四川主栽小麦品种贮藏蛋白及其分子生物学研究

四川农业大学硕士学位论文四川主栽小麦品种贮藏蛋白及其分子生物学研究姓名：王春梅申请学位级别：硕士专业：生物化学与分子生物学指导教师：傅体华20030501四川主栽小麦品种贮藏蛋白及其分子生物学研究作者：王春梅学位授予单位：四川农业大学相似文献(10条)1.期刊论文王海燕.王秀娥.陈佩度.刘大钧.WANGHai-yan.WANGXiu-e.CHENPei-du.LIUDa-jun云南、西藏与新疆小麦醇溶蛋白Gli-1和Gli-2编码位点等位基因组成及遗传多样性分析-麦类作物学报2005,25(6)利用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)法,分析了64份中国西部特有小麦材料的醇溶蛋白编码位点等位基因组成及遗传多样性.结果表明,在34份云南小麦、24份西藏小麦和6份新疆小麦的Gli-1位点上,分别发现了26、33和3个等位基因;在Gli-2位点上,则分别发现15、16和3个等位基因.在云南和西藏小麦的Gli-B1、Gli-D1和Gli-A2位点上均发现了一些现有小麦醇溶蛋白编码基因位点目录中未列出的等位变异.从染色体组来看,云南小麦、西藏小麦和新疆小麦B染色体组的Neis平均遗传变异系数高于A染色体组和D染色体组,这说明B染色体组的遗传变异要高于A和D染色体组.云南小麦、西藏小麦和新疆小麦群体内的Neis平均遗传变异系数分别为0.6824、0.7471和0,说明云南小麦和西藏小麦群体具有较高的遗传多样性.2.学位论文杨松杰人工合成六倍体小麦衍生后代群体遗传多样性与分子标记辅助选择育种2007在小麦生产和育种实践中，由于严重的遗传侵蚀和长期集中使用少数骨干亲本作为普通小麦品种改良的亲本材料，致使我国乃至全球小麦品种的遗传多样性出现逐渐降低的趋势。众多研究表明，栽培小麦狭窄的遗传基础不仅限制了小麦产量和品质的进一步改良，而且使小麦对生物性和非生物性环境胁迫的脆弱性增加；另一方面，小麦野生近缘种中存在有大量可用于小麦改良的优异基因，因此，发掘并利用野生近缘植物中的关键性基因源，对于拓宽小麦育种的遗传基础以及小麦育种和生产持续发展具有重要意义。以4份引自墨西哥国际小麦玉米改良中心(CIMMYT)的人工合成六倍体小麦Syn768、Syn769、Syn780、Syn786，5份中国四川省成都平原普通栽培小麦主栽品种以及经过它们之间杂交后再回交并进行多代定向选择而产生的117份后代衍生群体系(其中川麦38、川麦42、川麦43和川麦47为审定品种)为材料，以微卫星(SimpleSeqtfenceRepeat，SSR)标记为技术手段，在DNA分子水平上对其遗传多样性进行了研究；并对影响小麦重要农艺性状和面粉品质的部分功能基因如矮秆基因Rht8、多酚氧化酶PPO基因和Waxy蛋白亚基基因进行了分子检测，验证了基于PCR的微卫星标记在分子标记辅助选择育种中的可用性。获得以下主要结果：1．利用SSR分子标记技术，对117份人工合成六倍体小麦后代衍生高代群体系进行了遗传多样性分析。所得结果表明，37对SSR引物(涉及小麦A、B、D三个基因组7个同源群21条染色体)共扩增出256个等位基因变异位点，每对SSR引物检测到的等位基因变异位点变异幅度较大，最少1个，最多14个，平均每个SSR引物扩增出6.92个等位基因变异。SSR位点多态性信息含量(PIC)和辛普森指数(SI)计算结果均表明，A基因组呈现最大值，B基因组次之，D基因组最低；对三个基因组的遗传相似性系数进行了分析，结果表明，A、B、D三个基因组37个SSR标记位点所得平均相似系数为0.4721，A基因组上SSR位点所得平均相似系数为0.3797，B基因组上SSR位点所得平均相似系数为0.4627，D基因组上SSR位点所得平均相似系数为0.5815，说明人工合成六倍体小麦后代衍生群体材料之间的遗传多样性水平较高；对三个基因组及所有SSR位点通过UPGMA进行聚类，结果表明，3个基因组分别聚类所得的树状图各不相同，说明人工合成六倍体小麦后代衍生群体材料的遗传多样性在不同基因组上存在着差异；同时，分组结果显示，A、B、D三个基因组所得的聚类图分组数目也不同，反映出这批人工合成六倍体小麦后代衍生群体材料的基因组基因在各个基因组上的分布并不一致，其中D基因组的遗传多样性最为贫乏，而A基因组则最为丰富。2.微卫星Xgwm261标记位点192bp等位基因变异片段的PCR扩增产物可作为矮秆基因Rht8的特异分子标记。在以Syn768、Syn769、Syn780和Syn786人工合成六倍体小麦为亲本的117份后代高代衍生群体检测材料(其中川麦38、川麦42、川麦43和川麦47为审定品种)中，Rht8基因型总的分布频率为77.78％。以Syn768为亲本育成的后代衍生系中，Rht8基因型频率最高，为96.70％：以Syn769为亲本育成的优良高代系和川麦38、川麦42与川麦43育成品种中，Rht8基因型频率最低，为71.64％；以Syn780为亲本的后代衍生群体中，Rht8基因型频率为73.68％，分离比率约为3：1；以Syn786为亲本育成的材料只有川麦47，该品种不含有Rht8该基因。上述结果反映了Rht8基因在人工合成六倍体小麦中的分离规律与在普通栽培小麦中的分离规律基本相似。3.采用SSR特异引物Xgwm312标记位点的PAGE凝胶电泳对多酚氧化酶PPO基因型进行了研究。结果显示，Xgwm312位点的标记具有多态性，其PCR扩增产物可人工合成六倍体小麦后代衍生群体遗传多样性与分了标记辅助选择育种产生198bp、216bp、232bp和240bp四种等位基因变异片段。在所检测的117份后代高代衍生群体系材料中，65份材料具有198bp长度大小的等位基因变异片段，占全部材料的55.56％；13份材料含216bp等位基因变异片段，其频率为11.11％，35份材料具有232bp等位基因变异片段，分布频率为29.91％；只有4份材料含有240bp等位基因变异片段，仅占全部材料的3.42％。从每个人工合成六倍体小麦亲本材料所形成的后代衍生群体来看，PPO因等位变异片段分布频率各不相同，说明PPO因在人工合成六倍体小麦与普通栽培小麦杂交后代材料中基因型的表现存在着随机性，与亲本的基因型状况关系极大，并且在后代材料中出现了亲本都没有的240bp等位基因变异片段的材料。4.采用SSR引物的PAGE凝胶电泳对引自CIMMYT的Syn768、Syn769和Syn780人工合成六倍体小麦113份后代衍生系的Waxy蛋白亚基缺失类型进行了分子检测，其中，8份材料缺失Waxy-B1型蛋白亚基，占全部材料的6.6％；没有检测到其他类型的缺失体。从每个人工合成六倍体小麦亲本材料所形成的后代衍生群体来看，Waxy-B1缺失体频率也各不相同，说明Waxy蛋白亚基缺失类型在人工合成六倍体小麦后代衍生群体材料中的遗传稳定，与育种所选用亲本的基因型状况相关性大。5.通过对125份小麦材料的矮秆基因.Rht8、多酚氧化酶PPO基因和Waxy蛋白亚基不同等位基因变异片段的分子检测和系谱分析以及对这三对引物的重复性验证表明，在系谱关系明确的情况下，3个用来标记上述三种基因的特异标记可以在实践中用作矮秆基因Rht8、多酚氧化酶基因和Waxy蛋白亚基基因型的鉴定以及育种世代该基因型的筛选等的分子标记辅助选择育种研究。上述研究结果说明，本项研究所分析的117份人工合成六倍体小麦后代衍生群体材料，具有广泛的遗传多样性，部分功能基因的分子检测可作为普通栽培小麦辅助选择育种重要手段加以利用，以提高小麦育种时效。3.期刊论文王海燕.王秀娥.陈佩度.刘大钧.WANGHai-yan.WANGXiu-e.CHENPei-du.LIUDa-jun云南、西藏与新疆小麦高分子量谷蛋白亚基组成及遗传多样性分析-中国农业科学2005,38(2)用SDS-PAGE法分析了64份中国西部特有小麦征集材料的高分子量谷蛋白亚基组成及遗传多样性.从34份云南小麦中,发现2种高分子量谷蛋白谱带(null、7+8、2+12和null、7、2+12);从24份西藏小麦中,发现3种高分子量谷蛋白谱带(null、7+8、2+12,null、6+8、2+12和null、7+8、2),其中西藏小麦TB18的Glu-D1位点仅编码亚基2;从6份新疆小麦中,观察到1种高分子量谷蛋白谱带(null、7、2+12).在云南、西藏和新疆这3种中国西部特有的小麦材料中,Glu-1位点分别出现4(Glu-A1c、Glu-B1a、Glu-B1b和Glu-D1a)、5(Glu-A1c、Glu-B1d、Glu-B1b、Glu-D1a和Glu-D1?)和3个(Glu-A1c、Glu-B1a和Glu-D1a)等位基因.云南小麦、西藏小麦和新疆小麦材料内的Nei's平均遗传变异系数分别为0.1574、0.1366和0,表明云南小麦和西藏小麦材料内的高分子量谷蛋白位点的遗传变异要高于新疆小麦.云南小麦、西藏小麦和新疆小麦A、B和D基因组的Nei's平均遗传变异系数分别为0、0.2674和0.0270,这说明在遗传多样性方面,Glu-B1位点最高,其次为Glu-D1位点,Glu-A1位点最低.4.学位论文任天恒黑麦1R染色体的遗传多样性及其在小麦基因组内的表达2009小麦(TriticumaestivumL．)是世界上最重要的植物种之一，迄今已有8000年以上的栽培历史，在人类文明和文化的发展中起过决定性的作用。同时，小麦也是一个年轻的异源六倍体植物种，因此是物种进化和基因组结构探索中最常用的研究材料。由于小麦所含的3个染色体组分别来自不同的物种，使得小麦的基因组在本身的进化及对外源基因的接受上均具有较强的能力。上世纪70年代以来，来源于德国的小麦材料“牛朱特”所衍生的小麦一黑麦1RS．1BL易位染色体的出现，不仅为小麦物种进化和基因组结构的研究提供了新材料，还使世界小麦的产量潜力增加了约5％，为人类作出了巨大的贡献。在世界的小麦主产区，大量的现有小麦栽培品种含有这条易位染色体。但是，近年来，由于条锈病和自粉病生理小种的变异，使定位于该易位染色体的1RS染色体臂上的抗条锈病基因Yr9和抗白粉病基因Pm8丧失了抗性，对世界小麦生产造成了巨大的威胁。这样就产生了下列的重要问题：第一、1RS．1BL易位在小麦物种进化中是否还有意义?因为它的抗病性的丧失，注定它将在小麦基因组中逐渐被淘汰；第二、通过什么方法可以解决1RS．1BL易位的遗传单一性造成的恶果?为了回答上述问题，本文对黑麦的遗传多样性和不同来源的1RS．1BL易位染色体进行了研究，获得了下列的创新性的研究结果：1、为了发掘黑麦属种质资源的多样性，为小麦进一步利用外源基因的育种提供分子依据，本文采用简单重复序列间区标记技术(ISSR)对黑麦属(SecalecerealeL．)5个种13个亚种共23份材料进行了遗传多样性检测。结果表明，被测材料间ISSR标记多态性较高。在100条ISSR引物中，有12个引物可扩增出清晰且具多态性的条带，12个引物共扩增出850条带，其中804条带(占94.5％)具有多态性，每个引物可扩增出14-121条多态性带，平均70.8条，ISSR标记遗传相似性系数变异范围为0.4.810-0.8734。聚类分析表明，23份材料可聚为3类。实验显示，无论是不同黑麦种、亚种，还是相同的黑麦亚种中的不同品种之间，乃至于同一黑麦品种之间，都具有较高的多态性，体现了黑麦属植物间较高的种质资源遗传多样性，为解决现存的1RS．1BL的遗传单一性问题提供了遗传学基础。2、本实验对不同来源的新1RS．1BL易位系R14进行了研究。C—带和GISH分析确证R14是一个新的1RS．1BL易位系，它和世界上广泛使用的来源于德国小麦“牛朱特”的1RS．1BL易位有不同的起源。在新易位系R14的1RS染色体臂上，本实验发现了2个不同的新的抗条锈病和白粉病基因，它们表现了与位于“老”1RS．1BL易位染色体上的Yr9与Pr08不同的抗病谱。在含Yr9和Pm8的小麦材料严重感病的情