小麦高抗赤霉病种质S42的分子细胞遗传学鉴定

论文摘要

小麦育种过程中过分集中地使用某些亲本,使小麦品种的遗传组成趋向单一化,致使其内在遗传资源日益匮乏,使小麦品种改良难以取得突破性进展。小麦近缘野生种属蕴藏着许多对小麦改良极其有用的优良基因,将这些有利基因导入普通小麦中己经成为拓展小麦基因库的重要手段。黑麦,由于具有抗病、抗逆、丰产等优良特性而成为在小麦育种中应用最广泛的小麦近缘种质资源,被认为是外源种属优良基因用于小麦品种改良最成功的范例。小麦赤霉病是世界性病害,在我国赤霉病的致病菌主要为禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum Schwabe）。小麦感染赤霉病后,不仅产量降低,更严重的是由于病原菌产生的以脱氧雪腐烯醇（DON）为主的毒素积累于病麦粒,可直接影响籽粒的加工和营养品质。S42种质是江苏里下河农科所从福建南平地区引进的高抗赤霉病材料,本文对其进行分子细胞遗传学鉴定。吉姆萨C-分带结果显示,其中有一对染色体短臂具有强末端带,并且近端部有清晰的次末端带,参照普通小麦“中国春”C-分带标准带型和黑麦C-分带标准带型,初步推断为1RS易位到小麦中的一对染色体短臂上。用黑麦总基因组DNA作探针、中国春DNA作封阻进行基因组原位杂交（GISH）检测,显示S42中一对染色体短臂为黑麦染色体。利用黑麦通用特异引物pSc119.1对9份麦类材料的DNA进行PCR扩增,结果显示,在Alonara（1RS/1BL）、S42和荆州黑麦中清晰显示出大小约为750bp的特异条带,表明S42确实含有黑麦染色质成分。进一步利用黑麦1RS和1RL上特异引物scm9、scm39进行PCR扩增,结果表明,scm9在Alonara（1RS/1BL）、S42和荆州黑麦的DNA的PCR扩增产物中均出现大小为220bp的特异条带,而scm39只在荆州黑麦DNA的PCR扩增产物中出现大小约280bp特异条带。通过这些结果,可以推断S42为1RS易位。进一步利用小麦1BS上特异性引物wmc49对9份麦类材料的DNA进行PCR扩增,结果显示S42中未出现在普通小麦中出现的大小约300bp的特异性条带,说明S42缺失了1BS。综上结果推断S42种质为1RS/1BL易位。2006至2008连续三年对S42种质进行赤霉病抗性鉴定,表现出与荆州黑麦相似的高抗赤霉病特性,且抗性稳定,可以作为小麦赤霉病抗性改良的优良抗源种质材料。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 引言
• 第一部分 文献综述
• 1 小麦赤霉病及抗性材料的筛选
• 2 从黑麦向小麦转移抗赤霉病基因的研究进展
• 2.1 黑麦的基本概述
• 2.2 黑麦与小麦染色体间的同源关系及黑麦各染色体上的优良基因
• 3 黑麦有益基因向小麦中的转移和利用
• 3.1 小麦-黑麦异附加系的培育及应用
• 3.2 小麦-黑麦异代换系的培育及应用
• 3.3 小麦-黑麦易位系的培育及应用
• 3.3.1 利用辐射处理诱导染色体易位
• 3.3.2 利用遗传机理诱导染色体易位
• 3.3.3 利用组织培养诱导染色体易位
• 4 小麦中外缘染色体（质）的鉴定研究
• 4.1 表型标记性状鉴定
• 4.2 细胞学方法鉴定
• 4.3 生化标记鉴定
• 4.4 分子生物学技术鉴定
• 4.4.1 原位杂交鉴定
• 4.4.2 RFLP 鉴定
• 4.4.3 SSR 鉴定
• 5 本研究的目的和意义
• 第二部分 研究内容
• 第一章 S42 种质的形态学调查和赤霉病抗性鉴定
• 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 形态学性状调查方法
• 1.2.2 赤霉病抗性调查方法
• 2 结果与分析
• 2.1 形态学性状调查
• 2.2 赤霉病抗性调查
• 3 本章小结
• 第二章 S42 种质的 C-分带分析
• 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 根尖细胞有丝分裂中期（RTC）制片
• 1.2.2 C-分带
• 2 结果与分析
• 2.1 普通小麦C-分带标准带型
• 2.2 鹅观草C-分带带型
• 2.3 黑麦 C-分带带纹模式与荆州黑麦C-分带带型
• 2.4 S42 的C-分带结果
• 3 本章小结
• 第三章 S42 种质的 GISH 分析
• 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 染色体制片
• 1.2.2 DNA 的提取
• 1.2.3 探针的制备及 GISH
• 1.2.4 杂交液中探针与封阻DNA 的处理
• 2 结果与分析
• 3 本章小结
• 第四章 S42 种质的 SSR 分析
• 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.1.1 植株材料
• 1.1.2 PCR 引物
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 DNA 提取
• 1.2.2 PCR 反应体系和扩增程序
• 1.2.3 凝胶电泳及结果观察
• 2 结果与分析
• 2.1 黑麦通用特异性引物pSc119.1PCR 扩增检测
• 2.2 黑麦1RS 和1RL 上特异性引物PCR 扩增检测
• 2.3 小麦1B5 上特异性引物PCR 扩增检测
• 3 本章小结
• 第五章 全文讨论
• 1、1RS/1BL 易位系的获得
• 2、S42 种质抗性来源的推断
• 3、不同鉴定方法结合使用的优点
• 3.1 形态学性状鉴定
• 3.2 细胞遗传学鉴定
• 3.3 分子细胞遗传学鉴定
• 3.4 分子标记鉴定
• 4、几项实验技术进行时的注意事项
• 4.1 染色体C-分带
• 4.2 原位杂交（GISH）
• 4.3 分子标记检测
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文