用ITS序列确定小麦B基因组的可能供体间的关系

对小麦B基因组的可能供体山羊草属Aegilops sect．Sitopsis的5个种的核糖体DNA的内部转 录区(ITS)进行了PCR扩增和克隆,井测定ITSl和ITS2的序列,用ITSl+ITS2的序列重建了 Aegilops sect．Sitopsis中5个种的系统发育关系。结果表明,斯卑尔脱山羊草Ae．speltoides是sect． Sitopsis中特殊的一个种,它与该组其余4种间的平均遗传距离是后者彼此间平均遗传距离的3倍,Ae． speltoides与同组其余4个种的分离要比后者相互间的分离早得多;在拟斯卑尔脱组Sect．Sitopsis的5 个种中,长柱山羊草Ae．longissima与沙融山羊草Ae．sharonensis的关系最近。ITS序列可以进一步用来作为确定B基因组起源的分子标记。     

用RAPD技术鉴定小麦属间不对称体细胞杂种

用随机引物扩增多态DNA(RAPD)技术对三种不同组合:小麦(Triticum aestivum)( )簇毛麦(Haynaldia villosa);小麦( )羊草(Leymus chinensis)和小麦( )高冰草(Agropyron elongatum)的属间不对称杂种进行分子鉴定,不同杂种植株的基因组经随机引物扩增后,均出现双亲的多态特异产物,证实它们含有双亲的基因组。将引物OPJ-12扩增的高冰草多态特异产物(分子量为0.77bp的DNA片段)分离纯化并标记作探针,用Southern杂交证明了小麦( )高冰草杂种经OPJ-12扩增的0.77kbp特异片段与高冰草这一片段具有同源性。本文结果证明,RAPD技术可作为小麦属间不对称体细胞杂种的一种快速、简便、有效的分子鉴定方法。     

杀配子染色体特异RAPD 标记及山羊草属与普通小麦间分子多态性的研究

以普通小麦"中国春"、三个"中国春"具杀配子染色体的二体异附加系及作为三个杀配子基因种源的三种山羊草为材料, 用46 个10 nt 随机引物对基因组DNA 进行扩增, 以筛选杀配子染色体特有的RAPD 标记, 并检测普通小麦与三种山羊草之间的RAPD 多态性。结果表明:46 个引物中有35 个扩增出比较稳定的RAPD 产物。其中引物OPF-14 和OPQ-09 分别在普通小麦"中国春"-山羊草附加系间扩增出多态性产物;因而认定OPF-14₁₃₀₀ 与OPQ-09₈₀₀、OPF-14₁₁₆₀ 与OPQ-09₇₇₀、OPF-14₁₂₈₀分别为三个杀配子染色体3C、Gcl 和2C 的特异性RAPD 标记, 可以用于快速跟踪鉴定3C、Gcl、2C 杀配子染色体。对三种山羊草与普通小麦"中国春"进行了基因组DNA多态性分析, 结果表明, 35 个引物在"中国春"中共扩增出162 个产物, 在离果山羊草、拟斯卑尔脱山羊草、柱穗山羊草中分别扩增出140、154 和155 个产物;三种山羊草与"中国春"之间的共有扩增产物分别为69、87、96 个, 占总扩增产物的29.61%、37.70%和43.44%。上述结果, 从分子水平揭示了山羊草属与普通小麦之间存在着较近的亲缘关系。     

冰草P基因组特异RAPD标记的筛选

以二倍体、四倍体和六倍体冰草（P基因组）以及中国春、Fukuho、栽培一粒小麦和硬粒小麦（ABD基因组）等为材料进行RAPD分析,从520个RAPD随机引物中,筛选出2个P基因组特异的RAPD分子标记OPC04和OPP12.利用OPC04和OPP12对小麦族其它基因组植物和8个小麦-冰草二体附加系进行扩增,结果表明OPC04和OPP12在ABD、C、E、AG、I、M、R、S、V、Y等基因组扩增中未出现相应结合位点;而在对8个小麦-冰草二体附加系扩增中均出现此2个特异片段,且扩增稳定、重复性好.进一步表明OPC04和OPP12是冰草P基因组的特异标记,可作为小麦-冰草重组系外源P染色质的鉴定标记之一.     

小麦与高冰草体细胞杂种后代的核基因组和叶绿体基因组的遗传特征

以小麦(Triticum aestivum L.)与高冰草(Agropyron elongatum(Host)Nevski)体细胞杂种同一个克隆来源的F2-F6自交系Ⅱ-2、Ⅱ-Ⅰ-8以及由Ⅱ-Ⅰ-8 F2分离形成的8-1(F3-F6)为材料,利用小麦叶绿体基因组的微卫星(Microsatellite)特异引物及随机扩增多态性DNA(RAPD)引物进行分析.结果表明,杂种株系的叶绿体基因组组成一致,均以小麦叶绿体基因组为主,仅在rpl14和rpl16基因的间隔序列中检测到双亲的特征带,表明有高冰草的叶绿体DNA在杂种中存在,并稳定遗传至第六代.RAPD分析表明,不同杂种株系中存在不同的高冰草核DNA片段,核基因组在传代中基本稳定.     

小麦与高冰草体细胞杂种后代的核基因组和叶绿体基因组的遗传特征

以小麦(TriticumaestivumL.)与高冰草(Agropyronelongatum(Host)Nevski)体细胞杂种同一个克隆来源的F2-F6自交系Ⅱ-2、Ⅱ-Ⅰ-8以及由Ⅱ-Ⅰ-8F2分离形成的8-1(F3-F6)为材料,利用小麦叶绿体基因组的微卫星(Microsatellite)特异引物及随机扩增多态性DNA(RAPD)引物进行分析。结果表明,杂种株系的叶绿体基因组组成一致,均以小麦叶绿体基因组为主,仅在rpl14和rpl16基因的间隔序列中检测到双亲的特征带,表明有高冰草的叶绿体DNA在杂种中存在,并稳定遗传至第六代。RAPD分析表明,不同杂种株系中存在不同的高冰草核DNA片段,核基因组在传代中基本稳定。     

山羊草属五个基本基因组系统发育的RAPD分析

利用ＲＡＰＤ技术,从ＯＰＥ、ＯＰＦ、ＯＰＧ、ＯＰＵ、ＯＰＸ、ＯＰＹ和ＯＰＺ共７组随机引物中筛选出２８个能产生基因组特异带的稳定引物,对山羊草属（ＡｅｇｉｌｏｐｓＬ．）的５个基本基因组及普通小麦“中国春”的ＤＮＡ进行随机扩增,根据扩增的４８８条ＤＮＡ片段绘制出系统发育图。普通小麦ＡＢＤ基因组与Ｓ基因组亲缘关系最近,Ｃ与Ｕ基因组具有比较近的亲缘关系,Ｄ基因组与其它基因组的亲缘关系比较远     

小麦与羊草体细胞杂种的细胞核和细胞质基因组分析

通过原生质体融合与培养获得小麦与羊草的体细胞杂种,其核基因组成以羊草(供体)为主,用线粒体特异探针atp6与叶绿体特异探针rbcL进行的RFLP分析结果表明,胞质基因组成偏向羊草并发生了重组.讨论了受体核基因组消减对杂种再生及对受体胞质基因组消减的影响.     

中间偃麦草染色体2Ai-2特异PCR新标记的建立和St基因组特异序列的克隆

中间偃麦草麦、小麦和小麦－中间偃麦草2Ai－2附加系Z1、Z2、X6,代换系ZD28等进行RAPD分析,从320个RAPD引物中,鉴定出2Ai－2染色体特异的2个RAPD标记OPO05650和OPMO414000。利用这2个特异OPO05和OPM04,PCR扩增普通小麦CS（ABD）及其近缘植物中间偃麦草（E1E2St）、拟鹅冠草（St）,长穗偃麦草（E）、簇毛麦（V）、黑麦（R）、大麦（H）粗山羊草（D）等基因组DNA。结果表明,OPO05650和OPO41400均是2Ai－2染色体上St基因组区域的特异标记。将上棕2个特异片段分离回收、克隆、测序,根据测序结果重新设计、合成特异引物,成功地转换RAPD标记为SCAR（sequence characterizked amplifed region）标记SC－05和SC－M4。利用SCAR标记对不同材料进行分析的结果表明,凡含有2Ai－2染色体的抗黄矮病材料及拟鹅冠草均产生一条扩增带,不含2Ai－2染色体的材料,包括小麦、长穗麦草、簇毛麦、黑麦、在麦、粗山羊草以有含有其他他中间偃麦草染色休的附加系,均没有扩增产物,说明上棕2个SCAR标记是中间偃麦草2Ai－2染色体的特异性PCR标记,且是2Ai－2染色体上St基因组区域的特异性标记。克隆与鉴定中间偃麦草的2个SCAR扩增片段TiSCO5和TiSCM4。结果表明,克隆的中间偃麦草TiSCO5和TiSCM4特异片段,分别是St基因组特异性的寡拷贝序列有多拷贝重复序列,为St基因组遗传研究的新探针。     

粘类小麦细胞质雄性不育系的RAPD分析

利用250条10-聚寡核苷酸随机引物对具粘果山羊草(Aegilops kotschyi)、易变山羊草(Ae.variabilis)、偏凸山羊草(Ae.ventricosa)和二角山羊草(Ae．bicornis)细胞质不育系及其保持系5-1的总DNA进行了RAPD多态性分析,其中31条引物对4种不育系及其保持系总DNA均无扩增,217条引物扩增条带完全相同。有2条随机引物在2种不育系之间有特异的扩增片段,其中引物S22在偏凸山羊草细胞质雄性不育系基因组DNA中扩增出分子量约为1600bp的特异带,引物S202在粘果山羊草细胞质雄性不育系基因组DNA中扩增出约1300bp特异带。线粒体基因组DNA的RAPD分析表明,4种不育系及其保持系mtDNA存在明显的差异。证明了S22—1600为偏凸山羊草细胞质不育系及其mtDNA基因组DNA的RAPD特异片段．S202—1300可能为粘果山羊草细胞质不育系及其ctDNA基因组DNA的RAPD特异片段。     

稻属植物的基因组进化

水稻所在的稻属(Oryza)共有24个左右的物种。由于野生稻含有大量的优良农艺性状基因, 在水稻遗传学研究中日益受到重视。随着国际稻属基因组计划的开展, 越来越多的稻属基因组序列被测定, 稻属成为进行比较、功能和进化基因组学研究的模式系统。近期开展的一系列研究对稻属不同基因组区段以及全基因组序列的比较分析, 揭示了稻属在基因组大小、基因移动、多倍体进化、常染色质到异染色质的转化以及着丝粒区域的进化等方面的分子机制。转座子的活性以及转座子因非均等重组或非法重组而造成的删除, 对稻属基因组的扩增和收缩具有重要作用。DNA双链断裂修复介导的基因移动, 特别是非同源末端连接, 是稻属基因组非共线性基因形成的主要来源。稻属基因组从常染色质到异染色质的转换过程, 伴随着转座子的大量扩增、基因片段的区段性和串联重复以及从基因组其他位置不断捕获异染色质基因。对稻属不同物种间基因拷贝数、特异基因和重要农艺性状基因的进化等研究, 可揭示稻属不同物种间表型和适应性差异的分子基础, 将加速水稻的育种和改良。     

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。     

苜蓿红豆草属间体细胞杂种的分子生物学鉴定

通过原生质体融合和培养获得苜蓿红豆草属间体细胞杂种植株。采用一种简便方法从杂种组织再生植株叶片、红豆草羟脯氨酸抗性系再生植株叶片和苜蓿根癌农杆菌702转化系愈伤组织提取DNA用于RAPD和Southern杂交分析。随机引物扩增结果显示两种亲本的RAPD多态具有明显差异。在所用20种随机引物中,6种产生较多的DNA片段。杂种组织具有两种亲本特有的DNA片段,但倾向于排除红豆草亲本的染色体,表明该杂种为非对称杂种,两种亲本染色体之间可能发生了重组。由于红豆草DNA的介入,杂种组织表现出较强的分化能力。分别利用RAPD扩增得到的OPA141000bp红豆草羟脯氨酸抗性系特异产物和OPA141600bp苜蓿根癌农杆菌702转化系特异产物为探针进行Southern分子杂交,证明杂种组织同时具有这两种DNA片段的同源序列。     

应用RAPD特异标记分析拟鹅观草属部分物种的基因组组成

选用小麦族中8个基本基因组(E、H、I、P、St、W、Ns、R)的特异RAPD引物进行PCR扩增检测,分析Pseudoroegneriagracillima、P.kosaninii、Roegneriaalashanica和R.magnicaespes这4个四倍体物种的基因组组成。结果表明:P.gracillima、P.kosaninii、R.alashanica和R.magnicaespes中除了含有St或经修饰的St基因组外,都不含E、H、I、P、W、Ns和R基因组,由此推断P.gracillima和P.kosaninii至少含有一个St或经修饰的St基因组,另一个基因组是否为Y基因组,需要进一步研究证实。结合前人细胞遗传学研究的结果,推断R.alashanica和R.magnicaespes为同源四倍体或部分同源四倍体,其基因组组成为StStStSt或St1St1St2St2。因此,结合外部形态特征以及前人细胞遗传学、分子标记研究和核型分析的结果,推断R.alashanica和R.magnicaespes与P.elytrigioides一样,也可能是在中国分布的四倍体拟鹅观草属物种,为系统整理和研究国产拟鹅观草属物种及其地理分布提供了DNA分子水平上的资料。     

利用RAPD分析披碱草属、鹅观草属和猬草属模式种的亲缘关系

利用随机扩增多态性DNA（RAPD）技术对小麦族披碱草属、鹅观草属和猬草属3个属的模式种进行了基因组DNA多态性分析。42个引物产物的290条谱带中,257条（88.62%)表现出多态性,说明披碱草属、鹅观草属和猬草属3个属的模式种间具有丰富的遗传多样性。利用290个RAPD标记,计算材料间Nei氏遗传相似性系和遗传距离,在NTSYS程序中利用UPGMA进行聚类。结果表明,Elymus sibiricus种不同居群间的遗传差异较小,遗传距离在0.097-0.180之间。E.sibiricus,Roegneria caucasica和Hystrix patula的种间遗传差异明显,遗传距离在0.458-0.605之间。H.patula与E.sibiricus的亲缘关系较近。R.caucasica与E.sibiricus的亲缘关系较远。     

山羊草属核型分析及其与小麦属的进化关系

作者研究了山羊草属(Aegilops)中的新疆节节麦(Ae.squarrosa)、拟斯卑尔脱山羊草(Ae.speltoides)、沙融山羊草(Ae.sharonensis)、尾状山羊草(Ae.caudata)、卵圆山羊草(Ae.ovata)、偏凸山车草(Ae.ventricosa),钩状山羊草(Ae.triuncialis)、三芒山羊草(Me.triaristata)、欧山羊草(Ae.biuncialis)、柱穗山羊草(Ae.cylindrica)、可兹山羊草(Ae.kotschyi)和肥厚山羊草(Ae.crassa)的核型和部分材料的Giemsa N-带,结果表明山羊草属的C组核型为:4sm+3st;D组核型为:6m+1sm;S组的核型为:6m+1sm;M组的核型为:4m+1sm+2t。在四倍体、六倍体中,各染色体组保持着相对稳定。山羊草属S、D染色体组的核型与带型表明它们是小麦B、D染色体组的可能供体,C、M染色体组的一部分染色体带型亦与小麦B组带型相似。     

小麦A，B和D基因组同源DNA序列在进化过程中的演变研究

选取已定位的大麦1H染色体的STS标记NWG913为引物,在普通小麦（Tritium aestivum L.）及其4个可能的起源种乌拉尔图小麦（T.urartu T.)、栽培一粒小麦（T.monococcum.L)栽培二粒小麦（T.dicoccum S.）、方穗山羊草（Ae.squarrosa L.)上特异性扩增。扩增产物克隆测序后对其进行序列分析,由序列差异的程度来确定这几个物种之间的亲缘关系。实验结果表明,普通小麦（Tritium aestivum L.)的A基因组此段序列与乌拉尔图小麦（T.urartu T.)、栽培一粒小麦（T.monococcum L.)、栽培二粒小麦（T.dicoccum S.)A基因组此段序列完全相同;普通小麦的D基因组此段序列与方穗山羊草（Ae.squarrosa L.)也完全相同;普通小麦的B基因组此段序列和栽培二粒小麦B基因组此段序列有0．61％的差异。研究结果一方面对现有的普通小麦A、B、D基因组起源和进化理论给予了分子水平上的证明,同时也揭示了同一物种不同的基因组化进化速度存在差异。     

银杏雌雄基因组DNA间的差异性分析

本研究应用RAPD技术,应用300个10bp随机单引物及200对随机双引物组合,检测了雌雄异株银杏基因组DNA的多态性。结果表明:雌雄基因组间具有极高的相似性,在检测到的3450个标记中,仅获得1个与银杏雄性基因组相关的RAPD标记。以该标记为探针,与雌雄银杏基因组DNA的Southern杂交分析,其杂交信号在两性之间表现为限制性片段长度多态性,该结果为寻找银杏早期性别鉴定的探针以及在细胞和分子水平进一步研究其性别问题奠定了基础。     

小麦族鹅观草属、披碱草属、猬草属和仲彬草属细胞质基因组PCR-RFLP分析

对鹅观草属、披碱草属、猬草属和仲彬草属23个物种和1份外类群共24份材料进行了细胞质基因组PCR-RFLP分析。3个叶绿体和3个线粒体通用引物扩增出的片段,用15种限制性内切酶对其进行酶切。在47种引物/酶组合中,获得329条DNA片段,其中304条具有多态性,占92.4%。结果表明鹅观草属、披碱草属、猬草属和仲彬草属材料存在属间和种间多态性,遗传相似系数较高。聚类分析显示仲彬草属单独聚为一类,鹅观草属R. grandis、R. aristiglumis、R. elytrigioides、R. alashanica、R. magnicaespes聚为一类,R. caucasica、R. ciliaris、R. amurensis、R. japonensis聚在一起,5个披碱草属材料、3个猬草属材料和1个鹅观草属物种R. kamoji聚为一类。这些结果与前人对其进行的RAPD和RAMP分析的结果基本一致。仲彬草属作为属分类等级处理是恰当的,对于鹅观草属、披碱草属和猬草属的系统地位和一些物种的分类处理,有待进一步研究。     

根据叶表皮微形态特征探讨山羊草属基因在小麦属中的渗入：Ⅰ.组间途径

解剖观察了小麦属３个组、山羊草属６个组的叶片远轴面表皮,并根据表皮上长细胞、短细胞、气孔器细胞、刺毛和大毛在各个类群中形态、数量和分布式样的差异,从组群角度对山羊草属基因在小麦属中的渗入进行了分析。结果表明：小麦属中除线穗组无山羊草属基因侵入外,其余扁穗组和柱穗组皆为山羊草属基因可能的受体类群;山羊草属中除无芒山羊草组、顶芒山羊草组和小伞山羊草组无基因输出外,拟斯卑尔脱组和节节麦组均有基因进入小麦