小麦特殊材料R149的细胞生物学和分子生物学研究

论文摘要

本实验以利用“单体附加系染色体作载体转移外源DNA”的染色体工程新方法创造的小麦-黑麦远缘杂交后代中选育出的一个品系R149为供试材料,在细胞生物学和分子生物学的基础上,利用染色体C-分带技术,基因组原位杂交技术,蛋白质分离技术,特异PCR技术等对R149品系作了较为系统的初步研究,试图发现该品系中特异的外源DNA片断,为“单体附加系染色体作载体转移外源DNA”育种方法提供一个可靠的证据,充分证实“小片段易位诱导理论”的可行性。结果如下: 1.用传统的细胞学技术检测R149品系结果表明:并无大片断的黑麦染色体片断,但其表现出的某些黑麦特性说明R149品系具有小片段易位。 2.利用基因组原位杂交对材料R149,川农号系列小麦进行分析,发现对照的原位杂交结果清楚地显示一对1RS/1BL易位染色体;而品系R149原位杂交结果显示在两对染色体的特定位置,具有较为规则的杂交位点,初步判断有可能是小片段易位。 3.根据黑麦的特异重复序列psc119.1,pscH20设计引物,对R149品系进行扩增,psc119.1、pscH20能特异的扩增出黑麦的特异条带,进一步确定R149确实为黑麦小麦小片段易位系。 4.对扩增出的条带进行克隆、测序,并与黑麦扩增出的条带进行序列进行比较,结果显示回收条带的DNA序列与数据库中公布的序列同源性可达95%,从而更为确切地证实R149含有黑麦的染色体小片断。 5.采用SDS-PAGE电泳对供试材料检测发现:并无黑麦的特征谷蛋白,R149具有与最初亲本绵阳11相同的非常优异的面包加工品质,品质得分10。 6.进一步证明利用八倍体小黑麦与普通小麦的后代中选择单体附加系,再利用附加单体遗传学上的不稳定性可以选育出比较理想的小片段易位系,与其它几种染色体工程诱发易位反应的途径相比,具有相对简单,高效,易位片断小的特点,其在育种学上具有深远的意义。

论文目录

• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 黑麦基因资源及在小麦育种中的利用
• 1.1.1 黑麦基因资源及其利用方式
• 1.1.2 小黑麦在小麦育种中的利用
• 1.2 外源遗传物质的检测
• 1.2.1 形态学标记（Morphological markers）
• 1.2.2 细胞学标记（Cytological markers）
• 1.2.3 生化标记（Biochemical markers）
• 1.2.4 染色体荧光原位杂交（in situ Hybridization）
• 1.2.5 分子标记（Molecular markers）
• 2.材料和方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 细胞学检测
• 2.2.2 Giemsa C-分带
• 2.2.3 基因组荧光原位杂交
• 2.2.4 SDS—PAGE分析
• 2.2.5 PCR检测
• 2.2.6 克隆片段测序
• 3 实验结果
• 3.1 核型
• 3.2 减数分裂行为观察
• 3.3 C-分带
• 3.4 基因组荧光原位杂交（GISH）
• 3.5 SDS-PAGE分析结果
• 3.6 PCR检测结果
• 3.7 R149材料中扩增的H20与黑麦中的原始序列对比
• 3.8 R149材料的农艺性状
• 4 讨论
• 4.1 利用八倍体小黑麦创制小麦新品系
• 4.2 单体附加系作为载体转移外源基因培育理想小麦品种
• 4.3 R149谷蛋白的稳定性
• 4.4 R149的抗病性
• 4.5 R149材料中存在小麦—黑麦小片断易位的实验证据
• 4.6 基因组原位杂交技术的探讨
• 4.6.1 染色体制片要求
• 4.6.2 探针的标记及其探针大小
• 4.6.4 探针变性
• 4.6.5 杂交后的洗脱及染色
• 参考文献
• 致谢