质亚基分子标记的多重PCR体系建立及ABA8’-羟化酶基因的RNAi调控研究

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