百萨偃麦草4J染色体变异体的诱致与蓝粒基因的物理定位

论文摘要

百萨偃麦草（Thinopyrum bessarabicum,2n=2x=14）除具有很强的耐盐性并兼抗多种小麦病害外,还具有控制籽粒呈蓝色的基因（蓝粒基因,blue-grained gene）,该基因不仅可以作为表型选择标记,而且蓝粒小麦富含氨基酸、微量元素、维生素和花青苷等,对改善小麦营养品质具有潜在利用价值。为转移和利用该基因,前期研究已经选育出中国春-百萨偃麦草异染色体系DA4J和DtA4JL,并将蓝粒基因定位于4JL。本研究在此基础上,首先筛选出4个4JL和4JS专化标记,然后通过标记辅助选择,对中国春和中国春-百萨偃麦草双二倍体（2n=8x=56）杂种F5-7涉及蓝粒的219个单株进行了辅助选择和细胞学鉴定,选育出4J单体或二体添加系74株、4JL单端体或端二体系57株、4JS端二体添加1株、4JL等臂染色体1株和1株涉及4JL的易位系。以选育出的DA4J、DtA4JL和DtA4JS与已经选育出的其它中国春-百萨偃麦草附加系为试材,从1261个分子标记中共筛选出4J染色体专化标记95个,其中88个（92.6%）为来自小麦第四部分同源群的共线性标记,确证4J与小麦第四部分同源群染色体具有很好的共线性。95个标记中,42个定位于4JS,53个定位于4JL。利用这些标记结合重复序歹pSc119.2、pAs1和顺序GISH（genomic in situ hybridization）分析,确证了中国春-百萨偃麦草易位系T4DS.4DL-4JL,其在4JL上的断点大约在FL0.52,14个4JL专化标记定位在该区段,其中标X4est552、X4est463和X4est346为共显性标记,利用这三个标记成功选育出1株纯合易位系T4DS.4DL-4JL。由于该易位系籽粒为白色,因此初步将蓝粒基因定位在4JL上C-FL0.52,定位在这个区域上的39个标记可以用于蓝粒基因的追踪和进一步精细定位。通过1200rad60Co-γ射线辐射开花期的DA4J植株,共获得正反交辐射M1代种子670粒,对其中271粒根尖细胞染色体进行了GISH分析,共发现各类涉及4J染色体的变异体117种。根据95个标记在16个变异体的定位结果,将其中76个标记定位在4J染色体的11个区段,其中45个标记分布在染色体末端,22个标记分布在染色体中部,9个标记分布在着丝粒区域。比较遗传分析表明百萨偃麦草4J染色体与水稻第3号染色体,短柄草第1、4号染色体具有很好的共线性,为进一步开发百萨偃麦草4J染色体专化标记奠定了基础。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一部分 文献综述
• 1 禾谷类作物第四部分同源群染色体研究
• 1.1 基因、QTL定位及其应用
• 1.2 小麦第四部分同源群染色体的遗传图谱
• 1.3 小麦第四部分同源群染色体的物理图谱
• 1.4 小麦第四部分同源群染色体及其与其它物种的比较作图
• 1.4.1 小麦与水稻的比较作图
• 1.4.2 小麦与短柄草的比较遗传研究
• 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）减数分裂中期Ⅰ染色体制片
• 1.2.2.3 原位杂交方法及多色FISH
• 1.2.2.4 辐射方法
• 2 结果与分析
• 2.1 普通小麦-百萨偃麦草4J异染色体系的选育与鉴定
• 2.2 百萨偃麦草4J染色体专化标记筛选与染色体臂定位
• 2.3 百萨偃麦草染色体4J变异体诱致与鉴定
• 2.4 分子标记物理作图与蓝粒基因精细定位
• 2.5 百萨偃麦草染色体4J与水稻和短柄草比较作图
• 3 讨论
• 3.1 小麦异染色体系的分子标记辅助选择
• 3.2 电离辐射诱发染色体变异的效应与应用
• 全文结论
• 参考文献
• 致谢