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。     

大麦染色体特异IT分子标记的筛选

为了筛选高密度且均匀分布于大麦各染色体的分子标记,该研究利用前期开发的2267个IT(intron targe-ting)标记,在'中国春'、栽培大麦(Golden promise)和普通小麦(中国春)-栽培大麦(Betzes)的6个二体异附加系中进行扩增.结果 发现:有534个标记可作为大麦染色体特异的IT分子标记,...     

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。     

基于专化的反转录转座子序列开发鉴定簇毛麦染色质的PCR分子标记

通过克隆簇毛麦的专化序列,开发基于其序列的可用于鉴定簇毛麦染色质的PCR分子标记.用根据抗病基因保守域设计的XLS和A3简并引物进行PCR,检测到1条簇毛麦的特异PCR产物,酶切分析与测序结果表明:这条特异带由4类不同的片段组成,且都与反转录转座子具有同源性.以其中1个片段pHv29为探针进行Southern杂交,发现只有含有簇毛麦染色质的材料产生强的杂交信号,表明pHv29是一个对簇毛麦专化的反转录转座子序列.根据pHv29序列重新设计1对特异引物pHv29-F和pHv29-R,用一系列含有簇毛麦染色质的易位系或添加系的基因组DNA为模板进行PCR扩增,电泳结果表明pHv29433可以作为鉴定簇毛麦的染色质的分子标记.     

小麦族中含St染色体组物种的特异分子标记的建立

以拟鹅观草(Pseudoroegneria spicata)、偏凸山羊草(Aegilops ventricosa)、二倍体簇毛麦(Dasypyrum villosum)、荆州黑麦(Secale cereale cv. Jingzhou rye)、普通小麦中国春(Chinese Spring)等15个物种为材料, 用200条10碱基随机引物进行RAPD分析, 筛选到拟鹅观草基因组中1个542 bp的特异DNA片段(GenBank登录号为DQ992032), 命名为OPH11542。根据OPH11542设计特异引物, 对小麦族物种进行PCR扩增, 发现拟鹅观草可以扩增出OPH11542以及分子量分别为742 bp (GenBank登录号为DQ992033, 记为OPH11742)和743 bp (GenBank登录号为EF014218, 记为OPH11743)的DNA片段, 而其他材料均未扩增出这3个片段。经序列比对结合多个软件的分析结果认为该3个片段为同一类新重复序列。利用特异引物对15份含St染色体的物种进行扩增, 发现含StY染色体组的物种均能扩增出OPH11742或OPH11743, 而含StH染色体组的物种均能扩增出OPH11542。这表明St染色体组在与其它染色体组组合形成多倍体的过程中往往会出现不同程度的重组或修饰。OPH11542、OPH11742和OPH11743可以作为检测St染色体的分子标记。     

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。     

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     

小麦矮秆基因Rht3的RAPD和RFLP标记分析

利用PCR和RFLP技术分析了小麦赤霉酸反应不敏感的矮秆基因Rht3的近等基因系及其分离群体,RAPD分析从310条随机引物中,筛选出3个引物可以在高矮亲本中稳定地扩增出多态带,连锁分析表明仅S10601900和S10602000扩增片段与Rht3;连锁,遗传距离分别为7．1cM和9．2cM.RFLP分析选用了主要位于第4部分同源群短臂上的53个探针,其中Xper584,XksuF8和Xcdo38 3个探针在高矮亲本中揭示出多态性,;连锁分析表明仅Xper584与Rht3基因连锁,遗传距离为8．0cM。     

小麦抗白粉病基因Pm6的RAPD标记

从提莫菲维小麦转移到普通小麦中的小麦白粉病抗性基因Ｐｍ６是小麦白粉病（Ｅｒｙｓｉｐｈｅ ｈｒａｍｉｎｉｓ ｆ ｓｐ．ｔｒｉｔｉｃｉ）的有效抗性基因。用７００个随机引物对Ｐｍ６近等基因系进行ＲＡＰＤ分析,发现引物ＯＰＶ２０可在抗病近等基因系中产生大小为２ｋｂ的稳定的多态片段。用该引物检测１０个其他携Ｐｍ６的渐渗系材料,均可稳定扩增出该２ｋｂ的多态片段。理一步用ＯＰＶ２０对Ｐｍ６Ｆ２（ＩＧＶ１－４６３     

分子标记的发展及其在植物研究中的应用

概述了分子标记的研究进展 ,并对其在植物研究领域中的应用及前景作了介绍和展望 .     

普通小麦T型细胞质雄性不育系及其保持系线粒体多肽的电泳比较研究

应用单向SDS-PAGE和双向IEF-SDS电泳技术对两个品种的普通小麦(T.aestivum L.)T型细胞质雄性不育系及其保持系的线粒体多肽进行了比较研究,结论如下:1.黄化苗期不育系和保持系线粒体多肽在单向SDS-PAGE和双向IEF-SDS电泳行为上无明显差别;2.在孕穗期幼穗线粒体多肽的单向SDS-PAGE图谱上,两个不育系都缺少28Kd多肽带纹,因而不育系和保持系间表现出明显的差异。双向IEF-SDS凝胶电泳证实28Kd带纹实际上是分子量相同而等电点分别为5.58和5.65的两个多肽;3.线粒体基因的表达是具有时空性质的;4.线粒体与T型细胞质雄性不育可能存在着某种特定的关系。 本文还就T型细胞质雄性不育的分子机制进行了探索性讨论。     

干旱胁迫下小麦叶片脯氨酸和蛋白质含量变化与染色体的关系

以中国春-Synthetic 6x小麦染色体代换系及其亲本为材料,研究干旱胁迫条件下染色体对不同生育时期叶片脯氨酸和蛋白质含量的调控效应。结果表明,在干旱胁迫条件下,1D和5D代换系叶片的脯氨酸含量变化在孕穗期、开花期、灌浆期始终显著或极显著高于中国春;而4A、4B、2D和6D代换系的可溶性蛋白质含量变化始终显著或极显著低于中国春。表明,Synthetic 6x的5D和1D染色体上可能有干旱胁迫下促进脯氨酸积累的基因存在,Synthetic 6x的4A、4B、2D和6D染色体上可能有干旱胁迫下抑制蛋白质含量下降的基因存在,小麦叶片游离脯氨酸的积累与可溶性蛋白质含量的下降无显著相关性。     

Cloning of a Resistance Gene Analog from Wheat and Development of a Codominant PCR Marker for Pm21

To Investigate the mechanism of resistance to wheat （Triticum aestivum L.） powdery mildew, suppression subtractlve hybridization was conducted between an isogenic resistant line carrying Pm21 and its recurrent parent Yangmal 5 to Isolate the resistance relative genes. A cDNA fragment specifically expressed in the resistant line was obtained and its full length was cloned by in silico cloning and RT-PCR. This gene encoded a deduced protein of 219 amino acids with a leucine-rich repeat （LRR） motif, often found In plant resistance genes, and was designated as Ta-LRR2. Ta-LRR2 had an increased expression level in the resistant line after Inoculation with Erysiphe graminis DC. f. sp. tritici Marchal. PCR analysis with different cytogenetlc stocks suggested that Ta-LRR2 was specifically associated with chromosome arms 6VS and 6AS. Linkage analysis further showed that Ta-LRR2 could be used as a resistance gene analog polymorphism marker of Pm21 for marker-assisted selection in germplasm enhancement and breeding practice. Moreover, how to Isolate Pm21 based on the Information obtained for Ta-LRR2 is discussed.     

Effects of source/sink manipulation on net photosynthetic rate and photosynthate partitioning during grain filling in winter wheat

Source-sink relationship, which was influenced by both genotype and environmental factors, contributed to the variation in photosynthesis and photosynthate partitioning of wheat. Source reduction by partial defoliation increased leaf net photosynthetic rate (PN), and sink reduction decreased PN of irrigated wheat. However, the change in PN varied among genotypes. Source reduction enhanced photosynthate translocation into grain in irrigated wheat. However, the enhancement was more evident in cv. Lumai 215953 than incv. Lumai 15. Sink reduction had little effect on the translocation of photosynthate into grain in cv. Lumai 15, but decreased the translocation of photosynthate into grain and increased it into stem in cv. Lumai 215953. In rainfed, non-irrigated wheat, the source or sink manipulation influenced PN only slightly. The source reduction decreased the partitioning of photosynthates into the upper parts (including grains) of plant. However, very little effects of sink reduction on the production of photosynthates occurred in rainfed wheat. This showed that grain sink size was not a factor limiting the production of photosynthates, but controlled the partitioning of photosynthates. Sink reduction decreased photosynthate translocation into grains, and increased it into upper parts of rainfed wheat plant. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

基因枪法获得无选择标记的1Dx5基因表达的转基因小麦

利用基因枪将无选择标记的优质高分子量麦谷蛋白亚基基因1Dx5导入新疆耐盐小麦品种新冬26,为利用优质基因进行小麦品质改良奠定基础。构建无选择标记的线性1Dx5表达框。利用基因枪将其转入不含该亚基的小麦品种新冬26幼胚盾片中,经PCR二分法筛选,从转化的1 000块幼胚盾片中共获得3株转基因阳性植株,转化效率0.3%。利用SDS-PAGE分析目的基因在转基因后代籽粒中的表达。转基因植株后代种子分析表明,1Dx5在转基因后代部分种子中表达。本研究成功地将无选择标记的线性1Dx5片段导入普通小麦新冬26中,并在后代部分种子中得到了表达。为利用优质亚基基因改良小麦加工品质奠定基础。     

大麻性别的RAPD和SCAR分子标记

利用随机扩增多态性DNA(randomamplifiedpolymorphicDNA,RAPD)技术获得与大麻性别连锁的分子标记.将10株雄性大麻或10株雌性大麻的单个DNA样品等量混合分别组成雄性或雌性DNA池(DNApool),以提供具有相同遗传背景的雌、雄性DNA样品.每个随机引物分别用三个不同的循环程序进行PCR扩增.在30个随机引物中,用引物401扩增得到一条约2.5kb雄性多态性片段.对该片段进行了克隆和序列分析,并根据序列分析结果将上述RAPD分子标记转化为重复性和特异性更好的SCAR(sequencecharacterizedamplifiedregions)分子标记.