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重复序列引起小麦染色体结构、基因组及性状的改变

2020-11-23阅读(1043)

重复序列引起小麦染色体结构、基因组及性状的改变

论文摘要

重复序列是高等真核生物基因组的重要组成部分，目前越来越多的研究表明重复序列在基因组功能中起着重要作用。不少研究者认为重复序列可能从基因组的整体结构上影响基因的表达及生物的发育过程。人们还以人类的同卵双生双胞胎及植物的姊妹系为材料研究重复序列对性状表现的影响。 在麦类作物领域，人们对重复序列也作了大量研究，但主要集中在利用重复序列进行进化方面的研究。本研究首次从重复序列的角度入手，采用PCR、克隆、测序、C-分带、GISH、FISH、Southern blot、A-PAGE及SDS-PAGE等方法，以分别来源于同一株系的五套姊妹1RS．1BL易位系为材料，着重研究了1RS．1BL染色体的结构变化，并与姊妹系内株系的性状差异结合起来，阐明重复序列从基因组的整体结构上影响性状表现。本研究还首次利用基因枪轰击的方法，将黑麦特异重复序列导入不含黑麦成分的小麦中，并获得转化植株用以说明重复序列引起基因组的变化及性状的改变。归纳起来，本研究获得了以下几点新的结果： 1．根据已公布的黑麦特异重复序列pSc119.1（散布重复序列）、pSc20H（散布重复序列）、pAWRC.1（着丝粒重复序列）、pAw161（亚端部重复序列）设计特异引物：Pr119.1、Pr20H、PrCEN-1（pAWRC.1的24bp到1.12kb片段）、PrCEN-2（pAWRC.1的1.14kb到2.09kb片段）、PrCEN-3（pAWRC.1的2.085kb到3.265kb片段）、Pr161。然后用引物Pr119.1、Pr20H、PrCEN-1、PrCEN-2、PrCEN-3、定位在黑麦1RS上的微卫星引物SCM9及定位在小麦1BL上的微卫星引物Xgwm124，Xgwm131，Xgwm153，Xgwm140，Xgwm259，Xgwm268，Xgwm413，Xgwm274对5套姊妹1RS．1BL易位系CN12、CN17、CN18，96 Ⅰ 278-283-8、96 Ⅰ 278-283-10，96 Ⅰ 176-1、96 Ⅰ 176-3，96 Ⅰ296-298-5、96 Ⅰ 296-298-7，96 Ⅰ 293-295-4、96 Ⅰ 293-295-5的基因组DNA进行扩增。扩增结果如下： ①Pr119.1能从CN12、CN17、CN18、96 Ⅰ 296-298-5、96 Ⅰ 278-283-10、96 Ⅰ176-1及96 Ⅰ 293-295-5的基因组中扩增出目的产物，但不能从96 Ⅰ 296-298-7、96 Ⅰ 278-283-8、96 Ⅰ 176-3及96 Ⅰ 293-295-4的基因组中扩增出产物，Southernblot分析显示pSc119.1序列并未从这些基因组中丢失，推测pSc119.1序列可能在引物区段发生了变化。另外，Pr119.1从96 Ⅰ 278-283-10及96 Ⅰ 176-1的基因组中扩增出了约900bp的非目的带，将其克隆测序，整个片段长度为879bp，与

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 文献综述
  • 1.1 重复序列分类
  • 1.1.1 串联重复序列
  • 1.1.2 散布重复序列
  • 1.2 重复序列生物学功能
  • 2 材料与方法
  • 2.1 材料
  • 2.1.1 材料选育途径
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 小麦品种CN12、CN17、CN18抽穗期调查
  • 2.2.2 C-带技术
  • 2.2.3 基因组原位杂交（GISH）
  • 2.2.4 荧光原位杂交（FISH）
  • 2.2.5 基因组DNA提取
  • 2.2.6 黑麦特异重复序列克隆
  • 2.2.7 RAPD引物及黑麦、小麦微卫星（SSR）引物的选用
  • 2.2.8 PCR反应
  • 2.2.9 高分子量谷蛋白亚基的SDS-PAGE
  • 2.2.10 酸性丙烯酰胺凝胶电泳（A-PAGE）
  • 2.2.11 遗传转化
  • 3 结果与分析
  • 3.1 小麦品种CN12、CN17、CN18抽穗期
  • 3.2 CN12、CN17、CN18及8个高代株系的遗传背景
  • 3.3 CN2、CN7、CN8及8个高代株系的谷蛋白、醇溶蛋白分析
  • 3.4 黑麦特异重复序列克隆
  • 3.4.1 引物特异性
  • 3.4.2 序列克隆
  • 3.5 CN12、CN17、CN18及8个小麦高代株系的1RS.1BL染色体结构变化
  • 3.5.1 PCR检测1RS.1BL染色体结构变化
  • 3.5.2 Southern blot检测1RS.1BL染色体结构变化
  • 3.5.3 荧光原位杂交（FISH）检测CN12、CN17、CN18易位染色体着丝粒结构
  • 3.5.4 测序检测CN12、CN17、CN18易位染色体结构
  • 3.5.5 与pSc119.1有53％、71％及81％相似性序列的特性
  • 3.5.6 序列119.1-53在染色体上的定位
  • 3.6 将黑麦特异重复序列pSc119.1、pSc20H导入小麦及转化植株的变化
  • 4.讨论
  • 4.1 重复序列影响染色体结构及基因组组成
  • 4.2 重复序列引起性状的改变
  • 4.3 重复序列导入小麦及其遗传分析
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表和待发表论文

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