川麦42遗传背景中人工合成小麦导入位点的SSR标记检测

硬粒小麦和节节麦是六倍体普通小麦的二级基因源,六倍体人工合成小麦遗传变异丰富、蕴藏着丰富的抗性基因,可供现代小麦改良利用。利用人工合成小麦基因资源与四川小麦杂交、回交,已育成了高产、优质、抗病小麦新品种“川麦42”。本文利用217对微卫星（SSR）引物检测“川麦42”遗传背景中人工合成小麦的导入位点,发现24个位点来源于人工合成小麦,占所用引物数的11.06%,远小于理论值25%。川麦42遗传背景中人工合成小麦导入位点在A、B和D染色体组分布频率不均衡,D组>B组>A组;人工合成小麦导入位点在川麦42各染色体间差异也很大,在1B、2B和5A染色体上分布较集中、片段较长,而在1A等11条染色体上则无导入位点;表明人工合成小麦的遗传位点并不按孟德尔遗传规律传至后代,人工选择压力导致遗传位点很大的偏分离行为。     

普通小麦B染色体组起源的研究进展

很早就认识到多倍化在小麦的进化上有很大的作用。Kihara(1924)分析了不同倍性小麦的种间杂种,表明普通小麦是由ABD3个染色体组构成的异源多倍体。以后的研究证明A、D两染色体组分别由野生一粒小麦(T、aegilopoides)和塔斯其小麦(T、tauschii.Aeg、sgurrose)提供。关于B染色体组的起源,尽管进行过     

暴马丁香的叶绿体微卫星特征分析

暴马丁香具有很高的观赏价值和药用价值。为研究暴马丁香叶绿体微卫星特征,本研究在暴马丁香叶绿体全基因组序列(156 141 bp)的基础上,采用MISA v1.0软件,分析其叶绿体全基因组序列,共识别出231个微卫星位点(平均每676 bp出现一个)。其中,叶绿体微卫星主要集中于大单拷贝区(94.52%),主要由A、T构成。重复序列中主要以单碱基重复序列为主,占重复序列总数的66.97%。微卫星长度集中在8～19 bp,占96.79%,有7个叶绿体微卫星长度大于20 bp,说明暴马丁香叶绿体基因组上的微卫星位点大多数具有多态性的潜能。实验结果为暴马丁香的物种鉴定和系统发育研究提供理论基础。     

基于DArTseq标记的人工合成小麦农艺性状QTL定位

人工合成小麦拥有丰富的有利遗传变异,可用于普通小麦的遗改良。本研究选用两个人工合成小麦改良品系构建了由284个单株组成的F2群体,基于1 671具有染色体位置信息的多态性DAr Tseq标记构建遗传图谱,并结合该群体农艺性状(株高,穗长,穗颈节长,小穗数,穗粒数,单株有效穗数,千粒重,单株重)的表现型,利用QTL作图软件ICIMapping 4.1进行了QTL定位。结果表明,共检测到20个QTL,其中4个为株高QTL,分布于2A、3B、5B染色体上,可解释表型变异的5.4%~10.8%;4个为穗长QTL,分布于2D、3B、5B染色体上,可解释表型变异的1.4%-8.8%;3个为穗颈节长QTL,分布于1A和5A染色体上,可解释表型变异的4.6%~12.2%;2个为穗粒数QTL,分布于3D和5A染色体上,可解释表型变异的18.9%~29.8%;1个为单株有效穗数QTL,分布于2A染色体上,可解释表型变异10.2%;5个为千粒重QTL,分布于1B、5A、5B、5D和7B染色体上,可解释表型变异的8.9%~10.9%;1个为位于7B染色体上的单株重QTL,可解释表型变异的6.1%。同时,在5B和7B染色体上存在控制多个性状的同一QTL位点。利用生物信息学的方法,筛选到1个千粒重相关的候选基因。以上结果可为人工合成小麦农艺性状QTL精细定位、分子标记辅助选择育种和基因克隆奠定基础。     

六倍体小麦部分同源组1中表达序列标记的染色体箱图以及与水稻和拟南芥属间的部分同源性

总共944表达序列标记(ESTs)形成了2212个EST位点；这些位点被绘制在六倍体小麦(Triticum aestivum L.)的部分同源组1染色体上。为了表示EST分布情况，构成了EST缺失图和组1染色体的共有序列图。EST位点在染色体1A、1B和1D中表现为不规则分布，分别分布有660、826和726个EST。对全部3个染色体而言，其长臂上的EST位点数比短臂上的多一些。EST在染色体臂上的分布不是随机的，EST群出现在短臂的末端区域和长臂的中间区域。     

一粒系小麦的微卫星分析

利用普通小麦A基因组含有微卫星位点的引物对在3种一粒系小麦的部分同源微卫星位点进行了检测。结果发现,59％的小麦A基因组微卫星位点的引物对可在3种一粒系小麦的多个种质中检测到部分同源微卫星位点,表明A基因组含有的微卫星位点在普通小麦和一粒系小麦间并不完全保守。一粒系小麦的微卫星位点之间在扩增条带数目以及扩增条带长度上均存在广泛差异。同一微卫星位点在不同一粒系小麦种质中的扩增条带数目以及扩增条带长度上也表现明显差异。     

基于SNP标记小麦自然群体遗传多样性及复合图谱的构建

本研究利用Illumina i Select 90K(81 587个SNP)基因芯片对中国冬麦区205份小麦育成品种(系)构成的自然群体进行基因分型,分析中国冬麦区小麦的遗传多样性并整合群体的复合遗传图谱。用于检测的81 587个SNP标记位点中,利用32 432个具有品种间多态性的位点进行群体遗传多样性分析,检测到64 864个等位变异,每个位点平均2个等位变异,SNP位点的多态性信息含量(PIC)变化范围为0.05~0.38,平均为0.26;聚类分析将205份小麦材料按亲缘关系划分为4个类群。复合遗传图谱包含24 355个SNP标记位点,覆盖小麦全基因组3 674.16 c M,单个染色体长度为118.91~241.38 c M,标记间平均遗传距离为0.15 c M;小麦的3个染色体组中,B基因组中包含的SNP标记最多(12 321,50.60%),其次是A基因组(9 523,39.10%),D基因组含标记最少(2 511,10.31%)。研究结果为利用该群体进行标记/性状间的关联分析提供遗传信息,并为小麦杂交亲本的选择和新品种培育提供参考。     

不同生态环境条件下小麦籽粒灌浆速率及千粒重QTL分析

以142个和尚麦/豫8679的F7:8重组自交系及其亲本为试验材料, 分析了籽粒平均灌浆速率、最高灌浆速率及千粒重在北京(2006, 2007)、安徽合肥(2007)和四川成都(2007)4个生态环境下的性状表现, 并利用已构建的含有170个SSR标记和2个EST标记的遗传图谱, 对这3个性状进行了QTL定位分析。共检测到54个QTLs, 涉及小麦1A、1B、2A、2D、3A、3B、3D、4A、4D、5A、5B、6D 和7D染色体。其中, 17个与平均灌浆速率相关, 可解释表型变异的7.17%~20.83%; 16个与最高灌浆速率相关, 可解释表型变异的6.31%~15.95%; 21个与千粒重相关, 可解释表型变异的4.36%~16.80%。另外, 在1A、1B、2A、3B、4D、6D和7D染色体上发现10个涉及“一因多效”或紧密连锁位点的基因组区段, 有助于了解籽粒灌浆和籽粒产量相关性状的遗传基础。     

人工六倍体小麦后代衍生群体遗传多样性研究(英文)

通过四倍体二粒小麦和节节麦杂交而获得的人工合成六倍体小麦,含有丰富的普通小麦品种改良有益基因,作为拓宽普通栽培小麦性状和新品种改良的新的种质资源已广泛应用于普通小麦的遗传改良实践中.利用分布于小麦A、B、D基因组21条染色体、28个不同染色体臂上的37对微卫星引物,对人工合成六倍体小麦与四川成都平原普通栽培小麦主栽品种杂交、回交经多代选择而形成的117份人工合成六倍体小麦衍生后代高代群体系(其中川麦38、川麦42、川麦43和川麦47为审定品种)进行了DNA分子水平上的分析,共检测到256个等位基因变异,平均每个SSR标记位点检测到6.92个等位变异基因.每个SSR位点等位基因变异数在1～14个,变异幅度较大,表明SSR分子标记在人工合成六倍体小麦中表现出高水平的遗传变异.A,B,D基因组中,D基因组表现出的多态性信息含量最低,为0.427 6,B基因组次之,为0.534 6,A基因组最高,达到 0.614 5(A>B>D).辛普森指数比较的结果也反映出相同的变化趋势,A基因组最高,为1.187 4,B基因组次之,为1.081,D基因组最小,为0.804 6(A>B>D).综合多态性信息含量和辛普森指数的估值,表明这一批人工合成六倍体小麦后代衍生高代群体接受的遗传基因既来自人工合成六倍体小麦,又来自普通栽培小麦,显示杂合度类型丰富,具有较高的遗传差异.根据获得的等位基因变异片断的分布情况进行UPGMA聚类,发现A,B,D基因组基因型间的遗传相似系数较低, A,B,D三基因组37个SSR标记位点所得平均遗传相似系数为0.472 1,A基因组平均遗传相似系数为0.379 7,B基因组平均遗传相似系数为0.462 7,D基因组上平均遗传相似系数为0.581 5,反映出人工合成六倍体小麦后代衍生群体材料的遗传多样性处于较高水平.本研究结果证明利用人工合成六倍体小麦所具有的普通小麦野生近缘种中的基因库改良现代小麦,丰富其遗传基础,减少其生物和非生物胁迫的脆弱性,是一条行之有效的途径.     

染色体之间的互作导致五倍体小麦农艺性状与DNA变异

为了揭示普通小麦进化过程中分化后的同源染色体结合到一个细胞核后是否会发生互作导致DNA水平的变异并引起表型变化,本研究以天然六倍体普通小麦品种‘中国春’(CS, AABBDD, 2n=6x=42)和人工合成四倍体小麦(AADD, 2n=4x=28)为材料,杂交产生五倍体小麦(AABDD, 2n=5x=35),并研究其与亲本在表型与DNA水平上的变化。结果表明:五倍体与亲本之间,以及不同五倍体个体之间在株高、抽穗期、芒长和小穗密度等表型上存在显著差异;利用30个SSR (Simple Sequence Repeat)标记进行检测,发现部分五倍体小麦植株DNA序列的碱基数发生了变化,同CS相比最多增加有67个碱基对。同时还发现五倍体减数分裂中期I染色体配对紊乱,存在高频率的单价体,且大多数五倍体小麦的花粉败育。上述结果表明六倍体普通小麦中的A和D组染色体与其二倍体祖先A和D组各自经过长期的进化,已积累了较多变异,使得同源染色体DNA间存在很大的差异,当结合到一起时会发生相互作用,从而导致表型变异。     

Molecular mapping of quantitative trait loci for domestication traits and β-glucan content in a wheat recombinant inbred line population

Genetic maps are useful for analysis of quantitative trait loci (QTLs) and for marker-assisted selection (MAS) in breeding. A simple sequence repeat (SSR) marker linkage map of common wheat was constructed based on recombination inbred lines (RILs) derived from a cross between Chinese Spring and spelt wheat. The map included 264 loci on all wheat chromosomes covering 2,345.2 cM with 962, 794.6, and 588.6 cM for the A, B, and D genomes, respectively. Using the RILs and the map, we detected 42 putative QTLs on 15 chromosomes for ear length, spikelet number, spike compactness, kernel length, kernel width, kernel height and β-glucan content. Each QTL explained 4–45% of the phenotypic variation. Five QTL cluster regions were detected on chromosomes 1A, 5AL, 2B, 2D, and 4D. The first QTLs for β-glucan content in wheat were identified on chromosomes 3A, 1B, 5B, and 6D.     

小麦EST-SSR标记的开发和染色体定位及其在追踪黑麦染色体中的应用

根据小麦盐胁迫诱导和茎秆组织相关EST序列开发了81对EST-SSR引物, 其中67、46、18和61对分别在小麦、黑麦、簇毛麦和大麦基因组中稳定扩增, 在不同小麦和大麦品种间具有多态性的引物分别有22和23对。利用小麦缺体-四体系共定位了43对引物的81个位点, 其中A、B和D染色体组上分别有29、30和22个位点, 涉及除4B、3D和6D外的18条染色体。此外30对引物在黑麦基因组中具有特异扩增, 其中8对分别在黑麦1R、4R、5R和R7染色体上具有特异扩增, 7对在多条黑麦染色体具有相同扩增。这些新标记可有效用于小麦及其近缘物种的遗传作图与比较遗传研究。     

小麦南大2419及其衍生品种(系)主要农艺性状的关联分析

筛选与小麦重要农艺性状相关联的SSR标记,对小麦分子标记辅助育种有重要的实践意义.本研究利用多态性较高的80个SSR标记,对南大2419及其71份衍生后代品种(系)进行基因型分析,采用TASSEL软件的MLM (Mixed linear model)方法对籽粒产量、千粒重、有效穗、穗粒数等8个主要农艺性状进行SSR标记...     

基于琼脂糖凝胶电泳的小麦SSR扩增体系优化

以小麦基因组DNA为试验材料,探索SSR扩增反应中5种反应组分(模板DNA、dNTPs、引物、Mg~(2+)和Taq DNA聚合酶)对SSR扩增结果的影响.研究发现,引物、Mg~(2+)和Taq DNA聚合酶对PCR扩增结果的影响最显著,其次是模板DNA,dNTP对PCR扩增结果的影响不明显.此外,借助该优化的SSR反应体系,对小麦7B染色体上的多对SSR引物进行了多态性筛选.试验结果表明,优化的SSR扩增体系结合高浓度琼脂糖凝胶能够对显性或差异显著的共显性标记进行高效分离.     

应用SSR分子标记分析小麦品种(系)的遗传重组

为了解小麦品种形成中亲本基因组的遗传重组和遗传保留区段的分布特点,对周麦18和百农AK58及其衍生品系共23个材料进行了全基因组SSR扫描分析。遗传重组分析表明,单交组合的平均重组数(12.3)低于回交组合(13.9);染色体4A、5A、7A、1B、3B、4B、7B、1D、2D、3D、5D、6D和7D重组发生较多,其余染色体重组相对较少,染色体的中间区段与远端区段重组数相当,分别为6.1和6.0。子代间基因组比较发现,一些染色体区段成为重组的多发区,如5D的gwm358–wmc357、6D的cfd49–barc196、7A的wmc158–barc23和7B的gwm274–gwm146区段,分别有35、19、15和14次重组。分析亲本传递给子代的染色体区段,发现子代继承亲本的遗传区段在14~29个,每个区段涉及2~8个多态性位点,大的遗传区段主要分布于4A、5A、5B、5D和7D染色体。以上基因组区域的关联性状是进一步研究的重点。     

抗条锈、抗穗发芽六倍体人工合成小麦Cereta/Aegilops tauschii783的SSR标记分析

Cereta/Aegilops tauschii783是由CIMMYT引进的硬粒小麦/节节麦人工合成种,具有高抗条锈和高抗穗发芽等优良特性.本文选用小麦A、B、D染色体组的91对SSR引物将人工合成小麦Cereta/Aegilops tauschii783与绵阳26在分子水平上进行了比较分析,结果表明：91对引物中有88对引物能扩增出清晰条带;88对引物中除3对引物外,86对引物（96.59%）均能揭示出Cereta/Aegilops tauschii783与绵阳26之间的差异.人工合成小麦Cereta/Aegilops tauschii783与育成小麦品种遗传差异很大,是丰富现代小麦遗传多样性的优异基因源;利用人工合成小麦Cereta/Aegilops tauschii783与绵阳26构建SSR标记群体,可有效标记双亲优良基因.     

Genetic diversity of resistance genes controlling fusarium head blight with simple sequence repeat markers in thirty-six wheat accessions from east asian origin

Summary Fusarium head blight (FHB) is a serious disease of wheat worldwide that may cause substantial yield and quality losses. Breeding for FHB-resistant cultivars is the most cost-effective approach to control FHB. The objective of the present study was to determine the relationship of resistance between new resistant sources and Sumai 3 using five simple sequence repeat (SSR) markers closely linked to the major QTL for FHB resistance on chromosome arms 3BS and 6BS. All five SSR markers were highly polymorphic between Sumai 3 (and its derivatives) and susceptible Canadian wheat lines. Most of the Sumai 3-derived Chinese wheat accessions and three Canadian FHB-resistant lines had all the Sumai 3 SSR marker alleles on chromosome arms 3BS and 6BS. The Chinese landrace Wangshuibai and two Japanese accessions Nobeokabozu and Nyu Bai had the same banding patterns as Sumai 3 for all five SSR marker alleles, and another Chinese landrace Fangshanmai had three of the five SSR markers in common with Sumai 3, and therefore most likely carries the same QTL as Sumai 3 on 3BS and 6BS. The Brazilian cultivar Frontana had no alleles in common with Sumai 3 on either QTL, and the Chinese landrace Hongheshang had only one of the five SSR markers in common with Sumai 3, therefore likely carrying resistance genes different from Sumai 3. The Italian cultivar Funo is not the donor of either the 3BS QTL or 6BS QTL. All five SSR seem to be effective candidates for marker-assisted selection to increase the level of resistance to FHB in wheat breeding programs.     

山东省近期育成小麦品种遗传多样性的SSR分析

为了揭示山东省近年来小麦品种的遗传多样性.选用分布于小麦21条染色体上的68个SSR引物,对44个山东省小麦品种进行了遗传多样性分析.共检测到248个等位基因,每对引物的等位基因数变幅为2～9个,平均为3.65个.每个SSR位点的多态性信息量(PIC)变化范围为0.087～0.837,平均为0.562.44个品种间的遗...     

黄淮冬麦区175个小麦品种的SSR多态性及其与株高、产量相关性状的关联分析

为了解小麦品种资源的遗传多样性, 筛选株高、产量相关性状相关标记的等位变异, 选用108对覆盖小麦各同源染色体且多态性高的SSR引物, 对黄淮麦区175个小麦品种进行分析。共检测到448个等位变异, 平均每个标记4.15个等位变异, 变化范围为2~14个;全部SSR位点的多态性信息含量(PIC)变化范围为0.075~0.869, 平均为0.561。聚类分析显示同一地区或同一育种单位育成的、具有共同亲本的品种多数聚为一类。关联分析表明, 与株高、产量相关性状显著关联(P<0.01)的标记有23个, 其中3个标记达到极显著(P<0.001)水平。标记wmc128(1B)和wmc236(3B)与小穗数极显著相关, 分别解释小穗数变异的10.5%和8.0%;标记Xgwm129(2B)与千粒重达到极显著相关, 可以解释千粒重变异的19.3%。