硬粒小麦Glu-B3基因家族新成员的克隆及其分子标记的开发

获得小麦低分子量谷蛋白基因家族新成员, 为深入研究该基因家族的组成及其在染色体上的分布与进化奠定基础。本研究根据已发表的小麦低分子量麦谷蛋白基因序列设计了1对简并引物, 以从硬粒小麦品种Langdon BAC文库中筛选的携带小麦低分子量谷蛋白基因的BAC为模板, 利用同源序列克隆技术克隆了1个MET类型的小麦低分子量谷蛋白基因LMWLDN-M, 该基因编码350个氨基酸。利用LMWLDN-M与本实验室克隆的Langdon品种其他类型的小麦低分子量谷蛋白基因之间的SNP, 设计了该类型基因特异的引物。以Langdon代换系和中国春小麦缺体-四体为模板进行PCR扩增, 将该基因定位到小麦B基因组上。序列分析表明, LMWLDN-M为Glu-B3基因家族的一个新成员。     

EMS诱变六倍体小麦偃展4110的形态突变体鉴定与分析

 【目的】构建小麦EMS突变体库,为小麦功能基因组学研究准备基础材料。【方法】利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate,EMS）诱变处理小麦品种偃展4110种子,将获得的M2代材料进行生物学性状与农艺性状鉴定,部分M3材料播种家系进行验证。【结果】对M2代全生育期田间表型进行观察鉴定,突变群体的表型变异率约为6.6%;获得了幼苗、叶、茎、穗及成熟期等生物学特性与主要农艺性状的变异体和突变体,变异类型丰富,特别是发现了自然突变中少见的变异类型,如株高在10-15 cm左右的特矮变异类型。【结论】本研究所构建的两个偃展4110 EMS突变群体较为理想,可望有效地被用于小麦功能基因组研究和小麦遗传改良中。     

植物基因组原位杂交中部分技术问题的探讨

本文就植物基因组原位杂交中出现的无杂交信号，杂交信号过多（杂交背景重）或过少，染色体丢失及杂交污点产生的原因进行了初步分析，并提出了一些解决的方法。     

小麦盐胁迫相关基因TaMYB32的克隆与分析

在对小麦全长cDNA克隆进行大规模测序及转录因子功能研究中,筛选到一个盐胁迫相关的MYB转录因子基因,将其命名为TaMYB32。TaMYB32的全长cDNA序列为1250 bp,开放阅读框为732 bp,编码一个具有244个氨基酸的R2R3-MYB转录因子。根据该基因的cDNA序列设计引物,分别在小麦二倍体祖先种乌拉尔图小麦UR206、拟斯卑尔脱山羊草Y2006和粗山羊草Y2282以及六倍体普通小麦中国春和茶淀红中克隆了TaMYB32的基因组和cDNA序列。序列分析表明TaMYB32在小麦二倍体祖先种中存在2种序列,在六倍体小麦中存在4种序列,其中1种序列在进化上非常保守,在二倍体和六倍体中完全相同。对TaMYB32的基因组和cDNA序列比较分析表明它是一个没有内含子的基因。电子定位发现TaMYB32在小麦第六同源群上,每个基因组中有2个拷贝,这与测序结果相吻合。同源序列分析发现,TaMYB32与来自水稻和玉米中的MYB蛋白的相似性分别为72.4 %和73.7%。组织表达特性分析表明该基因在小麦根、茎、叶、雌蕊和花药中均有较强的表达。半定量与实时定量RT-PCR结果表明TaMYB32是一个受盐胁迫诱导表达的基因。     

小麦白粉病菌诱导的TaWRKY34基因的鉴定与分析

WRKY转录因子在植物抗病防卫反应中发挥重要作用。利用cDNA宏阵列(macroarray)和RT-PCR相结合的方法,从小麦全长cDNA文库的WRKY转录因子中筛选出一个应答小麦白粉病菌胁迫的TaWRKY34转录因子,该基因编码464个氨基酸。染色体定位分析表明,该转录因子位于小麦第一同源群染色体的短臂上,并且只在细胞核中表达。其蛋白序列与拟南芥、大麦和葡萄抗病相关WRKY转录因子的亲缘关系较近,与其中的3个WRKY基因具有相似的表达模式。TaWRKY34在Pm16/北京8377抗白粉病近等基因系中,对小麦白粉病菌、水杨酸和茉莉酸诱导的表达模式存在差异。TaWRKY34可能与小麦对白粉菌的抗性有关。     

乌拉尔图和栽培一粒小麦抗病基因向普通小麦转移的研究

乌拉尔图小麦（Triticum urartu Tum．）和栽培一粒小麦（Triticum monococcum L．）是普通小麦的两个二倍体野生种，是进行小麦遗传改良的重要遗传资源。为了将其抗白粉病和抗条锈病基因转移到普通小麦中，用普通小麦分别与两份乌拉尔图小麦材料1010013和1010015及一份栽培一粒小麦材料1010048配制杂交组合。结果表明，乌拉尔图小麦与普通小麦杂交不能正常结实，必须进行幼胚拯救。成胚率为14．77％；而栽培一粒小麦与普通小麦杂交可正常结实，但结实率很低。杂种F1自交不育，与普通小麦回交可正常结实．但BC1自交结实率极低。对普通小麦与乌拉尔图小麦杂种F1花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ的观察结果表明，平均单价体为17．36个．二价体为5．32个。进一步对杂种后代进行抗病鉴定和遗传分析，乌拉尔图小麦1010013和1010015分别含有一对显性抗白粉病基因。栽培一粒小麦1010048含有两对独立遗传的显性抗条锈病基因，并分别在杂种后代BC2F1和BC1F2中获得了染色体正常（2n=42）、细胞学稳定且抗性与供体亲本一致的抗白粉病和抗备锈病植株。说明来自二倍体乌拉尔图和栽培一粒小麦的抗病基因已通过遗传重组导入到普通小麦中。研究还发现普通小麦莱州953与乌拉尔图小麦和栽培一粒小麦杂交的结实率与中国春的同样高，表明其可能携带有远缘杂交亲和基因。