簇毛麦的利用价值和染色体操作

簇毛麦是小麦的一个野生近缘种,蛋白质和赖氨酸含量高,抗逆性和抗病性强,特别是对小麦白粉病的绝大多数生理小种表现免疫或高抗,是小麦品种改良中的一种潜在的抗性基因源。本文详细介绍了簇毛麦研究的历史和现状、簇毛麦染色体形态学、生化标记、分子细胞遗传学、分子标记等识别技术,以及簇毛麦与小麦组其它染色体组的关系。     

簇毛麦基因组特异性PCR标记的建立和应用

以普通小麦中国春、簇毛麦、中国春－簇毛麦二体附加系和代换系为材料进行RAPD分析,筛选出一个簇毛麦基因组特异性RAPD片段OPFO2757,该片段分布于簇毛麦所有染色体上。在对OPFO2757进行克隆、测序的基础上,设计一对PCR引物,建立了簇毛麦基因组特异性PCR标记。用这对PCR引物对不同普通小麦品种、不同硬粒小麦品种、不同居群的簇毛麦、中国春－簇毛麦二体附加系、中国春－簇毛麦二体代换系、普通小麦－簇毛麦双二倍体、硬粒小麦－簇毛麦双二倍体等材料进行扩增,凡具有簇毛麦染色体的材料都能扩增出一条长为677bp的DNA片段,而不具簇毛麦染色体的材料包括大麦、黑麦、长穗偃麦草、中间偃麦草等不能扩增出该片段。所以,该特异性PCR标记可用于快速跟踪检测小麦背景中的簇毛麦染色体。     

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。     

利用小麦微卫星引物建立簇毛麦染色体组特异性标记

选位于普通小麦1A-7A、1B-7B、1D-7D染色体上的102对微卫星引物对多年生簇毛麦、二倍体簇毛麦、小麦-簇毛麦双二倍体与后代和普通小麦中国春、R25、R111、MY11进行了PCR扩增, 发现引物对Xgwm301可以在含簇毛麦染色体的材料中扩出一条长415 bp的特异片段(命名为Xgwm301/415), 而所有供试小麦均未扩出此片段。进而用一套中国春-二倍体簇毛麦附加系来进行扩增, 发现1V-7V染色体均可以扩出该片段, 说明该片段为簇毛麦1V-7V染色体所共有。因此, Xgwm301/415是簇毛麦染色体组上的一个特异片段, 可以用来快速跟踪检测导入到普通小麦背景中的簇毛麦染色体。     

簇毛麦染色体组特异性RAPD标记的筛选、定位和应用

以普通小麦中国春、中国春－簇毛麦二体附加系以及不同来源的簇毛麦为材料,用100个10碱基随机引物进行RAPD扩增。引物OPF02能在不同来源的簇毛麦及所有中国春－簇毛麦二体附加系中扩增出一条长约750bp的片段OPF02 750。普通小麦和硬粒小麦不能扩增出该片段。因此,OPF02 750为分布于簇毛麦所有染色体上的一个簇毛麦染色体组特异片段。用引物OPF02对普通小麦－簇毛麦双二倍体、硬粒小麦－簇毛麦双二倍体以及几个普通小麦的簇毛麦二体代换系、二体附加系进行检测,发现NAU302已经丢失了其所附加的簇毛麦3V染色体。     

用分子原位杂交（GISH）鉴定小麦－簇毛麦双倍体、附加系、代换系和易位系

用生物素标记的簇毛麦（Ｈａｙｎａｌｄｉａｖｉｌｌｏｓａ）染色体组ＤＮＡ（ｔｏｔａｌｇｅｎｏｍｉｃＤＮＡ）作探针,以普通小麦染色体组ＤＮＡ作遮盖（用量１：２００左右）,进行有丝分裂中期和减数分裂中期Ｉ染色体的分子原位杂交（ＧＩＳＨ）,经抗生物素蛋白－辣根过氧化物酶复合物（ｂｉｏ－ｓｔｒｅｐｔａｖｉｄｉｎ－ｈｏｒｓｅｒａｄｉｓｈｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ）和联苯胺四盐酸（ＤＡＢ）检测显色后,小麦－簇毛麦双倍体、附加系、代换系和易位系中的簇毛麦染色体及染色体片段显棕色,与显浅蓝色的小麦染色体可明显区分。用ＧＩＳＨ不仅可以检测导入小麦中的簇毛麦染色质,而且可以清楚地显示出易位染色体断裂点的确切位置。将ＧＩＳＨ用于减数分裂期染色体配对分析,还可以清晰形象地显示出同源和非同源染色体之间的配对和分离情况。     

筛选利用小麦微卫星标记追踪簇毛麦各条染色体

选用定位于普通小麦7个部分同源群上的276对微卫星引物对普通小麦中同春和簇毛麦的基因组DNA进行扩增分析,有148对引物可在两个物种间检测到多态性。利用上述显示多态性的引物进一步对7个中国春-簇毛麦二体附加系进行扩增分析,筛选出分别可用来追踪簇毛麦1V至7V染色体的引物wmc49（1BS）、wmc25（2BS）、gdm36（3DS）、gdml45（4AL）、wmc233（5DS）、wmc256（6AL）和gwm344（7BL）。此外还发现6DS上的微卫星引物gwm469可以用来追踪簇毛麦的2V染色体;2DS上的微卫星引物gdm107可用来追踪簇毛麦的6V染色体。进一步用涉及不同簇毛麦和小麦背景的小麦一簇毛麦染色体附加系、代换系和易位系进行扩增分析,这些微卫星标记也可用来鉴定簇毛麦的各条染色体。因此,这然簇毛麦染色体特异的微卫星标记可用来追踪普通小麦背景中的簇毛麦染色体。     

用基因组原位杂交与RFLP标记鉴定小麦——簇毛麦抗白粉病代换系

用荧光素标记的簇毛麦(Haynaldia villosa)基因组总DNA作探针,以普通小麦基因组总DNA作封阻,与花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ制片的染色体进行原位杂交。结果表明,抗白粉病小麦品系GN22是普通小麦-簇毛麦二体代换系;用已定位在小麦第6部分同源群上的RFLP探针psr113、psr371进行Southern分析,进一步证明,小麦品系GN21、GN22是普通小麦-簇毛麦6A(6V)代换系;结合同工酶等电聚焦电泳分析,首次把簇毛麦编码的α-淀粉酶-1生化位点定位在簇毛麦6V染色体长臂上,暂命名为α-Amy-Ⅴ1。研究结果表明,原位杂交与RFLP技术相结合是全面、准确鉴定小麦外源染色体及其与小麦染色体部分同源关系的有效方法。     

小麦-簇毛麦新种质山农05078的鉴定(简报)

簇毛麦（Dasypyrum villosum,VV,2n=14）属禾本科小麦族小麦亚族簇毛麦属,分蘖力比较强,多花,籽粒蛋白质含量高,耐旱,抗寒性好,高抗锈病、全蚀病和白粉病。硬簇麦（AABBVV,2n=42）是利用硬粒小麦和簇毛麦杂交人工合成的双二倍体,保留了簇毛麦的优良性状和特点,是进行小麦遗传改良的优良中间材料。人工合成小麦Am3（AABBDD,2n=42）是利用波斯小麦与粗山羊草杂交后染色体加倍而形成的双二倍体,但它所具有的A、B、D染色体组可能与经过多年分化的普通小麦所含的A、B、D染色体组不同,     

大麦1H特异性SAPs标记和ASA标记的创制

选取大麦1H染色体的STS标记MWG913特异性扩增小麦,把得到的片段进行克隆。用Taq Ⅰ酶切分类并测序,把得到的序列同大麦的序列进行比较,依据比较结果,选取对大麦特异的内切酶,用该酶来酶切大麦、小麦、黑麦、长穗偃麦草、中间偃麦草、簇毛麦的MWG913扩增产物,获得对大麦1H染色体特异的CAPs标记。同时,依据酶切位点碱基的差异设计引物对扩增的产物进行第二次扩增,得到该位点的一对染色体特异性ASA标记。     

筛选与尼罗罗非鱼性别相关的AFLP标记

尼罗罗非鱼(Tilapia)隶属于鲈形目(Perciformes)、鲈形亚目(Percoidei)、丽鱼科(Cichildae)的热带性鱼类,是联合国粮农组织向全世界推广的优良养殖鱼类,已成为世界性的主要养殖对象之一。由于繁殖快、成熟早,养殖过程中极易造成繁殖过剩,密度过大,个体过小等不利情况;另外,尼罗罗非鱼的雌雄个体之间具有明显的生长差异,从而影响产量的提高。目前解决这一问题最为理想的措施是单性养殖全雄鱼,这样既可以防止过度繁殖,又可利用雄鱼的生长优势。但是由于缺乏性别或性染色体特异的分子遗传标记,遗传性别的准确鉴定问题也一直是罗非鱼类性别控…     

NABIC marker database: A molecular markers information network of agricultural crops

In 2013, National Agricultural Biotechnology Information Center (NABIC) reconstructs a molecular marker database for useful genetic resources. The web-based marker database consists of three major functional categories: map viewer, RSN marker and gene annotation. It provides 7250 marker locations, 3301 RSN marker property, 3280 molecular marker annotation information in agricultural plants. The individual molecular marker provides information such as marker name, expressed sequence tag number, gene definition and general marker information. This updated marker-based database provides useful information through a user-friendly web interface that assisted in tracing any new structures of the chromosomes and gene positional functions using specific molecular markers.

Availability

The database is available for free at http://nabic.rda.go.kr/gere/rice/molecularMarkers/     

Biochemical Analysis of Metastasis-Related Ax Actin in B16 Mouse Melanoma Cells After Chemical Reversional Modulation and of Tumor Progression-Related A′ Actin in the Ontogeny of Human Malignant Melanoma

To examine the correlation between tumor metastasis and A^x actin in mouse melanoma and between tumor progression and A′, actin in human melanoma and further to investigate whether or not it is a generally existing principle, we studied the effects of reversion agents, which distinctly decrease metastatic ability of melanoma cells, on the appearance of A^x actin. Will an induced decrease in metasasis of established highly metastatic B16-F10 mouse melanoma cells cause the appearance of A^x actin? We also examined the appearance of A′ actin in eight human benign pigment cell tumors and nine human malignant melanoma tissues or cells in relation to tumor progression. In vitro treatment of B16-F10 cells with each of these agents suppressed metastatic ability of the cells injected intravenously into syngenic mice; however, none of the treated cells represented A^x actin in vitro. These results suggest that the appearance of A^x actin may be a result of long-term tumor cell progression leading to changes in gene level, but because the treatments with these agents were only carried out over a short period, they could not effect changes in gene level; thus, A^x actin appearance remained unchanged. Appearance of A′ actin was detected only in human benign pigment cell tumors such as nevus cell nevi, but not in malignant melanomas, which were also formed in a long period of tumor progression in vivo. These results suggest that A′ actin is a clinically useful marker to determine the prognosis and level of tumor progression of human pigment cell tumors.     

QTL复合区间作图中标记筛选的效率及其影响因素研究

高效地筛选标记 ,是复合区间作图方法定位QTLs的基础。筛选出的主效标记和互作标记 ,除了用作控制背景遗传效应外 ,在定位具有上位性效应的QTLs时 ,还将用于构筑两维搜索区间。因而 ,标记筛选的效率将直接影响QTL定位的功效和精度。通过对不同方法筛选标记的效率进行模拟研究 ,发现回归方法明显优于随机效应预测方法 ,同归方法中又以前向选择法简单有效。普通遗传力和基因型×环境互作遗传力的增加都能提高标记筛选效率 ,前者对主效应较大的QTLs影响明显 ,后者对主效应较小的QTLs作用较大。过多过密的标记会降低标记筛选效率 ,其中密度增加对标记筛选的负作用更为突出。为了缓解标记筛选效率制约QTL定位功效的缺陷 ,可以用多环境下筛选出的标记共同构建两维搜索区间     

'百农64'×'京双16'小麦遗传连锁图谱构建

通过对小麦品种‘百农64’ב京双16’F3家系群体的SSR和AFLP分析,构建了含100个SSR标记(91个引物)和58个AFLP标记(12个引物)的小麦遗传连锁图,158个标记组成20个连锁群,覆盖小麦基因组3 114cM,标记间平均间距为19.7 cM.将前人未定位的12个SSR标记定位到了小麦遗传连锁图谱上.为小麦慢白粉病性等农艺性状的QTL分析打下了良好基础.     

植物功能性靶向基因标记的研究进展

随着功能基因组学的发展,分子标记技术正朝着功能性靶向基因标记的方向发展。因功能标记是根据与表型紧密相关的功能基因内部特定区域多态性基序开发而来的,所以此类标记不需要进一步的验证就可在不同的遗传背景下确定等位基因的有无。从靶向基因标记和功能标记、保守DNA和基因家族标记、转座子标记、抗性基因标记、RNA标记和靶向指纹标记几方面综述了植物功能性靶向基因标记的研究进展,旨在为分子标记的开发与应用提供理论基础。     

SRAP技术研究烟粉虱遗传多样性

采用AFLP、SRAP2种标记方法分别对2个烟粉虱Bemisia tabaci Gennadius种群(一品红、甘蓝)的多态性进行分析。结果表明,(1)2种方法平均每对引物组合产生的条带数分别为29.4和21.8。(2)AFLP法每对引物组合产生10～23条多态性带,平均17.20条,多态性带的比例平均为57.93%。SRAP法每对引物组合产生5～18条多态性带,平均13.3条,多态性带的比例平均为60.59%。(3)前者的基因多样性范围为0.1503～0.2838,平均为0.2297;后者的基因多样性范围为0.0977～0.2911,平均为0.2332。证明利用SRAP技术和AFLP技术研究烟粉虱的遗传多样性是有效的。     

芽孢杆菌TS02特异RAPD标记的SCAR标记转化和验证

利用自主分离的蜡状芽孢杆菌菌株TS02,采用RAPD 方法对TS02及其同源性相近的5株芽孢杆菌(地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、短小芽孢杆菌)进行了RAPD条带特异性分析,从TS02基因组中筛选获得了一个533 bp的特异RAPD标记TSR1.TSR1克隆、测序后,根据其序列设计出一对特异引物P1/P2进行扩增,结果只在TS02中扩增得到目的片段,而其余对照菌株扩增为阴性,从而证明试验得到了在种水平上对该菌种进行准确鉴定的特异SCAR标记.     

陆地棉HB红花性状特异SCAR分子标记的开发

利用Operon系列引物筛选到1个与HB红花性状基因连锁的RAPD标记OPA15^1160,对差异条带进行克隆与核苷酸测序,根据测序结果设计SCAR引物,在HB红花近等基因系及其白花轮回亲本中进行PCR扩增程序优化和鉴定,筛选出一对引物可稳定扩增出与HB红花性状基因连锁的特异片段,获得了与HB红花性状基因紧密连锁的SCAR标记HB^-330。利用具黄色花瓣紫红色基斑的海岛棉与粉红花瓣的红叶棉等种质材料以7LHB红花近等基因系与白花轮回亲本杂交的F1、BC1F1、F2群体,对该SCAR标记的特异性与准确性进行了鉴定与验证,在红花植株中扩增出了330bp大小的片段而在白花植株中未扩增出,证明该标记准确性高、重复性好。HB红花是通过远缘杂交转自野生二倍体比克氏棉的性状,已成功地应用于性状标记杂交棉育种。该SCAR标记不仅为HB红花标记杂交种的纯度鉴定提供了有效技术手段,也为新品种保护提供了技术支持,促进了红花性状杂交种的分子标记辅助育种进程。     

An integrated database to enhance the identification of SNP markers for rice

The National Academy of Agricultural Science (NAAS) has developed a web-based marker database to provide information about SNP markers in rice. The database consists of three major functional categories: map viewing, marker searching and gene annotation. It provides 12,829 SNP markers information including gene location information on 12 chromosomes in rice. The annotation of SNP marker provides information such as marker name, EST number, gene definition and general marker information. Users are assisted in tracing any new structures of the chromosomes and gene positional functions using specific SNP markers. AVAILABILITY: The database is available for free at http://nabic.niab.go.kr/SNP/