C組、E組特異分子標(biāo)記的建立及小麥-7E易位系的創(chuàng)制.pdf

1、長(zhǎng)穗偃麥草7E染色體含有抗赤霉病的改良小麥的優(yōu)異基因，利用殺配子染色體誘導(dǎo)染色體產(chǎn)生易位的方法，可以將這些優(yōu)異基因?qū)胄←?。因此，小麥遺傳背景下外源E組染色質(zhì)的鑒定則成為創(chuàng)制小麥-長(zhǎng)穗偃麥草易位系的關(guān)鍵，開發(fā)一種方便、快捷且易于操作的長(zhǎng)穗偃麥草E組特異分子標(biāo)記是目前至關(guān)重要的任務(wù)；同時(shí)源于山羊草屬2C分子標(biāo)記的開發(fā)對(duì)于鑒定普通小麥中導(dǎo)入的殺配子染色體2C也是極其有價(jià)值的，它為跟蹤鑒定普通小麥-殺配子染色體2C的后代提供了十分方便快捷的途

2、徑。本研究利用RAPD、ISSR、TRAP三種分子標(biāo)記技術(shù)建立了長(zhǎng)穗偃麥草E基因組、山羊草屬C基因組特異分子標(biāo)記；利用殺配子染色體誘導(dǎo)小麥與長(zhǎng)穗偃麥草7E染色體產(chǎn)生變異，通過(guò)細(xì)胞遺傳學(xué)、分子標(biāo)記的方法，再結(jié)合形態(tài)學(xué)、FISH檢測(cè)和SSR分子標(biāo)記等鑒定方法，從 F2代篩選出易位植株，創(chuàng)造了小麥-長(zhǎng)穗偃麥草易位系；并從F3、F4、F5代中篩選出抗赤霉病的植株。主要研究結(jié)果如下：
　　1.利用 RAPD分子標(biāo)記技術(shù)建立了1個(gè)山羊草屬 C

3、基因組特異的分子標(biāo)記SCAR586，通過(guò)柱穗山羊草和CS-2C二體附加系的驗(yàn)證，證明該標(biāo)記是2C基因組特異的，同時(shí)對(duì)該標(biāo)記在其他的山羊草屬中的分布也進(jìn)行了檢測(cè)，它存在于尾狀山羊草、頂芒山羊草、柱穗山羊草、三芒山羊草、CS-3C二體附加系和CS-3CSAT二體附加系中。利用TRAP分子標(biāo)記技術(shù)建立了2個(gè)山羊草屬C基因組特異的分子標(biāo)記SCAR384和SCAR585，分析表明，這兩個(gè)標(biāo)記也是2C基因組特異的，利用FISH技術(shù)將兩個(gè)標(biāo)記在尾狀山

4、羊草染色體上的定位進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，這兩個(gè)標(biāo)記在尾狀山羊草染色體的長(zhǎng)臂和短臂上呈散在分布的狀態(tài)；它們除存在于2C基因組和尾狀山羊草外，SCAR384還存在于頂芒山羊草、柱穗山羊草、CS-3C二體附加系和CS-3CSAT二體附加系中，SCAR585還存在于頂芒山羊草、柱穗山羊草、偏凸山羊草、CS-3C二體附加系和CS-3CSAT二體附加系中。
　　2.利用RAPD分子標(biāo)記技術(shù)建立了2個(gè)長(zhǎng)穗偃麥草E基因組特異的分子標(biāo)記SCAR80

5、7和SCAR839，利用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)建立了1個(gè)E基因組特異的分子標(biāo)記SCAR577，利用TRAP分子標(biāo)記技術(shù)建立了4個(gè)長(zhǎng)穗偃麥草E基因組特異的分子標(biāo)記，即SCAR424、SCAR362、SCAR378和SCAR252，通過(guò)在二倍體長(zhǎng)穗偃麥草、四倍體長(zhǎng)穗偃麥草中的驗(yàn)證，證明這7個(gè)分子標(biāo)記是長(zhǎng)穗偃麥草E基因組所特異的。在一套CS-1E~7E二體附加系的定位分析中表明，SCAR807、SCAR577、SCAR424、SCAR362定位

6、于1E~7E的所有染色體上，SCAR839定位于2E和3E的染色體上，SCAR252定位于5E和6E的染色體上。同時(shí)SCAR807、SCAR839和SCAR577三個(gè)標(biāo)記還通過(guò)FISH技術(shù)在二倍體長(zhǎng)穗偃麥草染色體上的定位進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，SCAR807和SCAR577分子標(biāo)記在二倍體長(zhǎng)穗偃麥草所有染色體的長(zhǎng)臂和短臂上是散在分布的，SCAR839分子標(biāo)記在二倍體長(zhǎng)穗偃麥草的4條染色體的長(zhǎng)臂和短臂上是散在分布的。
　　3.利用―中

7、國(guó)春‖-長(zhǎng)穗偃麥草(7E,7ES,7EL)二體附加系與―中國(guó)春‖-柱穗山羊草(2C)二體附加系配置雜交組合，在自交F2代篩選出染色體數(shù)為42的株系共101株，包括株系A(chǔ)-254，A-258，A-273，A-292，A-359，A-361，A-366，A-369，A-377，A-371等；在BC1F1代篩選出染色體數(shù)為42的株系共17株，包括株系7-8，8-8，8-9，9-1，9-5，9-12，9-13，9-14等。在F2代和BC1F1代

8、植株的有絲分裂染色體制片中，觀察到了端體、環(huán)狀染色體、雙著絲點(diǎn)染色體等染色體畸變；在F2代~F5代材料的減數(shù)分裂染色體制片中，觀察到了多價(jià)體、大量的單價(jià)體、染色體斷片、橋、落后染色體以及染色體粘連等染色體畸變現(xiàn)象。
　　4.通過(guò) SCAR分子標(biāo)記的方法進(jìn)行外源染色體的篩選和鑒定，在自交 F2代2n=42的植株中，篩選出的陽(yáng)性植株為A-10，A-254，A-258，A-273，A-292，A-371，A-399；在BC1F1代2n=

9、42的植株中，篩選出的陽(yáng)性植株為8-8，8-9，9-1，9-5，9-11，9-12，9-14。F3代共調(diào)查75株，陽(yáng)性植株為13株，其陽(yáng)性檢出率為17.33％；F4代共調(diào)查132株，陽(yáng)性植株為38株，其陽(yáng)性檢出率為28.79%；F5代共調(diào)查122株，陽(yáng)性植株為25株，其陽(yáng)性的檢出率為20.49%。
　　5.對(duì)雜交和回交后代中 SCAR分子標(biāo)記檢測(cè)為陽(yáng)性的植株進(jìn)行了形態(tài)學(xué)鑒定，包括株高、穗長(zhǎng)、分蘗數(shù)、穗型、赤霉病抗性等，在自交F2和

10、BC1F1代中，獲得的優(yōu)良株系為A-254，A-258，A-273，A-292，A-371和8-8，8-9，9-1，9-5，9-12，9-14，共計(jì)11株。F3代篩選出的優(yōu)良株系為4株，F(xiàn)4代篩選出11株，F(xiàn)5代篩選出10株。
　　6.將自交F2代和回交BC1F1代植株中初步篩選出的11株易位系行了FISH和SSR分子標(biāo)記的鑒定與定位。其中 FISH和7E染色體長(zhǎng)短臂特異 SSR標(biāo)記（Xgwm282，Xgwm471）鑒定結(jié)果表明，

11、株系9-5，9-12，9-14，A-273，A-292為長(zhǎng)臂易位，株系8-8，8-9，9-1，A-254，A-258，A-371為短臂易位。利用SSR分子標(biāo)記對(duì)易位片段進(jìn)行了進(jìn)一步分析，確定株系8-8的易位片段介于標(biāo)記Xwmc606和Xcfe19之間，株系8-9的易位片段介于標(biāo)記Xwmc606和XBE489982之間，株系9-1的易位片段介于標(biāo)記Xwmc606和Xcfe19之間，株系A(chǔ)-254的易位片段介于標(biāo)記Xgwm350和XBE48

12、9982之間，株系A(chǔ)-258的易位片段介于標(biāo)記Xwmc606和Xcfe19之間，株系A(chǔ)-371的易位片段介于標(biāo)記Xgwm350和XBE489982之間；株系9-5的易位片段介于標(biāo)記Xpsr680和Xsews19之間，株系9-12的易位片段介于標(biāo)記 Xgwm333和Xswes19之間，株系9-14的易位片段介于標(biāo)記 Xpsr680和Xswes19之間，株系A(chǔ)-273的易位片段介于標(biāo)記Xksum052和Xswes19之間，株系A(chǔ)-292的易