作物抗旱相关分子标记及其辅助选择的研究进展

分子标记辅助选择育种给作物抗旱育种提供了新的途径。本文介绍了国内外在小麦、玉米、水稻、大豆等重要农作物抗旱相关分子标记方面的研究进展。对作物抗旱相关QTL分子标记辅助育种进行了探讨 ,并对其发展策略提出了一些思考。

基于表达序列标签的微卫星标记(EST-SSRs)研究进展

作为一种新型分子标记 ,EST SSR来自表达基因 ,因而除具备传统基因组来源的SSR标记所有优势外 ,可能与基因功能表达具有直接或间接关系 ,从而强化了SSR标记在遗传研究中的应用。本文综述了近几年来EST SSR用于遗传图谱构建、基因定位。

用抑制差减杂交法分离小麦幼苗水分胁迫诱导表达的cDNA

小麦种子水培 ,幼苗长至一叶一心后 ,在 2 0℃生长箱中水培 4 8h作为对照组 (Driver) ,PEG 6 0 0 0水溶液胁迫培养 4 8h作为处理组 (Tester)。进行抑制差减杂交 ,构建包含 15 0 0个独立克隆的SSH文库。以正向和反向差减杂交后的cDNA为探针 ,筛选SSH文库 ,得到 181个阳性克隆 ,测序后获不重复EST 10 1个。

山羊草属五个基本基因组系统发育的RAPD分析

利用ＲＡＰＤ技术，从ＯＰＥ、ＯＰＦ、ＯＰＧ、ＯＰＵ、ＯＰＸ、ＯＰＹ和ＯＰＺ共７组随机引物中筛选出２８个能产生基因组特异带的稳定引物，对山羊草属（ＡｅｇｉｌｏｐｓＬ．）的５个基本基因组及普通小麦“中国春”的ＤＮＡ进行随机扩增，根据扩增的４８８条ＤＮＡ片段绘制出系统发育图。普通小麦ＡＢＤ基因组与Ｓ基因组亲缘关系最近，Ｃ与Ｕ基因组具有比较近的亲缘关系。

用渗透胁迫鉴定小麦种子萌发期抗旱性的方法分析

本文以聚乙二醇 (PEG) - 6 0 0 0、甘露醇和蔗糖作为渗透剂模拟水分胁迫 ,胁迫溶液渗透势范围在 - 0 2 5MPa到- 1 5 0MPa ,分析适于进行小麦种子水分胁迫萌发试验的条件 ,以鉴定小麦萌发期的抗旱性。结果表明 ,蔗糖溶液易诱发霉菌 ,胚芽不能正常生长。渗透势为 - 0 2 5MPa的PEG - 6 0 0 0及 - 0 5 0MPa的甘露醇胁迫已经显著抑制了胚芽伸长 ;- 0 5 0MPa的PEG - 6 0 0 0及 - 1 0 0MPa的甘露醇显著抑制种子萌发 ,随着胁迫强度增加 ,种子相对发芽率及胚芽长度减小 ,主要是因为渗透胁迫降低了种子吸水速度 ,胚芽的相对含水量和渗透势均低。在渗透势相同的胁迫条件下 ,PEG - 6 0 0 0对小麦种子萌发各项检测值的抑制作用均大于甘露醇。如果目的是通过鉴定小麦种子在高渗溶液中的萌发情况 ,评价萌发期的抗旱性 ,选用 - 0 5 0MPa的PEG - 6 0 0 0或者 - 1 0 0MPa的甘露醇较为理想 ,若同时考虑降低试验成本 ,则应首选 - 0 5 0MPa的PEG - 6 0 0 0。

普通小麦三个基因组之间的遗传关系及原位杂交分析

以普通小麦 (TriticumaestivumL .)的 3个可能的二倍体供体种 (乌拉尔图小麦 (T .urartuThum .)、拟斯卑尔脱山羊草 (AegilopsspeltoidesTausch)和粗山羊草 (Ae.tauschiiCoss .) )的基因组DNA为研究对象 ,通过它们之间的相互杂交 ,比较杂交强度以及泳道中带纹的不同 ,并结合部分DNA重复序列在基因组间含量差异的数据 ,得出结论 :Au 和D基因组的关系相对较近。分别以这三个二倍体种的基因组DNA为探针 ,与普通小麦中国春 (T .aestivumL .cv .ChineseSpring)根尖细胞进行基因组原位杂交 (GISH) ,可以清晰地识别出 3个基因组。Au 和D基因组的染色体都呈现均匀的杂交信号 ,但以拟斯卑尔脱山羊草基因组DNA为探针时 ,发现交叉杂交现象十分显著 ,并且杂交信号区域化分布 ,呈现明显的重复序列的特征。在间期核中 ,来自不同基因组的染色质占据不同的空间。我们认为 ,造成B基因组染色体非均匀杂交现象的主要原因 ,可能是因为该基因组中含有更为丰富的串联重复序列 ,B与Au、D基因组的差异也可能主要体现在重复序列上。

用微卫星标记辅助鉴定几种小麦缺体—四体

用已准确定位到小麦染色体上的部分SSR标记辅助鉴定3个中国春缺体-四体材料:N2AT2B、N2BT2D、N2DT2A。以中国春小麦为对照,首先选用缺失染色体上的SSR引物,PCR扩增结果表明3个材料均缺失该对染色体;进一步用分布于小麦21条染色体上的SSR引物进行PCR扩增,发现除缺失染色体外的其余染色体均有扩增,说明该材料至少有其余20对染色体中的每一条;最后用缺体-四体材料对24个新开发未知位点的EST-SSRs标记进行染色体定位,结果其中10个EST-SSRs位点被分别定位在小麦2A、2B、2D染色体上。

一个来自硬粒小麦的抗白粉病基因的鉴定和微卫星标记

在起源于硬粒小麦(Triticum durum Desf．accession DR147)和尾状山羊草(Aegilops caudata L．acc．Ael4)合成的双二倍体与普通小麦品种“莱州953”杂交组合衍生的BC3F2群体中鉴定了一个抗小麦白粉病基因。遗传分析表明，该基因为一个显性单基因。应用分离群体分组法(BSA)，鉴定了两个与抗病基因紧密连锁的微卫星标记Xgwm311和Xgwm382，它们与抗病基因的遗传距离分别为5．9cM和4．9cM。对双二倍体亲本硬粒小麦DR147和尾状山羊草Ae14及轮回亲本“莱州953”的DNAPCR扩增结果表明，与抗病基因相关的微卫星标记Xgwm311和Xgwm382来源于硬粒小麦DR147。根据已发表的小麦微卫星图谱和对“中国春”缺一四体系DNA扩增结果，抗病基因被定位在小麦2A染色体的长臂末端。

用差减抑制杂交方法鉴定太谷核不育小麦花药败育过程中的特异表达基因

以太谷核不育小麦败育花药为对照群体 ,可育花药为目标群体 ,进行抑制差减杂交。用经过败育花药差减的可育花药cDNA群体构建了一个差减抑制杂交文库。结果显示 ,插入片段的大小主要集中在 30 0～ 5 0 0bp之间。随机选取 8个克隆进行Northern杂交分析 ,结果其中 7个克隆在可育花药和不育花药之间的表达存在差异。对其中 16个插入cDNA片段测序后与GenBank同源性比较表明 ,共获得未重复序列 13条 ,占81% ,其中与已知功能基因同源的 3条 ,与EST库中的序列同源的 7条 ,新的cDNA片段 3条。

对基因组原位杂交信号释译可能出现的片面性——来自一个小麦易位系(A-3)中外源遗传物质鉴定的启示

利用基因组原位杂交 (GISH)和种子醇溶蛋白电泳 (A- PAGE)技术对一个可能携带有 10倍体长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum (Host) L iu & Wang)遗传物质的小麦新种质 A- 3进行了综合鉴定。用普通小麦“中国春”(Triticum aesticum L.cv.Chinese Spring)基因组 (ABD) DNA作探针 ,拟鹅观草 [Pseudoroegneria stipifolia(Czern exNerski) A L ve,10倍体长穗偃麦草基因组可能供体种之一 ,基因组为 St]基因组 DNA作封阻进行原位杂交 ,检测到小麦的一对染色体与外源染色体发生了罗泊逊易位 ,并证明该外源臂携带一个 18S- 5 .8S- 2 6 S r DNA位点。进一步分析表明 ,易位发生在 B基因组染色体上。种子醇溶蛋白电泳分析表明该材料具有黑麦 1RS的标记位点 Gld B3。再用黑麦(Secale cereale L.R)基因组 DNA作探针 ,普通小麦基因组 DNA作封阻进行 GISH分析 ,最后证明该材料确为 1BL/1RS易位系。本文还对 GISH分析中可能出现的假象进行了讨论。本文研究结果提示我们 :在鉴定外源染色体 (质 )时必须非常慎重 ,单凭一种技术很难得出准确的结论 ,需要多种方法相互印证 。

小麦种子水分胁迫萌发的基因差异表达

旱选10号为材料,以PEG-6000为胁迫荆,利用DDRT-PCR技术研究了种子芽期水分胁迫处理和对照材料在mRNA表达上的差异。获得的5个差异表达片段,在处理前后表达丰度均呈增加趋势,并为反向Northern点杂交所验证。经查询,2个片段与GenBank中已知基因有较高同源性,3个片段与已知的EST序列同源。