小麦A/B染色体组SSR标记在新小麦合成前后的比较研究

微卫星分子标记已广泛用于普通小麦遗传和进化研究。由于人工合成小麦与小麦品种之间存在高的遗传多样性,人工合成小麦已被大量应用于小麦分子标记工作中。但是,目前还缺乏人工合成小麦的异源六倍化过程对微卫星影响的研究。本研究直接比较了四倍体小麦与节节麦远缘杂交并经染色体加倍获得人工合成小麦前后,位于普通小麦A/B染色体组不同染色体臂上的66个特异引物揭示的微卫星位点的保守性和可转移性。结果表明,除了一个引物在新合成小麦中扩增出供体亲本没有的新带,一个引物在节节麦扩增出的产物在新合成小麦中消失,其他的所有微卫星引物的扩增产物在小麦合成前后是保守的,没有变异发生。所有的引物能够在四倍体小麦中扩增出微卫星产物,四倍体小麦中的扩增产物也出现在新的人工合成小麦中;有70%的引物能够在节节麦扩增出产物,其中的绝大多数产物也出现在新的人工合成小麦中。因此,普通小麦A/B染色体组的这些微卫星引物除了在人工合成小麦的A/B染色体组中扩增出产物,还能在其D染色体组中扩增出产物,也就是说,这些引物对人工合成小麦而言,并非是A/B染色体组特异的。根据该研究结果,讨论了小麦微卫星的可转移性和特异性问题,重点讨论了在应用人工合成小麦构建的遗传群体进行微卫星分子标记中的应用价值及其应该注意的问题。     

远缘杂交早代稳定小麦导入了外源DNA片段并发生了DNA重排

在植物界, 多倍体植物非常普遍. 具有A, B, D三个部分同源染色体组的普通小麦是异源多倍体物种的一个典型代表. 近几年, 模拟普通小麦的起源过程进行的研究表明, 从四倍体小麦注入节节麦整个基因组形成异源六倍体小麦的早期阶段, DNA序列和基因表达发生了可能有利于遗传“二倍化”的变化. 利用普通小麦-黑麦远缘杂交自然结实的早代稳定特异小麦99L2研究发现: (ⅰ) 99L2至少导入了两个黑麦染色体上的DNA片段, 表明可能存在不同于传统的小麦-外源染色体配对重组的外源DNA导入机制; (ⅱ) 99L2自身的DNA序列发生了变化, 表明外源DNA部分片段注入小麦染色体组过程中, 也可能导致小麦自身DNA序列发生变化.     

青海省小麦品种中Yr10和Yr15基因及其1BL/1RS易位的分子检测

利用抗条锈病基因Yr10和Yr15的SCAR和Barc8标记以及1BL/1RS易位的复合标记,对青海省育成和引进的137份小麦品种进行检测,以明确Yr10和Yr15基因以及1BL/1RS易位在青海小麦品种资源中的分布.结果显示:在137份材料中,有4份检测到Yr10基因,19份检测到Yr15基因,分别占参试材料的2.9%和13.9%,没有检测到同时携带Yr10和Yr15基因的材料;有22份材料为1BL/1RS易位,占参试材料的16.1%.研究表明,青海省大部分小麦抗锈品种及1BL/1RS易位品种为外引种品种.     

不同倍性小麦对盐胁迫的适应性差异

植物染料在工业化应用过程中存在着资源限制,目标色相不丰富、色牢度不理想、植物染料本身的鉴别和成品的鉴别等问题。为了丰富染料植物资源的来源和提高染料植物资源的利用效率,该研究对西双版纳傣族利用的染料植物及其染色工艺涉及的相关植物进行了系统调查。2014年10月到2016年1月,采用半结构式访谈法对西双版纳14个村寨的56个关键信息人进行访谈,收集信息包括使用着色植物、媒染植物和助染植物的种类、傣名、利用部位和资源来历,以及预处理和染色过程工艺条件与技术步骤;采用参与式观察法对4种色相的10个染色工艺过程进行了记录,采集了凭证标本和图像资料;对调查信息进行了整理编目。结果表明：西双版纳地区的傣族使用11种着色植物和17种助染植物;目标色相有红、黄、蓝和绿。分析了傣族染料植物资源的发掘潜力、傣族利用植物染色对于染料植物利用的应用启发。该研究详细深入地记录了西双版纳傣族使用的染料植物的种类及其相关的组合和染色的过程。该研究结果对民族民间染料植物与染色工艺的产业化应用具有重要借鉴意义,为染料植物资源筛选及其染色工艺条件优化提供了参考。     

phKL基因和Ph2基因缺失重组体的创制及其与小麦外源物种杂种的染色体减数分裂观察

以小麦(Triticum aestivum L.)双端体3DL为细胞学标记,用具有phKL基因的小麦地方品种"开县罗汉麦"为受体连续回交,将促进小麦外源部分同源染色体配对的phKL基因和Ph2基因缺失重组在一起获得了重组体phKL+Ph2.这种重组体有正常的育性.与只有phKL基因的小麦材料相比,重组体与外源物种AegilopsvariabilisEig.或黑麦(Secale cereale L.)杂种的部分同源染色体配对水平显著增加,表明Ph2基因的缺失体与phKL基因可能存在加性效应.部分同源染色体配对水平的增加表现在棒状二价体、环状二价体和三价体的数量变多而单价体数量减少.单价体的减少主要是由于棒状二价体的增加所造成的.在小麦外源遗传转移中,运用重组体pHKL +Ph2可能比单纯应用Ph2缺失或phKL基因材料更理想.当与具有ph1b基因的材料比较时发现,重组体phKL+Ph2与 Ae.variabilis(或黑麦)杂种的部分同源染色体配对水平显著降低,这主要是由环状二价体和多价体的减少造成的,但是棒状二价体数量表现增加(与Ae.variabilis杂种)或达到类似水平(与黑麦杂种),这一有趣的发现从表现型上证明了Ph1基因与Ph2或phKL基因在诱导部分同源染色体配对时的遗传作用机制存在差异.     

远缘杂交不需幼胚培养的节节麦基因型

六倍体普通小麦(Triticum aestivum L.)是由四倍体小麦(T.turgidum L.)与二倍体节节麦(Aegilops tanschii Coss.)天然杂交然后通过染色体自然加倍形成的异源多倍体.这一起源过程是自然条件下天然发生的,它的发生需要具备一个条件:四倍体小麦与节节麦的天然杂交种子在自然条件(没有幼胚培养等)下能够正常发芽出苗.我们从22份节节麦中发现来自中东的节节麦AS60在不采用幼胚培养等人工辅助条件下,仍然很容易与四倍体小麦和普通小麦产生有生活力的杂种植株.AS60与四倍体小麦的杂交种子有50.0%(反交)及57.1%(正交)的种子,而AS60与六倍体普通小麦的杂交种子则有45.5%不需幼胚培养等措施能够正常发芽、生长.AS60的这一特征正是普通小麦起源过程需要的条件.最后探讨了这一发现对小麦遗传改良和对普通小麦起源演化研究的意义.     

phKL基因和Ph2基因缺失重组体的创制及其与小麦外源物种杂种的染色体减数分裂观察

以小麦(Triticum aestivum L.)双端体3DL为细胞学标记,用具有phKL基因的小麦地方品种“开县罗汉麦”为受体连续回交,将促进小麦外源部分同源染色体西己对的phKL基因和Ph2基因缺失重组在一起获得了重组体phKL Ph2^-。这种重组体有正常的育性。与只有phKL基因的小麦材料相比,重组体与外源物种Aegilops variabilis Eig．或黑麦(Secale cereale L.)杂种的部分同源染色体配对水平显著增加,表明Ph2基因的缺失体与phKL基因可能存在加性效应。部分同源染色体配对水平的增加农现在棒状二价体、环状二价体和三价体的数量变多而单价体数量减少。单价体的减少主要足由于棒状二价体的增加所造成的。在小麦外源遗传转移中,运用重组体phKL Ph2^-可能比单纯应用Ph2缺铁或phKL基因材料更理想。当与具有phlb基因的材料比较时发现,重组体phKL Ph2^-与Ae,variabilis(或黑麦)杂种的部分同源染色体配对水平显著降低,这丰要是由环状二价体和多价体的减少造成的,但是棒状二价体数量表现增加(与Ae.variabilis杂种)或达到类似水平(与黑麦杂种),这一有趣的发现从表现型上证明了Ph1基因与Ph2或phKL基因在诱导部分同源染色体配对时的遗传作用机制存在差异。     

节节麦5D染色体上随体多态性的一个证据

5D染色体是节节麦整个染色体组中唯一的1对随体染色体, 其随体位于5D短臂的末端。对来源于中国的9个不同的节节麦居群的吉姆萨C带分析表明: 同一份节节麦居群内不同植株或不同细胞,这个端部随体在整个有丝分裂前期、中期和间期都很稳定,表现为大小、强弱一致的端部特征带。但是不同节节麦居群间5D染色体上的这个随体C带存在多态性。5D染色体上的随体区域可以作为小麦遗传分析和遗传操作的标记性状。同时本文还对这种多态性与普通小麦 5D染色体短臂上随体的消失的关系作了分析。 Abstract:C-banding analysis of satellites in 9 accessions of Ae.tauschii native to China was carried out with C-banded miotic interphases,prophases and metaphases,The results showed that the c-banded heterochromatin of satellites of Ae.tauschii did not change in size during the whole miotic stage and novariaton was observed among plants and cells within a accession,while polymorphism in c-banded satellites between different accessions was found.The C-banded heterochromatin of satellites of Ae.tauschii can be used as a marker in genetic research and genetic research and genetic manipulation.Further discussion is made on the relation between the polymorphism and the satellie loss in common wheat.     

带芒草属低分子量谷蛋白基因的克隆及序列分析

在普通小麦中获得了大量的低分子量谷蛋白基因序列, 而在小麦近缘属物种中获得的同源基因则比较少, 导致对麦类低分子量谷蛋白基因家族成员间的关系还不清楚。因此, 进行近缘属物种低分子量谷蛋白基因的研究是非常必要的。此研究通过特殊设计的1对引物, 以小麦近缘属带芒草物种的基因组DNA为模板, 经过PCR和克隆, 从中得到了一条核苷酸序列长度为1 035 bp, 推测的氨基酸序列为343个氨基酸残基的低分子量谷蛋白基因, 该基因序列具有小麦低分子量谷蛋白基因的典型特征, 包括21个氨基酸残基的信号肽、13个氨基酸的N-端和由可重复的短肽单元组成的重复区以及1个C末端。序列比对结果揭示了来自带芒草的低分子量谷蛋白基因与小麦同源基因的差异及相互关系。此研究结果对从带芒草属以及其他小麦近缘属物种中分离未知低分子量谷蛋白基因有参考价值和借鉴意义。     

秦岭黑麦75K γ-secalin亚基编码基因的克隆及序列分析

以中国春-帝国黑麦2R附加系（CS-2R）为对照,采用SDS—PAGE方法鉴定了秦岭黑麦75K γ-secalin亚基;对该亚基编码基因进行克隆测序和序列比较,结果表明：（1）秦岭黑麦75K γ-secalin（NCBI数据库登录号EU368041）具有75K γ-secalin亚基典型的氨基酸一级结构;（2）在DNA水平,秦岭黑麦同南非开普敦的栽培黑麦材料存在一个SNP位点,与欧洲的帝国黑麦存在8个SNP位点,与黑麦属其他3个种S．vavilovii、S．strictum、S．sylvestre分别存在2％、4％和6％的差异;（3）在氨基酸水平,秦岭黑麦与来自南非开普敦的栽培黑麦无差异,与欧洲的帝国黑麦差异极小,而与其他3个黑麦种的差异大,这为发掘75K γ-secalin基因提供了参考信息;（4）基于该基因构建的进化树能有效区分黑麦属内种间的亲缘关系,S．vavilovii种与栽培黑麦关系最近,S．sylvestre与栽培黑麦最远,而S．strictum则是介于中间的一个种,这与先前的细胞学、rDNA ITS及SSR等分析结果一致。