论文实例小麦特异种质资源分子生物学研究VIP

论文实例小麦特异种质资源分子生物学研究 作者简介：魏育明，男，1971年09月出生，1997年09月师从于四川农业大学郑有良教授，于20xx年07月获博士学位。摘要 小麦是世界上的主要粮食作物之一，在农业生产中占有十分重要的地位。与其它农作物一样，由于在育种中大量使用一些相同的亲本，导致栽培小麦基因大量流失，使其遗传基础日益狭窄、遗传变异率低，对其产量和品质的进一步改良起着极大的限制作用。虽然在小麦的野生近缘物种中有许多改良小麦的优异基因，但将这些基因导入到普通小麦需要特定的一些技术和手段，而且效率较低。现有栽培品种和地方品种，特别是一些特异材料，是小麦的初级基因库，其中也含有改良小麦产量和品质所需的一些优异基因。从小麦的初级基因库向栽培小麦中转移基因不需要特定的技术和手段。因此，对现有小麦材料和小麦地方品种的遗传多样性进行深入研究和评价，有助于将其中的优异基因向小麦背景中转移，增加栽培小麦品种的遗传多样性。现代分子标记技术的进一步发展和完善，使得人们能够从分子水平对大量材料进行深入研究，详细揭示其遗传多样性。本研究利用APAGE、SDS-PAGE、荧光原位杂交技术（FISH）、RFLP、R、STS-PCR等常规和分子标记方法，对多小穗小麦新种质10-A背景中的黑麦染色质及其对农艺性状的影响、中国特有小麦地方品种中的贮藏蛋白基因多样性、中国特有小麦地方品种群体间和群体内的遗传多样性及其遗传关系、中国高抗赤霉病小麦地方品种间的遗传多样性等几个方面进行研究，取得的主要研究结果如下： 1.利用APAGE、荧光原位杂交技术（FISH）、PCR和RFLP标记，对导入黑麦多小穗等性状创制的小麦新种质10-A进行了分子检测。APAGE分析发现，10-A与其他T1BL.1RS易位系一样，含有黑麦1RS的醇溶蛋白标记位点Gld1B3。用黑麦1RS的特异性PCR引物对10-A的基因组DNA进行扩增，发现其也具有黑麦的1RS染色体。以黑麦基因组总DNA作探针，用中国春基因组DNA做封阻，与10-A根尖细胞有丝分裂染色体进行荧光原位杂交，结果表明黑麦1R染色体的整个短臂（1RS）易位到10-A中。用25个RFLP标记进行Southern分析，进一步发现10-A的1特异性限制片段发生丢失，代之以黑麦1RS的特异性限制片段，而位于其他染色体上的特异性限制片段未发生缺失。FISH和RFLP标记同时表明，10-A中没有小麦4A-黑麦4R染色体易位。据此认为，多小穗小麦新种质10-A属于T1BL.1RS易位系。同时，本研究还对10-A的多小穗改良系进行了分子检测，发现他们均具有T1BL.1RS易位染色体。 2.对几种鉴定小麦背景中的T1BL.1RS易位染色体的常规方法和分子标记方法进行比较发现，APAGE方法是一种快速有效的方法，最易于在小麦育种选择中应用。 3.以多小穗小麦新种质10-A、普通穗型小麦品系88-1643和川育12号组配的三交组合10-A/88-1643/川育12号的重组系为供试材料，选用4个RFLP标记和1个醇溶蛋白标记Gld1B3分析了T1BL.1RS易位染色体对农艺性状和籽粒蛋白质含量、及其性状间的简单相关和偏相关的影响。结果表明，T1BL.1RS易位染色体对小麦小穗数、每小穗结实粒数、千粒重、穗粒重、株高和籽粒蛋白质含量等几个性状具有显著的影响，而对穗粒数和抽穗期的影响不大。T1BL.1RS易位系的平均小穗数、千粒重、穗粒重、株高和籽粒蛋白质含量分别比非易位系高5.0、4.6、6.4、5.7和6.8，而平均每小穗结实粒数则低6.9。从农艺性状间的简单相关和偏相关系数来看，一些性状间的显著简单或偏相关关系仅T1BL.1RS易位系群体中检测到，而另一些性状间的显著简单或偏相关关系仅在非易位系群体间检测到。同时，一些性状间的简单相关系数在易位系和非易位系群体间的差异性达到显著或极显著水平。这些结果表明，T1BL.1RS易位染色体不仅对小麦农艺性状和籽粒蛋白质含量具有显著的效应，而且对性状间简单相关和偏相关的程度和性质均有一定的影响。 4.利用APAGE和SDS-PAGE技术对四川白麦子地方品种、云南铁壳麦、西藏半野生小麦和稻麦的醇溶蛋白和高分子谷蛋白亚基进行了分析。结果发现，在89份四川白麦子地方品种中，共出现35种醇溶蛋白带型和3种高分子谷蛋白亚基组合，其中2份小麦地方品种的醇溶蛋白带型和87份小麦地方品种的高分子谷蛋白亚基组合与中国春一致。在14份云南铁壳麦中，出现了8种醇溶蛋白带型和3种高分子谷蛋白亚基组合。在9份西