小麦硫代硫酸硫转移酶类似基因的克隆与定位

小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系92R137含有抗白粉病基因Pm21。为了研究该易位系的抗病机理,应用mRNA差异显示和快速扩增cDNA未端（Rapid Amplification of cDNAEnd,RACE)技术对在白粉菌诱导后表达增强的基因进行了克隆,分离到1个命名为TaTST的全长cDNA序列。Northern杂交分析表明,TaTST基因在白粉菌诱导后表达明显增强,24h达到峰值,氨基酸序列同源性分析表明,TaTST与Datisca glomerata的硫代硫酸硫转移酶基因（rho-danese,EC,2.8.1.1)序列有64%相同,80%相似,用中国春缺体/四体系和端体系Southern杂交和基因特异性引物扩增（gene specific primer-PCR)将TaTST基因定位在小麦6B染色体短臂上,Southern杂交表明,该基因为单拷贝基因,由于在杨麦5号和6VS/6AL易位系间存在明显多态,可以推测在6VS上有TaTST的同源基因,TaTST是从小麦中分离的新基因。白粉菌诱导后的表达变化提示;TaTST与小麦抗白粉病反应有关。     

小麦Beclin1类似基因的分子克隆与鉴定

以小麦 簇毛麦 (Triticumaestivum Haynal diavillosa) 6VS/6AL易位系 92R1 3 7为材料 ,应用mRNA差异显示和快速扩增cDNA末端 (rapidam plificationofcDNAends,RACE)技术对在白粉菌(Blumeriagraminis)诱导后表达增强的基因进行了克隆。分离到一个与拟南芥Beclin1类似基因同源的全长cDNA克隆 ,暂定名为小麦Beclin1类似基因。它编码 441个氨基酸组成的多肽。二级结构推导显示与人类Beclin相似 ,具有螺旋结构。Northern杂交分析表明 ,小麦Beclin1类似基因在白粉菌诱导后表达增强。Southern分析证明 ,小麦Beclin1类似基因为单拷贝基因     

小麦病程相关蛋白1基因的克隆及特性分析

利用RT－PCR技术,从被白粉菌诱导的小麦－簇毛麦6VS／6AL易位系中获得病程相关蛋白1（TaPr-1)cDNA克隆,该基因具有编码164氨基酸的开放阅读框,其中包含24个氨基酸构成的信号肽和140个氨基酸组成的成熟肽（MW为15.1kD),经蛋白结构比较分析,发现其与植物中已分离的多种PR1类蛋白具一定的同源性,Northern杂交显示,易位系易被诱导12小时左右,该基因转录物累积最多,其在抗病易位系和感病亲本扬5中表达水平有明显差异,Southern杂交表达在小麦基因组中该基因的拷贝数多于1个,且该基因在扬5和易位系中表现多态性,表明6VS上有可能携带基因。     

用克隆池PCR法筛选小麦-簇毛麦易位系6VS/6AL基因组TAC文库获得抗病基因候选克隆

用根据抗病基因保守区设计的一对简并性引物,从小麦－簇毛麦易位系6VS／6AL cDNA中PCR扩增获得一个具有抗病基因核苷酸结合位点（Nucleotide binding site,NBS）结构特点的DNA片段克隆N7。从小麦－簇毛麦易位系6VS／6AL基因组TAC（Transformation-competent artificial chromosome,TAC）文库的22块96孔板提取所有2112个克隆池（每个池含约1000个克隆）的质粒,再根据N7的核苷酸序列设计一对特异引物,用克隆池PCR（pooled PCR)法经分级筛选从文库中获得一个阳性克隆。以N7为探针,通过Southern杂交证实了该TAC克隆为真正含有抗病候选基因的克隆。研究结果表明克隆池PCR法对克隆数目巨大的基因组文库的筛选很有效。     

小麦-簇毛麦6VS/6AL易位染色体对小麦农艺性状的影响

利用3类试验材料,即由不同生态类型的推广品种与小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系经过杂交回交选育的高代品系(种),3份涉及6VS/6AL的高代分离品系以及5个以小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系作杂交亲本的F2群体,对含有与不含有6VS/6AL易位染色体材料的产量、株高、穗长、德粒数、穗粒重和千粒重等农艺性状进行方差分析.结果表明,6VS/6AL易位染色体对后代的小穗数、穗粒数、穗粒重和产量等农艺性状没有表现出明显的影响,对穗长和千粒重表现出一定的正向效应.多数6VS/6AL衍生品系的株高与亲本相比有所增加,但在同一组合的不同品系之间表现出一定的差异,在育种过程中通过选择可改变增高趋势.6VS/6AL易位系对白粉病免疫,并且遗传稳定,对小麦的抗病育种是很有潜力的抗源亲本.     

簇毛麦NBS类R基因相关序列的分子标记开发及其染色体定位

小麦近缘种簇毛麦携带许多尚未克隆的抗病(R)基因。NBS-LRR类型的R基因占已克隆植物R基因的绝大多数,因此,本研究根据NBS-LRR类型R基因的保守序列设计引物,从簇毛麦基因组DNA和cDNA中扩增获得23条相关序列。基于其中5条抗病基因同源序列(RGAs)H-56/d6、H-66/b2和CDS40设计引物,对小麦、簇毛麦、硬-簇双二倍体及其杂种以及已知携带个别簇毛麦染色体或染色体臂的小麦材料进一步进行PCR扩增,结果表明:3对引物均可对簇毛麦、硬-簇双二倍体进行特异扩增;同时,源于序列H-66/b2的引物可对1VL和6VL染色体臂进行特异扩增;源于序列CDS40的引物可在同时携带1VL和2VS或同时携带2VS和4V的小麦材料以及具有6VL的小麦材料中特异扩增,而H-56/d6的引物在携带1VL、2VS、4V和6V染色体臂或染色体的小麦背景中都不能获得目的片段的扩增。这些结果不仅为外源染色体臂在小麦背景中的追踪与鉴定提供了新的分子标记,而且这些标记还与外源染色体或染色体臂上的抗病基因或抗病基因同源物紧密连锁或共分离。     

从小麦-簇毛麦易位系TAC文库中筛选Hv-SITPK基因

本实验室已经通过基因芯片技术筛选到一个白粉菌诱导后上调表达的抗病相关基因Hv-S／TPK,并获得了它的全长cDNA序列。利用Hv-S／TPK的特异引物筛选小麦．簇毛麦6VS／6AL易位系基因组可转化人工染色体（Transformation-competent artificial chromsome,TAC）文库,获得了阳性TAC单克隆,并进一步获得了含有Hv-S／TPK cDNA序列的5160bp（GenBank Accession No．EU153366）的亚克隆。对亚克隆的序列分析结果表明,Hv-S/TPK基因在起始密码子和终止密码子之间有3个内含子和4个外显子,4个外显子序列与簇毛麦上已得到的Hv-S／TPK的cDNA序列100％同源。对起始密码子上游序列分析结果表明,该基因的调控序列中,含有W-Box、OCS-element等与抗病相关的元件。以TAC克隆为探针与小麦．簇毛麦6VS／6AL易位系有丝分裂中期染色体进行荧光原位杂交（Fluorescence in situ hybridization,FISH）,结果表明含有Hv-S／TPK基因的TAC克隆来自于簇毛麦。     

从小麦-簇毛麦易位系TAC文库中筛选Hv-S/TPK基因

本实验室已经通过基因芯片技术筛选到一个白粉菌诱导后上调表达的抗病相关基因Hv-S/TPK, 并获得了它的全长cDNA序列。利用Hv-S/TPK的特异引物筛选小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系基因组可转化人工染色体(Transformation-competent artificial chromsome, TAC)文库, 获得了阳性TAC单克隆, 并进一步获得了含有Hv-S/TPK cDNA序列的5160 bp(GenBank Accession No. EU153366)的亚克隆。对亚克隆的序列分析结果表明, Hv-S/TPK基因在起始密码子和终止密码子之间有3个内含子和4个外显子, 4个外显子序列与簇毛麦上已得到的Hv-S/TPK的cDNA序列100%同源。对起始密码子上游序列分析结果表明, 该基因的调控序列中, 含有W-Box、OCS-element等与抗病相关的元件。以TAC克隆为探针与小麦-簇毛麦6VS/6AL易位系有丝分裂中期染色体进行荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization, FISH), 结果表明含有Hv-S/TPK基因的TAC克隆来自于簇毛麦。     

Identification, mapping, and application of polymorphic DNA associated with resistance gene Pm21 of wheat.

A new powdery mildew resistance gene designated Pm21, from Haynaldia villosa, a relative of wheat, has been identified and incorporated into wheat through an alien translocation line. Cytogenetic and biochemical analyses showed that chromosome arms 6VS and 6AL were involved in this translocation. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis was performed on recipient wheat cultivar Yangmai 5, the translocation line, and H. villosa with 180 random primers. Eight of the 180 primers amplified polymorphic DNA in the translocation line, and the same results were obtained in four replications. Furthermore, RAPD analysis was reported for substitution line 6V, seven addition lines (1V-7V), and the F1, as well as F2 plants of (translocation line x 'Yangmai 5'), using two of the eight random primers. One RAPD marker, specific to chromosome arm 6VS, OPH17-1900, could be used as a molecular marker for the detection of gene Pm21 in breeding materials with powdery mildew resistance introduced from H. villosa. Key words : RAPD analysis, 6VS-specific marker, Pm21, Erysiphe graminis f.sp. tritici, Triticum aestivum - Haynaldia villosa translocation.     

小麦-簇毛麦6VS/6AL易位染色体对小麦农艺性状的影响

南京农业大学细胞遗传研究所选育的小麦－簇毛麦6VS/6AL易位系在6VS上携有Pm21基因,用它作抗源已选育出一批高抗白粉病的新品系和新品种。为了研究6VS/6AL易位染色体对普通小麦农艺性状的影响,本研究选用由不同生态类型的推广品种与6VS/6AL易位系经过杂交回交选育的11个高代品系(种)及其轮回亲本和3份涉及6VS/6AL的高代分离品系以及5个F2群体,对产量、株高、穗长、穗粒数、穗粒重和千粒重等农艺性状进行比较分析。结果表明,6VS/6AL易位染色体对后代的小穗数、穗粒数、穗粒重和产量等农艺性状没有表现出明显的影响,对穗长和千粒重表现出一定的正向效应。多数6VS/6AL衍生品系的株高与亲本相比有所增加,但在同一组合的不同品系之间表现出一定的差异,在育种过程中通过选择能够改变增高趋势。6VS/6AL易位系对白粉病免疫,并且遗传稳定,对小麦的抗病育种是很有潜力的抗源亲本。     

小麦—簇毛麦染色体代换系、易位系特异蛋白组分的双向电泳比较分析

利用双向电泳技术,对栽培小麦(AABBDD)、染色体代换系(6V/6A)、易位系(6VS/6AL)、(6VS/6DL)和簇毛麦(VV)的叶片全蛋白进行了比较研究。在栽培小麦、代换系和两个易位系中检测到超过350个蛋白组分,它们的分子量范围是10~110 KD,等电点在4.5～8.6之间。栽培小麦、6V/6A、6VS/6AL、与6VS/6DL之间的双向电泳谱型极为相似,但与簇毛麦不同。在代换系、两个易位系和簇毛麦中检测到了特异蛋白组分16 KD/pI5.0,而在栽培小麦中未检测到该组分,这些结果表明16 KD/pI5.0蛋白可能定位于簇毛麦V染色体短臂上。     

小麦背景中簇毛麦6V染色体的遗传稳定性及其在配子中的传递

小麦－簇毛麦６Ｖ二体附加系,６Ａ（６Ｖ）二体代换系,６Ａ＾Ｌ．６Ｖ＾ｓ二体易位系在细胞学上是基本稳定的６Ｖ,６Ａ＾Ｌ．６Ｖ＾ｓ染色体能够通过配子稳定地传递给后代,在杂合状态下,带有６Ｖ的配子传递率普遍显著下降,在单体附加系（２１”Ｗ＋６Ｖ）中,６Ｖ通过雌配子的传递率（１１．３％）高于通过雄配子的传递率（５．９％）,在单体代换系（２０”Ｗ＋６Ａ－６Ｖ）中,６Ｖ通过雌配子的传递率（１０．４％）低于通过