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携载抗赤霉病基因的小麦-黑麦小片段易位的分子细胞学检测

作　者: 周建平
导　师: 任正隆
学　校: 四川农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 小麦 赤霉病 染色体 小片段易位 Giemsa-C带 原位杂交
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 112次
引　用: 2次
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内容摘要


在当前的小麦生产中，赤霉病的危害日益严重。小麦赤霉病抗源十分贫乏，而且多数表现为多基因遗传，在小麦育种中较难应用。从小麦近缘属种中寻求赤霉病抗性基因并把它引入栽培品种中，有重要的学术意义和经济价值。本文研究了利用小麦—黑麦单体附加系的染色体工程方法创制并选育的小麦品系R111的抗赤霉病特性的遗传基础，探讨了R111赤霉病抗性的遗传和分子细胞学基础。研究结果如下： 1、采用室内单花接种鉴定的方法对小麦品系R111、对照品种苏麦3号、绵阳11号进行了赤霉病的抗性鉴定。发现R111的病情指数最低(42.5)，略低于对照品种苏麦3号(45.0)，大大低于对照品种绵阳11号(62.5)，说明品系R111对小麦赤霉病的抗扩展能力最强，按照相对抗性标准分级为抗病(R级)，抗性结果高于国家鉴定的中抗(MR)结果，且抗性稳定。R111的小麦亲本不抗赤霉病，它的抗赤霉病特性可能来源于黑麦。 2、通过对品系R111的根尖染色体进行记数和对其花粉母细胞染色体行为的观察，发现品系R111根尖染色体数目为42条染色体。花粉母细胞中期Ⅰ染色体配对行为为21个二价体，没有单价体和多价体；从花粉母细胞后期Ⅰ(较靠前时段)可清晰的看到同源染色体分开，形成两个21条染色体(每条染色体含两条姊妹染色单体)的区域(2N=42=2×21)；花粉母细胞后期Ⅰ(较靠后时段)同源染色体完全分开，移向两极，没有落后染色体，也没有染色体桥；花粉母细胞四分体正常，没出现微核。由此确定品系R111已经稳定，而且没有黑麦染色体的附加、代换。 3、用Giemsa-C带的方法对品系R111、对照品种R59进行了显带，得知对照品种R59具有两条1RS／1BL染色体；而品系R111的带型与普通小麦(中国春)的标准带型基本一致，没有黑麦的大片段(染色体代换、臂间易位)。 4、利用基因组原位杂交对材料R111、R59进行分析，发现对照R59的原位杂交结果清楚地显示两条IRS／1BL；R111原位杂交结果显示在一条染色体的着丝点区域有一个明显的杂交信号，极有可能是小片段易位，值得进一步深入研究。 综上可知，品系R111具有稳定的、比苏麦3号更好的赤霉病抗性，遗传稳定，其赤霉病抗性基因可能来源于黑麦，应进一步研究其细胞学基础并在育种中应用。

全文目录


摘要  6-8
ABSTRACT  8-9
第一部分 文献综述  9-22
  1.1 小麦赤霉病的研究  9-12
    1.1.1 小麦赤霉病的危害  9
    1.1.2 小麦抗赤霉病的类型  9
    1.1.3 小麦抗赤霉病的鉴定  9-10
      1.1.3.1 田间鉴定  9-10
        1.1.3.1.1 病麦粒土表接种  9-10
        1.1.3.1.2 孢子液喷雾接种  10
        1.1.3.1.3 假花药接种  10
        1.1.3.1.4 小穗单花滴注接种  10
      1.1.3.2 室内鉴定  10
    1.1.4 小麦抗赤霉病的遗传分析和基因定位  10-12
      1.1.4.1 小麦抗赤霉病的遗传分析  10
      1.1.4.2 小麦抗赤霉病基因的定位  10-12
        1.1.4.2.1 用单体分析法对抗赤霉病基因的定位  11
        1.1.4.2.2 利用单体代换系分析法对抗赤霉病基因的定位  11
        1.1.4.2.3 利用分子标记对抗赤霉病基因的QTL定位  11-12
  1.2 小麦背景中外源遗传物质的检测  12-16
    1.2.1 形态学标记  12
    1.2.2 细胞学检测  12-13
      1.2.2.1 核型分析  12-13
      1.2.2.2 染色体减数分裂配对行为分析  13
      1.2.2.3 染色体带型分析  13
    1.2.3 生物化学检测  13-14
    1.2.4 原位杂交(参见1.3)  14
    1.2.5 分子标记  14-16
      1.2.5.1 RFLP  14
      1.2.5.2 RAPD  14
      1.2.5.3 SSR  14-15
      1.2.5.4 AFLP  15
      1.2.5.5 其它分子标记  15-16
  1.3 原位杂交  16-22
    1.3.1 原位杂交技术的发展  16-18
    1.3.2 原位杂交技术的基本原理及分类  18-19
      1.3.2.1 原位杂交技术的基本原理  18
      1.3.2.2 原位杂交的分类  18-19
        1.3.2.2.1 根据放射性元素的有无分类  18
        1.3.2.2.2 根据所用探针DNA的不同分类  18-19
    1.3.3 原位杂交的应用  19-22
      1.3.3.1 物理图谱的构建  19
      1.3.3.2 外源染色体(片段)的检测  19-20
      1.3.3.3 染色体行为研究  20
      1.3.3.4 物种起源与进化  20
      1.3.3.5 基因定位  20-22
第二部分 实验材料与方法  22-29
  2.1 实验材料  22-23
  2.2 实验方法与步骤  23-29
    2.2.1 赤霉病的抗性鉴定  23
    2.2.2 根尖染色体记数与花粉母细胞染色体行为的观察  23-24
    2.2.3 Giemsa-C分带  24
    2.2.4 基因组原位杂交(GISH)  24-29
第三部分 结果与讨论  29-41
  3.1 结果  29-36
    3.1.1 赤霉病抗性鉴定结果  29-30
    3.1.2 根尖染色体记数与花粉母细胞染色体行为的观察结果  30-33
    3.1.3 Giemsa-C分带结果  33-34
    3.1.4 基因组原位杂交(GISH)结果  34-36
  3.2 讨论  36-41
    3.2.1 导致R111抗赤霉病水平略高于对照苏麦3号的原因  36
    3.2.2 探针及探针标记方法的选择  36-37
    3.2.3 对一些提高原位杂交效果的措施的探讨  37-38
    3.2.4 小片段易位的位置  38
    3.2.5 小片段易位诱导及其机制  38-39
    3.2.6 R111中存在携带小麦抗赤霉病基因的小麦-黑麦小片段易位的实验证据  39
    3.2.7 R111作为小麦赤霉病优质抗源的应用前景  39
    3.2.8 株系间的变异  39-41
第四部分 参考文献  41-53
致谢  53

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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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