小麦杂交种与亲本发育早期种子的基因表达差异及其与杂种优势关系的初步研究

为深入探讨小麦杂种优势形成的分子机理,选取3个冬小麦品种(系)为一组亲本,3个为另一组亲本,配制了正反交18个杂交组合,以授粉后6d的杂交和自交种子为材料,应用mRNA差异显示技术(DDRT—PCR)研究了小麦杂交当代种子与其亲本自交种子基因的表达差异,并与杂种优势进行相关分析。为降低DDRT—PCR技术假阳性的不利影响,对每个引物组合均作了两次PCR扩增,在处理数据时,仅统计能重复出现的条带。结果发现：杂交种和亲本之间的基因表达模式有8类共15种：(1)单亲沉默型(2种),(2)单亲一致型(2种),(3)正交或反交沉默型(2种),(4)正交或反交特异型(2种),(5)正交或反交单亲一致型(4种),(6)杂交种特异型(1种),(7)双亲共沉默型(1种),(8)表达一致型(1种)。分析发现,小麦杂交种和亲本间存在显著的表达差异。在差异表达类型中,杂交种特异型和双亲共沉默型比例最低。对上述15种表达模式与杂种优势进行相关分析,结果表明,表达一致型与各产量性状杂种优势之间的相关均不显著,说明杂种优势是由某些有表达差异的基因造成。9个产量性状均能检测到一种以上与其显著或极显著相关的基因表达模式,有些性状受正负相关效应的共同影响;沉默型(包括单亲沉默型、正交或反交沉默型和双亲共沉默型)和正交或反交单亲一致型在杂种优势形成中发挥重要作用。这些研究表明,在种子发育早期,基因的差异表达与杂种优势形成之间可能存在较为复杂的关系。     

一粒系小麦遗传多样性分析及抗病性鉴定

一粒小麦是普通小麦种质改良的重要资源。为了从一粒小麦中发掘有用基因,选取了100对位于普通小麦(Triticum aestivum,2n=6x=42,AABBDD)A染色体组上的SSR标记,对34份一粒小麦材料进行了遗传多样性分析,并对其进行了白粉病及叶锈病的抗病性鉴定。结果表明,有69对标记在34份一粒小麦上检测出多态性,这些多态性位点包括670个等位变异,每个位点上有3~19个变异,平均每个位点上的变异为10个,位点多态性信息量(PIC)变幅为0.167~0.936,平均为0.694。通过聚类分析,将这些材料分为3个类群。通过对这些材料进行抗病性分析,共鉴定出15份抗小麦白粉病材料,21份抗小麦叶锈病材料,12份兼具白粉病及叶锈病抗性材料。这些研究结果表明:一粒小麦材料中蕴含了丰富的遗传变异,抗病材料丰富,可以作为普通小麦遗传改良的重要基因资源。     

K型小麦细胞质雄性不育系育性恢复基因的RAPD和ISSR标记

利用RAPD和ISSR分子标记对K型小麦(Triticum aestivum L.)雄性不育恢复系LK783的主效恢复基因进行了标记定位.以K冀5418A//911289/LK783三交F1分离群体的极端不育株和极端可育株分别建立保持池和恢复池,利用418个RAPD和33个ISSR引物对两池间的多态性进行了研究.分析表明RAPD引物OPK18和ISSR引物UBC-845在两池间扩增出稳定的多态性差异,在分离群体上的验证结果表明LK783的育性恢复基因与两个引物的扩增位点有连锁关系,在染色体上位于两个引物的扩增位点之间,与OPK18450的遗传距离为(15.07±6.28)cM (centiMorgan),与UBC-845800的遗传距离为(8.20±4.85)cM.这两个引物可应用于对育性恢复基因的标记辅助选择.最后,利用中国春缺体-四体系和双端体系进一步将UBC-845800定位于1BS, 表明LK783的育性恢复基因也位于1BS.     

从CIMMYT引进的人工合成六倍体小麦D染色体组微卫星分子标记的遗传差异

采用微卫星（SSR）分子标记技术,选用23个D染色体组特异性引的对来自CIMMYT的26份人工合成六倍体小麦D染色体组的遗传多样性进行了分析。研究发现,26份材料在D染色体组上存在丰富的等位基因变异（92个）,平均每个基因座为4个。遗传距离计算结果也显示,26份材料D染色体组之间具有较大的遗传差异,平均遗传距离高达0．4955。因此,人工合成六倍体小麦D染色体组中存在丰富的遗传多样性,可以作为拓宽普通小麦遗传基础的新的遗传变异来源。研究还发现,由同一个粗山羊草基因型与不同硬粒小麦杂交合成的人工合成六倍体小麦（如合成种17和18）在所用检测的23个基因座中有3个存在差异,说明小麦在多倍化后,供体基因组在重复序列区域会发生遗传分化。     

模式植物短柄草研究新进展

短柄草(Brachypodium distachyon)株型矮小,易于种植栽培,生长周期短,自花授粉,容易繁殖。另外,短柄草基因组比较小,易于转化,与小麦具有比较近的亲缘关系,是理想的草类特别是禾本科模式植物。近年来,短柄草的研究工作在细胞遗传学、基因组学、比较基因组学、植物-病原菌相互作用、功能基因组学等研究领域取得了许多进展,包括完成了Bd-21全基因组的测序工作、构建了T-DNA插入突变体库、用遗传学的方法首次研究短柄草基因的生物学功能等。本文综述了近年来特别是2009年以来短柄草的研究进展,并对未来的研究工作做了展望。     

由簇毛麦V染色体引起的小麦-簇毛麦染色体代换系、易位系中线粒体蛋白质组的变化(简报)

线粒体是需氧生物中的一种半自主性细胞器.在能量代谢中,它起了一个关键的作用,柠檬酸循环、电子传递和氧化磷酸化过程均在线粒体内完成.线粒体具有高度的生物化学和遗传上的独立性.含有DNA和核糖核蛋白体.负责合成生物体内2%-5%的蛋白质[1].线粒体DNA具有自身复制能力,控制着众多的遗传性状.在植物中广泛存在的细胞质雄性不育则被认为是由线粒体基因组控制的性状[2].     

由不同细胞核背景引起的小麦细胞质雄性不育系(CMS)叶绿体蛋白质组的变化(简报)

叶绿体和线粒体是高等植物细胞内2种重要的细胞器。由于细胞质雄性不育(CMS)被认为是一种由线粒体基因编码的性状,因此,近10多年来,国内外研究者对线粒体基因组结构与功能、由线粒体基因编码的与CMS相关蛋白的研究积累了大量的资料。与线粒体相比,叶绿体与CMS关系的研究相对滞后。虽然一些研究者在核不育水稻中,观     

栽培一粒小麦3AA30中抗白粉病基因的鉴定及分子标记定位

栽培一粒小麦是普通小麦的近缘种,遗传多样性丰富,蕴含丰富的抗病基因,是小麦抗病性改良的重要资源。本文对栽培一粒小麦抗白粉病材料3AA30的抗白粉病基因进行了遗传分析和分子标记定位。结果表明,3AA30中含有一个隐性抗白粉病基因,暂命名为ml3AA30,找到了5个与该基因连锁的SSR分子标记Xgwm6、Xcfd39、Xcfa2185、Xcfa2141、Xcfa2155及2个STS标记Xmag2170、Xmag1491,并构建了ml3AA30的遗传连锁图,将该基因定位在小麦5A染色体长臂上。本研究为小麦抗病育种提供了新的抗源材料。     

小麦中编码未知蛋白的热胁迫响应基因TaWTF1的克隆和功能分析

WTF1 (What’s this factor 1)是包含“Domain of Unknown Function 860”(DUF860)的一类蛋白, 特异定位于植物细胞叶绿体或线粒体中, 在内含子的剪切中发挥作用。在研究小麦(Triticum aestivum)热胁迫转录谱时发现一个包含该结构域的探针受高温诱导表达。通过对其所编码的基因TaWTF1进行克隆并详细分析, 发现该基因的启动子区包含HSE、干旱、GA及SA等胁迫和激素响应元件, 且该基因在苗期和开花期均受热胁迫诱导表达。在开花期, TaWTF1在普通叶中的表达显著高于包括旗叶在内的其它组织器官。进一步将该基因在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中超表达, 显著提高了转基因植株在热胁迫下的成活率, 说明TaWTF1参与了植物耐热性。该研究为解析植物耐热性分子机理开辟了新的领域, 并为作物耐热性分子育种提供了候选基因。     

普通小麦品种Hope细胞膜热稳定性基因的染色体定位

利用全部 21个“中国春”的“Hope”染色体代换系及其亲本品种“中国春” (受体)和“Hope”(供体)对六倍体普通小麦的细胞膜热稳定性基因进行了染色体定位研究。结果表明:普通小麦品种“Hope”的1A、2A、2B、 2D、3A、3B、3D、5D和6B等9条染色体上具有耐热性基因,而其余染色体与“Hope”的耐热性无关。 Abstract:All 21 substitutions of common wheat(T.aestivum L.)and their parental cultivars“Chinese Spring”(recipient)and “Hope”(donor)were evaluated for their relative heat tolerance as measured by membrane thermostability to determine the chromosomal locations of genes controlling this trait.Results indicate that chromosomes 1A,2A,2B,2D,3A,3B,3D,5D and 6B were associated with heat tolerance of cv.Hope,while the others were not related to heat tolerance.