小麦-中间偃麦草抗条锈病渗入系的分子细胞学鉴定

小麦品系CH5383是源于中间偃麦草(Thinopyrum intermedium)的兼抗多种小麦病害的新种质。为明确其抗性来源和外源DNA片段的渗入位置,采用基因组原位杂交(GISH)和荧光原位杂交(FISH)对CH5383进行分析,GISH分析未发现外源信号,FISH结果观察到CH5383的3BL染色体端部与对照小麦(Triticum aestivum)品种中国春相比有明显的重组信号,初步推断CH5383染色体3BL端部可能有中间偃麦草DNA片段插入。用135对PLUG(PCR-based landmark unique gene)标记对CH5383、中国春和多个近缘物种进行扩增分析,发现位于3B染色体长臂端部的引物TNAC1383,能在CH5383和中间偃麦草中扩增出大约1 300 bp的特异DNA产物。从而进一步证实,CH5383是一个小麦-中间偃麦草小片段渗入系,携带抗条锈病基因的外源中间偃麦草DNA渗入片段位于3B染色体端部0.81-1.00区段。CH5383可以作为优异的小麦抗病育种新种质加以利用。     

小麦成株期抗条锈病基因YrCH7056的定位及其抗源分析

为了更好地利用彭提卡偃麦草资源,拓宽小麦抗源育种选择范围,对其抗条锈性和遗传模式进行探究。利用彭提卡偃麦草渗入系CH7056和小麦品种SY95-71构建重组自交系,以条锈混合菌种CYR32+CYR33+v26对重组自交系的F_7和F_8家系进行成株期抗性鉴定。结果表明:遗传群体家系中抗感单株比例在2013年和2014年间均接近1∶1,由此推断CH7056中携带有1个显性抗条锈病基因,暂命名为YrCH7056。利用细胞学技术(基因组原位杂交)已检测不到外源信号。通过对群体抗感池扫描DArT芯片,将YrCH7056初步定位在小麦1B染色体;之后利用1B染色体上的129对公共SSR标记以及72对新开发的偃麦草特异标记构建了YrCH7056的遗传图谱,侧翼标记为1BL-3848555-1.1c M-YrCH7056-2.5c M-barc240。通过比较抗性表现的时期、基因来源以及紧密连锁标记的遗传距离得出,这个抗条锈病基因不同于已定位于染色体1BL上的抗性基因,推断YrCH7056是一个抗条锈病新基因;同时,1BL-3848555在CH7056中的扩增条带与在彭提卡偃麦草和小偃7430中的条带一致,推断YrCH7056可能来自于彭提卡偃麦草。     

小麦抗条锈基因Yr17的新SCAR标记的建立与应用

为深入了解四川小麦新品种(系)中抗条锈病基因的组成,并为开展分子标记辅助育种提供依据,以小麦抗条锈病基因Yr17的近等基因系以及抗条锈病品系L15与感条锈病材料SY95-71的杂交F2代群体为材料,采用集群分离分析法(BSA)结合SSR分子标记进行分析,发现1条由引物Xgwm415扩增的与抗条锈基因Yr17连锁的特异带。对该特异带克隆测序发现,该序列长390 bp,与栽培大麦中的一个序列表达标签(EST)有90%的相似性,与水稻基因组中的一个"核苷酸结合位点(NBS)-富亮氨酸重复(LRR)"型抗病基因的编码区有70%的相似性。根据该序列设计特异引物,建立SCAR标记,命名为SC-372。利用SC-372对54个四川省近年育成的小麦品种(系)进行检测,发现在15个抗病品种(系)中能特异扩增。进一步利用SC-372及前人报道的Yr17连锁标记VENTRUP/LN2对Yr17近等基因系及偏凸山羊草进行扩增比较发现,本实验建立的SCAR标记对小麦背景中的Yr17基因有更好的检测效率。因此可将SC-372用于分子标记聚合小麦抗条锈病基因的育种实践中。     

小麦抗白粉病基因来源及抗性评价的研究进展

小麦白粉病是小麦生产的主要病害之一,应用抗病品种是防治该病十分经济、有效的措施。目前为止,小麦基因组中有41个位点的56个抗白粉病基因被标记和作图。本文详细叙述了小麦抗白粉病基因的来源及抗病基因利用,旨在为我国抗小麦白粉病分子育种提供参考。     

多年生簇毛麦α-醇溶蛋白基因的分离与序列分析

以多年生簇毛麦（Dasypyrum breviaristatum）基因组DNA为模板,用小麦种子醇溶蛋白保守引物进行PCR扩增。扩增产物经克隆测序,获得999-1018bp的7个序列（GenBank登录号为EU186102-EU186108）,分别编码283-290个氨基酸。序列比对结果表明,它们具有α-醇溶蛋白基因的保守特征,是α-醇溶蛋白基因家系成员。该7个序列与乳糜泻（celiac disease）病人毒性抗原相关序列的比对结果表明,有5个序列在C末端具有Glia-α-2型抗原序列的特征。根据α-醇溶蛋白基因的编码氨基酸建立系统树,发现来自多年生簇毛麦的α-醇溶蛋白基因序列单独聚为一类,不能与普通小麦A、B或D染色体组的相关序列聚在一起。在序列分析的基础上设计了簇毛麦基因组α-醇溶蛋白基因的特异引物AS-V-gli-F和AS-V-gli-R,通过特异PCR扩增,AS-V-gli-F和AS-V-gli-R仅能对多年生簇毛麦、小麦-多年生簇毛麦部分双二倍体进行特异性扩增,而不能对小麦和其他小麦族物种进行扩增。因此,AS-V-gli-F和AS-V-gli-R可作为检测多年生簇毛麦α-醇溶蛋白基因向栽培小麦转移的分子标记。     

小麦品系CH7034中耐盐QTL定位

鉴定小麦耐盐种质对于充分利用盐碱地和保障粮食安全具有重要意义。CH7034是本实验室自育的1份小麦耐盐品系,为了明确其耐盐性遗传规律和控制位点,利用CH7034与盐敏感品种SY95-71的重组自交系群体进行QTL分析。基于SNP芯片数据和盐害指数(salt injury index),在2A、2D、4B和5A染色体上共检测出6个QTL,分别为QSI.sxau＿2A、QSI.sxau＿2D、QSI.sxau＿4B.1、QSI.sxau＿4B.2、QSI.sxau＿5A.1和QSI.sxau＿5A.2。其中,QSI.sxau＿5A.1在3次盐胁迫试验中均能被检测到,具有最高的表型变异解释率(15.73%～20.18%),且不同于5AL染色体上已报道的其他耐盐位点。在QSI.sxau＿5A.1区间开发并整合了7个SSR标记,将LOD峰值进一步确定在SSR-D1处。基于转录组数据库,从QSI.sxau＿5A.1区段内筛选了12个响应盐胁迫的高置信基因。研究结果为CH7034耐盐位点的精细定位乃至克隆奠定了基础,也为小麦耐盐品种选育提供了新种质和分子标记。     

山西小麦品种(系)的高分子谷蛋白亚基遗传变异分析

应用SDS -PAGE技术 ,对来源于山西的 39份小麦品种 (系 ) ,其中 2 6个为已审定的被大面积推广的高产品种 ,1 3个为新近育成的优良品系 ,分析了它们的高分子谷蛋白亚基组成。同时按照Payne等的谷蛋白亚基评分标准 ,进行了品质评分。结果表明 ,山西小麦育成品系的高分子谷蛋白亚基的组成较差 ,主要表现在 :Glu -A1位点上主要为Null或 1亚基 ,2 较少 ;在Glu -B1上为 7+8、7+9或 2 0亚基 ;而在Glu -D1上主要为 2 +1 2亚基 ,优质的5 +1 0亚基组合较少。这也可能部分解释了山西小麦的烘烤品质较差的原因。因此 ,可以加强引进具有优质谷蛋白亚基的小麦种质资源 ,综合利用SDS -PAGE等技术将它们引入小麦品种中 ,丰富小麦品种中谷蛋白亚基组成的遗传基础 ,从而进一步提高山西小麦的品质育种的水平。另外 ,其中的 5个含优质亚基、兼抗条锈病的品种 (系 )可以作为四川小麦育种的种质资源     

小麦-黑麦染色体代换易位系创新材料的选育及抗病性研究

利用小麦 -异源直接杂交法回交结合开放授粉处理 ,在诱发材料制造的条锈病流行条件下 ,从组合Curren cy/小偃 6号 //川育 12号 /3/A30 2中选育出小麦 -黑麦染色体代换易位系NR98117- 9S等 5个小麦材料。这些材料大都具有与亲本小麦品种小偃 6号及川育 12号不相上下的农艺性状 ,对条锈生理小种条中 31和混合菌种表现高抗 ,可作为四川小麦抗条锈病育种的亲本加以利用。文中还讨论了小麦育种中的间接选择在创制小麦 -黑麦染色体代换易位系上的可行性。     

鼠尾草属植物的DNA及RNA高效提取方法

以鼠尾草属植物为原料,采用CTAB法提取DNA,并在TSB法及氯化锂沉淀法的基础上改进并建立了一种高效高质量提取RNA的方法。用核酸测定仪测浓度和琼脂糖凝胶电泳检测质量,均获得了高浓度和高质量的DNA及RNA,为RT-PCR、分子克隆等分子生物学实验提供了很好的模板。     

粗穗披碱草1HtS染色体的蛋白质二硫键异构酶基因CAPS标记

中国春-粗穗披碱草罗伯逊1Ht S.1BL易位系高抗小麦条锈病、叶锈病和白粉病。为了获得抗病小片段易位系,用中国春ph1b基因缺失突变体对1Ht S.1BL进行了诱导,获得了大量诱导后代。本研究用位于小麦1DS染色体的87个EST-STS标记对中国春、粗穗披碱草和1Ht S.1BL易位系进行分析,未发现多态性标记。对其中扩增较好的引物BE444859的PCR产物进行随机克隆测序,获得了14个序列,与已发表的小麦蛋白质二硫键异构酶基因序列具有97%以上的同源性,14个序列均包含3个外显子和2个内含子。限制性酶切位点分析表明,仅2个序列含有HaeIII酶切位点。验证实验结果表明,BE444859/HaeIII组合可以在供试材料中获得多态性。进而用BE444859/HaeIII对一套中国春-粗穗披碱草附加系和151株诱导后代材料进行分析,结果显示,特异多态性条带仅出现在含1Ht S的材料中;68株后代材料均可扩增出多态性带。因此,BE444859/HaeIII可以作为粗穗披碱草蛋白质二硫键异构酶基因CAPS标记,用于检测小麦背景中的1Ht S染色体。本研究揭示当杂交亲本间无直接PCR多态性而又需要建立标记时,发展CAPS标记是行之有效的方法。