小麦-黑麦双二倍体形成过程中微卫星序列的变化

为了探索小麦-黑麦双二倍体形成过程中微卫星序列的变异情况,为异源多倍体进化及小麦育种研究提供理论参考,以来源于3个组合的小麦-黑麦杂交后代植株及亲本小麦、黑麦为材料,利用已有的小麦和黑麦微卫星标记调查小麦-黑麦双二倍体形成过程中微卫星序列的变化。结果表明,所用的126对小麦SSR引物中,除22对没有扩增出产物外,其余104对引物从每个组合的后代植株中扩增的带型与从其亲本小麦中扩增的带型完全相同。所用的27对黑麦SSR引物中,10对引物从每个组合的后代植株中扩增的带型与其从亲本黑麦中扩增的带型完全相同,10对引物在亲本黑麦、F1植株及3个双二倍体植株之间表现出了多态性,7对引物从亲本黑麦中扩增的条带在所有后代中缺失。说明小麦-黑麦异源多倍体化过程中小麦微卫星序列是相对稳定的,而黑麦微卫星序列比小麦微卫星序列更易受到异源多倍体化的影响。微卫星序列变化是伴随多倍体体化而快速发生的。

在六倍体小麦的异源多倍化早期微卫星侧翼序列迅速发生了改变

在异源多倍体形成的早期,DNA序列和基因的表达迅速发生了改变.以异源六倍体小麦为例,比较了四倍体小麦与节节麦合成六倍体小麦前后,位于普通小麦D染色体组不同染色体臂上的特异性引物揭示的微卫星位点变化特点.结果表明,从四倍体小麦与节节麦杂交,将A,B与D染色体组结合在一起并加倍得到AABBDD的六倍体小麦这一“剧烈事件”中:(ⅰ)微卫星的侧翼序列发生了变化,导致出现了供体物种没有的新带纹或供体物种的带纹消失,其中,供体物种的带纹消失是主要的.(ⅱ)供体物种的带纹消失不是随机的,而是四倍体小麦消失频率远高于节节麦的频率,即发生在A,B染色体组的消失频率比发生在D染色体组的频率高得多.(ⅲ)微卫星侧翼序列的变化在多倍化的早期(F1代或S1代)就开始发生.由此看来,微卫星两边的侧翼区域在多倍化过程中很活跃,是容易发生变化的区域.微卫星的生物学功能可能与多倍体进化过程有关,微卫星两边的侧翼区域在多倍化过程的早期迅速发生有方向性的改变可能有利于新形成异源多倍体的迅速进化,从而使不同染色体组在遗传上迅速达到协调.