选择牵连效应分析：发掘重要基因的新思路

作物在长期进化过程中，除自然选择外，还经历了两次大的人工选择，即人工驯化选择和育种选择，使栽培种与野生种之间、现代品种与古老的地方品种之间在群体遗传结构及性状上形成了很大的差异；在基因组中，一些承受强选择作用的基因在群体中的多样性显著降低，同时这些基因附近区域的遗传多样性也明显下降。在遗传学中将这种对个别基因的选择导致其侧翼区域遗传多样性降低的现象称之为选择牵连效应（Hitchhiking effect，也称选择搭载效应）。通过大群体多位点的扫描分析，可找到一些发生选择牵连效应的基因组区段，利用标记/性状关联分析（Marker/Trait association analysis），就可发现这些区段所控制的重要性状；对这些区段进行精细扫描和分析，即可找到一些决定重要农艺性状的基因，并发现优异等位变异，从而为重要基因的克隆和作物品种的分子设计奠定基础。各大作物高密度分子标记连锁图谱的绘制完成、高通量基因型分析技术体系的建立，为利用选择牵连效应分析、通过标记/性状之间的关联，寻找和定位一些重要基因奠定了基础。本文在查阅文献的基础上，结合作者的研究，以小麦株高、千粒重、磷的吸收和利用等性状为例，就选择牵连效应分析的基本思路、方法进行了讨论，以起到抛砖引玉之作用。  

A-3中抗条锈新基因YrTp1和YrTp2的分子标记定位分析

【目的】半个多世纪的中国小麦育种史基本是育种家与条锈病的赛跑史。因此，筛选、鉴定、储备和利用新抗源是我国育种和资源研究中的一个长远战略性课题。【方法】利用小麦条锈菌条中31、32号生理小种，对来自小麦与十倍体长穗偃麦草［Thinopyrum ponticum (Host) Liu & Wang］的杂交后代材料A-3进行抗性遗传分析。用荧光SSR分子标记技术，鉴定所携带抗条锈病基因是否为新基因，并对其进行染色体定位研究。【结果】遗传分析表明，A-3对条中31号和32号的抗性由一显一隐2对基因控制。经过对196对微卫星引物的筛选，发现2B染色体短臂上的WMC477-167bp与显性基因紧密连锁，遗传距离为0.4 cM,将该显性基因定位于2BS上；7B染色体短臂上的WMC364-208bp与隐性基因连锁，遗传距离为5.8 cM。图位比较、系谱分析和抗谱分析表明，A-3所含抗条锈基因不同于已知抗条锈基因，暂定名为YrTp1和YrTp2。【结论】可利用A-3中与条锈病抗性紧密连锁的分子标记YrTp1和YrTp2将抗性基因转移到主栽品种中，在小麦育种和生产上发挥作用。  

利用cDNA-AFLP技术分离与小麦耐盐性相关的 cDNA片段及基因的可行性研究

利用cDNA-AFLP技术分析了耐盐性受主效基因控制的小麦品系98-160盐胁迫前后基因表达的变化。对112个克隆的cDNA片断进行了tBlastx分析，约有65.2%的基因与已知基因有较高的同源性，从中筛选出18个与小麦耐盐性密切相关的片段，主要包括转录因子、与离子转运有关的蛋白、信号传导相关蛋白、胁迫相关蛋白以及与蛋白-蛋白相互作用有关的蛋白。目前已得到部分序列的全长cDNA，RT-PCR结果表明一些基因与耐盐性密切相关。  

基于SSR标记的小麦骨干亲本育种重要性研究

 【目的】通过对大面积推广小麦品种和育种骨干亲本的全基因组多位点扫描分析，探讨两者之间的遗传关系及骨干亲本在小麦育种中的作用。【方法】利用ABI3730对中国66份大面积推广的小麦品种和13份育种骨干亲本的481个SSR位点进行基因型扫描分析。【结果】以基因型数据为基础的主坐标及NJ聚类分析，发现中国大面积推广品种可聚成6个大组，每一组中至少有一个骨干亲本。系谱分析表明，每一组中大面积推广品种和骨干亲本之间均存在密切的血缘关系，前者大多为骨干亲本的后裔；同一省份的品种多数聚在一起。来自同一组合的骨干亲本碧蚂4号含有的优势等位变异数多于大面积推广品种碧蚂1号，同样，郑引4号（St2422-464）多于郑引1号（St1472-506）；新一代骨干亲本往往由上一代骨干亲本衍生而来；来源于同一组合的骨干亲本与大面积品种相比，前者与其组合中的骨干亲本间存在更大的遗传差异。【结论】只有对资源的创新、引进和利用给予足够的重视，育种工作才能取得大的突破。  

醇溶蛋白电泳在小麦种质资源遗传分析中的应用

 用酸性聚丙稀酰胺凝胶电泳（A-PAGE）对我国评选出的18个优质小麦品种种子醇溶蛋白进行电泳分析，结果表明：（1）醇溶蛋白带谱严格受基因型控制，不同品种之间存在着显著差异，姊妹系之间也有明显差异；（2）在18个优质品种中，共有17种不同带谱，6个品种在血缘上可能密切相关，但各有自己的特征带，有两个品种即PH82-2-2和小偃6号，带谱完全相同。另外，对38份本室收集的有明确收集地点的节节麦分析表明：（1）节节麦醇溶蛋白的多态性与收集地密切相关，中东国家材料的多态性明显高于前苏联材料，而后者的多态性又明显高于新疆及中原收集的材料；（2）河南和陕西不同地区（县）收集的7份Ae.tauschii实际为同一材料，它们的带谱完全相同；（3）在前苏联的材料中找到了与我国中原材料带谱相似的材料，而在中东收集的材料中找到了前苏联材料的带谱。这些结果与物种起源中心学说是完全相符的。因此，麦醇溶蛋白酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术，作为资源鉴定的 有效手段，有可能用于解决收集资源材料的重复问题，提高小麦种质资源保存和利用的效率；同时，可以用它来研究一些物种的起源和演化。  

小麦及其近亲基因组中的DNA重复序列研究进展

 以小麦为重点 ,对小麦族植物中 DNA重复序列的划分、特点及其功能进行了概括 ,着重介绍了重复序列在基因组分化、DNA转座及在染色体联会和配对中的作用 ,并用一些实例就重复序列在起源和进化、染色体分子指纹图谱绘制、分子标记辅助选择及染色体操作中的应用作了比较全面的介绍。  

中国小麦大面积推广品种及骨干亲本的高分子量谷蛋白亚基组成分析

 对在我国小麦育种中发挥过重要作用的 2 2个骨干亲本、在生产上曾发挥过巨大增产效益的 4 5个品种 ,以及 18个优质面包品种的高分子量谷蛋白亚基组成进行了比较系统的分析。结果表明 ,骨干亲本在 Glu- A1位点有两种等位变异类型“0”和“1”;Glu- B1有“7+8”、“7+9”、“14 +15”、“17+18”、“6 +8”　 5个等位变异类型 ,但主要以“7+8”和“7+9”为主 ;Glu- D1有“2 +12”、“2 +10”、“5 +10”、“4 +10”、“4 +12”、“2 +11” 6个等位变异类型 ,以“2 +12”和“2 +11”为主要类型。在骨干亲本中仅有一个“早洋麦”(Early Prem ium)携带“5 +10”;一个 St2 4 2 2 / 4 6 4携带“14 +15”。此外 ,两个比较重要的材料“玛拉”(Mara)和“阿龙爪”(Alondra)携带“5 +10”。在大面积推广品种中 ,只有“扬麦5号”为“5 +10”携带者 ;“小偃 6号”和“豫麦 7号”携带“14 +15”;“阿夫”、“农大 139”、“郑州 6 83”、“繁 6”等 4个品种携带“17+18”。我国第一批优质小麦品种主要有两个类群 ,即“5 +10”和“14 +15”,前者以“中作 8131- 1”及其变异后代选系为代表 ,后者以“小偃 6号”和其衍生品种为主。此外 ,还查明“17+18”,来源于意大利品种“阿夫” (Funo,或选系 )。上述结果基本反映了 5 0  

植物激素信号传导途径研究进展

植物激素是植物体内合成的微量有机物质,在植物生长发育的各个阶段以及生物和非生物胁迫适应性中都发挥着重要作用。综述了生长素、赤霉素、脱落酸、茉莉酸和乙烯五种激素信号传导途径及其在植物生长发育中的相互作用等方面取得的最新研究进展,以期为激素的理论和应用研究提供参考。  

欧洲与东亚小麦品种遗传多样性的比较分析

 【目的】在分子水平上回答欧洲和东亚小麦品种的遗传关系和多样性差异；同时对Genomic-SSR（gSSR）和EST-SSR（eSSR）多态性水平进行比较分析。【方法】利用38个Genomic-SSR引物对和44对EST-SSR引物对分析371份欧洲小麦品种和363份东亚品种。【结果】共检测到865个等位变异，每个引物对的等位变异数为1～50，平均为10.42；多态性信息含量（PIC）为0～0.91, 平均为 0.53；欧洲和东亚品种分别检测到730、716个等位变异，特有等位变异分别为150、135，平均遗传丰富度分别为8.80和8.61，遗传多样性指数分别为 0.46 和0.52。欧洲和东亚小麦品种在聚类图上明显地划分为两大类群；每个国家或大区聚类结果与其地理分布基本一致，即相邻国家或地区的品种亲缘关系更近一些。近一半基因座的等位变异频率及其分布在欧洲与东亚材料间存在明显差异。 通过标记/性状关联分析，在4B、5A、6A、7B染色体上发现6个影响穗粒数、千粒重、株高、抽穗期、有效分蘖等重要农艺性状的基因座，其中个别基因座优势等位变异差异可能与东亚、欧洲品种的分化密切相关。中国20世纪50～80年代育成品种在大的聚类上明显靠近欧洲材料、而远离中国50年代以前的育成品种和地方品种，这与中国的育种实际相吻合。基于Genomic-SSR和基于EST-SSR的聚类图整体趋势是一致的，但由前者估算的遗传距离远高于后者，因此，一般的SSR较功能基因SSR更易发生变异，由育种选择所引起的分化更快。【结论】在中国今后的小麦育种中，需要通过杂交、回交，对欧洲品种的一些重要基因座等位变异（基因）进行置换，方有可能实现“洋为中用”的目的。  

MITE转座元件在植物中的研究进展

  MITE（miniature inverted repeat transposable element）是一种新近发现的DNA转座元件, 其结构与非自主元件相似，具有TIR或TSD结构，但又具有反转录转座元件的高拷贝性。MITE广泛分布于真核生物基因附近或内部，主要包括Tourist和Stowaway两种类型，通过相应的自主转座元件编码的反转录酶识别TIR序列完成扩张。它插入位点的倾向性以及高度重复性，使其在基因的表达调控和遗传进化上发挥重要的作用。本文在简要介绍MITE转座元件的结构及转座机制的基础上，综述了植物MITE元件在基因表达调控、遗传多样性评价及基因（组）进化方面的研究进展，并对MITE转座元件在植物中的应用前景进行了展望。