普通小麦—百萨偃麦草异染色体系选育及分子细胞遗传学研究

论文摘要

百萨偃麦草（Thinopyrum bessarabicum Love,2n=2x=14, JJ or EbEb）具有很强的耐盐性并兼抗多种小麦病害,是小麦改良的重要基因资源。多重附加易位系TJ02除添加一对百萨偃麦草6J染色体外,还包含一对涉及百萨偃麦草2J的易位染色体,经多年鉴定具有较强的耐盐性。为明确TJ02耐盐性涉及的染色体,并选育仅含易位染色体的纯合易位系,本研究组配了TJ02和中国春的杂交,利用分子标记结合基因组原位杂交（GISH）、串联重复序列pScl19.2FISH对其F2-F3进行了综合鉴定,从中选育出涉及百萨偃麦草6J异染色体系DA6J、DS6J（6A）、DtA6JL和DtA6JS,并筛选出40个6J染色体专化标记,其中28定位在6JS上,12个定位在6JL上,同时筛选出一个纯合易位系T6AS·6AL-2JS,经分子标记和分子细胞遗传学鉴定其易位断点位于C-6AL4-0.55。利用250mmol/L NaCl对中国春、中国春-百萨偃麦草双二倍体和TJ02及分离出的异染色体系进行耐盐性鉴定,结果表明,双二倍体和TJ02的耐盐性比中国春有明显改善,涉及6J的异染色体系和易位系T6AS·6AL-2JS.比中国春的盐害指数和Na+/K+均有不同程度降低,TJ02的耐盐性受多基因控制,染色体6J和T6AS·6AL-2JS可能均涉及耐盐基因。共筛选出124个百萨偃麦草染色体专化标记,分别追踪染色体1J（11个）、2J（25个）、3J（12个）、4J（14个）、5J（9个）、6J（28个）和7J（13个）,这些标记不但进一步证明了百萨偃麦草染色体与小麦染色体的部分同源性,而且利用这套标记结合FISH/GISH分析确证了3条相互易位染色体,分别为T6JS-2JL、T3JS-4JL和T3JS-7JS,这些易位染色体可能产生于远缘杂交过程中的着丝粒断裂-重接。研究还进一步通过标记选择和FISH/GISH分析从杂种后代中选育出涉及完整染色体的二体附加系DA2J、DA7J和单体附加系MA3J,从而实现了中国春-百萨偃麦草染色体异染色体系的配套,为百萨偃麦草基因定位、转移和利用提供了便利。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一部分 文献综述
• 1、原位杂交和分子标记在小麦异染色体系鉴定中的综合应用
• 2、禾谷类作物耐盐研究进展
• 2.1 水稻耐盐研究
• 2.2 大麦耐盐研究
• 2.3 二倍体长穗偃麦草耐盐研究
• 2.4 十倍体长偃麦草耐盐研究
• 2.5 百萨偃麦草耐盐研究
• 第二部分 研究报告
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.2.1 分子标记分析
• 1.2.1.1 DNA提取
• 1.2.1.2 引物
• 1.2.1.3 PCR扩增及检测
• 1.2.2 细胞学鉴定
• 1.2.2.1 根尖细胞（RTC）有丝分裂中期染色体制片
• 1.2.2.2 花粉母细胞（PMC）减数分裂中Ⅰ期染色体制片
• 1.2.2.3 顺序原位杂交方法及多色FISH
• 1.2.3 图像处理与核型分析
• 1.2.4 耐盐性鉴定
• 1.2.4.1 苗期耐盐性鉴定
• +/K⁺比测量方法'>1.2.4.2 Na⁺/K⁺比测量方法
• 2 结果与分析
• 2.1 普通小麦—百萨偃麦草6J异染色体系和T6AS·6AL-2JS易位系的选育与鉴定
• 2.2 百萨偃麦草染色体6J专化标记的筛选和染色体臂定位
• 2.3 分子标记精确鉴定T6AS·6AL-2JS易位断点
• 2.4 TJ02耐盐基因的染色体定位
• 2.5 小麦背景中的百萨偃麦草染色体结构分析
• 2.5.1 百萨偃麦草染色体诊断标记的鉴定
• 2.5.2 添加到小麦背景中的百萨偃麦草染色体结构变异的鉴定
• 2.5.2.1 小麦-百萨偃麦草添加系DAT6JS·2JL分析
• 2.5.2.2 小麦-百萨偃麦草添加系DAJ7分析
• 2.5.2.3 小麦-百萨偃麦草添加系DAJ1分析
• 3 讨论
• 3.1 百萨偃麦草耐盐基因的染色体定位
• 3.2 分子标记识别小麦背景中百萨偃麦草染色体结构变异
• 全文结论
• 参考文献
• 致谢