人工合成小麥中異源多倍化引起的基因組變異.pdf

1、普通小麥（Triticum aestivum L.,2n=6x=42，AABBDD）是異源六倍體，由A、B、D三個具有部分同源關(guān)系的染色體組組成。人們通過模擬小麥的起源過程，利用四倍體小麥（T.Turgidum L.,2n=28，AABB）與粗山羊草（Ae.Tauschii,2n=14，DD）雜交，經(jīng)染色體加倍人工合成六倍體小麥，再以此人工合成小麥作為橋梁親本，能更有效地將四倍體小麥或者粗山羊草的優(yōu)異基因轉(zhuǎn)移到普通小麥。同時，人工合成小

2、麥可以用于探索異源多倍化的發(fā)生機制及發(fā)生后小麥基因組的變異研究。小麥基因組中含有大量的重復序列，其中簡單序列重復序列，即微衛(wèi)星序列（Simple Sequence Repeat，SSR或Microsatllite），是植物基因組的重要組成部分。SSR標記的原理就是利用微衛(wèi)星序列重復單元的多態(tài)性來區(qū)分物種之間的差異，加上SSR標記自身的一些優(yōu)點，使其成為研究物種遺傳變異及進化的重要工具之一。
　　 本研究利用SSR標記對5份來自同

3、一四倍體小麥、不同粗山羊草的人工合成雙二倍體小麥（稱為第一套材料）和5份來自同一粗山羊草、不同四倍體小麥的人工合成雙二倍體小麥（稱為第二套材料）及其合成親本的基因組進行比較，分析了異源多倍化對小麥基因組的影響及SSR對基因組的作用。獲得以下主要結(jié)果：
　　 （1）在第一套材料中，合成小麥與親本相比發(fā)生變異的比例依次為：G-SSR標記是4.6％、EST-SSR標記是2.6％、STS標記是0；而在第二套材料中，其變異比例依次為：G-

4、SSR標記是38.6％、EST-SSR標記是11.8％、STS標記是0。結(jié)果表明，在異源多倍化作用下，非編碼區(qū)的變異大于編碼區(qū)變異；而且，不同人工合成小麥對異源多倍化的作用響應不同，合成小麥Syn44，Syn98，Syn68的變異較大，可為進一步研究異源多倍化作用提供良好材料。
　　 （2）通過對上述兩套材料中合成小麥及其雙親的全基因組掃描（指包括A、B、D基因組的SSR標記），兩套材料都出現(xiàn)了雙親中的微衛(wèi)星擴增條帶在合成小麥中

5、消除的現(xiàn)象，消除位點頻率分別為2.9％和6.5％。因此序列消除可能是異源多倍化過程中一個比較普遍的現(xiàn)象。
　　 （3）通過對31對SSR引物擴增產(chǎn)物的大量測序表明，擴增片段的差異主要是由簡單序列重復區(qū)重復單元數(shù)目的增加或減少引起的，而引物兩端的側(cè)翼區(qū)變化很小，相對比較保守。微衛(wèi)星序列在小麥多倍體化過程中是一種非?；钴S的堿基序列，因此不同品種（系）間表現(xiàn)出高度多態(tài)性，其本身也許沒有功能基因的作用，但在新物種形成過程中對穩(wěn)定功能基因